АППАРАТУРА И ПРИБОРЫ МОРСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Ю.В. ОРЛОВ, главный конструктор ОМЭ ЭКБ ОАО МариНПО (Калининград)

В отделе морской электроники (ОМЭ) экспериментально-конструкторского бюро (ЭКБ) морского научно-производственного объединения промрыболовства (МариНПО) создается следующая аппаратура и приборы нового поколения для тралового лова, который в настоящее время является почти единственным видом промышленного рыболовства:

• - аппаратура приборной аттестации траловых систем;
• - приборы для промышленного рыболовства (траловые зонды и приборы контроля наполнения);
• - приборы, используемые в поисковых и исследовательских целях, в т.ч. подводное телевидение.

Основная цель создания аппаратуры - повышение эффективности лова, т.е. получение наибольшего результата наиболее экономным способом.

Главная задача, вытекающая из этой цели, - обеспечение наибольшего результата в единицу времени - не может быть решена промысловыми, поисковыми и научно-исследовательскими судами без специальной аппаратуры.

АППАРАТУРА ПРИБОРНОЙ АТТЕСТАЦИИ ТРАЛОВЫХ СИСТЕМ
Аппаратура нового поколения обусловит увеличение эффективности траловых орудий лова за счет совершенствования тактики и техники лова путем сокращения энергозатрат, непроизводительных потерь времени в процессе отдачи и выборки трала, повышения прицельности траления в вертикальной плоскости, а также уменьшения выхода рыбы из трала во время выборки.

В процессе разработки будут решены следующие задачи:

1. Создание системы приборной аттестации тралов и их оснастки, позволЯющей объективно сравнивать параметры и характеристики тралов, траловых досок и совокупности ваер-доски-трал с документальным отображением на цветном мониторе и принтере результатов в виде таблиц и графиков, отметкой района, даты и времени испытаний.
2. Создание технологической траловой системы, позволЯющей осуществлЯть ручной и полуавтоматический режимы этапов тралениЯ.
3. Разработка и изготовление отдельных комплексов и систем, входящих в комплекс измерительный траловый (“КИТ”), которые могут использоваться самостоятельно на промысле или в исследовательских целях.
4. Уменьшение массо-габаритных характеристик и потреблениЯ энергии от автономных источников тока и бортовой сети за счет применениЯ в электронных схемах современной элементной базы.

Комплекс измерительный траловый “КИТ” состоит из совокупности совместно действующих технических средств и их частей, расположенных на трале, досках и борту судна, каждая из которых предназначена для самостоятельного выполнения установленного задания:

1. Система определения параметров трала — СОПТ, основой которой является многопараметровый траловый зонд (МТЗ).
2. Система контроля параметров ваеров (длина, усилия, скорость ДУС). Основой системы является комплекс определения длины стальных канатов (КОД).
3. Система контроля пространственно-временного положения траловых досок. Основой системы является досковая аппаратура глубины и расстояния между досками (ДАГиР).

Этот комплекс (КИТ) предназначен для контроля пространственно-временного положения трала и досок относительно друг-друга, а также поверхности и дна моря в процессе отдачи-выборки и траления.

Комплекс (или отдельные составные части комплекса) может использоваться как в целях промышленного рыболовства при отработке тактики и техники лова, так и при сравнительных испытаниях тралов и их частей.

Комплекс служит для получения информации о следующих параметрах ваеров, трала и досок:

Параметры ваеров (каждого ваера и стяжного троса):

• - длина вытравленной части;
• - усилия в подвесках ваерных блоков или натяжения ваеров;
• - скорость отдачи-выборки.

Параметры трала и информация из зоны трала:

• - глубина хода верхней подборы (по гидростатическому давлению);
• - вертикальное раскрытие;
• - расстояние между крыльями;
• - отстояние трала от грунта;
• - нахождение рыбы в устье трала*, под тралом и над ним;
• - прохождение рыбы в трале;
• - наполнение кутка трала;
• - температуры воды в зоне трала.
  

Параметры досок:

• - расстояние между досками;
• - глубина левой доски;
• - глубина правой доски;
• - взаимное положение трала и досок в вертикальной плоскости.

Комплекс может применяться на судах рыболовного флота крупного, среднего и малого тоннажа во всех районах промысла (кроме районов с колотым льдом) при волнении моря до 6 баллов и скорости траления до 5 узлов.

В состав комплекса измерительного тралового “КИТ” 1.000.120 входят три системы. Состав каждой системы по полной схеме, приведенной ниже, определяется, исходя из возможности работы аппаратуры в полуавтоматическом режиме, для надежной работы в котором необходим избыток информации.

Расположение траловой, досковой и бортовой частей “КИТ” приведено на рис.1.

В систему определения параметров трала СОПТ входят следующие конструктивные части:

А. Подводная часть:

• - многопараметровый траловый зонд (МТЗ), 2.000.004;
• - передатчик информации с кутка о наполнении (ПИК) 2.000.006;
• - траловая аппаратура расстояний (ТАР), 2.070.002, служащая для контроля расстояния между крыльями трала.

ТАР состоит из блока-запросчика (ТАР-3), 2.016.001, устанавливаемого на одном крыле трала и соединяемого кабелем с МТЗИ автономного блока, устанавливаемого на противоположном крыле приемо-ответчика (ТАР-ПО) 2.016.003;

- дополнительный зонд (типа ТУЗ) 2.000.005, который устанавливается на расстоянии до 20 м от верхней подборы трала и кабелем соединяется с МТЗ.
Зонд служит для оценки по записям эхоинформации основного (МТЗ) и дополнительного (ТУЗ) зонда прохождения рыбы в трале.

Б. Бортовая часть.

• - блок интерфейсный - сопряжения (БИС), 2.222.082.
• - регистрирующе-отображающее устройство (РОУ), 2.390.091.

Система контроля параметров ваеров (длина, усилия, скорость) ДУС состоит из двух комплексов:

• - комплекс определения длины стальных канатов и скорости отдачи-выборки ваеров (КОД) 2.520.004 в составе 2-х датчиков оборотов (правый, левый) и блока информационного;
• - аппаратура контроля усилий в подвесках ваерных блоков (или натяжения ваеров) в составе 2-х датчиков усилий, 2-х блоков сопряжения и фильтров, индикаторного устройства. Натяжение ваеров контролируется при включении в состав аппаратуры датчиков определения изгиба ваеров на ваерных блоках.
  

Система контроля пространственно-временного положения траловых досок.
Основой системы является досковая аппаратура глубины и расстояния между досками (ДАГиР) 2.513.025, которая может выпускаться в одном из двух вариантов по желанию заказчика:

• - автономная аппаратура “ДАГиР”, в которой в процессе отдачи, траления и выборки результаты измерений глубины каждой доски и расстояния между досками записываются в электронную память. На борту судна эта информация выводится и отображается на цветном мониторе ПК, или
• - телеметрическая аппаратура “ДАГиР-Т”, позволяющая получать информацию о глубине каждой доски и расстоянии между досками непосредственно в процессе траления с отображением информации на цветном мониторе в 2-х проекциях:
• - вид с птичьего полета;
• - вид сбоку в вертикальной плоскости взаимного положения трала и досок по глубине погружения.

В обоих вариантах на одной из досок устанавливается блок-запросчик (БЗ), а на другой приемо-ответчик (ПО). В телеметрическом варианте на доске с БЗ на ее верхней кромке устанавливается дополнительно антенна передающая (АП), соединяемая кабелем с блоком-запросчиком,
Ось АП ориентирована в сторону середины верхней подборы трала, где для приема сигналов с досок и передачи их на борт судна устанавливается ретранслятор (Рет). РЕТ соединяется с МТЗ отрезком коаксиального кабеля типа КОБД, “Рыбацкий” или КГ1.

Траловые доски являются важной составляющей рыболовной системы “ваер-доски-трал”, параметры которой во многих случаях определяют успех промысловой работы отдельного судна.
Например, при прицельном траловом пелагическом лове на положение трала в пространстве будут влиять как дрейф судна и подводные течения, так и длина каждого ваера, положение одной доски относительно другой и центра верхней подборы трала, т.е. положение трала в пространстве.

ПРИНЦИП РАБОТЫ КОМПЛЕКСА
Информация с досок на верхнюю подбору трала передается по гидроакустической линии радиоимпульсами на несущей частоте 75 кГц, а с трала на борт судна по кабелю штатной судовой лебедки тралового зонда.

Глубина трала и каждой из досок определяется с помощью линейного полупроводникового тензометрического датчика гидростатического давления типа ДД 2.5 или Д16 с верхним пределом соответственно 25 и 160 кГс/см2 (2,5 и 16 МПа).

Напряжение постоянного тока с диагонали моста, питающегося стабилизированным постоянным напряжением, усиливается и подается на АЦП, затем преобразуется с помощью ВИМ модулятора во временной интервал, пропорциональный глубине погружения, т.е.

t = kH

• где t мс - временной интервал между импульсами,
• Н,м - глубина погружения доски, трала,
• К мс/м - коэффициент масштаба преобразования.

Расстояние между досками Дg, а также расстояние между “крыльями” трала определяется по принципу “запрос-ответ”, который основан на конечной скорости “С” распространения ультразвука по кратчайшему расстоянию, что дает возможность измерять время t.

Ультразвуковой сигнал, излучаемый антенной блока “запросчика”, установленного на одной доске в сторону приемо-ответчика, установленного на другой, пройдя расстояние Дg улавливается, усиливается и излучает ответный сигнал, который, пройдя в обратном направлении расстояние Дg, принимается устройством первой доски:

tзад = 2 Дg / С

где С = 1 500 м/с - скорость звука в воде.

Информацию о наличии рыбы в устье трала и других отражающих объектов, определяющих вертикальное раскрытие, расстояние до грунта и т.д., получают методом эхолокации по времени прохождения зондирующего импульса до цели и обратно.

ПРИМЕЧАНИЕ. Этим же методом эхолокации может определЯтьсЯ расстоЯние между досками по отраженному сигналу от противоположной доски.

Сигналы о наполнении трала рыбой, передаваемые передатчиком информации с кутка (ПИК) на частоте зондирующего импульса зонда тралового (50 кГц), установленного на верхней подборе, воспринимаются боковым лепестком диаграммы встроенного пьезо-керамического вибратора.
Информация о наполнении отображается в виде вертикальных полос на цветном дисплее или самописце штатного судового эхолота, временной интервал следования которых соответствует степени наполнения.

Температура воды в зоне трале измеряется встроенным в корпус МТЗ промышленно выпускаемым интегральным датчиком ТМР 03, который имеет цифровой выход измеряемого параметра.
Принцип работы комплекса КОД заключается в преобразовании числа оборотов шкива блока подвесного ваерного в длину проходяшего через шкив ваера (каната). Счет числа оборотов шкива осуществляется с помощью датчика, состоящего из блока герконов и магнитных головок; блок герконов устанавливается на щеке блока подвесного ваерного, а магнитные головки (1-4 шт.) — на шкиве.

Преобразование числа оборотов шкива в длину ваера осуществляется в блоке информационном по следующему алгоритму:

L = K (N * B) /1000

где L - длина ваера, м;
K = C / B - коэффициент преобразования, мм;
N - число оборотов шкива;
В - количество головок магнитных;
С - длина окружности шкива блока ваерного по ручью, мм.

Скорость отдачи-выборки ваеров определяется путем обработки информации о длине, получаемой в единицу времени с помощью преобразователя скорости блока информационного.
Усилие в подвеске ваерного блока определяется с помощью встроенного в блок датчика усилий, на выходе которого аналоговый сигнал пропорционален величине нагрузки, прикладываемой к ваерному блоку (ВБ) со стороны ваера.

Натяжение ваера при известном усилии в подвеске ВБ и измеренном угле изгиба ваера на шкиве ВБ с помощью угломерного датчика определяется по алгоритму

T = R / 2 * Sin U/2

где Т - натяжение ваера;
R - усилие в подвеске ВБ;
U - угол изгиба ваера.

Угол изгиба ваера может измеряться в динамическом режиме с помощью угломерного датчика, устанавливаемого на ВБ и передающего аналоговый сигнал, пропорциональный углу изгиба в блок индикации, или определяться с помощью ручного угломерного инструмента (малки) и устанавливаться в статическом режиме на блоке индикации специальным регулятором с точностью установки не менее 1 град.

В реальных условиях процесс измерения усилий в подвеске ВБ или натяжения ваеров происходит, как правило, при наличии качки судна (бортовая, килевая). Для подавления колебаний информационного сигнала, вызванных изменением нагрузки в подвеске ВБ, и угла изгиба ваера вследствие качки судна, обязательным узлом блока индикации является фильтр с постоянной времени до 45-60 С по уровню 0,9.