3 Донный трал

3.1 Основные положения математической модели донного трала

Теоретический чертеж модели (верхней и нижней пластей) донного трала приведен на рис. 3.

Рис.3 Теоретический чертеж модели донного трала

Устье донного трала представлено в модели в виде материальных точек, размещенных по подборам и сборочным. Точечные массы размещаются в центре и на концах верхней и нижней подборы. Таким образом, устьевая часть донного трала представлена 6-ю материальными точками.

Указанные шесть материальных точек соединяются между собой упругими связями. Сила гидродинамического сопротивления сетной оболочки трала представлена в виде 6-ти равных сосредоточенных сил, приложенных к 6-ти материальным точкам устьевой части трала. Поперечная сила стягивания, действующая со стороны сетной части и распределенная по подборам и сборочным, представлена в виде одинаковых сосредоточенных сил, приложенных к концам подбор.

Донный трал оснащается грунтропом. Грунтроп обеспечивает точно такую величину заглубляющей силы, какая необходима для движения трала на заданном расстоянии от донной поверхности с заданным вертикальным раскрытием. Грунтроп перекрывает зазор между дном и нижней подборой, не цепляясь за препятствия. Наконец, грунтроп заставляет подниматься рыбу, основная масса которой при приближении трала прижимается к дну.

Ориентация грунтропного каната относительно направления движения в различных частях грунтропа разная. Если в центральной части ось бобинцев перпендикулярна направлению движения и бобинцы свободно вращаются на грунтропе, то в крыловых частях ось бобинцев повернута в направлении движения и вращение бобинцев затруднено. Для снижения сопротивления на концах крыльев используется голый грунтроп без бобинцев. Модель грунтропа включает набитый грунтроп и голый грунтроп.

В модели донного трала грунтроп представлен тремя материальными точками. К этим точкам приложены силы реакции со стороны донной поверхности, силы гидродинамического сопротивления, и силы тяжести и плавучести, определяемые выбранной набивкой.

Схема канатной оснастки модели донного трала приведена на рис.4.

Рис. 4 Схема канатной оснастки модели донного трала.

В этой схеме без клячовки нижняя подбора EF посредством стопорных цепей FA соединяется с грунтропом GA в точках A. Верхняя подбора UB посредством верхних кабелей BC соединяется с нижними кабелями AC в точках C, а одинарные кабели CD соединяют точки С с распорными досками.

Распорные доски движутся по грунту, поэтому в модели должны учитываться грунтодинамические силы, приложенные к распорным доскам и зависящие от характера грунта и заглубляющей силы досок. Заглубляющая сила досок, в свою очередь, зависит от типа и настройки досок.

ММ донного тралового комплекса включает в себя:

- дифференциальные уравнения нестационарного движения материальных точек, размещенных на подборах, а также в точках соединения сборочных;

- дифференциальные уравнения пространственного вращения пластин, представляющих распорные доски под действием сил упругости связей, гидродинамических сил, грунтодинамических сил, сил тяжести и плавучести.

Моделирование гидродинамических и грунтодинамических сил, приложенных к распорным доскам, осуществляется на основе данных В.П.Карпенко и В.Л.Веденеева.