МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «СУДНО-ТРАЛ»

​MODELING OF THE «VESSEL-TRAWL» SYSTEM

Nedostup Aleksander Alekseevich

Candidate of Science, Head of Commercial fishery department, assistant professor, Kaliningrad State Technical University,

Russia, Kaliningrad

Sergeev Egor Ilich

Postgraduate student of the Department of Industrial Fisheries, Kaliningrad State Technical University,

Russia, Kaliningrad

АННОТАЦИЯ

Целью данной работы является применение теории мультифизического подобия для моделирования системы «судно-трал». Моделирование данной системы необходимо для успешного проектирования маломерного флота на подобье катамаранов для промысла гидробионтов во внутренних водоемах и прибрежной зоне Российской Федерации. В основу метода мультифизического подобия системы «судно-трал» взята теория подобия, разработанная Недоступом А.А. [1]. Важной задачей существующего метода является простота и связь геометрических, силовых и энергетических характеристик системы «судно-трал». Результатом моделирования системы «судно-трал» является создание прототипа промыслового катамарана. Выводом можно считать правомерность использования теории мультифизического подобия для проектирования систем «судно-трал».

ABSTRACT

The purpose of this work is to apply the theory of multiphysical similarity to model the ship-trawl system. Modeling of this system is necessary for the successful design of a small fleet similar to catamarans for fishing aquatic organisms in inland waters and the coastal zone of the Russian Federation. The method of multiphysical similarity of the "vessel-trawl" system is based on the similarity theory developed by Nedostup A.A. [1]. An important task of the existing method is the simplicity and connection of the geometric, power and energy characteristics of the ship-trawl system. The result of modeling the "vessel-trawl" system is the creation of a prototype fishing catamaran. The conclusion can be considered the validity of using the theory of multiphysical similarity for the design of "vessel-trawl" systems.

Ключевые слова: подобие; судно-трал; моделирование.

Keywords: similarity; vessel-trawl; simulation.

Целевые показатели потребления рыбы и рыбной продукции были впервые установлены для каждого региона России в соответствии с «дорожной картой», одобренной Правительством РФ в 2024 году. Президент РФ поставил задачу увеличить внутреннее потребление отечественной рыбы и рыбной продукции. К 2030 году среднее потребление на душу населения должно достичь 28 кг в год согласно рекомендациям Минздрава России.

Важной составляющей вылова гидробионтов в Российской Федерации являются внутренние водоемы и прибрежная зона. Для строительства маломерного флота требуется много средств, которыми должны обладать рыболовецкие колхозы и индивидуальные предприниматели. Строительство маломерного флота идет медленно, так как свободных средств просто нет, а программа «квоты под киль» не работает во внутренних водоемах и прибрежной зоне [2].

Одним из решений строительства маломерного флота является применение безэкипажных маломерных судов для промысла гидробионтов [3]. Такие судна могут эксплуатироваться оператором и тем самым полностью информация о промысле будет концентрироваться и анализироваться в территориальных органах Росрыболовства. Одной из задач разработки безэкипажных маломерных судов для промысла гидробионтов является создание системы «судно-трал», ее моделирование и проектирование.

В статье приводится методика мультифизического подобия системы «судно-трал» на основе теории подобия Недоступа А.А. [1].

В табл. 1 и 2 приводятся некоторые масштабы мультифизического подобия системы «судно-трал». Из [1] взяты масштабы подобия, необходимые для моделирования системы «судно-трал».

Таблица 1.

Масштабы подобия механических, гидродинамических, грунтодинамических и трибологических величин

Таблица 2.

Масштабы подобия электродинамических величин

На рис. 1 изображен промысловый катамаран ПК-1, который является промежуточным прототипом промыслового катамарана. Промысловый катамаран ПК-1 изготовлен из стеклопластика, пеноплекса и дерева. Экспериментальные исследования по исследованию тяги на швартовых и его гидродинамике проходили в ФГБОУ ВО «КГТУ». На рис. 2 изображены фотографии с экспериментальных исследований. В табл. 3 приводятся характеристики ПК-1 [3,4].

Таблица 3.

Геометрические и конструктивные характеристики ПК-1

Экспериментальные исследования по гидродинамике корпуса ПК-1 позволили получить явную картину о сопротивлении корпуса ПК-1 (см. табл. 4).

Рисунок 1. Промысловый катамаран ПК-1

Рисунок 2. Эксперименты с ПК-1 в малом бассейне ФГБОУ ВО «КГТУ»

Таблица 4.

Результаты испытаний катамарана ПК-1

Примечание: расстояние от бортов – 75 мм.

На рис. 3 изображен ПК в ходе экспериментальных исследований в гидроканале «Фишеринг Сервис».

Рисунок 3. Эксперименты с ПК-1 в гидроканале «Фишеринг Сервис»

Для проведения опытов в открытых водоемах необходимо изготовить промысловый катамаран, который способен эффективно работать на волне. Создание промыслового катамарана основано на учете всех возможных внешних факторов. В табл. 5 приводятся характеристики ПК-2 с учетом масштаба подобия C_l=2 [5].

Пересчет характеристик с ПК-1 на ПК-2 выполнялся из расчета C_l=2 с учетом табл. 1 и 2. В табл. 5 приводятся характеристики ПК-2.

,                                                                         (1)

,                                                                        (2)

.                                                                           (3)

Таблица 5.

Геометрические и конструктивные характеристики ПК-2

Примечание: расстояние от бортов – 150 мм.

По данным табл. 5 был изготовлен промысловый катамаран ПК-2. На рис. 4 изображен промысловый катамаран ПК-2.

Рисунок 4. Промысловый катамаран ПК-2

На рис. 4 изображены 1 и 2 – оси левого и правого силового агрегата соответственно; 3 и 4 – левая и правая траловые лебедки соответственно; 5 и 6 – места крепления левого и правого блоков с датчиками натяжения, оборотов и угла наклона ваеров; 7 – кабельно-сетной барабан.

Экспериментальные исследования тяги на швартовых ПК-1 и ПК-2 и их сравнение (см. табл. 6).

Таблица 6.

Результаты испытаний на швартовых ПК-1 и ПК-2

Исследования тяги на швартовых ПК-2 с моделированной энергетической установкой показал хорошие результаты.

Экспериментальные исследования с ПК-1 и ПК-2 показали хорошую сходимость результатов моделирования, те масштабный эффект сведен к минимальным значениям.

                                                                                               (1)

где: M^<i> - матрица значений масштабных эффектов по геометрическим, силовым и энергетическим параметрам системы «судно-трал»; i – индекс, присваиваемый параметру масштабного эффекта.

Результатом моделирования системы «судно-трал» является создание прототипа промыслового катамарана. Выводом можно считать правомерность использования теории мультифизического подобия для проектирования систем «судно-трал».

Исследование выполнено в рамках выполнения государственного задания по теме «Разработка беспроводной системы контроля параметров трала с элементами искусственного интеллекта «Автотрал»».

Список литературы:

1. Недоступ А.А., Ражев А.О. Создание правил мультифизического подобия тралового комплекса // Морские интеллектуальные технологии. 2021. №1. Том 1. С. 132-137.
2. Квоты под киль | Федеральное агентство по рыболовству. URL: https://fish.gov.ru/tag/kvoty-pod-kil/ (обращение 16.11.2025 г.).
3. Недоступ А.А., Сергеев Е.И., Насенков П.В., Коновалова К.В., Волошин А.А., Анфилофьев Е.А., Афиногенов К.В., Терентьева К.А. Экспериментальные исследования тяги на швартовых опытной платформы в малом бассейне ФГБОУ ВО «КГТУ» // Научные труды Дальрыбвтуза. 2025. Т. 72, № 2. С. 161–174.
4. Недоступ А.А., Сергеев Е.И., Насенков П.В., Коновалова К.В., Волошин А.А., Анфилофьев Е.А., Афиногенов К.В., Терентьева К.А. Методика обоснования тяги на швартовых маломерного рыболовного судна // Известия КГТУ. - № 77. – 2025. С. 99-111.
5. Дрону – трал. В России создается первый в мире беспилотник для рыбодобычи.URL:  https://mashnews.ru/dronu-tral.-v-rossii-sozdaetsya-pervyij-v-mire-bespilotnik-dlya-ryibodobyichi.html (обращение 16.11.2025 г.).