Twin-truss system design for antarctic krill trawl processing ship

Chinese Journal of Ship Research - - 中国舰船研究 -

0引言 ZHOU Chungkai,WANG Wei China Ship Development and Design Center,Wuhan 430064,China

南极水域蕴藏了丰富的海洋生物资源,已知200 8鱼类有 多种,磷虾类有 种,年捕获量相当于 2全世界海产品捕获量的 倍,因此,开发利用潜力巨大。南极磷虾主要用于食品、制药、美容、养殖70业等领域。上世纪 年代,许多国家就开始了南极磷虾捕捞活动,挪威近年来对南极磷虾进行深

Abstract:Aiming to improve the fishing efficiency of antarctic krill processing ships by averting the potential crushing of krill in the trawl to meet quality requirements, a twin-truss system design is proposed which has higher efficiency compared with the traditional system installed in ships. To simulate this design, an analysis of forces acting on the twin-truss structure is conducted under tethered and operating conditions using the structure model method, and an appropriate distance between trawl winch and truss structure, as well as the range for limiting the distance of the horizontal locating cable and truss structure, are obtained. It can also prevent the truss structure from breaking down, enabling the efficiency of trawling and horizontal locating cables during fishing operations. The simulation shows that the new twin-truss system design can improve the efficiency of trawl processing ships, whilst maintain the safety of the truss structure. This design can provide an optimal solution for the truss systems of national antarctic krill processing ships. Key words:antarctic krill trawl processing ship;twin-truss design;mechanical analysis;trawl

加工,已形成了产业化[ 1-2 ]。我国由于在渔机渔仪、渔具渔法、综合集成等方面的技术相对落后,加之国外技术封锁,尚不具备南极磷虾的商业性捕捞能力[3]。随着我国近海海洋渔业资源的日渐枯竭,南极磷虾作为重要的战略资源,对其进行海上综合开发利用技术的自主研究具有重要意义。我国自主设计的南极磷虾拖网加工船的作业区位于南极罗斯等海域,主要捕捞对象为南极磷虾。由于磷虾在拖网内长时间挤压会造成虾壳中高含量元素氟渗入虾体可食部分,进而造成磷虾体内的酶迅速分解,引起肉质腐败,因此必须在起1~3 h内进行加工处理[4],可见南极磷虾拖捕后的网捕捞面临的重要技术问题是如何提高捕捞的效率和确保虾体品质,这也是南极磷虾捕捞技术研究的重点。目前,各国南极磷虾捕捞作业仍以传统的拖网捕捞为主,无法避免上述捕捞过程带来的缺点。挪威等少数渔业强国已成熟运用了新型双桁架拖网技术,该技术可以有效避免南极磷虾在拖网内长时间相互挤压,从而保护其品质[5]。本文将通过结构建模方法,对双桁架系统在吊放和拖网作业状态下的结构受力情况进行仿真计算研究,得到可以确保南极磷虾捕捞过程安全有效的相关结构设计参数,提出双桁架拖网设计方案。采用该设计方案,将可以极大地提高我国南极磷虾捕捞、加工的综合效率。

1 双桁架渔法概述

1南极磷虾拖网加工船双桁架系统结构如图2所示。双桁架拖网捕捞示意图如图 所示。双桁架结构型式是在船舶左右舷对称布置,主要由桁杆、船体门式钢架结构、网具、滑轮、拖网钢缆、水平定位钢缆、垂直定位钢缆等组成。双桁架拖网1渔法是指在船舶舯部的两舷各撑出 根桁杆,桁1杆外端设置 个滑轮,与网具相连的钢缆通过滑轮与拖网绞车相连,同时桁杆通过水平、垂直定位钢缆进行支撑。在拖网过程中,通过网具末端泵吸软管连接的吸鱼泵,将网中的磷虾直接吸到甲板上,从而达到捕捞磷虾的目的。

2 系统设计目标和设计输入 2.1 设计目标

通过对桁架、水平和垂直定位钢缆在吊放、平3稳状态、风浪扰动 种工况下的受力进行分析和计算[6-11],采用改变绞车的位置等方法,设计以绞车最小受力为标准的双桁架系统,避免以下工况 时的最大受力情况,即最危险工况。1)桁架吊放状态。对桁架从垂直、贴着门式钢架结构的状态到水平放置过程中的垂直定位钢缆和桁架进行受力分析,以确定该钢缆的绞车以及门式钢架结构处的结构加强,计算出最大受力情况。2)桁架平稳状态。桁架平稳拖网作业时,对桁架、水平和垂直定位钢缆以及拖网钢缆进行受力分析,计算出各钢缆的最大受力情况。该情况可以作为风浪扰动状态下的特例,即不用单独分析。3)风浪扰动状态。在风浪扰动的状态下,船20°。在此工况下,对桁架、水舶发生横摇,横摇角平和垂直定位钢缆以及拖网钢缆进行受力分析,计算出最大受力情况[12-13]。

2.2 设计输入

设计输入说明如下: 1)船舶在航行状态和停泊状态时,桁杆竖向收起,靠附在船体门式钢架结构上。同时,桁杆在180°角转动,工作状态考虑桁杆水水平方向可以β(范围±5°)。平偏移角2)拖网滑轮始终处于桁杆后方,且桁杆端部

图2 双桁架拖网捕捞示意图Fig.2 Sketch map of twin-truss trawl fishing

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