水产百科

网板

2023-02-10

otter board单船拖网渔具的专用扩张装置。通常呈板状结构,装置在拖网两网袖前方,利用曳行中产生的水动力, 维持网具水平扩张。也有在网口上方装置一块网板来提高网口高度, 被称为升力板或第三块网板。

由于网板对单船拖网的渔获性能具有重要影响,在该渔具的发展过程中历来受到重视。1892年苏格兰斯可特(Scott)将矩形网板直接结在两个网袖端,称直结式网板拖网, 从而取代了早期的桁拖网。1921年德国奥兹(M. Oertz)创造了曲面网板。1924年法国达尼埃洛斯(R. L. Danielou)和维乌迈(J. J. Verhoeven)进而发明了在网袖和网板之间连接一根手纲的网板拖网, 并将发明专利转让给本国的维纳隆·达尔公司(Vigneron Dahl et Co.),称VD式网板拖网。成为当今世界单船拖网作业的主要形式。

随着空气动力学和其实验技术的发展, 拖网网板的理论研究也取得了新的成果。各种性能优良的新型网板不断出现, 提高了单船拖网的捕鱼效果。现在世界拖网渔具中常用的网板大致有以下五类。

矩形平面网板 始用于19世纪后期, 至今仍广泛使用。通常的矩形平面网板, 由一个钢质框架镶入木板构成。为了提高拖曳时的垂向稳定性和承受海底摩擦,其底部装有方形长钢材, 名为拖铁。这种网板结构简单,造价低,操作简便,其展弦比(λ)即网板高度对长度之比(或翼展的平方值对网板面积之比)一般为0.50,宜于中速拖曳(图1a)。相对拖速超过3节时,背部会产生大量涡流,使网板性能明显恶化。广泛使用于虾拖网作业的矩形平面宽拖铁网板,是标准矩型网板的一种。其宽拖铁既能使网板紧贴海底,又不致陷入海底,木板之间还留有空隙可减轻重量,并略能改善网板背部流态。20世纪60年代,英国曾将矩形平面网板改成曲面以改善其性能,至今虽有使用,但不普遍。

椭圆形网板 椭圆形平面开缝网板约在1950年开始在苏联渔船队广泛采用。北欧和中国的单船拖网作业也曾使用。其板面形状实际呈卵圆形,亦称卵圆形网板,钢木结构(图1b)。此网板的水动力性能略优于矩形平面网板,常用展弦比为0.65。为改善网板性能,曾在板面上开孔或开缝,在缝隙中也有加装叶片或者将网板剖面改成机翼形。但是这类网板的扩张力小于同面积的曲面型网板,而且其制作工艺要求较高,不适用于中层拖网使用。20世纪70年代法国使用了椭圆形曲面开缝网板,全钢结构,是椭圆形网板和曲面形网板两者结合的产物,亦称综合形网板。它具有曲面形网板能增加扩张效率和椭圆形网板便于越过坚硬海底的优点。这种网板在单船底拖网和单船中层拖网作业中都适用,但其制作工艺比较复杂,造价较昂贵。

V形网板 20世纪50年代发展起来的,适用于近海作业,对底形起伏突出的海底尤为适宜。中国台湾沿海使用较多(图1c)。此种网板是全钢结构,框架由钢管和圆钢制成,面板镶以钢板。常用展弦比为0.65。其扩张性能与矩形平面网板相似,优点是遇到海底障碍物和拖向急变时, 网板不易倾倒。

立式曲面网板 亦称大展弦比网板, 其展弦比大于1(图1d)。现有立式曲面网板的展弦比为1.5~2.0。早在20世纪30年代,德国在单船底层拖网中试用λ=2的Suberkrub型网板。其板面呈曲面形,曲度大小与网板宽度成正比。虽扩张性能良好,由于操作较复杂,未能及时推广。后在单船中层拖网中试用取得成功, 并得到推广。通过实践, 在网板设计上减少曲面弧度和展弦比,增大迎角,改善了网板在曳行中的稳定性。现已在日本和苏联的单船底层拖网作业中广泛应用。中国在少数单船拖网中也有采用。其水动力扩张效率都高于前述各类网板,对拖曳功率有限的中小型拖网渔船具有明显的采用价值。当然,这类网板制造要求严格,造价较昂贵,操作人员也应具备较高的技术素质。

特殊设计的网板 较为典型的有鱼雷形网板,是20世纪70年代初起源于香港并由Tong Lye公司进行世界性专利制造。网板的主体部分仍是矩形, 中间装配一个具有一定浮力的鱼雷状浮筒。板体下方, 由铁链悬挂两个具有一定沉力并接触海底的钢球(图1e)。在曳行时网板的主体部分能离底并处于直立状态。即使在渔船停车时,网板也不致倾倒,能适应各种底质条件进行拖网作业, 曾在许多地区使用。但这种网板的扩张效率与矩形平面网板类似,浮力空间承受水压有限,其下端悬挂的两个钢球,使操作不便,推广受到限制。圆盾形网板背面呈球面形,20世纪70年代中国单船拖网生产中曾试用过,但迄今尚未推广使用(图1f)。此外,在20世纪80年代初期,法国还设计制造了一种全钢结构的六角形立式网板。沿翼弦方向呈向内弯成曲面,沿翼展方向又折成一定角度而成V形。因而具有曲面、V形和立式网板的优点。实际使用证明,网板效率高于现有各类网板。展弦比在1.60~1.65, 网板拖铁背部上方有加重铁片可以调节重量。这种网板仅在法国、日本和阿根廷等国的大型单船拖网渔船上使用。

图1 主要网板的形状

(a)矩形平面网板; (b)椭圆形网板;(c)V形网板;(d)立式曲面网板;(e)鱼雷形网板; (f)圆盾形网板

判断网板性能的主要指标是效率,其次是曳行中的稳定性。网板效率(K)是网板在曳行时扩张力对水阻力之比值。该值越大,效率越高,表明网板扩张力较大而水阻力较小。网板的扩张力和水阻力可分别用下式表示:

则网板效率即为:

式中 Ry为网板扩张力(千克力); Rx为网板水阻力(千克力): Cy为网板扩张力系数: Cx为网板水阻力系数;ρ为水的密度(千克·秒2/米4); S为网板面积(米2): V为网板相对于水的曳行速度(米/秒)。

网板扩张力和水阻力大小,取决于网板的面积、相对曳行速度, 以及其扩张力系数和水阻力系数。 根据模型试验表明, 扩张力系数和水阻力系数, 是与网板的形状、 结构、 展弦比、 迎角和压力中心位置等诸因素相关。 几种主要网板模型试验得出的Gy、 Cx 曲线见图2。

图 2 主要网板扩张力和阻力系数曲线(a) 扩张力系数; (b) 阻力系数

1. Suberkrub形网板; 2. V 形网板; 3. 矩形平面网板; 4. 椭圆形网板

立式曲面网板扩张力系数大而阻力系数小, 效率高。 底层拖网使用的立式曲面网板效率均大于2。由图中看出Suberkrub型网板效率可达到6。而其他类型网板效率较低。