Типы и разновидности гидрографических тралов

В зависимости от применяемых технических средств, траление может быть выполнено механическими или акустическими тралами.

Классические гидрографические тралы по принципу действия являются механическими тралами, в которых обнаружение подводного препятствия происходит в результате механического задевания за препятствие в полосе движения трала. Гарантией отсутствия препятствий является свободное движение трала на заранее установленной и строго удерживаемой глубине.

Основными частями механических тралов являются тралящая и футовая части. Тралящая часть служит для обнаружения подводных препятствий, футовая часть – для установки тралящей части на заданную глубину.

Важнейшим свойством трала является его чувствительность, под которой понимают способность трала отмечать наличие подводных препятствий на глубине, равной глубине траления. Чувствительность механических тралов зависит от степени их жесткости.

По степени жесткости механические тралы подразделяются на жесткие, полужесткие и гибкие. Жестким тралом называется устройство, в котором тралящая и футовая части представляют собой жестко связанные металлические конструкции. У гибких тралов тралящая и футовая части изготовлены из металлических тросов с грузами и поплавками.

Полужесткими тралами называют конструкции, у которых одна часть жесткая, а другая гибкая. В речных условиях при производстве траления по течению реки (практически с нулевой скоростью трала относительно водной массы) полужесткие тралы по своим характеристикам практически не уступают жестким тралам.

Жесткие тралы обеспечивают наибольшую точность траления и поэтому их используют для обследования особо важных участков со сложным рельефом дна, если в последующем здесь предполагается плавание судов с осадкой, при которой остается малый запас воды под килем. Наибольшее применение на практике получили жесткий буксируемый трал. Гибкие тралы менее точны и применяются в районах, где траление можно производить с определенным запасом глубины.

Помимо степени жесткости механические тралы различают:

– по способу перемещения – соединенные с тралящим судном или буксируемые;

– по размерам – судовые, катерные и шлюпочные, счалы тральных рам;

– по назначению – морские (озерные), речные и подледные.

Даже краткая характеристика основных типов механических тралов показывает, что каждый из них имеет определенные положительные качества и недостатки. Так, жесткие тралы обеспечивают большую надежность обнаружения подводных опасностей и позволяют с большой точностью удерживать тралящую часть на заданной глубине.

Однако небольшие размеры тралящей части и ограниченные глубины, на которые она может опускаться, сужают возможности использования этих тралов. Гибкие тралы имеют широкую тралящую часть, но точность удержания ее на заданной глубине низкая.

Для производства траления необходимо выбирать такой трал, который по своим свойствам обеспечивает в данных конкретных условиях наиболее эффективное решение задачи траления при соблюдении необходимой точности.

Более надежно обнаруживаются подводные препятствия при тралении жесткими тралами. Простейшим жестким тралом является тральная рама (рис. 4.1), состоящая из горизонтальной трубы или уголка, опускаемого на заданную глубину с помощью штанг. Тралящую часть перемещают по обследуемому участку, и она задевает за предметы, находящиеся выше глубины траления.

Рис. 4.1. Жесткий трал(схема)

Ширина протраленной жестким тралом полосы равна длине тралящей части. Перекрытие галсов требуется на 0.1–0.15 длины тралящей части.

Недостатками жестких тралов–рам являются малая ширина протраливаемой полосы (обычно не более 10 м), сложность контроля перекрытия галсов и неточность траления при волнении. Поэтому одиночную жесткую раму для траления используют редко, чаще тралят тралами–сцепами Богова.

Трал– сцеп Богова (рисунок 4.2) широко применяют на реках при глубине траления до 4 м. Он состоит из звеньев – жестких рам. Количество звеньев определяется требуемой шириной траления судового хода.

Каждое звено состоит из тралящей металлической части, подвешенной на деревянных поплавках с помощью штанг и специальных штырей закладываемых в отверстия штанг. Отверстия расположены по высоте через 5 см. Трал–сцеп буксируют вниз по течению гребными или моторными лодками на малой скорости. С контрольных лодок, следующих за тралом, замечают места нахождения препятствий по отклонению штанг трала от вертикального положения и сбрасывают там буйки.

Рис. 4.2. Трал–сцеп Богова:

1 – поплавок; 2 – штанги; 3 – тралящая часть

Широкозахватный трал НФ ЦТКБ (спроектирован Новосибирским филиалом ЦТКБ) – один из наиболее совершенных полужестких тралов. Этот трал (рис. 4.3) устанавливают на самоходном дноочистительном кране или другом судне. Он обеспечивает полную механизацию тральных работ, включая автоматический сброс буйков при обнаружении подводных препятствий.

Трал состоит из тралящей части, изготовленной из трубы длиной
15.5 м, диаметром 190 мм и подвешенной к корпусу судна на четырех тяговых тросах. Для предупреждения обрыва тросов при задевании тралящей частью за препятствие тросы подсоединены не жестко, а через амортизаторы. Опускание и подъем тралящей части осуществляются на тяговых тросах лебедкой.

Параллельно наружным, т.е. вертикальным, тяговым тросам к тралящей части присоединены два сигнальных троса, которые через системы блоков проходят к устройству для автоматического сброса буйков
(рис. 4.4).

Это устройство представляет собой наклонную площадку, на которую укладывают буйки, удерживаемые от скатывания стопором с крюком.

Рис. 4.3. Широкозахватный трал НФ ЦТКБ:

1 – тралящая часть; 2 – тяговые тросы; 3 – лебедка; 4 – сигнальный трос; 5 – автоматическое устройство сброса буйков;
6 – амортизаторы

Рис. 4.4. Устройство автоматического сбрасывания буйков широкозахватного трала НФ ЦТКБ: 1 – стопор с крюком; 2 – буйки; 3 – наклонная площадка; 4 – проти–вовес; 5 – блоки; 6 – тяга;

7 – сигнальный трос

При ведении тральных работ тралящая часть на тяговых тросах опускается на заданную глубину. Одновременно вытравливают и сигнальные тросы, но так, чтобы они не имели слабины. Судно движется по заданным тральным галсам. При задевании тралящей частью за подводное препятствие труба приподнимается, натяжение сигнальных тросов ослабевает и передается на блоки устройства автоматического сбрасывания буйков.

Под воздействием противовеса стопорное устройство высвобождает ось крайнего буйка, который скатывается в воду и фиксирует место обнаруженного препятствия

Другой конструкцией является широкозахватный трал Новосибирского филиала ЦТКБ и Обского бассейна водных путей (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Широкозахватный трал Новосибирского ЦТКБ и Обского бассейна водных путей: 1 – тралящая часть; 2 – подъемно–сигнальный трос; 3 – автоматическое устройство для сброса буйков; 4 – шкала указателя препятствия; 5 – блоки указателя;

б – корпус указателя; 7 – лебедка; 8 – фрикционные барабаны

Тралсостоит из секций, каждая из которых монтируется на понтоне. Глубина траления изменяется от 0.5 до 4 м, а ширина траления одной секцией составляет 15 м. Возможны варианты двух– и трехсекционных тралов с шириной траления соответственно 30 и 45 м. Понтоны секций жестко счаливаются бортовыми автосцепами.

Тралящая часть длиной 16.5 м опускается на заданную глубину траления ручной лебедкой с помощью системы подъемно–сигнальных тросов. При задевании препятствия увеличивается длина тягового троса и образуется слабина подъемно–сигнального троса. Размеры этой слабины определяют возвышение подводного препятствия над заданной глубиной траления.

Слабина подбирается опусканием по вертикали груза подвижного блока в направляющих пазах корпуса указателя. На его шкале можно видеть глубину над препятствием. Указатель может иметь и автоматическое записывающее устройство глубин.

На месте задевания в воду автоматически сбрасывается буек (рис. 4.6) из обоймы на наклонной площадке сбросного устройства. Опытная эксплуатация описанного трала на реке Оби показала его вполне удовлетворительные рабочие качества. Производительность траления односекционным тралом, толкаемым теплоходом Т–101, составляет 0.1 км²/ч. При двух– и трехсекционных тралах и более мощном теплоходе–толкаче производительность, соответственно, возрастает.

Рис. 4.6. Буек для обозначения обнаруженных подводных препятствий при тралении: 1 – буек; 2 – буйреп; 3 – якорь

На рис. 4.7 представлен жесткий трал–сцеп Енисейского бассейнового управления пути. Трал смонтирован на тримаране. Общая палуба, опирающаяся на все корпуса тримарана, служит рабочей площадкой.

На ней установлены 4 электрические лебедки для подъема тралящей части, которая представляет собой подвешенную на тросах жесткую конструкцию из двух труб, заполненных бетоном. Тросы выведены на лебедки через систему блоков. Лебедки трала–сцепа могут работать от энергетической сети теплохода–толкача или от автономной энергоустановки расположенной на самом трале. Трал–сцеп при тралении и переходах с объекта на объект передвигается теплоходом–толкачом проекта Р–14, мощностью 330 кВт.

Рис. 4.7. Широкозахватный жесткий трал Енисейского бассейнового управления пути: 1 – корпуса тримарана; 2 – палуба–рабочая площадка; 3 – леерное ограждение; 4 – тралящая часть; 5 – лебедки подъема тралящей части; 6 – пульт управления; 7 – дизель–генератор; S – упоры для теплохода–толкача; 9 – блоки тросовой системы подъема тралящей части; 10 – устройство для сбрасывания буйков; 11 – подъемный трос

Управление опусканием и подъемом тралящей части, осуществляется оператором дистанционно со стационарного или дублирующего переносного пультов. Задевание тралящей частью подводных препятствий определяется на слух по звуку удара труб о камни.

Сбрасывание буйка из обоймы на наклонной площадке при обнаружении подводного препятствия ведется ручным снятием стопора. Ширина траления этим тралом – 25 м, глубина траления – до 10 м, линейная скорость траления – 7 км/ч, производительность – 0,15 км²/ч протраленной площади.

Для зимнего траления подо льдом предназначен трал Палкина
(рис. 4.8). Трал состоит из вертикальной деревянной штанги, треноги, трех обойм и тралящей части (из уголкового железа). Трал в наклонном положении опускают в просверленную во льду лунку и устанавливают тральную полосу на заданной глубине. Подводные препятствия, на которых глубина меньше заданной, обнаруживают при вращении трала.

Гибкий трал (рис. 4.9) представляет собой металлический оцинкованный трос диаметром 10–12 мм с прикрепленными к нему грузами, а иногда и поплавками. Длина гибкого трала зависит от ширины судового хода и составляет 100–200 м. При длине трала в 200 м ширина протраливаемой полосы не превышает 120–150 м. Концы гибкого трала закрепляют на двух катерах или двух лодках. Катера при тралении по возможности идут вверх по реке, лодки же, наоборот, – вниз, так как им преодолеть течение труднее.

Рис. 4.8. Трал Палкина: 1 – тренога; 2 – штанга; 3 – обоймы; 4 – тралящая часть	Рис. 4.9. Гибкий трал (схема)

Путь, пройденный тралом по прямой линии в одном направлении, называется тральным галсом. Площадь, обследованная тралением по одному галсу, называется протраленной полосой. Если ширина участка траления превышает ширину, захватываемую гибким тралом, то траление ведут параллельными галсами так, чтобы границы отдельных ходов перекрывались. Это предупредит пропуски на протраливаемом судовом ходу. При тралении гибким тралом перекрытие составляет от 0.3 до 0.5 ширины протраливаемой полосы. Для обозначения границ отдельных галсов по кромкам протраленной полосы устанавливают вехи или буйки.

При тралении катера или лодки движутся по кромкам протраливаемой полосы, а трос гибкого трала волочится по дну между судами. При задевании трала за подводное препятствие суда сближают и меняют местами для образования петли; затем оба судна подтягивают к обнаруженному предмету, где с тральщиков шестами определяют характер препятствия и глубину воды над ним, устанавливают веху или сбрасывают буек для фиксации местоположения препятствия.

К недостаткам гибкого трала относятся провисание троса и образование большой колышки (петли); она затрудняет перемещение трала и сокращает площадь, обследуемую за один галс. Кроме того, трал соскальзывает с камней, погруженных в грунт или имеющих округленную форму. Поэтому гибкий трал непригоден для работы на каменистых участках.

Часто тралом не захватываются и топляки, когда один их конец погружен в грунт, а другой направлен в сторону движения трала. Гибкий трал можно применять лишь для отыскания случайных, но достаточно определенных препятствий (якорей, лотов и т. п.), а также на участках, засоренных карчами, пнями и т.п.

Акустические тралы представляют собой гидрографические системы, которые позволяют произвести площадное обследование поверхности дна и водной толщи с подробностью, достаточной для выполнения задач поиска подавляющего большинства навигационных опасностей.

К таким системам, применяемым в настоящее время на внутренних водных путях, следует отнести промерный комплекс на базе многолучевого эхолота Sea Bat T20–P с двумя излучателями (Дания). Этот комплекс имеет небольшие габариты, увеличенную зону обзора и позволяет дополнительно к цифровой модели рельефа дна получать гидролокационную картинку, что более надежно позволяет классифицировать объекты в толще воды и на речном дне (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Общий вид системы Sea Bat T20–P

Увеличение рабочей частоты до 400 кГц и совместный анализ полученного поля рельефа дна и гидролокационной картинки позволяет существенно увеличить процент обнаружения навигационных опасностей. Основные технические характеристики такого комплекса приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Технические характеристики
многолучевого эхолота Sea Bat T20P с двумя излучателями

Окончание таблицы 4.1

Комплекс имеет размеры, позволяющие производить тральные (промерные) работы с маломерного носителя. Оптимальная скорость носителя при производстве работ 6–12 километров в час. Ширина полосы, надежно обеспеченной батиметрическими данными на одном галсе составляет восемь глубин под антенной излучателя. Ширина полосы надежных гидролокационных данных составляет 12 глубин под антенной излучателя.

При производстве работ у берега позволяет производить определение положения береговой черты по акустическим данным.

Применение многолучевого эхолота позволяет выполнять гидрографическое траление с подтверждением плановым материалом результатов работ. Это дает возможность уйти от выполнения затратного траления жестким тралом и увеличением в несколько раз производительности труда.