RU2456681C1 - Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method - Google Patents

Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2456681C1
RU2456681C1 RU2011114623/28A RU2011114623A RU2456681C1 RU 2456681 C1 RU2456681 C1 RU 2456681C1 RU 2011114623/28 A RU2011114623/28 A RU 2011114623/28A RU 2011114623 A RU2011114623 A RU 2011114623A RU 2456681 C1 RU2456681 C1 RU 2456681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
holes
fishing
vessel
noise
Prior art date
Application number
RU2011114623/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Кузнецов (RU)
Михаил Юрьевич Кузнецов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр ФГУП "ТИНРО-Центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр ФГУП "ТИНРО-Центр" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр ФГУП "ТИНРО-Центр"
Priority to RU2011114623/28A priority Critical patent/RU2456681C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2456681C1 publication Critical patent/RU2456681C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Means For Catching Fish (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: apparatus consists of a compressed air source, a main air-duct and an air-duct with holes. The holes in the air-duct are made based on biological features of the object under analysis or field with stepping increment of the diametre from a minimum value of the dimension interval to a maximum value, wherein the holes with stepping increment of the diametre lie uniformly on the circle of the air-duct, and holes with the same diametre lie equidistant on the length of the air-duct which is then put into the underwater part of the housing on both flanks along the main and on-board back of the ship, as well as in the region of ship engines, field mechanisms and the propeller, wherein air-ducts are further fitted with air solenoid valves for separately feeding air at different fishing stages.
EFFECT: reduced nose generated by scientific research and fishing vessels, and can be used in the fishing industry to reduce the deterrent effect of underground noise of ships on the behaviour of an object under analysis or a field, thus increasing reliability of estimating bioresources and fishing efficiency.
2 cl, 6 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области гидроакустики, в частности к способам и средствам снижения шумов, производимых научно-исследовательскими и рыбопромысловыми судами, и может быть использовано в рыбной промышленности для уменьшения отпугивающего влияния подводных шумов судна на поведение объекта исследований или промысла и повышения за счет этого достоверности оценки биоресурсов и результативности лова.The invention relates to the field of hydroacoustics, in particular to methods and means of reducing noise produced by research and fishing vessels, and can be used in the fishing industry to reduce the deterrent effect of underwater noise of the vessel on the behavior of the object of research or fishing and thereby increase the reliability of the assessment biological resources and fishing performance.

Любое судно служит источником подводного акустического шума, характеризующегося определенным энергетическим спектром и направленностью. Спектр гидроакустических шумов большинства научно-исследовательских и рыбопромысловых судов занимает диапазон частот от единиц герц до нескольких килогерц. Основная энергия шума сосредоточена в диапазоне частот до 1000 Гц, причем максимальный спектральный уровень шума наблюдается на частотах 10-500 Гц и существенно спадает на частотах выше 1000 Гц [1, 2]. Частотные диапазоны с максимальной энергией спектра шумов судна и максимальной слуховой чувствительности большинства промысловых рыб совпадают, а уровни судового шума значительно превышают слуховые пороги рыб [1, 3, 4]. Это означает, что рыбы могут воспринимать шум судна на больших расстояниях. Экспериментально доказано, что шум приближающегося судна вызывает у них реакцию избегания. Реакция рыб сопровождается стремлением выйти из шумового поля судна, т.е. уходом рыб с траектории движения судна, рассеянием и (или) заглублением стай. Дистанция реагирования рыб на шум судна по данным различных исследователей существенно варьирует от 40 до 500 и более метров (чаще от 100 до 200 м) в зависимости от уровня и спектрального состава шума, а также вида (слуховых способностей) и физиологического состояния рыб [4]. Движение рыб от промыслового судна отрицательно сказывается на траловых уловах [5, 6]. Акустическое поле судна является доминирующим фактором формирования поведения рыб и результативности облова косяков при замете кошелькового невода [7]. Кроме этого, наличие избегающей реакции рыб и, как следствие, пространственно-временная изменчивость их естественного распределения может оказывать существенное влияние на акустические и тралово-акустические оценки запасов рыб, выполняемые научно-исследовательскими судами [8, 9].Any vessel serves as a source of underwater acoustic noise, characterized by a certain energy spectrum and directivity. The range of sonar noise of most research and fishing vessels covers a frequency range from units of hertz to several kilohertz. The main noise energy is concentrated in the frequency range up to 1000 Hz, and the maximum spectral noise level is observed at frequencies of 10-500 Hz and significantly decreases at frequencies above 1000 Hz [1, 2]. The frequency ranges with the maximum energy of the noise spectrum of the vessel and the maximum auditory sensitivity of most commercial fish coincide, and the levels of ship noise significantly exceed the auditory thresholds of fish [1, 3, 4]. This means that fish can sense ship noise over long distances. It has been experimentally proved that the noise of an approaching ship causes them to avoid the reaction. The reaction of the fish is accompanied by a desire to leave the noise field of the vessel, i.e. fish leaving the ship's trajectory, scattering and (or) deepening the schools. According to various researchers, the distance of fish’s response to vessel noise varies significantly from 40 to 500 and more meters (usually from 100 to 200 m), depending on the level and spectral composition of noise, as well as the species (hearing ability) and physiological state of the fish [4] . The movement of fish from a fishing vessel adversely affects trawl catches [5, 6]. The acoustic field of the vessel is the dominant factor in the formation of fish behavior and the effectiveness of catch of schools with a note of purse seine [7]. In addition, the presence of an avoidant fish reaction and, as a consequence, the spatiotemporal variability of their natural distribution can have a significant impact on the acoustic and trawl-acoustic estimates of fish stocks performed by research vessels [8, 9].

На путях миграций, в местах нагула и размножения многих китообразных интенсивные акустические шумы судов нарушают «комфортные» условия для реализации жизненно важных биологических актов. Недаром подводный шум официально признан как вредный и нерегулируемый источник загрязнения окружающей среды в рамках Европейской Морской Стратегии [10]. Кроме того, в конце прошлого века возникла проблема «нахлебничества» некоторых хищных китообразных, в частности косаток при ярусном и сетном лове. Характерные гидроакустические шумы, излучаемые судном с работающим устройством выборки снастей, привлекают касаток, которые полностью или частично объедают улов [11]. Поэтому в целом проблема гидроакустических шумов судов с точки зрения их влияния на поведение гидробионтов и последствий этого влияния достаточно актуальна.On the migration routes, in the feeding and breeding areas of many cetaceans, the intense acoustic noise of the vessels violates the “comfortable” conditions for the implementation of vital biological acts. No wonder the underwater noise is officially recognized as a harmful and unregulated source of environmental pollution in the framework of the European Maritime Strategy [10]. In addition, at the end of the last century, the problem of “parasite” of some predatory cetaceans, in particular killer whales during longline and net fishing, arose. Typical hydroacoustic noises emitted by a vessel with a working gear for sampling gear attract killer whales that completely or partially eaten the catch [11]. Therefore, in general, the problem of hydroacoustic noise of ships from the point of view of their influence on the behavior of hydrobionts and the consequences of this influence is quite relevant.

В настоящее время существует множество способов снижения уровня шумности судна, например использование дизель-электрических силовых установок, уменьшение вибрации механизмов, размещение шумящих объектов выше ватерлинии, установка силового оборудования на амортизированных платформах и окружение звукоизолирующими выгородками, укорочение линии валов, оптимизирование обводов корпуса и т.д. - все это способствует уменьшению уровня подводного шума, однако не снимает проблемы влияния акустического поля судна на поведение рыб. Такие меры требуют больших материальных затрат и используются в основном для военных целей. На судах рыбопромыслового флота при их постройке дополнительные меры по снижению подводного шума обычно не предусматриваются.Currently, there are many ways to reduce the noise level of a ship, for example, using diesel-electric power plants, reducing vibration of mechanisms, placing noisy objects above the waterline, installing power equipment on shock-absorbing platforms and surrounding soundproof baffles, shortening the shaft line, optimizing hull contours, etc. d. - all this helps to reduce the level of underwater noise, but does not solve the problem of the influence of the acoustic field of the vessel on the behavior of fish. Such measures require large material costs and are used mainly for military purposes. On the vessels of the fishing fleet during their construction, additional measures to reduce underwater noise are usually not provided.

Известен способ искажения гидроакустического поля рыбопромыслового судна, основанный на формировании и излучении в морскую среду интенсивного высокочастотного сигнала накачки на частотах, близких к резонансной частоте пузырьков воздуха в приповерхностном слое воды, и его взаимодействии с низкочастотным сигналом рыбопромыслового судна на частоте в диапазоне частот наибольшей акустической чувствительности промысловых рыб с образованием сигналов комбинационных частот, которые интенсивно затухают в пространстве, при этом сигнал накачки излучают в секторах максимальной интенсивности низкочастотного сигнала по носовым курсовым углам рыбопромыслового судна в направлении облавливаемого скопления промысловых рыб [12].A known method of distortion of the hydroacoustic field of a fishing vessel, based on the formation and emission into the marine environment of an intense high-frequency pump signal at frequencies close to the resonant frequency of air bubbles in the surface water layer, and its interaction with a low-frequency signal of a fishing vessel at a frequency in the frequency range of the highest acoustic sensitivity commercial fish with the formation of combinational frequency signals that intensely attenuate in space, while the signal hibernation emit maximum intensity in the sectors of the baseband signal nasal foreign exchange corners fishing vessel in the direction of food fishes fished cluster [12].

К недостаткам данного способа можно отнести следующие факторы:The disadvantages of this method include the following factors:

1. Эффективность взаимодействия акустических волн зависит случайным образом от концентрации пузырьков в приповерхностном слое воды и толщины аэрированного слоя.1. The effectiveness of the interaction of acoustic waves depends randomly on the concentration of bubbles in the surface water layer and the thickness of the aerated layer.

2. Диапазон частот взаимодействующих волн ВЧ накачки и НЧ сигнала зависит от резонансных размеров пузырьков в приповерхностном слое и может не совпадать с диапазоном наибольшей акустической чувствительности рыб.2. The frequency range of the interacting waves of the HF pump and the LF signal depends on the resonant size of the bubbles in the surface layer and may not coincide with the range of the greatest acoustic sensitivity of the fish.

3. Ограниченность пространственной области, в которой осуществляется искажение гидроакустического поля судна.3. The limited spatial area in which the distortion of the sonar field of the vessel.

Известен способ маскировки подводного шума рыбопромыслового судна, заключающийся в создании банка данных о шумах и звуках, возбуждаемых в водной среде обитателями моря в разное время суток, и излучение в воду искусственных гидроакустических сигналов, имитирующих звуки рыб, морских животных и других обитателей моря и маскирующих, таким образом, шум судна [13].There is a method of masking the underwater noise of a fishing vessel, which consists in creating a data bank on the noise and sounds excited in the aquatic environment by sea inhabitants at different times of the day, and emitting artificial hydroacoustic signals into the water that mimic the sounds of fish, marine animals and other sea inhabitants and masking, thus the noise of the ship [13].

Основными недостатками данного способа являются:The main disadvantages of this method are:

1. способ пригоден для маскировки судна от обнаружения его шумопеленгаторами, но малоэффективен для уменьшения отпугивающего влияния шумов судна на поведение рыб. Поскольку уровень маскирующих сигналов в известном способе должен превышать уровень подводного шума рыбопромыслового судна, с приближением судна к рыбному косяку неестественно сильный сигнал любого биологического содержания, в том числе звуков рыб и других обитателей моря, отпугивает рыб.1. the method is suitable for masking a vessel from detection by noise finders, but is ineffective to reduce the deterring effect of vessel noise on fish behavior. Since the level of masking signals in the known method should exceed the level of underwater noise of a fishing vessel, with the approach of the vessel to a fish school, an unnaturally strong signal of any biological content, including the sounds of fish and other inhabitants of the sea, scares away the fish.

2. Излучение в воду сигналов морских животных, в частности звуков китообразных, может отпугнуть рыб на расстояниях, значительно превышающих зону действия шумов судна, поскольку имитируют присутствие хищников и являются для рыб более сильным акустическим раздражителем, чем шум судна.2. The emission of signals from marine animals into water, in particular cetacean sounds, can scare away fish at distances significantly exceeding the area of the vessel’s noise, since they imitate the presence of predators and are a stronger acoustic irritant for fish than the noise of the vessel.

3. Сложность реализации способа в условиях промысла.3. The complexity of the method in the field.

Известен способ для глушения подводного звука от судна, заключающийся во вдувании воздуха и/или другого газа в струю воды от винта так, что турбулентность струи от винта вызывает перемешивание воздуха и/или другого газа и воды и дробление пузырьков газа, и устройство для глушения подводного звука посредством вдувания пузырьков воздуха и/или другого газа в струю от винта [14].A known method for damping underwater sound from a ship, which consists in blowing air and / or other gas into the jet of water from the screw so that the turbulence of the jet from the screw causes mixing of air and / or other gas and water and the crushing of gas bubbles, and a device for damping underwater sound by blowing air bubbles and / or other gas into the jet from the screw [14].

Этот способ обладает следующими недостатками.This method has the following disadvantages.

При традиционном размещении гребного винта в кормовой части судна способ обеспечивает эффективное снижение (глушение) шума только в ограниченной пространственной области позади судна. Чаще всего отрицательная реакция (реакция избегания), сопровождаемая уходом рыб от судна при его приближении, наблюдается на носовых курсовых и траверсных углах судна. Как следует из известного способа, для того чтобы завеса газовых пузырьков окружала всю подводную часть корпуса судна (т.е. для глушения всех подводных источников звука на судне), необходимо размещение гребного винта (винтов) в носовой части судна. Абсолютное большинство судов рыбопромыслового флота имеют кормовое расположение гребного винта.With the traditional placement of the propeller in the stern of the vessel, the method provides effective noise reduction (jamming) only in a limited spatial area behind the vessel. Most often, a negative reaction (avoidance reaction), accompanied by the departure of the fish from the vessel when it approaches, is observed at the bow and traverse angles of the vessel. As follows from the known method, in order for the veil of gas bubbles to surround the entire underwater part of the ship's hull (i.e., to suppress all underwater sources of sound on the ship), it is necessary to place the propeller (s) in the bow of the ship. The vast majority of fishing vessels have a stern propeller arrangement.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ снижения шумов, производимых рыбопромысловым судном, основанный на применении воздушно-пузырьковой завесы в качестве средства для снижения шумов в процессе лова [15]. Предлагается для снижения шума судна в период замета кошелькового невода окутывать корпус судна завесой из воздушных пузырьков.The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method of reducing noise produced by a fishing vessel, based on the use of an air-bubble curtain as a means to reduce noise during fishing [15]. It is proposed to reduce the noise of the vessel during the period of notice of purse seine to envelop the hull of the vessel with a veil of air bubbles.

Известный способ достаточно эффективен, поскольку воздушно-пузырьковая завеса (ВПЗ) снижает уровень излучаемого в воду судового шума и, соответственно, отпугивающее воздействие шумов судна на рыб. Однако и этот способ обладает рядом существенных недостатков.The known method is quite effective, since an air-bubble curtain (SCW) reduces the level of ship noise emitted into the water and, accordingly, the scaring effect of ship noise on fish. However, this method also has a number of significant disadvantages.

ВПЗ по определению является заградительным устройством, имеющим собственное акустическое поле, которое на близких расстояниях обладает отпугивающим действием на рыб. Так, для достижения оптимального режима работы ВПЗ (максимального заградительного эффекта) диаметры отверстий в воздуходувной трубе составляют 0,4 мм, расстояния между отверстиями - 0,3 м, а отношение P0/PT=0,46÷0,5, где P0 - гидростатическое давление; PT - давление воздуха в воздуходувной трубе [16].The SCW is by definition a barrage device having its own acoustic field, which at short distances has a repelling effect on fish. So, in order to achieve the optimal operating condition of the SCW (maximum barrier effect), the diameters of the holes in the blower tube are 0.4 mm, the distance between the holes is 0.3 m, and the ratio P 0 / P T = 0.46 ÷ 0.5, where P 0 - hydrostatic pressure; P T - air pressure in the blower pipe [16].

При таких параметрах ВПЗ скорость истечения воздуха для выбранных сечений отверстий максимальна, за счет чего достигается наибольшая акустическая энергия турбулентного шума, создаваемого ВПЗ, и, соответственно, максимальный отпугивающий эффект [16]. Это может отрицательно сказываться на уловах. Кроме этого, известный способ обладает недостаточной эффективностью снижения шумов, производимых рыбопромысловым судном, по следующим причинам.With such parameters of the SCW, the air flow rate for the selected hole cross sections is maximum, due to which the greatest acoustic energy of the turbulent noise generated by the SCW, and, accordingly, the maximum repelling effect, is achieved [16]. This may adversely affect catches. In addition, the known method has insufficient efficiency to reduce the noise produced by a fishing vessel, for the following reasons.

Во-первых, диаметры отверстий в воздуходувной трубе имеют фиксированные значения по всей длине трубы, что ограничивает размерный диапазон образующихся на выходе из отверстий пузырьков и, соответственно, ссужает диапазон поглощаемых завесой частотных составляющих спектра шума судна. При взаимодействии звуковой волны с такой пузырьковой завесой ослабление шума судна происходит только в полосе частот, близких к резонансным частотам создаваемых завесой пузырей. На других частотах эффект поглощения шумов судна будет менее выраженным. Таким образом, известный способ не учитывает биологические особенности гидробионтов и не обеспечивает снижение уровня спектральных составляющих подводного шума во всем частотном диапазоне слуховой чувствительности рыб - объектов исследования или промысла.Firstly, the diameters of the holes in the blower tube have fixed values along the entire length of the pipe, which limits the size range of the bubbles formed at the outlet of the holes and, accordingly, narrows the range of frequency components of the noise spectrum of the vessel absorbed by the curtain. When a sound wave interacts with such a bubble curtain, the weakening of the vessel noise occurs only in the frequency band close to the resonance frequencies of the bubbles created by the curtain. At other frequencies, the noise absorption effect of the ship will be less pronounced. Thus, the known method does not take into account the biological characteristics of aquatic organisms and does not reduce the level of spectral components of underwater noise in the entire frequency range of the auditory sensitivity of fish - objects of research or fishing.

Во-вторых, равные расстояния между отверстиями в ВПЗ обеспечивают оптимальную плотность (пространственную неразрывность) завесы только на частотах, близких к собственным резонансным частотам пузырьков, создаваемых на выходе из отверстий. Задерживающая способность такой пузырьковой завесы на других частотах спектра шумов судна будет более низкой.Secondly, equal distances between the openings in the SCW provide the optimal density (spatial continuity) of the curtain only at frequencies close to the natural resonant frequencies of the bubbles created at the exit of the openings. The holding capacity of such a bubble curtain at other frequencies of the noise spectrum of the ship will be lower.

Таким образом, эффективность известного способа для уменьшения отпугивающего влияния шума судна на поведение объекта лова невысока.Thus, the effectiveness of the known method for reducing the deterrent effect of vessel noise on the behavior of the fishing object is low.

Известно устройство для создания воздушно-пузырьковой завесы при лове рыбы, состоящее из компрессора с подключенным к нему воздухопроводом с воздушными шлангами, имеющими отверстия и приспособление для ориентации шлангов в воде в виде поворотно-выдвижной штанги и гидродинамического элемента для удержания шлангов на фиксированной глубине [17].A device for creating an air-bubble curtain when fishing, consisting of a compressor with an air duct connected to it with air hoses, having openings and a device for orienting hoses in water in the form of a swing-out rod and a hydrodynamic element for holding the hoses at a fixed depth [17 ].

Недостатки известного устройства обусловлены упомянутыми выше недостатками способа, реализуемого этим устройством, а именно:The disadvantages of the known device due to the above-mentioned disadvantages of the method implemented by this device, namely:

1. Отверстия в воздуходувных шлангах выполнены одинакового размера, что не обеспечивает образование на выходе из отверстий набора пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в диапазоне слуховой чувствительности объектов промысла.1. The holes in the blower hoses are made of the same size, which does not ensure the formation of a set of bubbles at the outlet from the holes having their own resonant frequencies in the range of auditory sensitivity of fishing objects.

2. Невозможность снижения дискретных составляющих спектра шума гребного винта и уменьшения шума судна в килевом аспекте, что обусловлено боковым расположением шлангов с отверстиями относительно корпуса судна.2. The inability to reduce the discrete components of the noise spectrum of the propeller and to reduce the noise of the vessel in the keel aspect, due to the lateral arrangement of hoses with holes relative to the hull of the vessel.

3. Невозможность раздельной подачи воздуха на различные части корпуса судна в зависимости от распределения рыб вокруг судна.3. The impossibility of a separate air supply to various parts of the hull depending on the distribution of fish around the vessel.

Основной задачей, на решение которой направлены заявляемые способ и устройство, является уменьшение отпугивающего влияния подводного шума судна на поведение гидробионтов.The main objective, the solution of which is claimed by the claimed method and device, is to reduce the deterrent effect of the underwater noise of the vessel on the behavior of hydrobionts.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является повышение достоверности оценки биоресурсов и увеличение объема вылова объектов промысла.A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is to increase the reliability of the assessment of biological resources and increase the volume of catch of fishing objects.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе снижения подводного шума, основанного на формировании воздушно-пузырьковой завесы вокруг рыбопромыслового судна, согласно изобретению воздушно-пузырьковую завесу создают в соответствии с биологическими особенностями предполагаемых объектов исследования или промысла путем задания параметров завесы, а именно диаметра калиброванных отверстий в воздуходувной трубе для истечения воздуха, расстояния между отверстиями и избыточного давления воздуха в воздуходувной трубе, при этом минимальный размер испускаемых завесой пузырьков соответствует верхней граничной частоте диапазона максимальной слуховой чувствительности рыб, максимальный - нижней частоте диапазона максимальной чувствительности рыб, для этого диаметры отверстий в воздуходувной трубе выполняют в размерном интервале, обеспечивающем образование на выходе из отверстий пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в области наибольшей слуховой чувствительности рыб - объектов исследований или промысла, шаг диаметров отверстий, выполняемых в воздуходувной трубе, устанавливают в зависимости от резонансной частоты пузырьков, образующихся на выходе из отверстия, и нижней и верхней частот, на которых энергия, поглощаемая и рассеиваемая пузырьком данного размера, уменьшается вдвое по сравнению с резонансным значением, расстояния между отверстиями в воздуходувной трубе устанавливают равными диаметру акустического поперечного сечения рассеяния и поглощения звука воздушными пузырьками в зависимости от размеров воздушных пузырьков на выходе из отверстий, а избыточное давление воздуха в воздуходувной трубе поддерживают в диапазоне P0/PT=0,6÷0,8, где P0 - гидростатическое давление; PT - давление воздуха в воздуходувной трубе.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of reducing underwater noise, based on the formation of an air-bubble curtain around a fishing vessel, according to the invention, an air-bubble curtain is created in accordance with the biological characteristics of the proposed objects of study or fishing by setting the parameters of the curtain, namely the diameter calibrated holes in the blower tube for air to flow, the distance between the holes and the excess air pressure in the blower pipe, while the minimum size of the bubbles emitted by the curtain corresponds to the upper boundary frequency of the range of maximum auditory sensitivity of the fish, the maximum corresponds to the lower frequency of the range of maximum sensitivity of the fish, for this the diameters of the holes in the blower tube are made in the size interval, which ensures the formation of bubbles at the exit from the holes natural resonance frequencies in the region of the highest auditory sensitivity of fish - objects of research or fishing, the pitch of the diameters of the holes, performed in the blower tube, set depending on the resonant frequency of the bubbles formed at the outlet of the hole, and the lower and upper frequencies at which the energy absorbed and dissipated by a bubble of a given size is reduced by half compared with the resonant value, the distance between the holes in the blower tube set equal to the diameter of the acoustic cross-section of scattering and sound absorption by air bubbles depending on the size of the air bubbles at the exit of the holes, and the excess the air pressure in the blower tube is maintained in the range P 0 / P T = 0.6 ÷ 0.8, where P 0 is the hydrostatic pressure; P T - air pressure in the blower pipe.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого способа снижения шума и прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие существенные отличительные признаки:A comparative analysis of the essential features of the proposed method of reducing noise and the prototype shows that the first, unlike the prototype, has the following significant distinguishing features:

1. Воздушно-пузырьковую завесу создают в соответствии с биологическими особенностями предполагаемых объектов исследований или промысла.1. An air-bubble curtain is created in accordance with the biological characteristics of the proposed objects of research or fishing.

2. Набор отверстий в воздуходувной трубе выполняют в размерном интервале, обеспечивающем образование на выходе из отверстий пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в заданном частотном интервале слуховой чувствительности предполагаемого объекта исследования или промысла, при этом минимальный размер испускаемых пузырьков соответствует верхней граничной частоте диапазона максимальной слуховой чувствительности рыб, максимальный - нижней частоте диапазона максимальной чувствительности рыб.2. A set of holes in the blower tube is performed in a size range that ensures the formation of bubbles at the outlet of the holes having their own resonant frequencies in a given frequency range of the auditory sensitivity of the proposed object of study or fishing, while the minimum size of the emitted bubbles corresponds to the upper cutoff frequency of the maximum auditory sensitivity range fish, maximum - lower frequency range of maximum fish sensitivity.

3. Диаметры отверстий выполняют с шагом, перекрывающим диапазон воспринимаемых рыбами частот, в зависимости от резонансной частоты пузырьков, образующихся на выходе из отверстия, и нижней и верхней частот, на которых энергия, поглощаемая и рассеиваемая пузырьком данного размера, уменьшается вдвое по сравнению с резонансным значением.3. The diameters of the holes are performed in steps that overlap the range of frequencies perceived by the fish, depending on the resonant frequency of the bubbles formed at the exit of the hole, and the lower and upper frequencies, at which the energy absorbed and dissipated by a bubble of a given size is halved compared to the resonance value.

4. Расстояния между отверстиями одного диаметра устанавливают равными диаметру акустического сечения рассеяния и поглощения звука воздушными пузырьками в зависимости от их размера на выходе из отверстий.4. The distances between the holes of the same diameter are set equal to the diameter of the acoustic cross section for scattering and sound absorption by air bubbles, depending on their size at the outlet of the holes.

5. Избыточное давление воздуха в воздуходувной трубе поддерживают в диапазоне, обеспечивающем ламинарный режим истечения воздуха из отверстий.5. Excessive air pressure in the blower pipe is maintained in a range that provides a laminar flow of air from the holes.

Для осуществления способа используются известные из прикладной гидроакустики и гидродинамики формулы, которые при заданных частотных характеристиках слуховой чувствительности рыб позволяют рассчитать технические параметры завесы, обеспечивающие эффективный режим ее работы.For the implementation of the method, formulas known from applied hydroacoustics and hydrodynamics are used, which, for given frequency characteristics of the auditory sensitivity of fish, make it possible to calculate the technical parameters of the veil that ensure its effective mode of operation.

Формула для резонансной частоты пульсаций воздушного пузырька радиусом более 10 мкм вблизи поверхности имеет вид [18]:The formula for the resonant frequency of pulsations of an air bubble with a radius of more than 10 μm near the surface has the form [18]:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: Rп - радиус воздушного пузырька, м;where: R p - radius of the air bubble, m;

γ - отношение удельных теплоемкостей газа, заполняющего пузырек (для воздуха γ=1.4);γ is the ratio of the specific heat capacities of the gas filling the bubble (for air, γ = 1.4);

P0 - внешнее гидростатическое давление (P=(1+0.1H)·105 Па, где H - глубина, м);P 0 is the external hydrostatic pressure (P = (1 + 0.1H) · 10 5 Pa, where H is the depth, m);

ρ - плотность среды.ρ is the density of the medium.

Верхняя и нижняя частоты, на которых поглощаемая и рассеиваемая пузырьком энергия уменьшается вдвое по сравнению с резонансным значением, рассчитываются по формулам:The upper and lower frequencies at which the energy absorbed and dissipated by the bubble is halved compared to the resonance value, are calculated by the formulas:

fв=fp+Δf/2; fн=fp-Δf/2; Δf=fpδp,f in = f p + Δf / 2; f n = f p -Δf / 2; Δf = f p δ p ,

где: δP - постоянная затухания при резонансе.where: δ P is the attenuation constant at resonance.

Вышеприведенные формулы позволяют оценить значения ряда собственных резонансных частот и соответствующих им радиусов (диаметров) воздушных пузырьков, перекрывающих диапазон воспринимаемых рыбами частот и обеспечивающих на других (промежуточных) частотах заданного диапазона, потери как минимум половины спектральной энергии шума, поглощаемой и рассеиваемой пузырьками воздуха на резонансной частоте.The above formulas allow us to estimate the values of a number of natural resonant frequencies and their corresponding radii (diameters) of air bubbles that cover the range of frequencies perceived by fish and provide at other (intermediate) frequencies of a given range, the loss of at least half of the spectral energy of noise absorbed and dissipated by air bubbles at the resonance frequency.

Отрывной диаметр пузырька (2Rп) при истечении из отверстия с постоянным расходом воздуха и диаметр этого отверстия с учетом сил тяжести, поверхностного натяжения, сопротивления пузыря и инерции жидкости и воздуха связаны соотношением [19]:The detachable diameter of the bubble (2R p ) when flowing out of the hole with a constant air flow rate and the diameter of this hole, taking into account gravity, surface tension, resistance of the bubble and the inertia of the liquid and air, are related by the ratio [19]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где: D0 - диаметр отверстия в воздуходувной трубе, м;where: D 0 is the diameter of the hole in the blower pipe, m;

σ - поверхностное натяжение;σ is the surface tension;

g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2);g - acceleration of gravity (9.81 m / s 2 );

µ - вязкость воды;µ is the viscosity of water;

Q - объемный расход воздуха.Q - air volumetric flow rate.

Данная формула позволяет определить диаметры отверстий, которые необходимо выполнить в воздуходувной трубе, чтобы при определенном избыточном давлении воздуха обеспечить на выходе из отверстий требуемый набор пузырьков воздуха, имеющих в момент их отрыва от отверстия значения оцененного ряда резонансных частот.This formula allows you to determine the diameters of the holes that need to be made in the blower pipe, so that at a certain excess air pressure, to provide the required set of air bubbles at the outlet of the holes, having at the moment of their separation from the hole the values of the estimated number of resonant frequencies.

Для достижения пространственной неразрывности завесы расстояния между отверстиями одного диаметра выполняются равными диаметру акустического сечения рассеяния и поглощения звука воздушным пузырьком данного размера при резонансе.To achieve spatial continuity of the curtain, the distances between holes of the same diameter are equal to the diameter of the acoustic scattering and sound absorption cross sections by an air bubble of a given size at resonance.

Акустическое поперечное сечение рассеяния воздушного пузырька на резонансной частоте:Acoustic cross section for scattering of an air bubble at a resonant frequency:

Figure 00000003
.
Figure 00000003
.

Полное акустическое сечение рассеяния и поглощения звука на пузырьке:The total acoustic cross section for scattering and absorption of sound on a bubble:

Figure 00000004
Figure 00000004

где: δрп - составляющая резонансной постоянной затухания, связанная с переизлучением: δР=kрRп (kр - волновое число на резонансной частоте, kр=2π/λ=2πfр/c).where: δ pn is the component of the resonance attenuation constant associated with reradiation: δ P = k p R p (k p is the wave number at the resonant frequency, k p = 2π / λ = 2πf p / s).

Рассчитанные по этим формулам параметры завесы сводят в таблицу и на основании полученных данных выполняют отверстия в воздуходувной трубе, которую затем прокладывают вокруг подводной части корпуса судна.The parameters of the curtain calculated using these formulas are tabulated and, based on the data obtained, holes are made in the blower tube, which is then laid around the underwater part of the ship's hull.

Данная совокупность существенных отличительных признаков заявленного способа позволяет повысить эффективность использования воздушно-пузырьковой завесы для снижения шума судна путем улучшения ее звукорассеивающих и звукопоглощающих свойств и достижения пространственной неразрывности во всем частотном диапазоне слуховой чувствительности рыб, что приводит к уменьшению отпугивающего влияния акустического поля судна на поведение рыб в процессе лова или поиска рыбы.This set of essential distinguishing features of the claimed method allows to increase the efficiency of using an air-bubble curtain to reduce ship noise by improving its sound-scattering and sound-absorbing properties and achieving spatial continuity in the entire frequency range of the auditory sensitivity of fish, which reduces the repelling effect of the acoustic field of the vessel on the behavior of fish in the process of fishing or finding fish.

Указанный технический результат достигается также тем, что в известном устройстве для снижения подводного шума, состоящем из источника сжатого воздуха, воздуховодной магистрали и воздуходувной трубы с отверстиями, согласно изобретению отверстия в воздуходувной трубе выполняют с учетом биологических особенностей объекта исследования или промысла с шаговым приращением диаметра от минимального значения размерного интервала до максимального, причем отверстия с шаговым приращением диаметра расположены равномерно по окружности воздуходувной трубы, а отверстия одного диаметра равномерно расположены по длине воздуходувной трубы на расстоянии, равном диаметру акустического сечения рассеяния и поглощения звука воздушного пузырька на выходе из отверстий, причем воздуходувные трубы размещают на подводной части корпуса по обоим бортам вдоль основного и бортовых килей судна, а также в районе судовых двигателей, промысловых механизмов и гребного винта, при этом их дополнительно оснащают электромагнитными пневмоклапанами для раздельной подачи воздуха на различных этапах лова.The specified technical result is also achieved by the fact that in the known device for reducing underwater noise, consisting of a source of compressed air, an air duct and a blower pipe with holes, according to the invention, the holes in the blower pipe are made taking into account the biological characteristics of the object of study or fishing with incremental diameter increments from the minimum value of the size interval to the maximum, and the holes with incremental increments of the diameter are evenly spaced around the circumference of the air a blow pipe, and holes of the same diameter are evenly spaced along the length of the blow pipe at a distance equal to the diameter of the acoustic cross section for scattering and sound absorption of the air bubble at the outlet of the holes, and the blow pipes are placed on the underwater hull along both sides along the main and side keels of the vessel, and also in the area of marine engines, fishing gears and a propeller, while they are additionally equipped with electromagnetic pneumatic valves for separate air supply at different stages ova.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого устройства и прототипа показывает, что первый в отличие от прототипа имеет следующие существенные отличительные признаки:A comparative analysis of the essential features of the claimed device and prototype shows that the first, unlike the prototype, has the following significant distinguishing features:

1. Отверстия в воздуходувной трубе выполнены с шаговым приращением диаметра от минимального значения размерного интервала до максимального.1. The holes in the blower tube are made in incremental increments of the diameter from the minimum dimension interval to the maximum.

2. Отверстия с шаговым приращением диаметра расположены равномерно по окружности воздуходувной трубы.2. The holes with incremental diameter increments are evenly spaced around the circumference of the blower tube.

3. Отверстия одного диаметра расположены равномерно по длине воздуходувной трубы на расстоянии, равном диаметру акустического поперечного сечения рассеяния и поглощения звука воздушного пузырька на выходе из отверстий.3. Holes of one diameter are evenly spaced along the length of the blower tube at a distance equal to the diameter of the acoustic scattering cross section and sound absorption of the air bubble at the outlet of the holes.

4. Воздуходувные трубы размещены по обоим бортам вдоль основного и бортовых килей судна, а также дополнительно проложены на подводные части корпуса в районе судовых двигателей, промысловых механизмов и гребного винта.4. Blowing pipes are placed on both sides along the main and side keels of the vessel, and are additionally laid on the underwater parts of the hull in the area of marine engines, fishing gears and a propeller.

5. Воздуходувные трубы оснащены электромагнитными пневмоклапанами, позволяющими осуществлять раздельную подачу воздуха на различные участки корпуса судна.5. Blower tubes are equipped with electromagnetic pneumatic valves that allow for separate air supply to various sections of the ship's hull.

Данная совокупность существенных отличительных признаков заявляемого устройства позволяет:This set of essential distinguishing features of the claimed device allows you to:

- создать в водной среде воздушно-пузырьковую завесу, эффективно подавляющую подводный шум судна во всем частотном диапазоне слуха гидробионтов;- create in the aquatic environment an air-bubble curtain that effectively suppresses the underwater noise of the vessel in the entire frequency range of hearing of aquatic organisms;

- осуществлять снижение шума судна в килевом аспекте и дискретных составляющих шума двигателей и гребного винта;- to reduce the noise of the vessel in the keel aspect and the discrete components of the noise of the engines and the propeller;

- осуществлять раздельную подачу воздуха на различных этапах лова.- to carry out a separate air supply at different stages of fishing.

Устройство для осуществления способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная блок-схема предлагаемого устройства снижения шума судна. На фиг.2 изображен участок воздуходувной трубы с отверстиями, являющейся предметом настоящего изобретения. На фиг.3 приведена схема размещения воздуходувной трубы на судне, иллюстрирующая один из возможных вариантов реализации способа (вид сбоку), на фиг.4 - то же (вид с носа судна).A device for implementing the method is illustrated by drawings, where figure 1 shows a structural block diagram of the proposed device for reducing noise of the vessel. Figure 2 shows a portion of a ventilated tube with holes, which is the subject of the present invention. Figure 3 shows the layout of the air tube on the vessel, illustrating one of the possible options for implementing the method (side view), figure 4 is the same (view from the bow of the vessel).

Устройство, с помощью которого реализуется разработанный способ снижения шума судна, содержит (фиг.1) источник 1 сжатого воздуха, размещенный на судне и выполненный в виде компрессора с ресивером или баллона высокого давления, на выходе которого установлен редукционный клапан 2. К редуктору 2 подключена воздуховодная магистраль 3, разветвленная на участки с возможностью раздельной подачи воздуха при помощи электромагнитных пневмоклапанов 4-6 и блока управления 7. Редуктор 2, электромагнитные пневмоклапаны 4-6 и блок управления 7 могут быть размещены в одном корпусе. Ниже ватерлинии 8 расположены воздуходувные трубы 9-11. Воздуходувная труба (фиг.2) содержит отверстия различного диаметра, через которые сжатый воздух в виде пузырьков выходит в воду. Воздуходувная труба 9 (фиг.3, 4) размещена по обоим бортам вдоль основного киля судна. Воздуходувная труба 10 размещена выше бортовых килей судна (при их наличии). В районе судовых двигателей, промысловых механизмов и гребного винта дополнительно размещена воздуходувная труба 11.The device with which the developed method of reducing the noise of the vessel is implemented contains (Fig. 1) a source of compressed air 1 placed on the vessel and made in the form of a compressor with a receiver or a high-pressure cylinder, the outlet of which is equipped with a pressure reducing valve 2. A gearbox 2 is connected air duct 3 branched into sections with the possibility of separate air supply using electromagnetic pneumatic valves 4-6 and control unit 7. Gear 2, electromagnetic pneumatic valves 4-6 and control unit 7 may be mescheny in one housing. Below the waterline 8 are blower pipes 9-11. The blower pipe (figure 2) contains holes of various diameters through which compressed air in the form of bubbles enters the water. The blower pipe 9 (Fig.3, 4) is placed on both sides along the main keel of the vessel. The blower pipe 10 is placed above the side keels of the vessel (if any). In the area of marine engines, fishing gears and a propeller an additional blower tube 11 is placed.

Способ снижения шума судна с использованием предлагаемого устройства реализуется следующим образом.A method of reducing the noise of a ship using the proposed device is implemented as follows.

При движении судна в районе поиска или промысла рыбы сжатый воздух от источника 1 подается в воздуховодную магистраль 3 и затем при помощи электромагнитных пневмоклапанов 4-6 и блока управления 7 - в воздуходувные трубы 9-11 с отверстиями, размещенные в подводной части судна. При истечении воздуха под давлением через отверстия в воду вокруг корпуса судна формируется воздушно-пузырьковая завеса, которая эффективно снижает (ослабляет) шум судна на резонансной частоте составляющих завесу пузырьков.When the vessel moves in the search or fishing area, compressed air from the source 1 is supplied to the airway 3 and then, using electromagnetic pneumatic valves 4-6 and the control unit 7, to the air pipes 9-11 with holes located in the underwater part of the vessel. When air flows under pressure through openings into the water around the ship’s hull, an air-bubble curtain is formed, which effectively reduces (attenuates) the noise of the ship at the resonant frequency of the bubbles making up the curtain.

Ослабление шума на воздушных пузырьках, как известно, связано, в основном, с переизлучением (рассеянием) звука, а также с теплопроводностью и сдвиговой вязкостью на стенках пузырька (поглощением звука), имеющими максимальные значения при резонансе [18]. Таким образом, чем ближе частотные составляющие падающей на воздушные пузырьки звуковой волны от судна к резонансным частотам образующих завесу пузырьков, тем больше их резонансные колебания и тем сильнее рассеяние и поглощение энергии шумов судна на этих частотах.The attenuation of noise on air bubbles, as is known, is mainly associated with re-emission (scattering) of sound, as well as thermal conductivity and shear viscosity on the walls of the bubble (sound absorption), which have maximum values at resonance [18]. Thus, the closer the frequency components of the sound wave incident on the air bubbles from the vessel to the resonance frequencies of the veil of bubbles, the greater their resonance vibrations and the stronger the scattering and absorption of energy of the noise of the vessel at these frequencies.

На фиг.5 представлены спектры гидроакустических шумов некоторых научно-исследовательских и рыбопромысловых судов. Основная энергия шума сосредоточена в диапазоне частот до 1000 Гц, при этом наиболее интенсивны составляющие спектра на частотах до 500 Гц. Такая характеристика шума является типичной для большинства судов [1, 2].Figure 5 presents the spectra of sonar noise of some research and fishing vessels. The main noise energy is concentrated in the frequency range up to 1000 Hz, while the spectrum components are most intense at frequencies up to 500 Hz. Such a noise characteristic is typical of most ships [1, 2].

На фиг.6 представлены характеристики слуховой чувствительности (аудиограммы) основных промысловых видов рыб, иллюстрирующие зависимости слуховых порогов рыб от частоты звука. Максимальная (пиковая) слуховая чувствительность большинства промысловых видов рыб приходится на частоты 80-1000 Гц. Как видно из фиг.5 и фиг.6, частотные диапазоны с максимальной энергией спектра шумов судна и максимальной слуховой чувствительности большинства промысловых рыб совпадают, а уровни судового шума значительно превышают слуховые пороги рыб.Figure 6 presents the characteristics of auditory sensitivity (audiogram) of the main commercial species of fish, illustrating the dependence of the auditory thresholds of fish on the frequency of sound. The maximum (peak) auditory sensitivity of most commercial fish species occurs at frequencies of 80-1000 Hz. As can be seen from figure 5 and figure 6, the frequency ranges with the maximum energy of the spectrum of the noise of the vessel and the maximum auditory sensitivity of most commercial fish are the same, and the levels of ship noise significantly exceed the auditory thresholds of fish.

Уменьшение отпугивающего влияния подводного шума судна на поведение рыб достигается снижением уровня спектральных составляющих излучаемых в воду звуковых волн в области наибольшей слуховой чувствительности объекта исследований или промысла. Для этого диаметры отверстий в воздуходувной трубе 9-11 выполняют в размерном интервале, обеспечивающем образование на выходе из отверстий пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в диапазоне наибольшей слуховой чувствительности рыб - объекта исследований или промысла. При этом минимальный диаметр отверстий и, соответственно, минимальный размер испускаемых завесой пузырьков устанавливают согласно верхней граничной частоте диапазона максимальной слуховой чувствительности рыб, а максимальный диаметр отверстий и испускаемых завесой пузырьков устанавливают по нижней частоте диапазона максимальной чувствительности рыб. Эффективное рассеяние и поглощение энергии судового шума на этих частотах обеспечивает уменьшение уровня звукового давления шума в диапазоне слуха рыб. Соответственно, значительно сокращается расстояние, с которого рыбы воспринимают шум судна и реагируют на него.Reducing the deterrent effect of the underwater noise of the vessel on fish behavior is achieved by reducing the level of spectral components of sound waves emitted into the water in the region of greatest auditory sensitivity of the object of research or fishing. For this, the diameters of the holes in the blower tube 9-11 are performed in the size range, which ensures the formation of bubbles at the exit from the holes that have their own resonant frequencies in the range of the highest auditory sensitivity of the fish — the object of research or fishing. In this case, the minimum diameter of the holes and, accordingly, the minimum size of the bubbles emitted by the curtain is set according to the upper boundary frequency of the maximum auditory sensitivity range of fish, and the maximum diameter of the holes and bubbles emitted by the curtain is set according to the lower frequency of the maximum sensitivity range of fish. Effective dissipation and absorption of energy from marine noise at these frequencies provides a reduction in the sound pressure level of noise in the hearing range of fish. Accordingly, the distance from which the fish perceive the noise of the vessel and react to it is significantly reduced.

Повышение эффективности снижения (ослабления) шума судна с использованием воздушно-пузырьковой завесы достигается за счет того, что диаметры отверстий в воздуходувной трубе 9-11 от минимального до максимального выполняют с шагом, перекрывающим диапазон воспринимаемых рыбами частот. Шаг выбирают в зависимости от резонансной частоты пузырьков, образующихся на выходе из отверстия, и нижней и верхней частот, на которых энергия, поглощаемая и рассеиваемая пузырьком данного размера, уменьшается вдвое по сравнению с резонансным значением. Расстояния между отверстиями одного диаметра устанавливают равными диаметру акустического сечения рассеяния и поглощения звука воздушными пузырьками данного размера на выходе из отверстий при резонансе.Improving the efficiency of reducing (attenuating) the noise of a ship using an air bubble curtain is achieved due to the fact that the diameters of the holes in the blower pipe 9-11 from minimum to maximum are performed with a step that covers the range of frequencies perceived by the fish. The step is selected depending on the resonant frequency of the bubbles formed at the exit of the hole, and the lower and upper frequencies at which the energy absorbed and dissipated by a bubble of a given size is halved compared to the resonance value. The distances between the holes of the same diameter are set equal to the diameter of the acoustic cross section for scattering and absorption of sound by air bubbles of a given size at the exit of the holes at resonance.

Конструктивно отверстия в воздуходувной трубе с шаговым приращением диаметра от минимального до максимального располагают равномерно по ее окружности, а отверстия одного диаметра выполняют равномерно по длине воздуходувной трубы, как показано на фиг.2. Такое исполнение воздуходувной трубы позволяет улучшить звукопоглощающие и звукорассеивающие свойства воздушно-пузырьковой завесы и обеспечивает ее пространственную неразрывность в заданном частотном интервале слуховой чувствительности рыб - предполагаемых объектов исследования или промысла.Structurally, the holes in the blower pipe with a step increment of the diameter from minimum to maximum are evenly spaced around its circumference, and holes of the same diameter are made uniformly along the length of the blower, as shown in FIG. 2. This design of the blower tube improves the sound-absorbing and sound-dispersing properties of the air-bubble curtain and ensures its spatial continuity in a given frequency range of the auditory sensitivity of fish - the alleged objects of study or fishing.

Избыточное давление воздуха в воздуходувной трубе поддерживается в диапазоне P0/PT=0,6+0,8, обеспечивающем ламинарный режим истечения воздуха из отверстий. Увеличение избыточного давления выше этого диапазона вызывает повышенный расход воздуха и турбулентный шум, который может отпугнуть некоторых наиболее чувствительных рыб на близких расстояниях от судна.Excessive air pressure in the blower tube is maintained in the range of P 0 / P T = 0.6 + 0.8, providing a laminar flow of air from the holes. An increase in overpressure above this range causes increased air flow and turbulent noise, which can scare away some of the most sensitive fish at close distances from the vessel.

Раздельная подача воздуха из воздуховодной магистрали 3 на воздуходувные трубы 9-11, размещенные в подводной части судна вдоль основного и бортовых килей, судовых двигателей и гребного винта (фиг.3, 4), осуществляется с борта судна при помощи электромагнитных пневмоклапанов 4-6, открываемых, по мере необходимости, с блока управления 7 (фиг.1). Это позволяет осуществлять снижение шума одновременно всех или отдельных акустически «ярких» подводных частей судна в зависимости от распределения рыб вокруг судна на различных этапах лова.Separate air supply from the airway 3 to the air pipes 9-11, located in the underwater part of the vessel along the main and outboard keels, ship engines and propeller (Figs. 3, 4), is carried out from the ship using electromagnetic pneumatic valves 4-6, opened, as necessary, from the control unit 7 (figure 1). This allows noise reduction at the same time for all or individual acoustically “bright” underwater parts of the vessel, depending on the distribution of fish around the vessel at different stages of fishing.

Совокупность существенных признаков заявленных способа и устройства для его осуществления имеют причинно-следственную связь с достигнутым техническим результатом, т.е. благодаря данной совокупности существенных признаков способа и устройства стало возможным решить поставленную задачу.The set of essential features of the claimed method and device for its implementation have a causal relationship with the achieved technical result, i.e. thanks to this combination of essential features of the method and device, it became possible to solve the problem.

На основании изложенного можно заключить, что заявляемые способ снижения подводного шума судна и устройство для его осуществления являются новыми, обладают изобретательским уровнем, т.е. явным образом не следуют из уровня техники и пригодны для промышленного применения.Based on the foregoing, we can conclude that the inventive method of reducing underwater noise of a vessel and a device for its implementation are new, have an inventive step, i.e. do not explicitly follow from the prior art and are suitable for industrial use.

Основной особенностью предлагаемых способа и устройства является то, что для снижения отпугивающего влияния шумов судна на поведение рыб задают параметры воздушно-пузырьковой завесы, а именно - диаметры калиброванных отверстий в воздуходувной трубе для истечения воздуха, расстояния между отверстиями (плотности завесы) и избыточное давление воздуха в воздуходувной трубе, что позволяет улучшить звукопоглощающие и звукорассеивающие свойства завесы и обеспечить ее пространственную неразрывность во всем диапазоне воспринимаемых рыбами частот, т.е. повысить эффективность снижения (подавления) шума судна. Кроме того, размещение воздуходувной трубы с отверстиями вокруг подводной части корпуса судна вдоль основного киля и бортовых килей судна, а также дополнительно в районе судовых двигателей, промысловых механизмов и гребного винта с возможностью раздельной подачи воздуха позволяют осуществлять снижение шума всех или отдельных акустически «ярких» подводных частей судна на различных этапах лова. При этом значительно сокращается зона реагирования на шум судна как приповерхностных, так и вертикально мигрирующих видов рыб, что, в конечном результате, приводит к повышению эффективности их лова и достоверности оценки запасов рыб, выполняемых промысловыми и научно-исследовательскими судами.The main feature of the proposed method and device is that in order to reduce the deterring effect of vessel noise on fish behavior, the parameters of the air-bubble curtain are set, namely, the diameters of the calibrated holes in the blower pipe for air to flow, the distance between the holes (curtain density) and excess air pressure in the blower tube, which allows to improve the sound-absorbing and sound-dispersing properties of the curtain and to ensure its spatial continuity in the whole range of perceived by fish frequencies i.e. increase the efficiency of reducing (suppressing) the noise of the vessel. In addition, the placement of an air tube with holes around the underwater part of the ship’s hull along the main keel and side keels of the ship, as well as in the area of marine engines, fishing gears and a propeller with the possibility of separate air supply, makes it possible to reduce the noise of all or some acoustically “bright” underwater parts of the vessel at various stages of fishing. At the same time, the area of response to vessel noise to both near-surface and vertically migrating fish species is significantly reduced, which ultimately leads to an increase in the efficiency of their fishing and the reliability of assessing fish stocks carried out by fishing and research vessels.

Пример 1. Требуется снизить отпугивающее воздействие шума судна на поведение минтая при его траловом промысле.Example 1. It is required to reduce the deterrent effect of vessel noise on the behavior of pollock in its trawl fishery.

На траловом промысле реакция рыб на шумовое поле судна при его приближении сопровождается уходом рыб с траектории движения судна, рассеянием и (или) заглублением стай, что значительно снижает вероятность попадания этих рыб в зону облова трала.In the trawl fishery, the fish’s reaction to the noise field of the vessel when it approaches is accompanied by the fish leaving the vessel’s trajectory, scattering and (or) deepening the schools, which significantly reduces the likelihood of these fish getting into the trawl area.

Как видно из фиг.6, частотный диапазон максимальной слуховой чувствительности минтая составляет 100-200 Гц. Задача состоит в том, чтобы обеспечить снижение уровня шума в области наибольшей слуховой чувствительности данного объекта промысла. Для этого согласно изобретению в воздуходувной трубе необходимо выполнить набор отверстий, диаметры которых, при определенном избыточном давлении воздуха, обеспечивают в воде образование на выходе из отверстий пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в заданном частотном интервале слуховой чувствительности предполагаемого объекта промысла (в данном случае минтая). Кроме этого, требуется рассчитать другие параметры завесы, а именно, шаг приращения диаметров отверстий и расстояния между отверстиями одного диаметра в воздуходувной трубе, при которых рассеяние и поглощение энергии судового шума на этих частотах происходит наиболее эффективно.As can be seen from Fig.6, the frequency range of the maximum auditory sensitivity of pollock is 100-200 Hz. The task is to provide noise reduction in the area of greatest auditory sensitivity of a given fishing subject. To do this, according to the invention, in a blower tube, it is necessary to make a set of holes, the diameters of which, at a certain excess air pressure, ensure that bubbles form in the water at the outlet of the holes having their own resonant frequencies in a given frequency range of the auditory sensitivity of the proposed fishing object (in this case, pollock) . In addition, it is necessary to calculate other parameters of the curtain, namely, the increment of the diameters of the holes and the distance between the holes of the same diameter in the blower tube, at which the scattering and absorption of energy of ship noise at these frequencies occurs most effectively.

Рассчитанные по формулам параметры завесы сведены в таблицу 1.The curtain parameters calculated using the formulas are summarized in table 1.

ТаблицаTable Параметры завесы для тралового лова минтаяParameters of the curtain for the pollock trawl Номер п/пNumber p / p Частота, Гцfrequency Hz Диаметр пузырька, ммBubble Diameter, mm Диаметр отверстия, ммHole diameter mm Расстояние между отверстиями, мThe distance between the holes, m P0/PT=0,6P 0 / P T = 0.6 P0/PT=0,8P 0 / P T = 0.8 1one 100one hundred 78,878.8 35,935.9 45,945.9 4,644.64 22 101,8101.8 77,477.4 35,135.1 44,944.9 4,544,54 33 103,6103.6 76,076.0 34,334.3 43,943.9 4,454.45 4four 105,4105,4 74,774.7 33,633.6 42,942.9 4,364.36 55 107,3107.3 73,473,4 32,932.9 42,042.0 4,274.27 ... ... ... ... ... ... 3535 187,9187.9 41,941.9 16,316.3 20,820.8 2,342,34 3636 191,6191.6 41,141.1 15,915.9 20,320.3 2,302,30 3737 195,3195.3 40,340.3 15,515,5 19,819.8 2,252.25 3838 199,2199.2 39,539.5 15,215,2 19,419,4 2,202.20 3939 203,1203.1 38,838.8 14,814.8 18,918.9 2,162.16 Примечание: Для сокращения объема таблицы даны первые и последние пять значений параметровNote: To reduce the size of the table, the first and last five parameter values are given.

Согласно расчетам в боковой стенке воздуходувной трубы равномерно по ее окружности выполняют отверстия с диаметром от минимального 14,8 мм до максимального 35,9 мм (при Р0х=0,6), как показано на фиг.2. Отверстия одного диаметра располагают по длине воздуходувной трубы на расчетном расстоянии друг от друга согласно табл.1. Например, отверстия с минимальным диаметром 14,8 мм располагают друг от друга на расстоянии 2,16 м, а с максимальным 35,9 мм - на расстоянии 4,64 м. Воздуходувную трубу затем прокладывают вокруг подводной части корпуса судна, как показано на фиг.3, 4.According to the calculations, holes with a diameter from a minimum of 14.8 mm to a maximum of 35.9 mm (at P 0 / P x = 0.6) are uniformly made in the side wall of the blower pipe along its circumference, as shown in FIG. 2. Holes of the same diameter are located along the length of the blower pipe at a calculated distance from each other according to Table 1. For example, holes with a minimum diameter of 14.8 mm are spaced 2.16 m apart, and with a maximum diameter of 35.9 mm at 4.64 m. The blow pipe is then laid around the underwater hull of the ship, as shown in FIG. .3, 4.

В таком исполнении завеса обеспечивает эффективное уменьшение уровня излучаемого судном звукового давления в диапазоне слуха минтая и других близкородственных видов, имеющих сходные диапазоны восприятия звука (трески, пикшы, сайды). Соответственно, существенно сокращается расстояние, с которого эти рыбы воспринимают шум судна и реагируют на него. За счет этого повышается результативность тралового лова минтая. Как видно из фиг.6, на частоты 100-200 Гц приходится максимальная чувствительность еще одного промыслового вида рыб-лососей, которые имеют в этом диапазоне более высокие слуховые пороги. Поэтому завеса с рассчитанными выше параметрами может быть использована на промысле лососей.In this design, the veil provides an effective reduction in the level of sound pressure emitted by the vessel in the hearing range of pollock and other closely related species having similar ranges of sound perception (cod, haddock, pollock). Accordingly, the distance from which these fish perceive the noise of the vessel and react to it is significantly reduced. Due to this, the effectiveness of trawl fishing for pollock increases. As can be seen from Fig.6, at a frequency of 100-200 Hz, the maximum sensitivity of another commercial species of salmon fish, which have higher auditory thresholds in this range, is accounted for. Therefore, a veil with the parameters calculated above can be used in the salmon fishery.

Пример 2. Требуется снизить отпугивающее действие шума судна на поведение тихоокеанской сельди при тралово-акустической съемке.Example 2. It is required to reduce the deterrent effect of vessel noise on the behavior of the Pacific herring during trawl-acoustic survey.

Влияние шума судна на тралово-акустическую оценку запаса можно разделить на два фактора: изменение плотности и отражательной способности рыбного скопления на пути судна и в объеме эхолотирования вследствие избегательной реакции рыб на шум судна с вероятным недоучетом в оценке их численности и искажение размерно-возрастного состава рыб в уловах контрольных тралений.The effect of vessel noise on the trawl-acoustic stock assessment can be divided into two factors: a change in the density and reflectivity of fish accumulations on the vessel’s path and in the volume of echo sounder due to the fish’s unavoidable reaction to the noise of the vessel with a likely underestimation of their abundance and distortion of the size and age composition of fish in catches of control trawls.

Частотный диапазон максимальной слуховой чувствительности тихоокеанской сельди составляет 100-1000 Гц (фиг.6). Как и в предыдущем случае, задача состоит в том, чтобы обеспечить снижение уровня шума судна в области наибольшей слуховой чувствительности данного объекта ресурсных исследований.The frequency range of the maximum auditory sensitivity of the Pacific herring is 100-1000 Hz (Fig.6). As in the previous case, the task is to provide a reduction in the noise level of the vessel in the region of the highest auditory sensitivity of this resource research object.

Параметры завесы для диапазона слуховой чувствительности тихоокеанской сельди рассчитываются аналогично примеру 1. Результаты расчетов представлены в таблице 2.The parameters of the curtain for the range of auditory sensitivity of the Pacific herring are calculated analogously to example 1. The calculation results are presented in table 2.

ТаблицаTable Параметры завесы для тралово-акустической съемки тихоокеанской сельдиParameters of a curtain for trawl-acoustic survey of Pacific herring Номер п/пNumber p / p Частота, Гцfrequency Hz Диаметр пузырька, ммBubble Diameter, mm Диаметр отверстия, ммHole diameter mm Расстояние между отверстиями, мThe distance between the holes, m P0/PT=0,6P 0 / P T = 0.6 P0/PT=0,8P 0 / P T = 0.8 1one 100one hundred 78,878.8 35,935.9 45,945.9 4,644.64 22 101,8101.8 77,477.4 35,135.1 44,944.9 4,544,54 33 103,6103.6 76,076.0 34,334.3 43,943.9 4,454.45 4four 105,4105,4 74,774.7 33,633.6 42,942.9 4,364.36 55 107,3107.3 73,473,4 32,932.9 42,042.0 4,274.27 ... ... ... ... ... ... 107107 920,6920.6 8,68.6 2,172.17 2,752.75 0,410.41 108108 944,9944.9 8,38.3 2,102.10 2,652.65 0,400.40 109109 970,0970.0 8,18.1 2,032.03 2,562,56 0,390.39 110110 996,0996.0 7,97.9 1,961.96 2,472.47 0,380.38 111111 1022,71022.7 7,77.7 1,891.89 2,382,38 0,370.37 Примечание: В таблице для сокращения ее объема даны первые и последние пять значений параметровNote: The table shows the first and last five parameter values to reduce its volume.

Согласно расчетам в боковой стенке воздуходувной трубы по ее окружности выполняют отверстия с диаметром от минимального 1,9 мм до максимального 35,9 мм (P0/PT=0,6), как показано на фиг.2. По длине воздуховодной трубы отверстия располагают друг от друга на расстоянии от 0,37 м (минимальный диаметр отверстий) до 4,64 м (максимальный диаметр), согласно табл.2. Воздуходувную трубу затем прокладывают вокруг подводной части корпуса судна, как показано на фиг.3, 4.According to the calculations, holes with a diameter from a minimum of 1.9 mm to a maximum of 35.9 mm (P 0 / P T = 0.6) are made in the side wall of the blower pipe along its circumference, as shown in FIG. 2. The holes are arranged along the length of the air pipe at a distance of 0.37 m (minimum hole diameter) to 4.64 m (maximum diameter), according to Table 2. The blower pipe is then laid around the underwater part of the ship's hull, as shown in FIGS. 3, 4.

В таком исполнении завеса обеспечивает эффективное уменьшение уровня излучаемого судном звукового давления в диапазоне слуха тихоокеанской сельди и других близкородственных видов, имеющих сходные диапазоны восприятия звука (атлантической сельди, сардины и др.). Соответственно, сокращается расстояние, с которого сельдь воспринимает шум судна и реагирует на него. За счет этого повышается точность оценки обилия этих рыб тралово-акустическим методом.In this design, the curtain provides an effective reduction in the level of sound pressure emitted by the vessel in the hearing range of the Pacific herring and other closely related species having similar ranges of sound perception (Atlantic herring, sardines, etc.). Accordingly, the distance from which the herring senses the noise of the vessel and reacts to it is reduced. Due to this, the accuracy of estimating the abundance of these fish by the trawl-acoustic method is increased.

Пример 3. Требуется снизить отпугивающее воздействие шума судна при кошельковом промысле тунцов.Example 3. It is required to reduce the deterrent effect of vessel noise in the tuna wallet fishery.

Во время замета кошелькового невода косяки тунцов и других быстрых пелагических рыб (скумбрии, сардины, ставриды) реагируют на шум приближающегося судна изменением направления движения или уходом из зоны облова на скорости, превышающей скорость судна, что вызывает значительные потери уловов этих быстродвигающихся объектов при кошельковом промысле.During the wallet net seizure, schools of tuna and other fast pelagic fish (mackerel, sardines, horse mackerel) react to the noise of an approaching vessel by changing the direction of movement or moving out of the catch zone at a speed exceeding the speed of the vessel, which causes significant losses of catches of these fast-moving objects in the wallet fishery .

Частотный диапазон максимальной слуховой чувствительности тунцов составляет 200-800 Гц (фиг.6). Как и в предыдущих примерах, задача состоит в том, чтобы обеспечить снижение уровня шума судна в области наибольшей слуховой чувствительности данного объекта лова.The frequency range of the maximum auditory sensitivity of tuna is 200-800 Hz (Fig.6). As in the previous examples, the task is to provide a reduction in the noise level of the vessel in the region of the highest auditory sensitivity of this fishing object.

Параметры завесы для диапазона слуховой чувствительности тунцов рассчитываются аналогично предыдущим. Результаты расчетов представлены в таблице 3.The parameters of the curtain for the range of auditory sensitivity of tuna are calculated similarly to the previous ones. The calculation results are presented in table 3.

ТаблицаTable Параметры завесы для кошелькового лова тунцовParameters for Tuna Wallet Curtain Номер п/пNumber p / p Частота, Гцfrequency Hz Диаметр пузырька, ммBubble Diameter, mm Диаметр отверстия, ммHole diameter mm Расстояние между отверстиями, мThe distance between the holes, m P0/PT=0,6P 0 / P T = 0.6 P0/PT=0,8P 0 / P T = 0.8 1one 199,2199.2 39,539.5 15,215,2 19,419,4 2,202.20 22 203,1203.1 38,838.8 14,814.8 18,918.9 2,162.16 33 207,1207.1 38,038,0 14,414,4 18,418,4 2,112.11 4four 211,3211.3 37,337.3 14,114.1 18,018.0 2,072.07 55 215,5215.5 36,636.6 13,713.7 17,517.5 2,032.03 ... ... ... ... ... ... 6161 732,8732.8 10,710.7 2,922.92 3,713.71 0,530.53 6262 751,2751,2 10,510.5 2,832.83 3,603.60 0,520.52 6363 770,1770.1 10,210,2 2,742.74 3,483.48 0,500.50 6464 789,7789.7 10,010.0 2,652.65 3,373.37 0,490.49 6565 809,9809.9 9,79.7 2,572,57 3,263.26 0,480.48 Примечание: Для сокращения объема таблицы даны первые и последние пять значений параметровNote: To reduce the size of the table, the first and last five parameter values are given.

Согласно расчетам в боковой стенке воздуходувной трубы по ее окружности выполняют отверстия с диаметром от минимального 2,6 мм до максимального 15,2 мм (P0/PT=0,6), как показано на фиг.2. По длине воздуходувной трубы отверстия располагают друг от друга на расстоянии от 0,48 м (минимальный диаметр отверстий) до 2,2 м (максимальный диаметр отверстий). Промежуточные значения - согласно табл.3. Воздуходувную трубу затем прокладывают вокруг подводной части корпуса судна, как показано на фиг.3, 4.According to the calculations, holes with a diameter from a minimum of 2.6 mm to a maximum of 15.2 mm (P 0 / P T = 0.6) are made in the side wall of the blower pipe along its circumference, as shown in FIG. 2. The holes are positioned along the length of the blower tube from a distance of 0.48 m (minimum hole diameter) to 2.2 m (maximum hole diameter). Intermediate values are according to table 3. The blower pipe is then laid around the underwater part of the ship's hull, as shown in FIGS. 3, 4.

В таком исполнении завеса обеспечивает эффективное уменьшение уровня излучаемого судном звукового давления в диапазоне слуха тунцов и других близкородственных видов, например, скумбрии, имеющей сходный диапазон максимальной слуховой чувствительности. Соответственно, существенно сокращается расстояние, с которого эти рыбы воспринимают шум судна и изменяют направление и скорость движения во время замета кошелькового невода. За счет этого повышается результативность кошелькового лова тунцов.In this embodiment, the curtain provides an effective reduction in the level of sound pressure emitted by the vessel in the hearing range of tuna and other closely related species, for example, mackerel, which has a similar range of maximum auditory sensitivity. Accordingly, the distance from which these fish perceive the noise of the vessel and change the direction and speed of movement during the notice of the wallet net is significantly reduced. Due to this, the effectiveness of wallet tuna fishing increases.

Таким образом, путем задания параметров пузырьковой завесы можно эффективно подавлять шум судна в диапазоне частот, соответствующем наибольшей слуховой чувствительности рыб - объектов исследования или промысла. В результате обеспечивается снижение отрицательного воздействия гидроакустического поля судна на их поведенческие характеристики (отпугивания рыб) и уменьшение за счет этого потери улова и погрешности оценки запасов рыб.Thus, by setting the parameters of the bubble curtain, it is possible to effectively suppress vessel noise in the frequency range corresponding to the highest auditory sensitivity of fish - objects of research or fishing. As a result, the negative impact of the hydroacoustic field of the vessel on their behavioral characteristics (scaring away fish) is reduced and, as a result, the loss of catch and the error in estimating fish stocks are reduced.

Источники информацииInformation sources

1. Underwater noise of research vessels: review and recommendations // ICES Cooperative Research Report No.209. - Ed. by Mitson R.B. - 1995. - 61 p.1. Underwater noise of research vessels: review and recommendations // ICES Cooperative Research Report No.209. - Ed. by Mitson R.B. - 1995. - 61 p.

2. Mitson R.B., Knudsen H.P. Causes and effects of underwater noise on fish abundance estimation // J. Aquat. Living Resour., 2003. - Vol.16. - P.255-263.2. Mitson R. B., Knudsen H. P. Causes and effects of underwater noise on fish abundance estimation // J. Aquat. Living Resour., 2003 .-- Vol.16. - P.255-263.

3. Кузнецов Ю.А., Кузнецов М.Ю. Обоснование и разработка методов и средств промысловой биоакустики. Моногр. - Владивосток: Дальрыбвтуз, 2007. - 339 с.3. Kuznetsov Yu.A., Kuznetsov M.Yu. Justification and development of methods and means of commercial bioacoustics. Monograph - Vladivostok: Dalrybvtuz, 2007 .-- 339 p.

4. Кузнецов М.Ю., Вологдин В.Н. Гидроакустические шумы промысловых и научно-исследовательских судов и их влияние на поведение и оценки запасов рыб (обзор и перспективы исследований) // Известия ТИНРО. - 2009. - Т.157. - С.334-355.4. Kuznetsov M.Yu., Vologdin V.N. Hydroacoustic noises of fishing and research vessels and their influence on the behavior and assessment of fish stocks (review and research prospects) // Izvestiya TINRO. - 2009. - T.157. - S. 344-355.

5. Ona Е., Godo O.R. Fish reaction to trawling noise: the significance for trawl sampling // Rapp. P. - v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. - 1990. - Vol.189. - P.159-166.5. Ona E., Godo O.R. Fish reaction to trawling noise: the significance for trawl sampling // Rapp. P. - v. Reun. Cons. Int. Explor. Mer. - 1990. - Vol. 189. - P.159-166.

6. Коротков B.K. Реакции рыб на трал, технология их лова. - Калининград: МАРИНПО, 1998. - 398 с.6. Korotkov B.K. Fish reactions to the trawl, their fishing technology. - Kaliningrad: MARINPO, 1998 .-- 398 p.

7. Кручинин О.Н. Тактика замета кошелькового невода и способы управления поведением рыб в зоне облова. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2006. - 127 с.7. Kruchinin O.N. The tactics of noticeable purse seine and ways to control the behavior of fish in the fishing zone. - Vladivostok: TINRO Center, 2006. - 127 p.

8. Vabø R., Olsen К., Huse I. The effect of vessel avoidance of wintering Norwegian spring spawning herring // Fisheries Research. - 2002. - Vol.58. - P.59-77.8. Vabø R., Olsen K., Huse I. The effect of vessel avoidance of wintering Norwegian spring spawning herring // Fisheries Research. - 2002. - Vol. 58. - P.59-77.

9. De Robertis A., Wilson C.D., Williamson N.J., Guttormsen M.A., Stienessen S. Silent ships sometimes do encounter more fish. 1. Vessel comparisons during winter pollock surveys. - ICES J. Mar. Sci. - 2010. - Vol.67(5). - P.985-995.9. De Robertis A., Wilson C. D., Williamson N. J., Guttormsen M. A., Stienessen S. Silent ships sometimes do encounter more fish. 1. Vessel comparisons during winter pollock surveys. - ICES J. Mar. Sci. - 2010 .-- Vol. 67 (5). - P.985-995.

10. Underwater noise: a harmful unregulated form of pollution // IFAW and NRDC Report prepared for the Stakeholder Meeting on the European Marine Strategy. - Rotterdam, 2004. - 17 p.10. Underwater noise: a harmful unregulated form of pollution // IFAW and NRDC Report prepared for the Stakeholder Meeting on the European Marine Strategy. - Rotterdam, 2004 .-- 17 p.

11. Visser I.N. Killer whale (Orcinus orca) interactions with longline fisheries in New Zealand waters // J. Aquatic Mammals. - 2000. - Vol.26. - P.241-252.11. Visser I.N. Killer whale (Orcinus orca) interactions with longline fisheries in New Zealand waters // J. Aquatic Mammals. - 2000. - Vol. 26. - P.241-252.

12. Бахарев C.A. Способ искажения гидроакустического поля рыбопромыслового судна. - Патент РФ №2207590 (заявка №2002102036), приоритет 21.01.02 г.12. Bakharev C.A. The method of distortion of the sonar field of a fishing vessel. - RF patent No. 2207590 (application No. 2002102036), priority 01/21/02

13. Хагабанов С.М., Гулиянц Р.Ц., Корякин Ю.А., Шейнман Л.Е. Способ маскировки подводного шума рыбопромыслового судна и устройство маскировки. - Патент РФ №2215305 (заявка №2001118674), приоритет 05.07.01 г.13. Hagabanov S.M., Guliyants R.Ts., Koryakin Yu.A., Sheinman L.E. A method for masking underwater noise of a fishing vessel and a masking device. - RF patent No. 2215305 (application No. 2001118674), priority 05.07.01.

14. Салми П., Пакален Й., Ярви А. Способ глушения подводного звука, судно, снабженное устройством для глушения звука. - Патент РФ №2131825 (заявка №94040900), приоритет 21.11.94 г.14. Salmi P., Pakalen J., Järvi A. Method for damping underwater sound, a vessel equipped with a device for damping sound. - RF patent No. 2131825 (application No. 94040900), priority 11.21.94.

15. Кузнецов Ю.А. Способ снижения шумов, производимых рыбопромысловым судном // АС СССР №302276 (заявка №1405654), приоритет 13.11.70 г.15. Kuznetsov Yu.A. A method of reducing the noise produced by a fishing vessel // USSR AS No. 302276 (application No. 1405654), priority 13.11.70,

16. Кузнецов Ю.А. Влияние воздушных завес на поведение рыб // Рыбное хозяйство. - 1969. - №9. - С.53-55; №10. - С.48-50.16. Kuznetsov Yu.A. The effect of air curtains on the behavior of fish // Fisheries. - 1969. - No. 9. - S.53-55; No. 10. - S. 48-50.

17. Гостомыслов Л.П., Кузнецов Ю.А. Устройство для создания воздушно-пузырьковой завесы при лове рыбы // АС СССР №936501 (заявка №3008945), приоритет 24.11.80 г.17. Gostomyslov L.P., Kuznetsov Yu.A. A device for creating an air-bubble curtain for fishing // USSR AS No. 936501 (application No. 3008945), priority 24.11.80

18. Клей К.С., Медвин Г. Акустическая океанография. - М.: Мир, 1980. - 580 с.18. Clay KS, Medvin G. Acoustic Oceanography. - M.: Mir, 1980 .-- 580 p.

19. Gaddis E.S., Vogelpohl A. Bubble formation in quiescent liquids under constant flow conditions // Chem. Eng. Sci. - 1986. - Vol.41, №1. - P.97-105.19. Gaddis E.S., Vogelpohl A. Bubble formation in quiescent liquids under constant flow conditions // Chem. Eng. Sci. - 1986. - Vol.41, No. 1. - P.97-105.

Claims (2)

1. Способ снижения подводного шума судна, основанный на формировании воздушно-пузырьковой завесы вокруг рыбопромыслового судна, отличающийся тем, что воздушно-пузырьковую завесу создают в соответствии с биологическими особенностями предполагаемых объектов исследований или промысла путем задания параметров завесы, а именно диаметра калиброванных отверстий в воздуходувной трубе для истечения воздуха, расстояния между отверстиями и избыточного давления воздуха в воздуходувной трубе, при этом минимальный размер испускаемых завесой пузырьков соответствует верхней граничной частоте диапазона максимальной слуховой чувствительности рыб, максимальный - нижней частоте диапазона максимальной чувствительности рыб, для этого диаметры отверстий в воздуходувной трубе выполняют в размерном интервале, обеспечивающем образование на выходе из отверстий пузырьков, имеющих собственные резонансные частоты в области наибольшей слуховой чувствительности рыб-объектов исследований или промысла, шаг диаметров отверстий, выполняемых в воздуходувной трубе, устанавливают в зависимости от резонансной частоты пузырьков, образующихся на выходе из отверстия, и нижней и верхней частот, на которых энергия, поглощаемая и рассеиваемая пузырьком данного размера, уменьшается вдвое по сравнению с резонансным значением, расстояния между отверстиями в воздуходувной трубе устанавливают равными диаметру акустического поперечного сечения рассеяния и поглощения звука воздушными пузырьками в зависимости от размеров воздушных пузырьков на выходе из отверстий, а избыточное давление воздуха в воздуходувной трубе поддерживают в диапазоне Р0T=0,6÷0,8, где Р0 - гидростатическое давление; РT - давление воздуха в воздуходувной трубе.1. A method of reducing underwater noise of a vessel, based on the formation of an air-bubble curtain around a fishing vessel, characterized in that the air-bubble curtain is created in accordance with the biological characteristics of the proposed objects of research or fishing by setting the parameters of the curtain, namely the diameter of the calibrated holes in the blower pipe for air flow, the distance between the holes and the excess air pressure in the blower pipe, while the minimum size emitted by the curtain The dots correspond to the upper boundary frequency of the range of maximum auditory sensitivity of fish, the maximum to the lower frequency of the range of maximum sensitivity of fish, for this, the diameters of the holes in the blower tube are made in the size range, which ensures the formation of bubbles at the exit from the holes that have their own resonant frequencies in the region of the highest auditory sensitivity of fish - objects of research or fishing, the pitch of the diameters of the holes made in the blower pipe is set dependent Depending on the resonant frequency of the bubbles formed at the exit of the hole and the lower and upper frequencies at which the energy absorbed and dissipated by a bubble of a given size is halved compared to the resonance value, the distances between the holes in the blower tube are set equal to the diameter of the acoustic scattering cross section and sound absorption by air bubbles depending on the size of the air bubbles at the outlet of the holes, and the excess air pressure in the blower tube is maintained in pazone P 0 / P T = 0,6 ÷ 0,8, where P 0 - hydrostatic pressure; P T - air pressure in the blower tube. 2. Устройство для снижения подводного шума судна, состоящее из источника сжатого воздуха, воздуховодной магистрали и воздуходувной трубы с отверстиями, отличающееся тем, что отверстия в воздуходувной трубе выполняют с учетом биологических особенностей объекта исследования или промысла с шаговым приращением диаметра от минимального значения размерного интервала до максимального, причем отверстия с шаговым приращением диаметра располагают равномерно по окружности воздуходувной трубы, а отверстия одного диаметра располагают на равном одинаковом расстоянии по длине воздуходувной трубы, которую затем размещают на подводной части корпуса по обоим бортам вдоль основного и бортовых килей судна, а также в районе судовых двигателей, промысловых механизмов и гребного винта, при этом воздуходувные трубы дополнительно оснащены электромагнитными пневмоклапанами для раздельной подачи воздуха на различных этапах лова. 2. A device for reducing underwater noise of a vessel, consisting of a source of compressed air, an air duct and an air pipe with holes, characterized in that the holes in the air pipe are made taking into account the biological characteristics of the object of study or fishing with a step increment of diameter from the minimum value of the size interval to maximum, and the holes with incremental increments of the diameter are evenly distributed around the circumference of the blower pipe, and the holes of the same diameter are placed at the same distance along the length of the air pipe, which is then placed on the underwater part of the hull on both sides along the main and side keels of the vessel, as well as in the area of ship engines, fishing gears and a propeller, while the air pipes are additionally equipped with electromagnetic pneumatic valves for separate air supply to different stages of fishing.
RU2011114623/28A 2011-04-13 2011-04-13 Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method RU2456681C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114623/28A RU2456681C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011114623/28A RU2456681C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2456681C1 true RU2456681C1 (en) 2012-07-20

Family

ID=46847568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011114623/28A RU2456681C1 (en) 2011-04-13 2011-04-13 Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2456681C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU302275A1 (en) * 1970-02-13 1973-01-16 METHOD FOR REDUCING NOISE PRODUCED BY FISHING SHIP
EP0237891A2 (en) * 1986-03-15 1987-09-23 DIEHL GMBH & CO. Camouflage device for sonic marine navigation instruments
SU936501A1 (en) * 1980-11-24 1998-09-10 Дальневосточный институт рыбной промышленности и хозяйства Device for forming air bubble screen in fishing
RU2276386C1 (en) * 2004-12-01 2006-05-10 Сергей Алексеевич Бахарев Method for controlling behavior of sea mammals during fishing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU302275A1 (en) * 1970-02-13 1973-01-16 METHOD FOR REDUCING NOISE PRODUCED BY FISHING SHIP
SU936501A1 (en) * 1980-11-24 1998-09-10 Дальневосточный институт рыбной промышленности и хозяйства Device for forming air bubble screen in fishing
EP0237891A2 (en) * 1986-03-15 1987-09-23 DIEHL GMBH & CO. Camouflage device for sonic marine navigation instruments
RU2276386C1 (en) * 2004-12-01 2006-05-10 Сергей Алексеевич Бахарев Method for controlling behavior of sea mammals during fishing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hawkins et al. Information gaps in understanding the effects of noise on fishes and invertebrates
Slabbekoorn et al. A noisy spring: the impact of globally rising underwater sound levels on fish
Moore et al. Chemical orientation to food by the crayfish Orconectes rusticus: influence of hydrodynamics
Mitson Underwater noise of research vessels: review and recommendations
Zielinski et al. Laboratory experiments demonstrate that bubble curtains can effectively inhibit movement of common carp
Hawkins et al. Effects of man-made sound on fishes
Tyack et al. Effects of noise on acoustic signal production in marine mammals
Au et al. Acoustic reflectivity of nets: implications concerning incidental take of dolphins
Kuşku et al. Acoustic noise pollution from marine industrial activities: Exposure and impacts
Sivle et al. Potential for population-level disturbance by active sonar in herring
RU2456681C1 (en) Method of reducing underwater noise of ships and apparatus for realising said method
Bilgin et al. Testing two types of acoustic deterrent devices (pingers) to reduce harbour porpoise, Phocoena phocoena (Cetacea: Phocoenidae), by catch in turbot (Psetta maxima) set gillnet fishery in the Black Sea, Turkey
RU2276386C1 (en) Method for controlling behavior of sea mammals during fishing
Würsig et al. Cetaceans and humans: influences of noise
CN108289437A (en) Trawlnet and fishing method
Goodson Developing deterrent devices designed to reduce the mortality of small cetaceans in commercial fishing nets
Vakili Under-water noise pollution sources, mitigation measures in commercial vessels: the trade-off analysis in the case of study for trans mountain project, Port of Vancouver, Canada.
Burnham Acoustic Disturbance Risk Estimates and Mitigation Strategies: An Animal-Centric Approach
Leighton et al. Hypotheses regarding exploitation of bubble acoustics by cetaceans
Gordon Anthropogenic noise and cetacean interactions in the 21st century: a contemporary review of the impacts of environmental noise pollution on cetacean ecologies
Bruintjes et al. A tool to predict the impact of anthropogenic noise on fish
Findlay Predicting Risks from Acoustic Deterrents to Marine Mammals
Lamoni Measures for reduction of anthropogenic noise in the Baltic
Sapozhnikova et al. The effects of sound pollution as a stress factor for the Baikal coregonid fish
Woodcock et al. Regional Sustainability Planning in the Upper Spencer Gulf Investigating potential impacts of shipping on giant Australian cuttlefish. Report to Department of the Environment

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20150820

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20201202