四、海锚与尾帆
(一)海锚与尾帆的作用
海锚和尾帆是鱿钓作业中二个必不可少的辅助工具。鱿钓船在作业时不是依靠本船的动力来控制钓船的状态,钓船而是处于漂流状态。如果在钓捕作业时不对钓船的漂流速度进行控制,将会使由灯光诱集的鱿鱼因钓船漂移太快或太慢而离去;也会使钓线因钓船漂移的太快或太慢而大幅度倾斜。钓线的大幅度倾斜会影响钓捕产量和使约线与邻机钓线发生纠缠。因此,鱿鱼钓船在作业时需要依靠海锚和尾帆来控制钓船的漂移速度。
在鱿钓作业时,最理想的情况是:钓船的漂移速度和方向与海流的速度和方向保持一致,即钓船与海水无相对运动。但实际上钓船在漂流时因受风的影响,而使钓机的漂移速度和方向与海流的流速和方向不相同。海锚和尾帆的作用就是使钓船的漂移速度和方向与海流的流速和方向基本保持一致。
海锚形似一个降落伞,它由曳纲、转环、伞绳、伞体、出水孔、浮子和沉子等组成。出水孔的面积是可调节的,起着调节海锚阻力大小的作用。调节出水孔的面积大小是海锚操作技术的关键,关系到实际海况条件下海锚是否能与渔船合理匹配的问题。
(二)海锚与尾帆操作基本原理
1.当风向与海流的方向一致,钓船在风力作用下,会使钓船的漂移速度与海流的流速大小不同。如图2所示,钓船的漂移速度为Vs+V’ω,大于海流的流速Vs。这样钓船与海水产生相对运动,海锚也与海水产生相对运动,从而使海锚产生与相对运动相反的阻力Fp,以阻止钓船漂移速度的进一步增加。如果与钓船匹配的海锚,在很小的相对运动速度下即能产生足够的阻力来平衡风力,则钓船的漂移速度能与海流的流速基本保持一致。
2.当风向与海流的方向相反,即船尾受流、钓船在顶风状态下(如图3所示)。与上述的情况差不多,风力的作用只是使钓船的漂移速度Vs-V’ω小于海流的流速Vs。这样海锚也产生与相对运动向反的阻力Fp,以阻止钓船漂移速度的进一步减慢。如果钓船海锚匹配合理,即能够在很小的相对运动下产生足够的阻力来平衡风力,从而保持钓船的漂移速度与流速基本一致。
3.当钓船在顶风状态下,受侧向流作用时(如图4所示)。由于侧向流作用于钓船的水动力作用中心R上,会在钓船的重心上产生作用力Rs和力矩Ms。因此,钓船会在随海流漂移的同时产生自转,从而发展成如图5(a)所示的情形,钓船偏转了p角。此时钓船仍在M’s作用下欲进一步自转。这时海锚即产生阻力Fp(如图5(b)所示)。这个阻力Fp在钓船的重心上产生作用力Fpx、Fpy和力矩Mω。此时钓船偏离了船尾顶风状态,由于船帆的作用,风力在尾帆上产生作用力Fω。Fω在钓船的重心上产生作用力Fωx、Fωy和力矩Mω。这样就有:
式中:
m—钓船的质量;
ax—钓船x方向上的运动加速度;
ay—钓船y方向上的运动加速度;
JG—钓船绕重心水平转动的转动惯量;
β”—钓船转动的角加速度;
R-水动力作用点;
G-钓船的重心。
如果钓船上匹配的海锚和尾帆,此时产生的力矩Mp和Mω能大于此时钓船的转动力矩M’s,即:
Mp十Mω>M’s
这样钓船就不能进—步自转。
图3 风向与海流的方向相反时海锚作用状态
如果此时对海锚和尾帆进行合理的调整,使得:
图4 钓船在顶风状态下受侧向流作用
图5 受力分解示意图
根据上面分析,可得:
即:
式中:
:为水流作用力;
为钓船的运动加速度。
由于水流作用力,只有在钓船的漂移速度和方向与海流的流速、方向一致时才为零,此时钓船能与流速基本同步漂移。
通过以上分析可知,如果钓船上匹配了相应规格的海锚和尾帆,以及在钓捕作业时,根据不同的海况条件和气象条件进行准确地操纵和调整,海锚和尾帆是可以在鱿鱼钓作业中控制钓舶的漂流速度,提高钓捕渔获量。