拖网通常是适于在渔船后方在水中被拖曳以便捕捉位于拖曳路径上的鱼群的袋状捕鱼网。
为了在经济和资源方面优化捕鱼过程，拖网应尽可能快地装满鱼。然而，经验是当渔船经过鱼群时，比声纳所识别的少得多的鱼被实际捕捉到拖网中。也就是说，有些鱼通过在渔船与拖网之间离开拖网的轨迹来躲避拖网。从经济和资源的角度来看，这是所不希望的，因为这延长了在海上花费的时间和要航行的距离，进而导致不必要的燃料消耗等。
已经有人建议使用声音来提高捕鱼效率。
在这方面，苏联发明人的证书su935046t建议提供装配有用于在拖网的拖网门之间发射声音和电信号的发射器的缆索。声音发射器要发射对鱼有吸引力的声音，并且一旦被吸引，所发射的电信号要把鱼吓到拖网的网口中。没有给出关于这如何运作以及是否起作用的细节。
俄罗斯专利ru2343704c建议在拖网内放置声光发射器以及声纳系统。当声纳系统检测到鱼在拖网的网口内和向网口移动时，渔船的船长可以启动声光发射器，发射比如捕食者声音等声音、以及光。据信，这使鱼暂时而非足够长地迷惑，以防止它们在拖曳拖网所沿着的方向上不停游动，并且因此防止它们通过网口离开拖网。没有给出关于这如何运作以及这是否起作用的进一步细节。
在任何情况下，上述两项提议都没有取得商业上的成功。
基于此现有技术，本发明的目的是提供一种利用声音来提高捕鱼效率的设备、方法和系统。
根据本发明的第一方面，此目的是通过一种拖网来实现的，该拖网适于在拖船后方沿着期望的拖曳轨迹在拖曳方向上被拖曳，该拖网包括：一对拖网门，其中，每个拖网门适于附接到从该拖船延伸的拖曳缆索上；袋状网衣，该袋状网衣相对于该拖曳方向具有前端和尾端，该袋状网衣适于附接到从这些拖网门在其拖尾方向上延伸的缆索上，并且该袋状网衣具有限定网口开口的一个或多个前边缘，该网口开口相对于该拖曳方向在成十字形方向上延伸，并且该袋状网衣在该尾端处呈现出网囊，其中，该拖网包括适于以与该拖曳方向成角度地向前发射声音的定向声发射器。
通过朝向前方向定向地发射声音，在拖网前方提供了声障。因为声音会惊吓接近声障的鱼、并且使鱼在接近声障时改变其游动方向，所以这些声障形成了拖网的虚拟延伸部。因此，通过适当安装的声发射器，可以形成拖网前方的虚拟声音漏斗，并且将鱼引导到实际的拖网中。
根据本发明的第二方面，该目的通过一种捕鱼方法来实现，其中，包括袋状网衣的拖网在拖船后方沿着期望的拖曳轨迹在拖曳方向上被拖曳，其中，从定向声发射器以与该拖曳方向成角度地向前发射适于惊吓要被捕获在该拖网中的鱼的声音，这些定向声发射器被设置在该拖网上。
通过朝向前方向定向地发射声音，可以惊吓鱼并且防止其躲避拖网。因为声音将惊吓接近声障的鱼、并且使鱼在接近声障时改变其游动方向，所以这些声音因此用于形成起到拖网的虚拟延伸部作用的屏障。
根据本发明的第一方面的优选实施例，这些声发射器被设置在这些拖网门上和/或在该袋状网衣的所述一个或多个前边缘处。由此，可以结合声障来形成漏斗形状，以提供拖网的虚拟延伸部。
根据另一优选实施例，这些拖网门包括适于朝向该袋状网衣的所述一个或多个前边缘中的至少一些前边缘发射声音的另外的定向声发射器。将声发射器设置在拖网门上为声发射器提供了稳定的平台，并且有助于在网衣的上部前边缘与下部前边缘之间封闭声障之间的任何间隙。
根据另一优选实施例，所述声发射器发射10hz至50khz范围内的声音。在这个频率范围内的声音被发现对惊吓鱼是有效的，并且使鱼改变它们的游动方向。因此，如果鱼横穿拖曳方向游动并且接近由定向声发射器发射的声障，则它们将暂时受惊吓并改变游动方向并且保持在拖网的虚拟延伸部中。此外，此声范围不会干扰拖船的声纳或超声通信系统。
根据优选实施例，这些声发射器适于发射声谱。以此方式，同一个发射器或发射系统可以用于具有不同听觉能力的不同种类的鱼。
根据另一优选实施例，这些声发射器适于发射纯音。这允许将声音调整到适合于惊吓特定种类的鱼的频率。
根据另一优选实施例，这些声发射器适于间歇地发射。间歇性地发射将减少发射器的电力消耗，并且将允许发射器在整个拖网作业拖曳内发射并且仍然用单一电池组运行，从而避免需要外部电源线。
在这方面，这些声发射器适于以5％-50％范围内的、优选10％的占空比和小于1秒、优选0.5秒的周期发射。这满足了足够长时间惊吓鱼而不穿过声障。
根据本发明的第二方面的方法可以根据上述优选实施例来实现，以获得相同的优点。
现在将基于非限制性示例性实施例并参考附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的在拖船后方在水中被拖曳的拖网的示意性侧视图，
图2示出了图1的拖网的示意性俯视平面视图，
图3示出了图1和图2的拖网的示意性前视图，
图4示出了根据本发明的具有声发射器的拖网门。
为了在下面的描述中正确理解拖网的特征，应当假定比如顶、底、前、后、左、右等特征应被理解为在正常意义上应用于在使用中的拖网，即，相对于拖网沿着拖曳轨迹在水中被拖曳的方向。
首先转到图1，示出了根据本发明的浮拖网1。在水面上的拖船4的后方，拖网1在水中在水面2与海底3之间被拖曳。
图1的拖网总体上是传统的包括袋状网衣5的浮拖网，该袋状网衣相对于分别在图1和图2中用箭头所指示的拖曳方向d具有前端6和尾端7。
袋状网衣5包括多个扇区5a至5d，这些扇区具有从前端6向尾端7递减的不同网目尺寸。最后的扇区5d、通常称为网囊的尾端是闭合的并且具有适于防止超出对于期望种类的特定可允许尺寸的鱼8逃脱的网目尺寸。前扇区5a-5c的网目尺寸将允许鱼8逃脱，但是来自在水中被拖动的网衣的噪声、压力、移动等防止鱼8这样做。参见例如苏格兰农业和渔业部main，j.等人的“fishreactionstotrawlgear-astudycomparinglightandheavygroundgear[鱼对拖网网具的反应-比较轻型和重型底层网具的研究]”，(1983)，url：<http://www.gov.scot/uploads/documents/no％2027.pdf>。网衣5的由前扇区5a的前端形成的前端6是敞开的，以便形成相对于拖曳方向d成十字形延伸的网口开口，即进入网衣5的开口。从图3中可以看出，从拖曳方向d看，即如果投影到垂直于拖曳方向d的平面(未示出)上，则网口开口可以呈现大致矩形的区域。
为了保持此网口开口敞开，网衣5的前端6的上部前边缘6a设有通常称为套环的浮子，所述上部前边缘由通常称为上纲的缆索形成，而前端6的的下部前边缘6b设有例如呈链形式的沉子，所述下部前边缘由通常称为沉子纲的缆索形成。由于正浮力和负浮力，上纲和沉子纲分别将被拖动分开并且保持网口在竖直方向上敞开。
为了保持网口在水平方向上敞开，拖网包括一对拖网门10，通常也被称为网板。在本说明书和权利要求中，这两个术语被认为是同义词，并且不作区分。拖网门10在某种程度上是精心制作的板，该板适于在与拖曳方向d交叉的水平方向上成某个迎角地以大致竖直的取向在水中被拖动，以迫使它们离开拖曳轨迹。网衣5的前端6的四个角、即形成上部前边缘6a和下部前边缘6b的上纲和沉子纲两者的相应末端各自连接到相应的缆索9。这四个缆索9进而成对地连接到这对拖网门10中的各自一个拖网门。每个拖网门10进而适于附接到从拖船4延伸的拖曳缆索11。如所提及的，拖网门10可以差不多是精心制作的，并且如图4中最佳地看到的那样可以具有复杂的水动力学形状，以增加在水中的稳定性、提高效率并且减小阻力。
如上面所指明的，在现有技术中，即使拖网1以正确的速度、轨迹和深度被拖曳以捕捉由拖船4的声纳所识别和定位的鱼群8，仍有一些鱼似乎躲避了拖网1。
为了避免这一点，本发明通过声学装置提供了拖网1的虚拟延伸部。已经发现，在给定的频率和声压下的声音会惊吓鱼8，并且使它们暂时改变其游动方向。
根据这一点，本发明的拖网1设有定向声发射器13，该定向声发射器适于在与网衣的包络线大致续接的协调方向上发射声音，即针对鱼8提供声障12，从而至少部分地形成朝网衣5的网口渐缩并与网口重合的漏斗形。为了附图清晰起见，并非所有的声障都在图1-3中表示出来。
主要地，这些定向声发射器13适于以与拖曳方向d成角度地向前发射声音。此角度可以是与网衣在前端6相对于拖拽方向的包络线(即与其相切)的角度大致对应的角度，以便形成从网衣5到其虚拟延伸部的平滑过渡。该角度显然还可以是更大或更小的角度。使上纲和/或沉子纲处的声发射器13适于以较大角度发射是有利的，因为声音具有有限的传播范围并且将随着距离而衰减到鱼8不再受惊吓的水平。通过使用较大角度，在距水面或海底较短的距离下朝某个方向发射声音。针对鱼8的声障12因此能够更好地覆盖从海底3到水面2的整个水柱，并且因此防止鱼从拖网1的上方和下方通过。就角度而言，应注意的是，声音作为发散射束(典型地为锥形射束)发射，并且该角度被认为是射束的中心线相对于拖曳方向d的角度。由于这样的射束典型地将是al，所以优选提供若干个定向声发射器13，如图1和图3所示，这些定向声发射器都朝相同的总体方向并行发射。类似地，如在图1和图3中还可以看到的，在沉子纲处也优选使用若干个定向声发射器13。
如上面所提及的，由于声音仅具有有限的范围，因此将声发射器13放置在引导网衣5的拖网门10上是有利的。因此，通过在拖网门10上放置在侧向方向上成角度地向前发射的声发射器13，针对鱼8的声障12延伸网衣5的前端6与拖网门10之间的距离，即大致缆索9的长度。对于拖网1，此距离典型地在150m到200m的范围内，其中网衣5的长度为200m、高度为100m并且宽度为150m。
显然，如上所述，向前推进定向声发射器13可能在每个拖网门10后方的声障12中留下间隙。可以使用拖网门10上的另外的定向声发射器13来容易地覆盖此间隙，其中，这些另外的定向声发射器13适于朝向网衣5的前端6、特别是朝向如上所述的在形成上部前边缘6a和下部前边缘6b的上纲的末端与沉子纲的相应末端之间形成的侧边发射声音。也就是说，从另外的定向声发射器13以与拖曳方向成角度地向后朝向袋状网衣5的一个或多个前边缘中的至少一些前边缘发射声音，所述另外的定向声发射器被设置在拖网门10上。这些另外的发射器13可以居中地位于拖网门10的隔板14上或与所述隔板相结合，或者如图4所示紧密靠近该隔板。显然，该间隙还被位于袋状网衣5的前端6的前边缘上、朝向拖网门10发射的定向声发射器13(未示出)覆盖。
网衣5处的定向声发射器13优选是附接到网衣上的独立自主音箱(pod)，但显然在拖网门10处，定向声发射器可以被集成在拖网门10中，如图4所示。显然，如果需要的话，更多的定向声发射器13可以被设置在拖网门处或集成在拖网门中，在拖网门10的前边缘15处向前发射的定向声发射器例如结合上述隔板14或其紧密靠近该隔板，如图4所示。
如果未被集成到拖网门10中，自主音箱是能够承受拖网作业深度处的外部压力的啤酒罐大小的密封音箱。音箱包含用于产生定向声发射器的换能器的信号的电子器件。音箱还包括用于电源的空间。一组碱性d电池单元(lr20)、例如一组三个电池单元将持续超过10个小时，并且对于拖网作业拖拉时长而言足够了。
优选地，间歇地发射声音，以便节省电量并延长电池寿命。优选地，以10％的占空比和1/2秒的周期发射声音，即500ms发射周期中450ms无声。变化当然是可能的，但显然无声不应具有允许受惊吓的鱼8恢复并游动横穿声障12从而在下一次声音发射时发现它们自己在漏斗外侧的时长。以取决于要捕捉的鱼8的种类的典型拖网作业速度，无声周期不应超过1秒。因此，一般地，声发射器13适于以在5％-50％范围内的、优选10％的占空比和小于1秒、优选0.5秒的周期发射，这取决于要捕捉的鱼8的种类。射束的中心线处的音量超过200dbspl。
不同种类的鱼8有不同的惊吓反应，并且因此取决于要捕捉的鱼8的种类而所发射的声音可能不同。例如，爱思唯尔出版公司(elsevier)的“marineenvironmentalresearch(海洋环境研究)”期刊2008年第65卷第369-377页的kastelein，ronalda.等人的“startleresponseofcaptivenorthseafishspeciestounderwatertonesbetween0.1and64khz(北海捕获的鱼类对0.1khz与64khz之间的水下音调的惊吓反应)”中已经研究了惊吓反应。url：<http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0141113608000056>。声音可以是期望频率的纯音，或者声音可以覆盖某个频率范围。如果覆盖某个频率范围，则声音可以是在发射周期上的扫频，例如，啁啾声或砰声，或者声音可以同时发射该范围内的全部或若干个频率，即粉红噪声或白噪声。技术人员应理解存在其他可能情况和组合。这些频率优选地适于要捕捉的鱼8的种类，但一般是在10hz至50khz的范围内。在上述研究之后，较窄的范围将是优选的，以便针对特定种类的鱼8，而不消耗电池电力来发射不相关的频率的声音。
因此，有意义的是将频率间隔缩小到10hz-4khz、10hz-2khz、10hz-400hz、10hz-250hz、10hz-70hz、或甚至40hz-70hz，以便包括像大西洋鲱鱼、竹荚鱼、绿鳕、大头鱼类、厚唇鲻鱼、海鲈鱼以及其他用拖网捕的种类的鱼8一样的鱼8具有其声学敏感性或惊吓反应的范围。大西洋鲱似乎对4khz的纯音有反应，并且可以使用这种纯音而不是频率范围来针对大西洋鲱。使音箱适于这些不同的声音仅是对内部信号发生器进行编程的问题，并且信号处理器可以具有若干个容易选定的预设频率范围和/或发射模式。
将所发射的声音针对特定种类的鱼也可能会降低副渔获物的比例，因为与目标鱼类不同的鱼类不会受到声幕的影响并且因此躲避拖网1。
因此，通过如上所述的本发明，已经想出了一种新的捕鱼方法，如所描述的，该捕鱼方法允许通过针对鱼8的声障12来虚拟延伸拖网。
尽管以上描述是基于浮拖网给出的，但本领域技术人员应理解，本发明背后的所有特征和总体思想完全适用于其他类型的拖网，比如底层拖网或底栖拖网，包括桁拖网。显然，在那些实施例中，可以省去在拖网1底部的声发射器。
技术人员还应理解，该设备和方法将完全适用于适合于拖网作业的、并且对声音有足够敏感性以被惊吓的任何种类的鱼8。也就是说，不仅可以使用上述那些频率范围，并且不仅可以捕捉上述那些种类的鱼8。