本发明涉及潜行板，特别涉及一种适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板及其使用方法。
背景技术：
1、海洋生物资源调查监测是国际上普遍采用的获取第一手科学数据的重要途径。为增强海洋生物资源管理，了解海洋生态系统演化规律，采用海洋生物采集装备对调查海域内海洋生物进行定量采集(称为定量生物采集网)方式，是掌握海洋生物资源量及其时空分布特征的重要具体手段。目前，国际上定量生物采集网按拖曳方式可分为垂直拖曳采集网和水平拖曳采集网两种。前者用于定点采样，后者用于样条采样。其中，水平拖曳采集网系统主要包括采集网主体和水动力沉降装置(如潜行板、沉降帆等)，通过确保采集网系统阻力与水动力沉降装置沉降力的比值(称为阻沉比)一致，使水平拖曳采集网系统始终处于动态力学平衡状态，实现同深处不同拖曳速度下目标生物的定量采集(即定深定量采样)。
2、目前生物采集网装配的水动力沉降装置难以满足定深定量生物采集网的采样需求，如bongo浮游生物网、tucker网、以及现阶段国外主要用于仔稚鱼定量采集调查的采集网具(i kmt、m i kt、moht)所装配的v型平板(i kmt、m i kt)和v型弯曲板(moht)，都由于工作冲角较小(15-25°)，而且上述潜行板在工作冲角附近其沉降力系数骤降，这可能造成潜行板在变速变水层作业中姿态发生变化，难以提供稳定沉降力，导致采样失真。
3、采集网系统定深理论示意图详见图5。在水平拖曳过程中，当曳纲与水面所成夹角θ保持一定时，才能确保采集网在固定深度进行水平拖曳。基于采集网力学分析可知，采集网系统总阻力包括采集网网衣阻力和潜行板阻力，而沿水深方向的沉降力则由潜行板提供，三者需处于力学平衡，即：
4、
5、式中，l为潜行板的沉降力；w为采集网系统包括潜行板与采集网的水中重量和；r为采集网阻力；d为潜行板阻力。其中，水中重量w可通过减少潜行板自身重量，以及网口上沿添加浮子的方式抵消掉，即w＝0。
6、以往研究表明，采集网阻力、潜行板阻力、潜行板沉降力都与速度的平方成正比，即：
7、
8、式中，cn为采集网阻力系数；a为网口面积；v为拖曳速度；ρ为密度；cd为潜行板阻力系数；cl为潜行板沉降力系数。由上述可知，当进行水平高速拖曳采样时，随着拖曳速度的增大，采集网阻力和潜行板沉降力逐渐增大。但现阶段使用的潜行板沉降力增大幅度不足于采集网系统阻力增幅，造成采集网系统阻沉比随之减小，这主要原因是因为现有潜行板沉降力系数较小(以工作冲角25°为例，其沉降力系数为0.83-1.32)造成的。此外，采集网系统阻沉比减少，tanθ变小，整体上出现采集网系统在水平拖曳过程中随着拖曳速度的增加而作业深度显著上浮的现象，无法满足我国沿岸海域海洋生物定量采样调查工作的基本要求。同时，由于现有潜行板沉降力小，深海生物资源探捕时需要松放长达数百米甚至千米的曳纲，当曳纲长度过长时通过铰链形式连接的采集网系统将呈现非线性的深度响应以及弱约束下的采集网失稳运动，难以胜任深海生物采样工作。因此，围绕潜行板沉降性能不佳造成的定量生物采集网采样失真与作业局限性问题，亟需提供一种适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板及其使用方法，为解决我国海洋生物科学监测与精准评估提供理论与技术支撑。
技术实现思路
1、本发明的目的是基于潜行板沉降力形成机制，提供一种新型高沉降性能的生物采集网潜行板，并阐述其使用方法，以满足目前水平拖曳下海洋生物采集网的定量定深采样要求。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其整体呈现双翼型结构，包括左侧基板、上翼面、右侧基板、连接杆和下翼面，上翼面垂直焊接于左侧基板和右侧基板的近上缘处，且使左侧基板和右侧基板的上缘位于同一平面，下翼面垂直焊接于左侧基板和右侧基板的近下缘处，下翼面由若干个同等规格的下翼面翼板线性拼接组成，相邻的两个翼板侧面基板间设置有缝隙，连接杆通过紧固件固定在左侧基板和右侧基板的上缘前端。
4、优选的，潜行板的翼展与弦长之比为4以上。
5、优选的，上翼面和下翼面翼板的弯曲度为0-25％。
6、优选的，相邻的两个翼板侧面基板之间的缝隙宽度与弦长的比值为0-0.4。
7、优选的，上翼面和下翼面的双翼间距比为0.3-1.0；上翼面和下翼面的双翼错位角为0-45°。
8、优选的，在若干个下翼面翼板中，除分别焊接于左侧基板和右侧基板的两侧边外，其余下翼面翼板的侧边均焊接一同等大小的翼板侧面基板，相邻的两个翼板侧面基板间通过等长圆杆固定连接，且各翼板侧面基板的上缘位于同一平面。
9、优选的，上翼面通过裁切形成有若干个上翼面帆布区域，下翼面翼板过裁切形成有若干个下翼面帆布区域，上翼面帆布区域和下翼面帆布区域均位于潜行板背部流线分离后端区，上翼面帆布区域和下翼面帆布区域内安装有不透水材料制得的帆布。
10、优选的，连接杆两侧超出左侧基板和右侧基板的部分设置有长度相同的连接杆突出部，连接杆突出部沿水平方向末端打孔并穿连有连接环一；左侧基板和右侧基板的上缘后端均焊接有与连接杆突出部等长的等长杆件，两个等长杆件位于同一直线上，等长杆件与连接杆在同一平面上，等长杆件末端沿水平方向打孔并穿连有连接环二。
11、优选的，左侧基板和右侧基板呈类直角梯形，下缘呈弧形。
12、一种适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板的使用方法，潜行板与采集网拖曳方向呈20°-25°。
13、优选的，潜行板与采集网拖曳方向呈25°。
14、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
15、(1)采用双翼型结构设计，具备双倍受流面积能够提供至少两倍以上的沉降力，利用双翼式结构的流线分离抑制功能，在大冲角下能够实现潜行板沉降力的增加以及提供大范围的工作冲角选择。
16、(2)通过对双翼型潜行板基本结构参数(展弦比、弯曲度、缝隙等)设计，优化了潜行板的沉降力系数。
17、(3)在上翼面和下翼面基板的流线分离位置使用不透水材料的帆布替代，减少潜行板重量，提高采集网装备的阻沉比与拖曳稳定性。
18、(4)通过对潜行板与采集网拖曳方向角度设计，优化了潜行板沉降力系数，在一定程度上提高了阻沉比，遏制了θ角的减小，从而控制了采集网系统深度上浮的趋势。
1.一种适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其整体呈现双翼型结构，其特征在于：包括左侧基板(1)、上翼面(2)、右侧基板(3)、连接杆(4)和下翼面(5)，上翼面(2)垂直焊接于左侧基板(1)和右侧基板(3)的近上缘处，且使左侧基板(1)和右侧基板(3)的上缘位于同一平面，下翼面(5)垂直焊接于左侧基板(1)和右侧基板(3)的近下缘处，下翼面(5)由若干个同等规格的下翼面翼板(51)线性拼接组成，相邻的两个翼板侧面基板(52)间设置有缝隙，连接杆(4)通过紧固件固定在左侧基板(1)和右侧基板(3)的上缘前端。
2.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：潜行板的翼展与弦长之比为4以上。
3.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：上翼面(2)和下翼面翼板(51)的弯曲度为0-25％。
4.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：相邻的两个翼板侧面基板(52)之间的缝隙宽度与弦长的比值为0-0.4。
5.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：上翼面(2)和下翼面(5)的双翼间距比为0.3-1.0；上翼面(2)和下翼面(5)的双翼错位角为0-45°。
6.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：在若干个下翼面翼板(51)中，除分别焊接于左侧基板(1)和右侧基板(3)的两侧边外，其余下翼面翼板(51)的侧边均焊接一同等大小的翼板侧面基板(52)，相邻的两个翼板侧面基板(52)间通过等长圆杆(53)固定连接，且各翼板侧面基板(52)的上缘位于同一平面。
7.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：上翼面(2)通过裁切形成有若干个上翼面帆布区域(8)，下翼面翼板(51)过裁切形成有若干个下翼面帆布区域(9)，上翼面帆布区域(8)和下翼面帆布区域(9)均位于潜行板背部流线分离后端区，上翼面帆布区域(8)和下翼面帆布区域(9)内安装有不透水材料制得的帆布。
8.根据权利要求1所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：连接杆(4)两侧超出左侧基板(1)和右侧基板(3)的部分设置有长度相同的连接杆突出部(41)，连接杆突出部(41)沿水平方向末端打孔并穿连有连接环一(42)；左侧基板(1)和右侧基板(3)的上缘后端均焊接有与连接杆突出部(41)等长的等长杆件(6)，两个等长杆件(6)位于同一直线上，等长杆件(6)与连接杆(4)在同一平面上，等长杆件(6)末端沿水平方向打孔并穿连有连接环二(7)。
9.根据权利要求1-8任一项所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板，其特征在于：左侧基板(1)和右侧基板(3)呈类直角梯形，下缘呈弧形。
10.根据权利要求1-8任一项所述的适用于海洋生物采集装备的新型高沉降潜行板的使用方法，其特征在于：潜行板与采集网拖曳方向呈20°-25°。
