Полная статья. Рубрика в журнале - Resources and Technology
Статья научная
В рамках надлежащего содержания ряда линейных инфраструктурных объектов (полос отвода автомобильных и железных дорог, охранных зон линий электропередачи, трасс газо-, нефте- и продуктопроводов и иных) нередко на их территориях осуществляют удаление произрастающей нежелательной древесно-кустарниковой растительности. Авторами статьи было установлено, что при организации и проведении указанных работ не уделяется должного внимания вопросам оценки их качества. Существующие способы и методы оценки качества работ по удалению нежелательной растительности не обеспечивают объективного суждения об эффективности выполненных мероприятий по очистке территорий инфраструктурных объектов от указанной растительности, при этом в качестве оценочного критерия практически повсеместно используется показатель густоты произрастающей на площади в 1 га растительности. Выявлено, что данный показатель, определяемый с большой долей субъективности, не всегда способен адекватно оценить степень зарастания обследуемой территории. Целью исследования являлась разработка математической модели оценки степени покрытия нежелательной древесно-кустарниковой растительностью территорий инфраструктурных объектов с обоснованием критерия, позволяющего оценить качество выполнения работ по удалению указанной растительности. Для реализации целей исследования авторами была разработана математическая модель, учитывающая предварительно выявляемые характеристики произрастающей растительности (количество экземпляров, площадь проекций крон) и параметры обследуемой территории (площадь исследуемого участка и фактическая площадь, на которой произведено удаление растительности) и иные параметры. В качестве выходного показателя разработанной математической модели авторами предложено использовать критерий непроектного покрытия территорий нежелательной растительностью. В статье представлен пример оценки качества выполняемых мероприятий по удалению растительности с территории полосы отвода железных дорог для ряда исходных данных. Разработанный авторами критерий непроектного покрытия территорий линейных инфраструктурных объектов нежелательной древесно-кустарниковой растительностью может быть применён при организации работ по удалению указанной растительности для обоснования применения необходимой системы машин и механизмов, а также при оценке качества выполнения работ по очистке территорий инфраструктурных объектов от нежелательной растительности.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрен процесс перемещение единичной частицы, находящейся в сыпучей среде, которой частично заполнен горизонтально распложенный вращающийся барабан непрерывного действия. Учитывая, что степень заполнения сыпучего материала в барабане (сегмент заполнения) на входе в барабан больше степени заполнения материала на выходе из барабана, образуется наклонная плоскость из сыпучего материала, благодаря которой происходит перемещение частицы вдоль продольной оси барабана. Приведено математическое описание процесса движения частицы сыпучего материала в горизонтальном вращающемся барабане. Установлено, что процесс движения частицы пульсирующий и описывается уравнением подъема частицы по окружности (по цилиндру) вместе с сегментом заполнения и уравнением движения частицы по плоскости обрушения. Установлено, что за один цикл обрушения частица перемещается вдоль оси барабана по поверхности плоскости обрушения на величину следующего сечения, в котором степень заполнения будет меньше и начало координат движения частицы измениться. Параметры плоскости обрушения зависят от свойств материала (динамического угла обрушения), от степени заполнения барабана материалом на входе и выходе, от длины барабана. Математически описана пространственная линия обрушения частицы находящейся на поверхности плоскости обрушения. В статье представлены формулы описывающие траектории движения частицы сыпучего материала в барабане, и приведены рисунки, наглядно демонстрирующие эти траектории. На основании математического описания процесса и расчетов обосновано оптимальное заполнение барабана сыпучим материалом и предложены конструкции барабанов, поддерживающие оптимальные условия обработки сыпучего материала. Исследование выполнено в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства».
Бесплатно
Статья научная
При работе на склонах колёсные лесные машины (харвестеры, форвардеры, скиддеры) со встроенными в трансмиссию лебёдками обычно оснащаются съёмными гусеницами для повышения устойчивости и эффективности работы. При разработке горных склонов системами машин, включающими специальные самоходные лебёдки, даже на крутых склонах эффективно работают гусеничные валочно-пакетирующие машины. Поэтому изучение процесса воздействия лесных машин с гусеничным движителем на почвогрунты горных лесосек является достаточно актуальным. Представленная работа посвящена экспериментальной проверке в лабораторных условиях положений ранее выполненных теоретических исследований. С учётом полученных результатов на настоящем этапе изучения планировалось проведение экспериментальных исследований, основываясь при моделировании на геометрическом подобии (1 : 15, коэффициент для пересчёта линейных параметров k = 15). Оригинальный лабораторный стенд был собран на кафедре «Технология и оборудование лесного комплекса» Арктического государственного агротехнологического университета. В результате статистической обработки полученных экспериментальных данных установлено, что отклонения теоретических значений несущей способности почвогрунта, находящегося под воздействием гусеничного движителя, не превышают границ, связанных с погрешностями экспериментального определения данной величины. Отклонения находятся в пределах 13 %. Отклонения теоретических значений допустимого среднего давления гусеничного движителя на почвогрунт не превышают границ, связанных с погрешностями экспериментального определения данной величины. Отклонения находятся в пределах 14 %.
Бесплатно
Статья научная
Современное дорожное строительство ведётся поточным методом, обеспечивающим непрерывность работ, что требует своевременных и точных разбивочно-контрольных измерений и построений. Поэтому несвоевременное восстановление и закрепление уничтожаемых разбивочных знаков малопроизводительными методами, особенно на закруглениях, ведёт к задержке строительного процесса, либо к перерасходу стройматериалов при нарушении параметров дороги в плане, либо к перерасходу машино-часов, энергоресурсов при устранении брака многократным, плохо управляемым перемещением грунта и стройматериалов. Недостаточная детальность распределения разбивочных знаков на закруглениях (в той же мере, как и непроизводительное либо неточное их восстановление) также ведёт к искажению проектных криволинейных очертаний дорог, что, в свою очередь, приводит к нарушениям функций переходных кривых, ухудшению их динамических свойств, снижению зрительной ясности, плавности, эстетики восприятия закруглений, а это психологически отрицательно влияет на водителей. Всё вышеизложенное ведёт к снижению технико-экономических показателей и безопасности движения транспорта. Цель работы состоит в совершенствовании методики последовательного анализа и определения стандартов отклонений от проектных параметров лесовозных автомобильных дорог. Определены стандарты отклонений от проектных параметров в соответствии с нормативными требованиями и даны рекомендации по контролю строительства дорожных закруглений. Результаты исследований с применением теории марковских случайных процессов по прогнозу объёма контрольных измерений для последовательного анализа позволили определить шаг измерений, оптимизировать их количество и, таким образом, сократить их общий объём в 4 раза по сравнению с рекомендациями СНиП. Разработанная и исследованная подсистема принятия решений последовательного анализа лесовозных автомобильных дорог позволила обосновать предлагаемую методику приёмки с дифференцированной оценкой качества геометрических параметров построенных лесовозных автомобильных дорог.
Бесплатно
Методика расчета параметров гидроцилиндра телескопической стрелы манипулятора лесной отрасли
Статья научная
Статья посвящена проблеме совершенствования технической эксплуатации автомобилей и транспортно-технологических машин (ТТМ), в частности, проектированию ремонтно-обслуживающих баз (РОБ) автомобилей. Как известно, в технической эксплуатации машин важнейшей задачей была и остаётся задача правильной организации и проектирования РОБ. Для её решения используется общепринятая методика, в которой завершающим результатом является расчёт площади производственного корпуса, а также площади зоны постов и различных производственных подразделений. Но её решение является достаточно сложным, что вызвано, главным образом, свойствами неопределённостей, данных в задаче. Условия неопределённостей учитываются различными коэффициентами, делениями на категории, рекомендациями, что не добавляет точности решению задачи. По этой причине вновь созданные предприятия по ТО и Р автомобилей дорабатываются в процессе их эксплуатации. Для более обоснованного принятия проектных решений в задачах такого класса могут использоваться интеллектуальные системы и нейросети. Таким образом, была определена цель исследований, которая заключалась в создании нейронной сети для определения проектной площади в производственном корпусе зоны технологических постов для ТО и Р. Результатами работы являются разработанная нейронечёткая сеть для определения площади зоны технологических постов для ТО и Р. Для практического использования результаты рекомендуется применять при проектировании РОБ парка автомобилей.
Бесплатно
Статья научная
В статье уделяется внимание проблемам транспортного освоения удалённых, труднодоступных лесных территорий, решение которых особенно актуально в связи со значительным истощением запасов леса в хорошо освоенных эксплуатационных лесных массивах и, возможно, за счёт использования аэростатических летательных аппаратов. Представлена методика расчёта экономической эффективности использования дирижаблей на транспортно-грузовых операциях, которая позволяет определить показатели себестоимости лётного часа с использованием оценки абсолютной и сравнительной эффективности. Особое внимание уделяется срокам окупаемости полнокомплектного дирижабельного парка с учётом полного «жизненного» цикла летательных аппаратов и наземной инфраструктуры обслуживания. Приведены принципы сравнения эксплуатационных возможностей дирижаблей с другими видами транспорта, где наиболее важным показателем являются затраты на горюче-смазочные материалы, плановые техобслуживания и ремонт корпуса, а также силовых установок. Предложенная методика является базовой для более развёрнутых расчётов под конкретные случаи и условия эксплуатации аэростатических летательных аппаратов с учётом их лётно-технических характеристик. По этой методике также можно сравнивать себестоимости лётного часа разных дирижаблей, а также дирижаблей с самолётами и вертолётами.
Бесплатно
Многофакторные полевые исследования рабочего процесса лесохозяйственной грунтометательной машины
Статья научная
Лесной массив представляет собой естественный восстанавливаемый источник ресурсов. Перед обществом поставлена важная задача - сохранение лесов сегодня, чтобы они были завтра. Существует большое количество факторов, которые способствуют уничтожению лесных массивов, одним из которых является лесной пожар. Лесной низовой пожар имеет по своей структуре неконтролируемое распространение огня по лесному массиву, несущее разрушительный характер для живых организмов. Такой вид стихийного бедствия наносит непоправимый ущерб животному миру. Существует высокая потребность в разработке технико-технологических ресурсов по тематике пожаротушения и в создании высокоэффективных машин для борьбы со степными и лесными низовыми пожарами. Научно-технический прогресс с каждым годом движется всё быстрее, и новые, регулярно возникающие вызовы провоцируют появление устойчивой потребности в новых машинах или совершенствовании уже разработанных, что может быть обозначено как приоритетная цель, к которой необходимо двигаться обществу. За 2023 г. объём лесных пожаров в Российской Федерации составил около 4,3 млн. га. Этот показатель выше предыдущего года почти на треть: по официальным данным, в 2022 г. было уничтожено пожаром 3,3 млн га лесных массивов. В качестве технических ресурсов, обеспечивающих выполнение нескольких операций, можно выделить лесохозяйственную грунтометательную технику. На сегодняшний день такой вид технических ресурсов приобрёл значительную актуальность и востребованность. Лесохозяйственная грунтометательная техника показывает хорошие результаты на лёгких песчаных почвах за счёт механизации процесса порционного перемещения грунта на кромку лесного низового пожара. Таким образом, достигается процесс сбивания открытого пламени. Объёмная масса грунта, насыпаемая сверху на поверхность, по которой только что прошёл огонь, позволяет предупредить повторное возгорание и распределить накопленную тепловую энергию в различных направлениях, охлаждая эту поверхность. Создаваемая на пути пожара минерализованная полоса делает практически невозможным (равное 99 %) продвижение кромки огня вглубь лесных массивов. Определены параметры лесохозяйственной грунтометательной машины, оказывающие определяющее влияние на процесс гашения очага возгорания. К ним относятся угол атаки сферических дисков; угол установки сферических дисков в вертикальной плоскости; расстояние поперечного смещения дисковых рабочих органов; скорость движения агрегата. Получены регрессионные модели влияния вышеназванных параметров лесохозяйственной грунтометательной машины на полноту гашения очага возгорания на расстояниях 3 м от машины, адекватно описывающие процесс гашения.
Бесплатно
Многоцелевая оптимизация параметров комбинированного корпуса плуга
Статья научная
Статья посвящена обоснованию оптимальных технологических параметров комбинированного корпуса плуга для основной обработки почвы. В рамках рациональной энергосберегающей технологии лесовосстановительных работ предлагаемый корпус плуга будет входить в конструкции многофункциональных орудий, позволяющих проводить качественную обработку почвы на нераскорчёванных вырубках. Качественная обработка почвы подразумевает полный оборот, укладку рядом с открытой бороздой почвенного пласта при максимальном сохранении его целостности. В работе проведены экспериментальные исследования по определению основных характеристик оценки качества обработки почвы предлагаемым орудием, в частности, поворот почвенного пласта и коэффициент его деформации, а также продольное и поперечное перемещение почвенной массы. Представлены результаты исследований зависимости угла поворота почвенного пласта, коэффициента его деформации, продольного и поперечного перемещения почвенной массы от трёх основных технологических параметров орудия, таких как угол атаки, угол наклона дискового корпуса и угол поворота отвала. Установлено, что наибольшее влияние на вышеназванные характеристики работы орудия оказывает угол атаки, менее значимое оказывает угол наклона дискового корпуса, совсем незначительно на характеристики работы орудия влияет угол поворота отвала. Установлено, что при этом угол атаки и угол наклона дискового корпуса оказывают противоречивое влияние на процесс обработки. Так, например, увеличение угла атаки и снижение угла наклона дискового корпуса, с одной стороны, повышают оборот почвенного пласта, с другой - снижают его сохранность. В данной работе достигнута поставленная авторами первоначальная цель - лабораторное исследование процесса оборота и деформации почвенного пласта корпусом лесного плуга и определение его оптимальных параметров, которые влияют на обеспечение качественной обработки почвы. Получены регрессионные модели, позволяющие определять оптимальные технологические параметры комбинированного корпуса плуга, а именно: угол атаки 360, угол наклона дискового корпуса 150, угол поворота отвала 200.
Бесплатно
Нейронечеткая сеть для проектирования ремонтно-обслуживающих баз
Статья научная
Статья посвящена проблеме совершенствования технической эксплуатации автомобилей и транспортно-технологических машин (ТТМ), в частности проектированию ремонтно-обслуживающих баз (РОБ) автомобилей. Как известно, в технической эксплуатации машин важнейшей задачей была и остается задача правильной организации и проектирования РОБ. Для ее решения используется общепринятая методика, в которой завершающим результатом является расчет площади производственного корпуса, а также площади зоны постов и различных производственных подразделений. Но решение является достаточно сложной, что вызвано, главным образом, свойствами неопределенностей данных в задаче. Условия неопределенностей учитывается различными коэффициентами, делениями на категории, рекомендациями, что не добавляет точности решению задачи. По этой причине вновь созданные предприятия по ТО и Р автомобилей дорабатываются в процессе их эксплуатации. Для более обоснованного принятия проектных решений в задачах такого класса могут использоваться интеллектуальные системы и нейросети. Таким образом, была определена цель исследований, которая заключалась в создании нейронной сети для определения проектной площади в производственном корпусе зоны технологических постов для ТО и Р. Результатами работы являются разработанная нейронечеткая сеть для определения площади зоны технологических постов для ТО и Р. Для практического использования результаты рекомендуются для проектирования РОБ парка автомобилей.
Бесплатно
Некоторые вопросы изменения плотности снега при сжимающей нагрузке
Статья научная
Около 80 % территории Российской Федерации покрывается снегом на длительный период времени (5...10 месяцев), что существенно влияет на экономику и образ жизни населения. Снег, как дорожно-строительный материал представляет собой совокупность фаз вещества одной природы, но разных агрегатных состояний. Снег как полотно пути есть сложная пространственная система, которая в топологическом плане определяется как поли рельефная поли зональная поли слоистая полидисперсная среда. Оценку материалов, образующих поверхности движения, проводят по независимым параметрам. Под независимыми параметрами понимают такие физико-механические свойства материала, которые не зависят от способа их определения. Так для снега это: плотность, твердость, коэффициент жесткости, связность, фрикционные свойства, прилипание и примерзание, влажность, температуру, структуру и текстуру снега. Для увеличения твердости (несущей способности) снегового покрова необходимо максимально уплотнить его. Для выбора удельных давлений, осуществляемых машинами, надо располагать зависимостью между величиной удельного давления и плотностью снежного покрова. Практические наблюдения показали [1-6], что способность снега уплотнятся зависит от его температуры (степень уплотнения снега зависит от температуры). В связи с этим в данной статье авторами были проведены экспериментальные исследования по определению зависимости между удельным давлением, прилагаемым к снежному покрову, и его плотностью. Исследования проводились в полевых условиях непосредственно на снежной целине и в лабораторных условиях кафедр ЛТ4-МФ и ЛТ7-МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Бесплатно
Новое предохранительное устройство для привода лесных почвообрабатывающих машин
Статья научная
В данной работе обоснована работоспособность нового предохранительного устройства кулачкового типа, проведены экспериментальные исследования процесса срабатывания предохранительного устройства, установленного в карданном приводе почвообрабатывающей машины. Исследован новый двухкулачковый предохранитель с упругим резиновым элементом с учётом динамических параметров системы, реализован полнофакторный эксперимент. Выявлены преимущества в конструктивном исполнении предложенного предохранителя. Получена регрессионная модель влияния параметров предохранительного устройства на динамическую нагруженность, позволяющая осуществлять разработку машин лесного комплекса, имеющих в своей конструкции предохранительные устройства, устанавливаемые в приводных узлах, и определять влияние угла наклона промежуточного вала и момента инерции системы с учётом их частот вращения. Выявлено, что увеличение таких варьируемых факторов, как частота вращения, угол наклона промежуточного вала и момент инерции системы, влечёт рост динамической нагрузки, а наиболее значимое влияние на величину максимальной динамической нагрузки оказывает частота вращения, менее сильное - момент инерции, наименьшее - угол наклона. Установлено, что угол отклонения наклона промежуточного вала для минимизации величин динамических нагрузок должен находиться в пределах от 0 до 15 град. с учётом значений моментов инерции вращающихся элементов привода, на которых установлен предохранитель, а также в пределах значений от 0,012-0,024 Нмс. Определены оптимальные величины частоты вращения и угла наклона промежуточного вала, обеспечивающие минимальную динамическую нагруженность. Проведённые исследования могут быть эффективно использованы при дальнейшей разработке машин лесного комплекса с учётом конструкций предохранительных устройств и их динамической нагруженности.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся и анализируются результаты выполненной авторами оценки уровня международного сотрудничества в сфере лесного хозяйства и лесной промышленности на примере Республики Карелия и Финляндии, обосновываются перспективные направления развития этого сотрудничества. Исследование было выполнено в форме опроса, который проводился на всей территории Республики Карелия. Всего было опрошено 53 респондента, среди которых 34 являлись подрядчиками-поставщиками лесохозяйственных услуг, а остальные 19 - компаниями-арендаторами лесных участков. Настоящая статья посвящена анализу результатов опроса арендаторов лесных участков. По результатам анкетирования было определено, что на сегодняшний день около трети опрошенных арендаторов лесных участков сталкиваются с нехваткой квалифицированных исполнителей лесохозяйственных работ. 42% опрошенных недовольны качеством услуг, предоставляемых российскими подрядчиками. Одновременно с этим 100% респондентов из числа тех, кто получал услуги от финских подрядчиков были удовлетворены их качеством и готовы рассматривать такие предложения в будущем. Большинство опрошенных в качестве препятствий для роста международного сотрудничества называют языковой барьер, высокую стоимость услуг, удаленность от мест выполнения работ и визовый режим. Несмотря на это арендаторы лесных участков готовы привлекать финских подрядчиков в первую очередь для выполнения строительства и ремонта лесных дорог, рубок ухода в молодняках, прореживаний и проходных рубок, а также обработки почвы при подготовке к лесовосстановлению. В основном это обусловлено недостаточно активным развитием сетей лесных дорог в последние 20 лет и внедрением интенсивной модели ведения лесного хозяйства, которое происходит в настоящее время. Опрошенные считают, что все специалисты, занятые в лесном хозяйстве и на лесозаготовках должны на регулярной основе участвовать в образовательных программах, направленных на получение информации о новых технике, технологиях, методах производства работ и т. д. В качестве наиболее перспективной тематики таких профессиональных образовательных программ респонденты назвали управление лесными ресурсами, мониторинг и инвентаризацию лесных ресурсов, интеллектуальные системы управления лесозаготовительными машинами, эффективную эксплуатацию автопоездов-сортиментовозов, проектирование, строительство, ремонт и содержание лесных дорог, логистическое управление лесозаготовительным производством.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты исследования, выполненного с целью оценки ситуации и определения перспективных направлений развития международного сотрудничества в сфере лесного хозяйства и лесной промышленности на примере Республики Карелия, имеющей протяжённую границу с Финляндией. При этом приоритетным направлением являлось развитие малого и среднего бизнеса в сфере оказания услуг лесного хозяйства и лесозаготовок. Исследование выполнялось в форме опроса, который проводился на всей территории Республики Карелия. Всего было опрошено 53 респондента, среди которых 34 являлись подрядчиками-поставщиками лесохозяйственных услуг, а остальные 19 - компаниями-арендаторами лесных участков. Настоящая статья посвящена анализу результатов опроса поставщиков лесохозяйственных услуг. По результатам анкетирования было определено, что на сегодняшний день около 15 % опрошенных поставщиков лесохозяйственных услуг имеют опыт работы на территории Финляндии. Одновременно с этим 50 % респондентов выразили заинтересованность в предоставлении услуг в Финляндии в будущем. Такое направление деятельности видится им привлекательным, несмотря на то, что 73,5 % опрошенных оценили спрос на их услуги в России как высокий. Большинство опрошенных в качестве препятствий для роста международного сотрудничества называют различия в принятых нормах, правилах, технологиях, документации, языковой барьер, удалённость, визовый режим и таможенные ограничения. Опрошенные проявили большую заинтересованность в получении информации о новых технике, технологиях, методах производства работ в рамках тренингов и курсов повышения квалификации. В качестве наиболее перспективных тем профессиональных тренингов опрошенные назвали эффективную эксплуатацию автопоездов-сортиментовозов, проектирование, строительство, ремонт и содержание лесных дорог, уход за технологическим оборудованием и качество продукции, логистическое управление лесозаготовительным производством, интеллектуальные системы управления лесозаготовительными машинами, мониторинг, инвентаризацию и управление лесными ресурсами, рубки ухода для операторов лесозаготовительных машин, прореживания и проходные рубки.
Бесплатно
Обоснование геометрических параметров высокоэффективной плоской сплоточной единицы
Статья научная
Для реализации экономически выгодного первоначального и магистрального сплава лесоматериалов в сплоточных единицах требуется разработка современных плоских сплоточных единиц, имеющих высокие транспортно-эксплуатационные показатели. Рассмотрена высокоэффективная плоская сплоточная единица, обладающая простотой конструкции и высоким коэффициентом полнодревесности. Приведённые преимущества плоской сплоточной единицы образуются из-за особенности укладки круглых лесоматериалов в рядах сплоточной единицы, когда каждый круглый лесоматериал верхнего ряда укладывается между двумя круглыми лесоматериалами нижнего ряда, а также наличия внутренних и наружных поперечных прокладок. Использование рассмотренной высокоэффективной плоской сплоточной единицы, независимо от условий её эксплуатации, требует в обязательном порядке правильного расчёта её габаритных размеров. Предложена методика обоснования геометрических параметров разработанной плоской сплоточной единицы, где акцент поставлен на определение проектной и фактической длины, ширины и высоты сплоточной единицы. Обоснование геометрических параметров плоской сплоточной единицы осуществлялось с учётом конструктивных особенностей сплоточной единицы, характера укладки круглых лесоматериалов в рядах, минимальной ширины и глубины сплавного хода. В результате этого были получены зависимости для расчёта проектной и фактической ширины, длины и высоты высокоэффективной плоской сплоточной единицы. Полученные зависимости для расчёта проектной ширины, длины и высоты плоской сплоточной единицы позволяют определить максимально возможные габаритные размеры сплоточной единицы. В свою очередь, полученные зависимости для расчёта фактической длины, ширины и высоты плоской сплоточной единицы являются рабочими формулами, которые учитывают максимально возможную укладку круглых лесоматериалов в ряду и количество укладываемых рядов и используются при расчёте габаритных размеров изготавливаемой плоской сплоточной единицы для конкретных условий плавания. Применение предложенной высокоэффективной плоской сплоточной единицы на первоначальном и магистральном сплаве лесоматериалов позволит обеспечить экономически выгодную доставку древесины потребителям из труднодоступных мест, где отсутствует развитая сеть автомобильных и железных дорог.
Бесплатно
Статья научная
Возобновление сплава древесины по малым и средним рекам, где ранее проводился молевой сплав, включает в себя не только совершенствование плоских сплоточных единиц и плотов, обладающих малой осадкой, но и разработку технологических процессов выполнения комплекса работ с использованием усовершенствованных сплоточных единиц и плотов на их основе. Разработанная транспортно-технологическая схема поставки древесины по принципу плот (линейка) - плот, выполняет своё функционирование на базе плоских сплоточных единиц. Проведённые теоритические исследования предложенной транспортно-технологической схемы дали возможность получить оригинальную методику расчёта параметров всех основных объектов (береговой склад, формировочный и переформировочный рейд, рейд приплава) входящих в её состав. Особое внимание, при обосновании потребной площади берегового склада, уделялось расчёту площади производственной площадки и плотбища, где учитывается, что изготовление плоских сплоточных единиц производится в сплоточных машинах, которые обслуживают челюстные погрузчики, а транспортировка плоских сплоточных единиц выполняется специальными транспортными машинами. При расчёте потребной площади акватории водного объекта для формировочного и переформировочного рейдов акцент ставится на применение конструкций плотов, исключающих при своём формировании разворот сплоточных единиц и линеек. В свою очередь расчёт потребной площади рейда приплава сведен к обязательному учёту того, что плоские сплоточные единицы выгружаются из воды на берег посредством башенных кранов, а их разборка осуществляется в расформированных машинах, где загрузку сплоточных единиц выполняют транспортные машины, а выгрузку лесоматериалов из расформировочной машины осуществляют челюстные погрузчики. Практическое применение разработанной транспортно-технологической схемы и методики определения параметров основных объектов, входящих в её состав, повлечёт за собой возобновление сплава древесины по малым и средним рекам, с обеспечением оптимальной потребности машин и механизмов, предназначенных для выполнения различных задач при сплаве древесины в плоских сплоточных единицах и плотах на их основе.
Бесплатно
Статья научная
В Российской Федерации, как и в большей части стран мира, доминирует сортиментная группа технологических процессов заготовки древесины, предусматривающая вывозку с лесосек брёвен специального назначения - сортиментов. При использовании технологических процессов данной группы сортименты могут производиться на пасеке (скандинавская технология) или на верхнем складе. При работе по скандинавской технологии на пасеке производят валку деревьев, очистку от сучьев и раскряжёвку, после чего полученные сортименты трелюют в полностью погруженном положении на погрузочный пункт. При производстве сортиментов на верхнем складе возможны два варианта: во-первых, валка деревьев и их очистка от сучьев на пасеках, с последующей трелёвкой хлыстов и их раскряжёвкой на верхнем складе; во-вторых, валка деревьев и их трелёвка на верхний склад, с последующей обработкой (обрезкой сучьев и раскряжёвкой) процессором (канадская технология). В России наибольшее распространение получила скандинавская технология, реализуемая при помощи двухмашинных комплексов, включающих харвестер и форвардер. Больше всего порубочных остатков на пасеках при прочих равных условиях остаётся именно при реализации скандинавской технологии лесосечных работ. Часть из них оказывается вдавлена в почвогрунт на трассах трелёвочных волоков, часть оказывается измельчённой. Но, как показывает практика обследования вырубок в различных субъектах Сибири и Дальнего Востока, достаточно большая доля порубочных остатков технически доступна и может быть собрана для дальнейшего использования. В статье приведены методика и результаты натурного определения доступного запаса порубочных остатков на лесосеках Иркутской области после их разработки системой машин харвестер + форвардер.
Бесплатно
Статья научная
Проведение полевых экспериментальных исследований является неотъемлемой частью процесса разработки и исследования сельскохозяйственных и лесных орудий. Грунтометательная техника, применяемая для тушения и предупреждения лесных низовых пожаров, проходит ряд теоретических и лабораторно-полевых исследований. От момента отрыва фрезерным рабочим органом до момента встречи с кромкой лесного низового огня почвогрунт находится в полете в виде фрагментов, перемещающихся в воздушной среде под действием законов аэродинамики и противодействующих сил. Значительный рост вычислительной мощности компьютеров, развитие процесса моделирования, а также совершенствование алгоритмов предоставило возможность повысить прогресс по применению компьютерного зрения и методов оптического измерения при проведении научных исследований. Цель работы - определение характеристик движения потока почвогрунта в воздушной среде методами оптического распознавания и оптического измерения по видеоряду. Для достижения поставленной цели исследования необходимо выявить наиболее эффективный метод оптического распознавания, позволяющий с высокой надежностью отделить поток почвогрунта от фона и разработать математический аппарат, позволяющий по каждому кадру видеозаписи полевого эксперимента определить характеристики потока почвогрунта, формируемого лесопожарной грунтометательной техникой. В ходе проведения научных исследований нами были проверены пять основных методов оптического распознавания по видеоряду, для определения наиболее эффективного метода отделения изображения потока почвогрунта от фоновых изображений (деревьев, веток, травы и т.д.): разделение по цветам, разделение по яркости, комбинация методов по цветам и по яркости, определение изображения фона (предварительное или путем усреднения множества видеокадров) и отделение движущихся объектов на видеокадре от фона, выделение размытых в движении участков кадров. Анализ методов показал, что комбинированный цвето-яркостный метод максимально эффективен для реализации поставленной в работе цели. Исходя из формы траектории движения потока почвогрунта установлено, что лесопожарный грунтомет подает поток почвогрунта под углом 35º к горизонту с начальной скоростью 14 м/с, при этом дальность метания почвогрунта составляет 11 м. По мере движения потока почвогрунта скорость сначала снижается с 14 м/с до 6 м/с из-за полета почвогрунта вверх и перехода кинетической энергии в потенциальную, затем увеличивается с 6 м/с до 8 м/с по мере падения почвогрунта на поверхность за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую. Угол оседания частиц почвогрунта на поверхность составляет около 73° к горизонту, что благоприятствует тушению кромки лесного низового пожара.
Бесплатно
Особенности районов строительства лесовозных автомобильных дорог
Статья научная
авторами рассматривается расчет промерзания грунтов и зимнего влагонакопления при строительстве лесовозных автомобильных дорог. Приведены физико-технические показатели легкой супеси с учетом оттепелей, рекомендованы значения процента обеспеченности и переходного коэффициента для категорий дорог. Произведен анализ многолетнего статистического наблюдения за температурным режимом на устойчивость земляного полотна. Рассмотрено распределение температуры грунта по глубине, влияние величины влагонакопления в земляном полотне. Приведены таблицы амплитуды колебания температуры воздуха и грунта на разных глубинах. Необходимость регулирования водного и температурного режимов дорожных конструкций. Для установления расчетных глубин промерзания грунтов земляного полотна лесовозных автомобильных дорог применен метод «аналога», который заключается в сопоставлении параллельных наблюдений за глубиной промерзания под снежным покровом и без него. Рассмотрены климатические условия Новгородской области и определено, что в данных климатических условиях создаются неблагоприятные условия для нормального протекания водно-тепловых процессов в грунтах земляного полотна и дорожных одеждах лесовозных автомобильных дорог. Переувлажнение грунтов земляного полотна приводит к уменьшению прочности дорожных одежд, которые под действием лесовозных автопоездов частично или полностью разрушаются. Для улучшения протекания водно-тепловых процессов предложено предусматривать инженерные мероприятия, способствующие регулированию как водного, так и температурного режимов дорожных конструкций.
Бесплатно
Особенности структуры еловых фитоценозов в условиях интенсивного антропогенного воздействия
Статья научная
Объект исследования - ельники, произрастающие вдоль федеральной трассы Мурманск - Санкт-Петербург (960-й километр трассы) на разных элементах рельефа. Учёт нижних ярусов растительности осуществлялся на круговых учётных площадках по 10 м2. При этом фиксировали высоту, возраст и состояние для подроста и подлеска, встречаемость и проективное покрытие для всех видов в составе живого напочвенного покрова. Ельники в придорожной зоне испытывают интенсивное антропогенное воздействие - густая тропиночная сеть и потоки автомобильного транспорта на трассе федерального значения. Показаны слабая представленность отдельных компонентов леса в данных фитоценозах, бедный видовой состав растительности в живом напочвенном покрове. Древостой характеризуется наличием большого количества сухостойных деревьев (6-10 %), ветровала и бурелома (8-15 %). В составе подроста преобладают мелкие экземпляры ели. От общего количества подроста доля нежизнеспособного составляет более 38 %, а доля сухого - около 10 %. Единично встречается вид Quercus robur - около 100 экз./га. Другие лесообразующие породы в составе подроста не выявлены. Подлесок представлен видами Sorbus aucuparia и Frangula alnus общей численностью около 3 тыс. экз./га. Основная часть подлеска имеет высоту от 0,6 до 1,5 м. Отмечается, что в составе живого напочвенного покров преобладает вид Vaccinium myrtilus, встречаемость которого 100 %-я, проективное покрытие - около 50 %. На большей части лесного участка встречаются зелёные мхи - проективное покрытие более 50 %. Аборигенные виды в составе живого напочвенного покрова представлены небольшим количеством видов Avenella flexuosa, Maianthemum bifolium и Vaccinium vitis-idaea. Режим освещённости под пологом исследованных ельников различается: 4,32 тыс. люкс на первом опытном участке и на 5,34 тыс. люкс - на втором. С этим связаны и различия в температурном режиме воздуха и почвы. Полученные материалы можно использовать при оценке состояния лесных фитоценозов, испытывающих интенсивное внешнее воздействие, а также в учебном процессе.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается восстановление фитоценоза на землях, вышедших из сельскохозяйственного использования, подвергшихся пирогенному воздействию. Большое количество земель, ранее используемых в сельском хозяйстве, выведено из активного хозяйственного оборота, и на этих участках идёт процесс восстановления аборигенной лесной растительности. В связи с этим данные участки постагрогенных земель представляют интерес для изучения закономерностей последующих сукцессий, т. к. эти процессы имеют отличную от естественных лесных фитоценозов возобновительную специфику. Объектами исследования были участки, ранее непродолжительно использовавшиеся под пашню, заросшие хвойно-лиственными молодняками, которые были пройдены интенсивным низовым пожаром. В настоящее время на участке сформировались отдельные группы леса, различные по преобладанию хвойных и лиственных пород. На опытных объектах были заложены три постоянные пробные площади, с преобладанием осины, берёзы, а на двух остальных - с преобладанием сосны и ели. Были проведены сплошная таксация насаждений, геоботаническое описание живого напочвенного покрова, заложены почвенные полуямы и проведён отбор образцов почв. В лабораторных условиях были определены основные агрохимические показатели почвенного плодородия: содержание гумуса, нитратного и общего азота, обменной кислотности почвы, подвижных форм фосфора и калия. Содержание гумуса характеризует почву как крайне бедную. Степень кислотности характеризует почву как сильнокислую. Степень обеспеченности почвы подвижным азотом очень низкая, т. к. он активно используется как древостоем, так и растительным покровом. Выявлены отличия в развитии, составе и структуре подроста основных лесообразующих пород. На всех пробных площадях отмечается отсутствие нежизнеспособного подроста ели, подрост сосны отсутствует. Сделан вывод об отсутствии взаимосвязи количества экземпляров подроста и величины проективного покрытия живого напочвенного покрытия. Приведена характеристика флористического состава, рассчитаны индексы Шеннона и Пиелу, коэффициент разнообразия Жаккара, средние показатели видового богатства, проективного покрытия видов. Проведена оценка изучаемых участков по экологическим шкалам Цыганова и Раменского. Проанализированы ценотические позиции флористического состава. С увеличением срока залежи происходит возвращение показателей плодородия почвенного комплекса к состоянию, близкому к ненарушенным почвам региона под лесом. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что даже небольшие отличия в значениях агрохимических показателей почв оказывают заметное воздействие на структуру фитоценоза. С повышением плодородия почвы можно наблюдать изменения в структуре насаждений: увеличение в составе древостоя доли берёзы и осины, рост количества подроста и видового разнообразия живого напочвенного покрова. Данные процессы требуют дальнейшего пристального изучения для создания наиболее рационального режима ведения хозяйства в постпирогенных фитоценозах, произрастающих на выведенных из сельскохозяйственного оборота землях.
Бесплатно
