Исследование коэффициента сопротивления передвижению колесных лесных машин

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

References

1. Grigor’ev I.V., Bylev A.B., Hahina A.M., Nikiforova A.I. Matematicheskaja model ’ uplotnjajushhego vozdejstvija dinamiki povorota lesozagotovitel’noj mashiny na bokovye polosy trelevochnogo voloka [A mathematical model of the dynamics of the impact of the sealing machine to turn logging skid trails sidebands]. Uchenye zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija Estestvennye i tehnicheskie nauki. № 8. 2012. pp. 72-78.

2. Rahmatulin H.A. O rasprostranenii volny razgruzki [On the propagation of waves unloading]. PMM, ISSN 00328235.1945. № 1. pp. 91-100.

3. Tomas T. Plasticheskoe techenie i razrushenie v tverdyh telah [Plastic flow and fracture in solids]. Moscow. Mir, 1964. 308 p.

4. Bykovcev G.I., Kretova L.D. O rasprostranenii udarnyh voln v uprugoplasticheskih sredah [On the propagation of shock waves in elastic-plastic media]. PPM, ISSN 0032-8235. 1972. V. 1. pp. 106-116.

5. Bykovcev G.I., Kolokol’chikov A.V., Sygurov P.N. Avtomodel’nye reshenija uravnenij dinamiki ideal’nogo uprugoplasticheskogo tela pri uslovii plastichnosti treska [Similar solutions of equations of the dynamics of an ideal elastoplastic body subject Tresca]. PMTF. ISSN: 0869-5032, 1984. № 6. pp. 148-156.

6. Kolymbas D. Introduction to hypoplasticity. Rotterdam. Balkema, 2000.

7. Berezin Yu. A., Osipov V. A., Hutter K. Evolution of plane disturbances in hypoplastic granular materials. Continuum Mech. Termodyn, V. 13, 2001. pp. 25-40.

8. Berezin Ju.A., Spondareva L.A. Rasprostranenie akusticheskih signalov v gruntah [Propagation of acoustic signals in the soil]. PTMF. ISSN: 0869-5032, 2001. № 4. pp. 177-183.

9. Fellin W. Numerical computation of linear inelastic waves in soil. Pure and Applied Geophysics, 2002.

10. Berezin Ju.A., Spondareva L.A. Prodol’nye volny v sypuchih sredah [Longitudinal waves in granular media]. PTMF. ISSN: 0869-5032, 2001. № 2. pp. 148-152.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ КОЛЕСНЫХ ЛЕСНЫХ Машин

И.В. ГРИГОРЬЕВ, проф. каф. технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ, д-р

техн. наук,

В.А. МАКУЕВ, проф. каф. колесных и гусеничных машин МГУЛ, д-р техн. наук,

A. И. НИКИФОРОВА, доц. каф. технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ,

канд. техн. наук,

Е.Г. ХИТРОВ, асп. каф. технологии лесозаготовительных производств сПбгЛТУ,

B. В. УСТИНОВ, асп. каф. технологии лесозаготовительных производств сПбгЛТУ,

C. Ю. КАЛИНИН, ассистент каф. колесных и гусеничных машин МГУЛ

silver73@inbox.ru, ipsop@mgul.ac.ru, tlzp@inbox.ru, yegorkhitrov@mail.ru, sergey28111966@yandex.ru ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова»

194021, Санкт-Петербург, Институтский пер., д. 5 ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса» 141005, Московская обл., г. Мытищи-5, ул. 1-я Институтская, д. 1

Рассмотрен упрощенный подход к расчету коэффициента сопротивления передвижению колесных машин в условиях бездорожья применительно к определению коэффициента сопротивления движению колесных лесных машин. На основании решения общего уравнения получены линейные регрессионные зависимости для коэффициента сопротивления движению, которые учитывают влияние числа осей трелевочной системы, ее массы, удельного давления на грунт и транспортной скорости. В частных случаях проверка показала, что результаты расчетов по полученным зависимостям согласуются с классическими данными. Зависимости получены для четырех сезонов (зима, весна, лето, осень) и четырех состояний поверхности (плотно укатанный грунт, неукатанный грунт, мягкий грунт и рыхлый грунт), итого рассмотрено шестнадцать случаев. При расчетах в качестве исходных данных, относящихся к физико-механическим характеристикам поверхности движения, приняты справочные величины, представленные в специальной литературе по проходимости колесных транспортных средств. Предложен подход к определению транспортной скорости колесных лесных машин с применением новых регрессионных зависимостей. Получено уравнение для определения скорости передвижения колесной лесной машины с учетом ее массы, удельного давления на грунт, числа осей. Освещены перспективы дальнейших исследований в направлении изучения взаимодействия трелевочных систем с грунтами.

Ключевые слова: колесные лесные машины, коэффициент сопротивления движению, транспортная скорость.

36

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

В настоящее время перед лесным сектором экономики РФ остро стоит ряд проблем. Одной из них, является повышение эффективности лесопользования, увеличение объемов заготовки древесины на всех видах рубок леса, при обязательном соблюдении критериев устойчивого лесопользования. Для увеличения объема заготовки древесины необходимо создание и внедрение новых специальных лесных машин, которые обладали бы приемлемым уровнем стоимости, имели высокую производительность и были совместимы с лесной средой по экологическим показателям. Колесные тракторы являются перспективной базой для лесных машин, поскольку, по сравнению с гусеничными, имеют большую производительность за счет более высоких транспортных скоростей [1].

Среди всех лесных машин транспортная скорость наиболее важна для трелевочных тракторов, которые вместе с трелюемой пачкой образуют трелевочные системы [2].

Расчет производительности трелевочных систем принято вести следующим образом: вначале определяют допустимую грузоподъемность трелевочной системы с учетом конструктивных параметров (объем кузова форвардера, допустимая нагрузка на коник трактора и т.д.). Затем, исходя из того, что грузоподъемность используется максимально, рассчитывают скорость движения нагруженной трелевочной системы, принимая во внимание ее тяговые возможности, при этом пользуются коэффициентом сопротивления движению трелевочной системы, этот параметр является одним из основных при определении силы сопротивления движению трелевочной системы. Расчет заканчивается проверкой проходимости по условию обеспечения необходимого сцепления с грунтом [3].

В [4] приводятся ориентировочные значения коэффициентов сопротивления движению колесных трелевочных систем (например, летом от 0,1 до 0,25), однако без указания, какое конкретно значение принимать в зависимости от числа осей колесной лесной машины, давления на грунт, массы и т.д. Недостаток этих сведений, на наш взгляд, следует восполнить. Очевидно, что эта задача

сложная и для ее решения потребуется значительный объем исследований, в настоящей статье рассмотрим возможность использования упрощенного подхода, предложенного в общей теории движения вездеходных транспортных средств [5].

Целью настоящей работы является получение и исследование зависимостей, учитывающих влияние числа осей колесной лесной машины, массы машины, ее транспортной скорости и давления на грунт, на коэффициент сопротивления движению.

В специальной литературе [5] приводятся формулы для определения коэффициента сопротивления грунта движению колесных машин, полученные на основании анализа возникающих сил в контакте эластичного колеса с деформируемым основанием, например, следующего вида

Фт-

Hkzq2

,JlvNqG

l+Vrk \2qN

\2

2ср0 V Gv

i, vrk )

2cp0 V Gv

E-

2 vNq

где H - толщина деформируемого слоя грунта;

q - среднее по пятну контакта давление на грунт со стороны движителя машины;

N - число осей машины;

G- вес машины;

vT - скорость движения машины;

ф0 - угол внутреннего трения грунта;

E - модуль деформации грунта; k = 1 сек/0.

Формула используется для расчетов при движении транспортного средства по мягким (деформируемым) грунтам на прочном основании (которое считается недеформируемым).

Остальные величины, входящие в уравнение (1), находятся по формулам [5]

е Н-h

^ 2H-h’ 1 2 Ш5 ’

Z2=2C"^ZF1’Zff = tg

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

37

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

Таблица

Параметры грунтов по [5] для расчетов коэффициента сопротивления грунта движению колесных лесных машин

Усл. обозначение Тип грунта Показатели

у, кН/м3 E, МПа H, м С0, кПа -е о о

Плотный укатанный:

ПВ весна 14 8 0,32 30 11

ПЛ лето 15,5 15 0,6 45 12,5

ПО осень 14,5 12 0,29 40 12

ПЗ зима 18 60 - 35 11,5

Неукатанный:

НВ весна 13,5 6 0,31 25 11

НЛ лето 15,5 15 0,6 45 12,5

НО осень 14,5 12 0,32 40 12

НЗ зима 12,5 60 - 30 11

Мягкий:

МВ весна 12 2 0,26 10 7,5

МЛ лето 13,5 8 0,55 60 14,5

МО осень 13 5 0,3 25 10

МЗ зима 12 80 - 15 9

Рыхлый:

РВ весна 11 0,5 0,35 8 7

РЛ лето 12 2 0,4 65 14

РО осень 11,5 1 0,36 25 11

РЗ зима 11,2 - - - 7,5

При определении параметра v, входящего в уравнения (1), который представляет собой отношение средней длины линии контакта колеса с грунтом к средней ширине площадки контакта, используем следующие допущения: радиус колеса при качении по грунту приближенно равен радиусу колеса в недеформированном состоянии R при этом длина линии контакта приближенно равна длине отрезка L на схеме по рис. 1. Тогда

LK * р + 4 = А2 - (*„ -hj+h2= ЩЙ. (3) Таким образом, для определения параметра v, получим формулу

v = ^.

Ъ

Величина h определяется по формуле

[5]

h =

Для дальнейших расчетов зададимся исходными данными, сведенными в таблицу.

результаты расчетов. Расчеты произведены по формуле (1) с использованием

выражений (2, 4, 5), в следующем диапазоне: масса машиныСт = 20...40 т, q = 50...150 кН, N = 2...4, vT = 5...15 км/ч. Также принято: R0 = 0,6 м, b = 0,5 м.

Следующие уравнения получены после обработки результатов расчетов при помощи метода наименьших квадратов

1

2

3

Рис. 1. Схема к определению параметра v: 1 - контур колеса при движении машины; 2 - контур колеса в недеформированном состоянии; 3 - поверхность движения машины

38

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

ПВ

ПЛ

ПО

ПЗ

НВ

НЛ

НО

НЗ

МВ

МЛ

МО

МЗ

РВ

РЛ

РО

РЗ:

104цг = 1410 - 7,6GT - 154# + 1,74? - 23,3vT 104цт = 2470 - 14GT - 279# + 3,99? - 40,8 vT 104цт = 2570 - 9,77GT - 306# + 3,85? - 58,2vT 104цт = 2620 - 9,4GT - 316# + 3,66? - 57,6vT 104цт = 1330 - 7,39GT - 143# + 1,55? - 20,7vT 104цт = 2470 - 14GT - 279# + 3,99? - 40,8 vT 10X = 1470 - 7,83 GT - 165# + 2,11? - 25,7vT 104цт = 1370 - 0,414GT - 172# + 1,62? - 49,5vT 104цт = 1040 - 0,68GT - 137# + 0,0772? - 15,8vT 104цт = 2080 - 13,5GT - 231# + 3,55? - 28,6vT 104цт = 1330 - 7,39GT - 143# + 1,5? - 21vT 10X = 2140 - 13,6GT - 234# + 6,53? - 58,5vT 10X = 846 - 5GT - 85,5# + 0,584? - 10,9vT 104цт = 1290 - 8,95GT - 136# + 1,81? - 14,1vT 104цт = 1050 - 6,97GT - 108# + 1,1? - 11,6vT 104цт = 2130 - 9,12GT - 235# + 2,2? - 43,2vT (20 < GT < 40, т; 2 < # < 4; 50 < ? < 150, кПа; 5 <

К2 = 0,94

R2 = 0,93

R2 = 0,93

R2 = 0,92

R2 = 0,94

R2 = 0,93

R2 = 0,93

R2 = 0,92

R2 = 0,69

R2 = 0,94

R2 = 0,94

К2 = 0,82

R2 = 0,94

К2 = 0,94

К2 = 0,95

К2 = 0,93

vT < 15 км/ч)

ф T 0,22 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1

20

25

30

Gt, т

35

150

100 50 q, кПа

40

Рис. 2. Зависимость коэффициента сопротивления движению двухосной колесной лесной машины при скорости движения 5 км/ч (неукатанный грунт, лето) в зависимости от ее массы и давления на грунт со стороны движителя

5 10 15

v, км/ч

Рис. 3. Зависимость коэффициента сопротивления движению

Анализ уравнений (6-21) показывает, что во всех случаях коэффициент сопротивления движению колесной лесной машины увеличивается при уменьшении числа осей и скорости движения, при этом увеличение давления на грунт со стороны движителя вызывает увеличение коэффициента сопротивления движению.

На рис. 2 представлен пример расчета коэффициента сопротивления движению двухосного колесного трактора при рабочей скорости движения 5 км/ч, график получен при помощи уравнения (11).

Сопоставление результатов расчетов (рис. 2) с данными [4] в частном случае показывает, что результаты принципиально не противоречат представленным в литературе ([4] рекомендует принимать фт в диапазоне от 0,1 до 0,25 летом на неукатанном грунте).

Более наглядно проследить влияние скорости движения колесной лесной машины и числа осей на коэффициент сопротивления движению можно при помощи графика на рисунке 3.

График показывает, что число осей и скорость движения оказывают заметное влияние на коэффициент сопротивления движению колесной лесной машины. С понижением скорости и уменьшением числа осей коэффициент сопротивления движению

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 2-S/2014

39

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

увеличивается, что необходимо учитывать в практических расчетах. Ввиду этого рассмотрим вопрос определения скорости движения колесной лесной машины с использованием предложенных формул. Известно, что тяговое усилие, необходимое для перемещения машины, находится из формулы

F = Рз/v г

где P - мощность двигателя;

П - КПД трансмиссии.

Поскольку при прямолинейном движении

F = GyT

с учетом общего вида уравнений (621), можем записать для скорости

Рг\

G-

а0 + axGT + a2N + a3q +

1000

3600

Cl^Vp

»

в котором значения коэффициентов а0-а4 берутся из формул (6-21)в соответствии с рассматриваемым типом поверхности движения, коэффициент 1000/3600 при слагаемом с vT в правой части необходим ввиду того, что уравнения (6-21) составлены для скорости, выраженной в км/ч.

Уравнение (23) приводится к квадратному относительно vT, с учетом того, что G = 104GT, после его решения получим для скорости (км/ч) следующую формулу

1,Ъ-ФY^+Y^-Y2) v 0,28afiT

vr =

->Гх=-

1000

?2 =

а0 GT + afij + a2GTN + a3qGT 1000

где мощность P подставляется в кВт.

Определение скорости колесного сортиментоподборщика (форвардера) по уравнению (24) не вызывает затруднений. Например, при GT = 40 т, q = 120 кПа, P = 200 кВт, п = 0,85, при трелевке летом по неукатанному грунту (формула (11), а0 = 2470, а1 = -14, а2 = -279, а3 = 3,99, а4 = -40,8), четырехосная трелевочная система будет двигаться со скоростью 12,4 км/ч, двухосная - 8,5 км/ч. При тех же условиях зимой (формула (13), а0 = 1370, а1 = -0,414, а2 = = -172, а3 = 200, а4 = -49,5) четырехосная трелевочная система будет перемещаться со скоростью 19,5 км/ч, двухосная - 13,3 км/ч.

Предложенные зависимости для определения коэффициента сопротивления движению в виде уравнений (6-21), безусловно, нуждаются в дальнейшей проверке и уточнении, однако, на наш взгляд, с их использованием можно получить наглядное представление о влиянии сезона заготовки и основных параметров колесных лесных машин на их транспортную скорость.

Считаем перспективными дальнейшие исследования, в частности, по уточнению формулы (1), по анализу влияния числа проходов и давления в шине на коэффициент сопротивления движению и транспортную скорость колесных лесных машин.

Также кажутся необходимыми аналогичные исследования для лесных машин с гусеничными и комбинированными движителями.

Отдельным перспективным направлением исследований считаем изучение влияния коэффициента сопротивления движению волочащейся части пачки. Уточнение этого коэффициента позволит скорректировать результаты расчетов скорости движения трелевочных систем полупогруженной и полуподвесной трелевки. Библиографический список

1. Григорьев, И.В. Снижение отрицательного воздействия на почву колесных трелевочных тракторов обоснованием режимов их движения и технологического оборудования / И.В. Григорьев.

- СПб.: ЛТА, 2006. - 236 с.

2. Макуев, В.А. Новые экономические подходы к формированию и функционированию парка лесосечных машин / В.А. Макуев // Вестник МГУЛ

- Лесной вестник, 2010. - № 2. - С. 123-124.

3. Клубничкин, Е.Е. Определение нагруженности ходовой системы многооперационной лесосечной машины / Е.Е. Клубничкин, В.А. Макуев, В.Е. Клубничкин // Вестник МГУЛ - Лесной вестник, 2014. - № 3(95). - С. 175-177.

4. Григорьев, И.В. Средощадящие технологии разработки лесосек в условиях Северо-Западного региона Российской Федерации / И.В. Григорьев, А.И. Жукова, О.И. Григорьева, А.В. Иванов. - СПб.: ЛТА, 2008. - 176 с.

5. Григорьев, И.В. Расчет показателей процесса уплотнения почвогрунта при трелевке пачки хлыстов / И.В. Григорьев, В.А. Макуев, В.Я. Шапиро, М.Е. Рудов, А.И. Никифорова// Вестник МГУЛ

- Лесной вестник, 2014. - № 2(94). С. 112-118.

6. Григорьев, И.В. Модель процесса циклического уплотненияпгрунта в полосах, прилегающих к

40

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

трелевочному волоку / И.В. Григорьев, В.Я. Шапиро, С.Е. Рудов, А.И. Жукова // Вестник КрасГАу 2010. - № 2. - С. 8-14.

7. Никифорова, А.И. Определение осадки при движении лесозаготовительной машины по двуслойному основанию / А.И. Никифорова, Е.Г. Хитров, А.А. Пелымский, О.И. Григорьева // Ученые записки ПетрГУ, 2013. - № 8. - С. 77-80.

8. Агейкин, Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители: теория и расчет / Я.С. Агейкин. - М.: Машиностроение, 1972. - 184 с.

9. Григорьев, И.В. Экспериментальное определение времени релаксации напряжений лесного грунта / И.В. Григорьев, А.И. Никифорова, Е.Г. Хитров, А.А. Пелымский, А.М. Хахина // Ученые записки ПетрГУ, , 2014. - № 2. - С. 87-91.

10. Григорьев, И.В. Обоснование методики оценки экологической эффективности лесопользования / И.В. Григорьев, О.И. Григорьева, А.И. Никифорова, О.А. Куницкая // Вестник Красноярского государственного аграрного университета, 2012. - № 6. - С. 72-77.

RESEARCH OF FACTOR OF RESISTANCE TO MOVEMENT OF WHEEL WOOD MACHINES

Grigor’ev I.V.

silver73@inbox.ru, ipsop@mgul.ac.ru, tlzp@inbox.ru, yegorkhitrov@mail.ru, sergey28in966@yandex.ru St. Petersburg State University of Forestry under Kirov (SPbSFTU), 194021, Saint-Petersburg, Institutskiy per 5 Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya street, 1,141005, Mytischi, Moscow region, Russia

The article presents a simplified approach to the calculation of the coefficient of wheeled vehicles in off-road conditions rolling resistance with regard to the calculation of the coefficient of wheeled skidding systems rolling resistance. Given are linear regressions, based on solution of the general equation, according to the coefficient of rolling resistance, which take into account the effect of the number of axes skidding system, its mass, ground pressure and the transport speed. In particular cases, the comparing showed that the calculated results with obtained dependences are consistent with the classical data. Curves were obtained for the four seasons (winter, spring, summer, autumn) and four surface conditions (hard-packed soil, regular ground, soft ground and very soft ground), totally sixteen cases were examined. In the calculations as the raw data relating to the physical and mechanical characteristics of the surface motion, adopted reference values presented in the literature on cross- wheeled vehicles. Also presented an approach to the definition of the transport speed skidding system with new regression. Presented is the equation for determining the speed of movement of the wheel skidding system with its mass, specific ground pressure, the number of axes. Highlighted prospects for further research in the direction of studying the interaction of logging systems with soils.

Keywords: wheeled skidding systems, coefficient of rolling resistance, transport speed

References

1. Grigor’ev I.V Snizhenie otricatel’nogo vozdejstvija na pochvu kolesnyh trelevoch-nyh traktorov obosnovaniem rezhimov ih dvizhenija i tehnologicheskogo oborudovanija [Mitigation of negative impacts on the soil caused by wheeled skidders by selecting modes of motion and process equipment]. SPb., LTA Publ., 2006. 236 p.

2. Makuev V A. Novye jekonomicheskie podhody k formirovaniju i funkcionirovaniju parka lesosechnyh mashin [New economical approachments to forming and using park of forest - cutting machines]. Moscow State Forest University Bulletin - Lesnoj Vestnik. № 2, 2010. pp 123-124.

3. Klubnichkin E.E., Makuev VA., Klubnichkin V.E. Opredelenie nagruzhennosti hodovoj sistemy mnogooperacionnoj lesosechnoj mashiny [Determination of dynamic loads encountered in running track multistage system logging machine]. Moscow State Forest University Bulletin - Lesnoj Vestnik. № 3(95), 2014. pp 175-177.

4. Grigor’ev I.V., Zhukova A.I., Grigor’eva O.I., Ivanov A.V Sredoshhadjashhie tehno-logii razrabotki lesosek v uslovijah Severo-Zapadnogo regiona Rossijskoj Federacii [Eco efficient technologies of wood harvesting in the North-West region of the Russian Federation]. SPb., LTA Publ., 2008. 176 p.

5. Grigor’ev I.V., Makuev V.A., Shapiro VJa., Rudov M.E., Nikiforova A.I. Raschetpoka-zatelejprocessa uplotnenija pochvogrunta pri trelevke pachki hlystov [Model of volumetric condensation of ground by a dragged part of a pack skidding systems]. Moscow State Forest University Bulletin - Lesnoj Vestnik. № 2(94), 2014. pp 112-118.

6. Grigor’ev I.V, Shapiro VJa., Rudov S.E., Zhukova A.I. Model ’processa cikliche-skogo uplotnenijangrunta vpolosah, prilegajushhih k trelevochnomu voloku [The process of cyclic compaction in the bands adjacent to skid trails model]. VestnikKrasGAU. № 2. Krasnoyarsk, 2010. pp. 8-14.

7. Nikiforova A.I., Hitrov E.G., Pelymskij A.A., Grigor’eva O.I. Opredelenie osadki pri dvizhenii lesozagotovitel’noj mashiny po dvuslojnomu osnovaniju [Two-layer ground draught definition under logging machine passage]. UchenyeZpiskiPetrGU, № 8, 2013. pp. 77-80.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014

41

ЛЕСОСЕЧНЫЕ РАБОТЫ

8. Agejkin Ja.S. Vezdehodnye kolesnye i kombinirovannye dvizhiteli: teorija i raschet [Off-the-road wheeled and combined traction devices: Theory and Calculation]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1972. 184 p.

9. Grigor’ev I.V., Nikiforova A.I., Hitrov E.G., Pelymskij A.A., Hahina A.M. Jekspe-rimental’noe opredelenie vremeni relaksacii naprjazhenij lesnogo grunta [Experimental assessment of stress relaxation time for forest soils]. UchenyeZpiskiPetrGU, № 2, 2014. pp. 87-91.

10. Grigor’ev I.V., Grigor’eva O.I., Nikiforova A.I., Kunickaja O.A. Obosnovanie metodiki ocenki jekologicheskoj jeffektivnosti lesopol’zovanija [Substantiation of the technique for the forest management ecological efficiency estimation]. VestnikKrasGAU, № 6, 2012. pp 72-77.

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО РАССТОЯНИЯ ТРЕЛЕВКИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТРЕХЛИНЕЙНОЙ АЭРОСТАТНО-КАНАТНОЙ СИСТЕМЫ

А.В. АБУЗОВ, доц. каф. технологии заготовки и переработки древесных материалов Тихоокеанского ГУ, канд. техн. наук,

П.Б. РЯБУХИН, проф. каф. технологии заготовки и переработки древесных материалов

Тихоокеанского ГУ, д-р техн. наук

ac-systems@mail.ru, tolp@mail.khb .ru Тихоокеанский государственный университет, факультет природопользования и экологии

680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, ауд. 201Л

В статье рассматривается вопрос разработки труднодоступных лесных массивов с использованием аэростатно-канатной транспортной системы (АКС). Приводится методика расчета среднего расстояния трелевки и производительности для трехлинейной АКС на лесных участках треугольной формы.

Ключевые слова: аэростатно-канатная система, расстояние трелевки, производительность аэростатной системы, воздушная трелевка.

В настоящее время при освоении лесного фонда большинство дальневосточных лесоэксплуатирующих организаций ведут заготовку древесины на территориях с характерными признаками труднодоступности и экологической зависимости, при этом около

34,6 % лесных площадей, где произрастает качественный и спелый древостой, находятся на склонах свыше 20°, где традиционная техника не в состоянии вести заготовку древесины либо выполняет ее с большими затратами и с явным экологическим несоответствием. Внедрение же в процесс лесозаготовок воздушных способов на базе аэростатно-канатных систем (АКС) позволит не только конкурентно осваивать труднодоступные лесные массивы, но и обеспечит максимум экологического эффекта [1, 2]. На рис. 1 представлен способ транспортировки древесины с использованием трехлинейной АКС.

Использование трехлинейной аэростатно-канатной системы будет характеризоваться эксплуатацией ее на участках

треугольной формы, преимущественно равнобедренной (согласно технологической схеме) или в зависимости от рельефа местности различными формами разностороннего треугольника (рис. 2).

Для определения параметров производительности установки АКС необходимо разработать методику по определению значения среднего расстояния трелевки при различных конфигурациях формы лесного участка, отведенного в рубку [3].

Случай 1

Первоначальные расчеты предлагается провести для идеального случая, при котором рабочий контур лесного участка имеет форму равностороннего треугольника. Исходя из технологических соображений целесообразности размеров эксплуатационного лесного участка, стороны треугольника могут изменяться в диапазоне a = b = c =100 ^ 1500 м.

Участок условно разделяется на ленты (сектора), которые, в свою очередь, делятся

42

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2-S/2014