Лесозаготовки и лесной транспорт

Повышение эффективности лесопромышленного комплекса не может быть обеспечено без совершенствования методик проектирования лесных машин. Анализ исследований, посвященных данной проблематике, показывает, что этому вопросу уделяется недостаточное внимание. Перед нами стояла задача проанализировать влияние вероятностного характера параметров деревьев на нагрузку от перемещаемой пачки деревьев, действующую на бесчокерную трелевочную систему, а также определить на основе результатов анализа диапазон значений необходимой грузоподъемности самоходного шасси бесчокерной трелевочной системы. Исследования основывались на машинном эксперименте, заключающемся в генерации совокупности деревьев, необходимой для полного заполнения захвата трелевочной системы. Параметры генерируемых деревьев определялись таксационными условиями древостоев Республики Карелия. На основе обработки результатов машинного эксперимента было получено 45 вариационных рядов, характеризующих распределение массы трелюемой пачки деревьев. С увеличением размера захвата вариационная кривая смещалась в правую сторону по оси массы пачки, а ее форма изменялась. Кривая незначительно растягивалась и становилась более пологой, максимальное значение относительной частоты массы пачки снижалось. Масса пачки деревьев при одном и том же размере захвата колебалась в значительных пределах. Разница между максимальными и минимальны-ми значениями массы пачки находилась в диапазоне 3,7...5,6 т. Увеличение размера захвата приводило к росту разницы между максимальным и минимальным значениями массы пачки. Установлена аналитическая зависимость массы пачки, необходимой для определения грузоподъемности самоходного шасси трелевочной системы, от раз-мера захвата. Рекомендованные значения грузоподъемности самоходного шасси в рассмотренном интервале размеров захвата 1,0...2,2 м2 находятся в диапазоне 5,5...12,4 т. Полученные результаты могут быть использованы на антецедентной стадии проектирования лесных машин, а также при технико-экономической оценке бесчокерных трелевочных систем, эксплуатируемых в условиях Республики Карелия. Для цитирования: Шегельман И.Р., Будник П.В. Особенности оценки расчетной рейсовой нагрузки на антецедентной стадии проектирования бесчокерной трелевочной системы на основе машинного эксперимента // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 82–96. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.82 Финансирование: Исследования проведены в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации № МК-5321.2018.8.
Efficiency improving of the forest sector cannot be achieved without development of the forest machines design methods. Analysis of the studies devoted to this issue shows that insufficient attention was paid to it. The research objectives were to analyze the influence of the probabilistic nature of tree parameters on the load from moving tree bundle acting on a chokerless skidding system, and to determine the range of values of the necessary load-carrying capacity of the system’s chassis based on the analysis results. The research was based on computer experiment consist of tree bundle generating necessary for the full filling of the skidding system chain grapple. The parameters of generated trees were determined by the taxation conditions of the Karelian Republic forest stands. Forty five variation series characterizing the mass distribution of a skidding tree bundle were obtained based on the computer experiment results processing. The variation curve shifted to the right side along the mass axis of a tree bundle, and its shape changed with the increase of chain grapple size. The curve was stretched slightly and became more flat; the maximum value of the relative frequency of tree bundle mass decreased. Tree bundle mass fluctuated significantly at the same size of chain grapple. The difference between the maximum and minimum mass values of tree bundles was in the range of 3.7–5.6 tons. It increased with the increase of chain grapple size. The analytical dependence of tree bundle mass necessary for determina-tion the load-carrying capacity of the chokerless skidding system chassis on the chain grap-ple size was found. The recommended values of the chassis load-carrying capacity in the considered range of chain grapple sizes (1–2.2 m2) are in the range of 5.5–12.4 tons. The obtained results can be used at antecedent design stage of forest machines, as well as at technical and economic assessment of chokerless skidding systems operating in the Republic of Karelia. For citation: Shegelman I.R., Budnik P.V. Features of Calculated Truck Load Estimation at Antecedent Design Stage of Chokerless Skidding System Based on Computer Experiment. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 3, pp. 82–96. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.82 Funding: the research was carried out within the framework of the grant of the President of the Russian Federation no. MK-5321.2018.8.

Приведены основные понятия моделирования, рассмотрена методика и методы оптимизации производственных процессов лесопромышленных предприятий, основные системы массового обслуживания и применение теории массового обслуживания при оптимизации процессов лесопромышленных производств.

Основным назначением лесовозных автомобильных дорог как технологических путей лесопромышленного предприятия является сбор и вывозка заготовленного леса. Рассредоточенность лесных запасов по площади предполагает наличие совокупности дорог, различных по своей капитальности и срокам действия, технологически увязанных в единую транспортную сеть предприятия. На структуру транспортной сети и размещение отдельных составляющих ее дорог в лесном массиве оказывает влияние целый ряд факторов. Противоречивые требования, предъявляемые к параметрам транспортных средств на вывозке лесоматериалов по дорогам низких категорий и капитальным магистралям, при больших расстояниях вывозки привели к разработке технологии двухступенчатой вывозки со специализацией транспортных средств, созданием перегрузочных пунктов древесины и соответствующим изменением структуры лесотранспортных путей. Руководствуясь разработанными ранее рекомендациями при камеральном трассировании конкретной лесовозной дороги, проектировщик вынужден укладывать трассу методом проб и ошибок, во многом полагаясь на свой опыт и интуицию. Принципиальную трудность при этом представляют неоднородность местности трассирования (рельефные, грунтовые и гидрологические особенности), необходимость учитывать концентрацию и размещение запасов древесины, а также соблюдать нормы проектирования. Разрешение противоречия между повышающимися требованиями к качеству проектируемых лесовозных дорог, с одной стороны, и примитивными способами их трассирования, с другой, следует искать в разработке принципиально новых методов поиска оптимальных решений на этапе камерального трассирования лесотранспортных путей при широком использовании математических методов и информационных технологий, а также отечественного и зарубежного опыта в этой области. Для цитирования: Чернышова Е.В., Скрыпников А.В., Самцов В.В., Абасов М.А. Лесовозные автомобильные дороги в транспортной сети лесопромышленного предприятия // Лесн. журн. 2019. № 2.
Primary use of logging roads as technological routes of a forest industrial enterprise consists of timber gathering and hauling. Distribution of forest reserves by area implies the existence of a set of roads different in their importance and useful time technologically linked into the united transportation network of the enterprise. Structure of the transportation network and location of certain components of its roads in the forest area is affected by the wide range of factors. Conflicting requirements for the vehicle parameters of timber hauling down the secondary roads and highways for long haul distances led to the development of a two-step haulage technology with vehicle’s specialization, creation of wood transfer points and corresponding change in the structure of timber transportation routes. Guided by the existing recommendations for the cameral laying out of a certain logging road, a designer is forced to lay out the route through trial and error, broadly relying on his experience and intuition. Fundamental difficulties in this case are heterogeneity of the laying out terrain (relief, ground and hydrological features), necessity to consider concentration and placement of wood stocks, as well as observation the design regulations. Resolution of contradiction between the increasing quality requirements for the designing logging roads, on the one hand, and the primitive methods of their laying out, on the other, should be sought in the development of fundamentally new methods of optimizing at the stage of cameral laying out of hauling routes based on the wide use of mathematical methods and information technolo-gies, as well as local and foreign experience in this field. For citation: Chernyshova E.V., Skrypnikov A.V., Samtsov V.V., Abasov M.A. Logging Roads in a Transportation Network of a Forest Industrial Enterprise. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 95–101. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.95

Рубки ухода в средневозрастных и приспевающих древостоях, а также выборочные рубки низкой интенсивности предполагают снижение доли волоков, что достигается при разрубке широких пасек. Одним из технологических приемов разработки части пасеки, удаленной от пасечного волока и недосягаемой для манипулятора лесозаготовительной машины, является включение в технологический процесс бензомоторной пилы и мини-трактора. Задача мини-трактора – подтрелевка заготовленной бензопилой древесины к пасечному волоку в зону досягаемости манипулятора харвестера. Весь комплекс работ, выполняемых при помощи бензомоторной пилы и мини-трактора, может производиться по двум вариантам: одним рабочим, использующим механизмы поочередно по мере необходимости, что приводит к простою одного из механизмов; двумя рабочими, каждый из которых пользуется одним из механизмов, следовательно, механизмы задействованы на протяжении всего рабочего дня. В качестве основного критерия для выбора варианта организации лесозаготовительных работ на лентах, не досягаемых для манипуляторов лесозаготовительных машин, предлагается использовать себестоимость. Расчет себестоимости заготовки и подтрелевки сортиментов двумя или одним рабочим в удаленных от пасечного волока частях полупасек проводили для следующих условий: средний объем вырубаемых деревьев – соответственно 0,13...0,22 и 0,23…0,36 м3, среднее расстояние подтрелевки древесины – 58 м. Часовая тарифная ставка оплаты труда рабочего варьировалась в диапазоне от 100 до 3000 р. Выявлено, что граница предпочтительности той или иной формы организации определяется, при прочих равных условиях, средним объемом вырубаемых деревьев и часовой ставкой оплаты труда рабочего. Установлено, что при низких уровнях оплаты труда предпочтительной является организация работ с привлечением двух рабочих, а по мере повышения часовой ставки рабочего приоритет меняется в пользу одного рабочего, использующего оба механизма по мере необходимости. Для цитирования: Герц Э.Ф., Теринов Н.Н. К вопросу об организации рубок с при-менением бензомоторных пил и мини-тракторов // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 86–94. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.86
Improvement thinning of middle-aged and maturing forest stands, as well as selective thinning of low intensity assumes a decrease in a part of trails, which can be achieved during cutting of broad swathes. One of the technological methods for developing a part of a swath remote from skidding trail and inaccessible for harvester grapple is the use of gasoline saw and mini skidder in technological process. Hauling-in to the skidding trails (reach area of harvester grapple) wood logged with a gasoline saw is carried out using a mini skidder. There are two possible thinning schedules for providing the whole complex of works using gasoline saw and mini skidder. The first one is performed by a worker who uses mechanisms one at a time as and when necessary, which leads to downtime of one of the mechanisms. The second is performed by two workers. Each of them uses one of the mechanisms and, therefore, mechanisms are used throughout the working day. Prime cost is proposed as the main criterion for selecting the thinning schedule on sites inaccessible for the harvester grapples. Prime cost calculation of logging and hauling-in of assortments by one or two workers in the remote from skidding trail parts of half-swathes was done for the following conditions: the average volumes of felling trees are 0.13–0.22 and 0.23–0.36 m3, respective-ly; the average distance of wood hauling-in is 58 m. The workеr’s hourly rate ranged from 100 to 3000 rub. It has been revealed that the limit of preference of one or another schedule is determined, all else equal, by the average volume of felling trees and hourly rate of worker. It was determined that at low levels of payment for work thinning schedule with two workers is preferable, while with the increase of hourly rate preference is changing in favor of one worker using both mechanisms as necessary. For citation: Gerts E.F., Terinov N.N. On the Issue of Thinning Schedule Using Gasoline Saws and Mini Skidders. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 86–94. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.86

Комплексное использование лесных ресурсов хвойных формаций – это естественная необходимость при рациональном природопользовании. Наличие в хвойных бореальных лесах гидролесомелиоративных систем подразумевает разработку специфического режима хозяйствования, который включает проведение лесоводственных уходов и несплошных видов заготовки древесины. Расширение спектра получаемых продуктов во время эксплуатации лесных земель должно достигаться за счет побочного и прижизненного видов пользования. Заготовка соснового терпентина (живицы) позволяет получить ценное лесохимическое сырье для ряда производств. Влияние лесоосушения и несплошной заготовки древесины на смолопродуктивность – это одно из мало освещенных направлений исследований в лесоводстве. На примере Сокольского района Вологодской области было изучено влияние расположения сосновых деревьев относительно каналов регулирующей сети и лесополос, оставленных для доращивания после несплошной заготовки древесины, на выделение сосновой живицы при закрытом способе подсочки. Установлено, что каналы осушительной системы в районе объекта вырубки с 1972 по 2015 г. находились в удовлетворительном состоянии. Наибольшая смолопродуктивность сосняков отмечена в июле, наименьшая – в авг-сте. В 2013 и 2015 гг. в одной из полос древостоя наибольшая смолопродуктивность наблюдалась в центре и с края пасеки, в 2013 и 2014 гг. – в приканальном пространстве. Смолопродуктивность на объекте вырубки в 1,4 раза выше, чем на контроле (только в осушаемых условиях). Это свидетельствует о положительном влиянии выборочного удаления деревьев при лесозаготовке на смоловыделение оставшейся при подсочке части. За трехлетний период исследования выявлено, что изменчивость смоловыделения с края пасеки на 9 % меньше, чем в ее центре. В приканальном и межканальном пространствах дренируемой полосы явных флуктуаций не отмечено. Установлено, что на смоловыделение оказывают влияние такие факторы, как темпе-ратура почвы и воздуха, а также таксационный диаметр опытных деревьев, вовлекаемых в подсочку. Значимая корреляция с температурой подстилающей поверхности отмечена в июле и августе, с температурой почвы – в июле. Степень прогревания воз-духа на уровне расположения карр опытных деревьев влияет на смоловыделение в большей степени в июне. Теснота связи между смоловыделением и таксационным диаметром деревьев оказалась выше в приканальном пространстве и с края пасеки, чем в межканальном пространстве и в центре пасеки. Вероятно, это зависит от микро-климата и гидрологических особенностей после осушения и несплошной заготовки древесины, что создает более комфортные условия роста (бóльшая освещенность). В целях организации подсочного производства в осушаемых сосняках рекомендуются несплошные рубки умеренной интенсивности по запасу и интенсивная подсочка по краям оставленных на доращивание полос древостоя на делянке (лесосеке). В осушаемых сосняках на торфяных почвах подсочку деревьев с большей нагрузкой следует осуществлять в приканальном пространстве (вдоль осушительных каналов). Для цитирования: Новосёлов А.С. Смолопродуктивность сосны на объекте гидро-технической мелиорации после несплошной заготовки древесины // Лесн. журн. 2019. № 2. С. 67–77. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.67
Integrated use of coniferous forest resources is a natural necessity of sustainable environ-ment conservancy. Hydrological forest reclamation systems in coniferous boreal forests imply the development of specific management regime including silvicultural tending and partial logging. Spectrum broadening of products obtained in forest land exploitation should be achieved by the means of lifetime and minor use. Production of pine turpentine (sap) allows to obtain valuable forest chemical raw materials for the number of industries. Influence of forest drainage and partial logging on resin productivity is one of the insufficiently provided research issues in forestry. On the example of Sokol’skiy District of Vologda Region, the influence of location of pine trees (towards the channels of regulating network and forest belts), left for completion of growing after partial logging, on the pine sap exudation under closed tapping was studied. It was established that the drainage system channels in the felling site area were in satisfactory condition from 1972 till 2015. The highest resin produc-tivity of pine forests was observed in July and the lowest in August. One of the forest belts had the highest resin productivity in the center and at the edge of the swath in 2013 and 2015; and in the channel area in 2013 and 2014. Resin productivity at the felling site is 1.4 times higher than in the control area (under the drainage conditions). This proves the posi-tive effect from selective tree cutting in logging for resin exudation from the part of trees remained after tapping. Three years of studies have shown that the variability of resin exudation at the edge of the swath is 9 % less than in the center of the swath. No apparent fluctuations have been found in the channel and interchannel areas of the drained belt. The study has proved that soil and air temperature, and valuation diameter of sample trees involved into tapping can affect the resin exudation. A significant correlation with the temperature of underlying surface was registered in July and August and with the soil temperature in July. The air temperature at the level of resin blaze location of the sample trees affects the resin exudation mostly in June. It turned out that the correlation between resin exudation and valuation diameter of trees is stronger in the channel area and at the edge of swath than in the center of interchannel area. Probably, it depends on the microclimate and hydrological features after draining and partial logging that results in more comfortable conditions for growth (higher illumination). The turpentine production in drained pine forests requires carrying out partial cuttings of moderate intensity by reserves and intensive tapping at the edges of belts (logging area) left for completion of growing. In drained pine forests on peat soils, tapping with greater intensity should be carried out in the channel areas (along the drainage channels). For citation: Novoselov A.S. Resin Productivity of Pine after Partial Logging on the Hy-drotechnical Reclamation Site. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 2, pp. 67–77. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.2.67

Научные основы проектирования лесовозных автомобильных дорог, заложенные в трудах ведущих ученых в области обеспечения их транспортно-эксплуатационных характеристик, базируются на теории автомобиля. На начальном этапе требования к элементам плана и профиля определялись из условия обеспечения движения одиночного автомобиля, по динамическим характеристикам и динамической устойчивости на отдельных участках дорог, т. е. из условия взаимодействия системы «автомобиль–дорога». С увеличением количества автомобилей на дорогах появилась необходимость обеспечить пропуск транспортных потоков различной интенсивности, для чего потребовалось изучить взаимодействие системы «дорожные условия–транспортные дороги». Исследованиям этих проблем посвящены работы А.К. Бирули, В.Ф. Бабкова, Е.В. Кондрашова, В.В. Сильянова и др., которые создали основы теории движения транспортных потоков в различных дорожных условиях. Применение теорий вероятности и массового обслуживания к изучению процессов движения в работах Я.А. Калужского, В.В. Сильянова, И.В. Бегма, В.М. Кислякова и Д. Дрю существенно углубило понимание закономерностей движения транспортных потоков и управления ими. В связи с увеличением динамичности автомобилей и совершенствованием дорог возросли и скорости движения, что повысило роль водителя в выборе оптимальных режимов и обеспечении безопасности. Следовательно, один из перспективных путей повышения эффективности работы лесовозного автомобильного транспорта – изучение взаимодействия системы «водитель–условия движения». Выполненные исследования показывают, что поскольку главным звеном в процессе взаимодействия комплекса «водитель–автомобиль–дорога–среда» является водитель, требования к параметрам дорог должны исходить из создания наиболее благоприятных условий для его работы. С учетом этих требований должны разрабатываться и методы ландшафтного и пространственного проектирования лесовозных автомобильных дорог. В настоящий момент отсутствуют требования к допускаемым изменениям транспортно-эксплуатационных качеств дорог в зависимости от природно-климатических и погодных условий и методы оценки их влияния на режим и безопасность движения. Это не позволяет оценивать как качество проектов, так и эффективность деятельности дорожно-эксплуатационной службы по обеспечению удобства и безопасности движения на дороге.

статье рассмотрен опыт проведения проходной рубки с использованием на трелевке леса мини-трактора, который оборудован водительским местом, укомплектован барабанной лебедкой (длина троса 20 м) и тележкой, предназначенной для транспортировки сортиментов длиной 2...6 м. Работы проводились в высокополнотном чистом средне-возрастном сосняке. Площадь лесосеки – 1,8 га. Участок характеризуется сложным микрорельефом и развитой дорожно-тропиночной сетью. Запланированная интенсивность рубки – 12,0 % от исходного запаса древостоя, фактическая – 13,3 %, что соответствует параметрам выборочной рубки слабой интенсивности. Расстояние трелевки заготовленной древесины в виде сортиментов в среднем составляло 30 м. Весь комплекс работ от валки до трелевки заготовленной древесины и уборки порубочных остатков осуществлялся одним человеком. Применялась беспасечная технология разработки лесосеки. Исследовалось два варианта заготовки древесины: первый предусматривал загрузку одного разрезанного ствола дерева, вершины и крупных ветвей на тележку и их транспортировку к месту погрузки; второй – поочередное перемещение сортиментов лебедкой мини-трактора к месту погрузки. Установлено, что общие затраты времени, необходимые на заготовку одного дерева, в среднем 21...22 мин, на сбор и складирование порубочных остатков – дополнительно 2...10 мин. В обоих вариантах заготовки при основном количестве вырубаемых деревьев с диаметром на высоте груди 12...16 см производительность мини-трактора на трелевке ликвидной древесины составила 0,5 м3/ч. При увеличении диаметра вырубаемых деревьев до 28...30 см производительность мини-трактора повысилась до 1,1 м3/ч. Высказано предположение, что производительность мини-трактора может быть увеличена за счет сокращения пеших переходов оператора, что достигается установкой системы дистанционного управления лебедкой. Первый вариант с трелевкой только одного ствола с кроной наиболее предпочтите-лен при очень слабой и слабой интенсивности выборочной рубки, беспасечной технологии разработки лесосеки и диаметре вырубаемых деревьев на высоте груди не ниже 20 см. Второй вариант, когда мини-трактор используется в качестве самоходной лебедки, имеет смысл, если расстояние трелевки не превышает 15...20 м, т. е. имеется ограничение по длине троса лебедки. Установлено, что наименее продолжительной операцией технологического процесса является валка дерева, самой продолжительной – погрузка сортиментов, вершины и крупных ветвей дерева на тракторную тележку. На них расходуется соответственно 5,6 и 39,4 % от общих затрат времени. На операции, связанные только с работой мини-трактора (холостой ход, погрузка, грузовой ход и разгрузка), приходится 78,0 % .

На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи применения методов статистической динамики в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения задач статистической динамики от постановки, через процесс решения, до практического приложения полученных результатов.

Изложены результаты многолетних полевых исследований по экологии и физиологии ели в условиях разных водного, светового режимов и азотного питания в северотаежных фитоценозах Европейского Севера. Значительное внимание уделено изучению состояния жизнедеятельности корневых систем ели, особенностям СО2-газообмена, сезонной динамике накопления пигментов, скорости постфотосинтетического оттока, передвижения и распределения углерода-14 в органах, ростовым процессам в зависимости от состояния указанных экологических факторов. Подробно с физиолого-биохимических позиций рассмотрены вопросы обоснования эффективности разных видов рубок и доз вносимого азота в северотаежных ельниках и березняках черничных, даны рекомендации для достижения более высокого физиологического и лесоводственного эффектов для ели при действии этих факторов. Показана возможность оценки уровня адаптивной способности ели к меняющимся условиям фитосреды на основе изучения эколого-физиологических показателей.

На конкретных примерах проиллюстрированы различные задачи применения методов статистической динамики в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения задач статистической динамики от постановки, через процесс решения, до практического приложения полученных результатов.

Формирование сети трелевочных волоков при выполнении рубок ухода и выборочных рубок в спелых и перестойных древостоях снижает производительность древостоев в результате разрубки коридоров и механической деформации почвогрунтов в процессе перемещения трелевочной техники. Снижение плотности трелевочных волоков при селективном изреживании древостоев достигается подтрелевкой древесины к волокам мини-тракторами, работающими под пологом древостоя. Такая возможность обеспечивается габаритами и маневренностью мини-тракторов, соответствующими густоте формируемого древостоя. Возможность и целесообразность применения мини-тракторов должны определяться с учетом экологических, социальных и экономических критериев. В качестве наиболее информативного критерия для оценки эффективности трелевочного мини-трактора при выборе схемы его перемещения рассмотрена часовая производительность, максимум которой, при прочих равных условиях, достигается при формировании полной загрузки и минимальной величине холостого хода. В качестве вариантов перемещения мини-трактора при работе под пологом древостоя рассмотрены схемы с ходами между смежными пасечными волоками, с челночными ходами, параллельными пасечному волоку, и с ходами, перпендикулярными пасечному волоку. Ограничениями по использованию схем являются крутизна маневрирования при заданных габаритах мини-трактора, длина трелюемых лесоматериалов и густота древостоя. Рекомендации по использованию схем перемещения учитывают соотношение грузоподъемности мини-трактора, крупномерности вырубаемых деревьев и возможности формирования полногрузного пакета при минимальном расстоянии перемещения.

Дан обзор конструкций лесосечного и верхнескладского оборудования различной модификации и разных стран-производителей, затрагиваются вопросы технологии и управления данной техникой, что даст возможность студентам найти пути усовершенствования и разработки новых конструкций лесопромышленного оборудования

Освещены вопросы лесозаготовки. По мнению автора, книга может быть использована как строительный материал для создания более полного труда по данной теме. Материал книги предлагается широкому кругу лесозаготовителей.

На конкретных примерах проиллюстрированы различные оптимизационные задачи в области лесной техники – лесопромышленной и лесохозяйственной. Рассмотрен весь цикл решения оптимизации от постановки (проблема, формулировка, моделирование, решение, анализ результатов) до практических выводов.

Изложен опыт сортировки хлыстов или деревьев в процессе выполнения различных операций лесосечных работ. В табличной форме представлены варианты совмещения сортировки хлыстов или деревьев с выполнением различных операций технологического процесса при использовании возможных систем машин. Рассмотрены оценочные показатели работы валочно-пакетирующих и сучкорезных машин при заготовке хлыстов или деревьев с сортировкой. Приведены результаты теоретической и экспериментальной оценки различных вариантов сортировки хлыстов или деревьев.

В статье ретроспективно рассматриваются становление и развитие лесозаготовительной отрасли в Уральском регионе. На фоне технического прогресса, который можно условно разделить на три этапа, отслеживается связь соответствующей техники и технологий лесозаготовок с лесообразовательным процессом на вырубках. Упоминаются некоторые факты нормативного и организационного характера в сфере пользования лесом, позволяющие сблизить интересы лесного хозяйства и лесоэксплуатации. Первый этап (с начала промышленного освоения лесов и до 1930 г.) характеризуется применением куренных рубок и вывозкой заготовленной древесины гужевым транспортом. Уже в этот период осознается необходимость сохранения хвойного подроста предварительной генерации в процессе лесосечных работ и его роль в формировании будущих насаждений. Второй этап (с 1930 г. по 1970 г.) связан с приходом на лесозаготовки чокерных тракторов. В этот период постепенно происходит совершенствование способов рубок и технологий лесозаготовок в сторону сохранения и воспроизводства хвойных насаждений. Так, узкопасечная технология разработки лесосек с трелевкой хлыстов за вершину обеспечивает сохранность до 80 % хвойного подроста предварительной генерации в пасеках от его исходного количества в древостое. Внедряются упрощенные чересполосно-пасечные (П.В. Алексеев) и длительно-постепенные рубки (А.В. Побединский). Начало третьего этапа относится к началу 1970-х гг. и связано с появлением многооперационной лесозаготовительной техники. Это по отношению к традиционной технике не только повысило производительность труда, но и увеличило на 27…58 % площадь волоков и на 16…23 % отпад оставшихся после рубки тонкомерных деревьев. Приведены литературные данные, показывающие многократное увеличение интенсивности водной эрозии после применения тяжелой лесозаготовительной техники по сравнению с нетронутыми участками и ее негативное влияние на некоторые другие гидрологические свойства лесных почв. Высказано предположение о развитии класса специализированной малогабаритной техники, способной осуществлять выборочные рубки под пологом леса.

Излагаются основные теоретические и методические положения эффективного развития предприятий. Разработан механизм эффективного развития предприятий лесопромышленного комплекса.

В монографии рассмотрены вопросы обоснования кинематических и динамических параметров комбинированных манипуляторов с поворотными в продольно – вертикальной и горизонтальной плоскостях колоннами (с отклоняющимися колоннами) и телескопическими стрелами, предназначенных для оснащения лесосечных и лесотранспортных машин (валочно – трелевочных машин, машин для бесчокерной трелевки деревьев, сортиментовозов, лесопогрузчиков поворотного типа и других машин). Динамика элементов конструкции рассмотрена на примере лесопогрузчика поворотного типа в режимах синхронного движения колонны и стрелы, а так же одновременного подъема и выдвижения секций телескопической стрелы с грузом. Работа рекомендуется для студентов, магистрантов, аспирантов направлений 151000.62 «Технологические машины и оборудование», 190100.62 «Наземные транспортно-технологические комплексы» и преподавателей в качестве дополнения по курсам «Основы проектирования», «Основы научных исследований», «Динамика и прочность конструкций», «Динамика технических систем».

В монографии рассмотрена динамика элементов конструкции гусеничных лесопогрузчика с изменяющимся центром вращения технологического оборудования на базе лесопромышленных тракторов при выполнении следующих рабочих режимов: вращение стрелы с грузом относительно поворотного основания, совместное вращение корпуса базовой машины и стрелы с грузом, соударение лесопогрузчика с опорной поверхностью; математические модели, результаты математического моделирования и экспериментальных исследований этих режимов.

Рассматриваются все виды отечественных дорожно-строительных машин. Анализируется развитие и виды дорожно-строительных машин. Описываются тягово-эксплуатационные расчеты, отдельные узлы и механизмы дорожно-строительных машин, навесное оборудование.

Разработанные при активном участии автора статьи конструкция и технология сплотки пакетных лесосплавных пучков дают возможность формировать плоты зимней сплотки даже мелким лесозаготовителям, позволяя существенно снизить транспортные затраты без значительных капиталовложений. Для исключения потерь древесины, соблюдения экологических требований следует обеспечить достаточную прочность новых сплоточных единиц, что предполагает определение усилий в их гибких связях. Для решения этой задачи нами предложен комбинированный метод, основанный на комплексном использовании эластиковой теории и теории сыпучей среды. Известно, что наибольшие усилия в гибких связях сплоточной единицы возникают при нахождении ее на суше. Это было принято за расчетный случай. Совокупность лесоматериалов пучка считаем сыпучей средой, сжимаемой силой тяжести. Для нахождения вер-тикальных давлений в этой среде необходимо знать характерную высоту, определяющую положение пьезометрической плоскости. Используя эластиковую теорию, устанавливаем зависимости между характерной высотой, высотой пакета и коэффициентом его формы, включающие не определяемый на практике модулярный угол. Вводим понятие относительной характерной высоты и, избавившись от модулярного угла, представляем графики для ее определения. Вертикальное сжатие сыпучей среды обуславливает возникновение горизонтальных распорных усилий, уравновешиваемых в расчетном случае только реакциями в обвязках пакетов. Получены формулы для определения равнодействующих этих усилий для верхнего и нижнего пакетов и реакций в верхних и нижних ветвях обвязок обоих пакетов. С введением понятия коэффициента натяжения формулы для определения искомых усилий стали иметь простой вид. Получены графики для определения коэффициентов натяжения. Доказано, что пучковые обвязки следует рассчитывать по внешним усилиям, прикладываемым к ним при утяжке. Представленные в статье разработки позволяют определять не только усилия в сплоточном такелаже находящегося на суше пакетного пучка, но их можно использовать также для оценки связей его параметров с способностью противодействовать продольному смещению составляющих пучок лесоматериалов и обвязок при транспортировке по воде.

Большое значение в оперативном управлении транспортным процессом лесозаготовительного предприятия отводится определению оптимальных маршрутов перевозки. Наиболее сложной для решения задач маршрутизации является схема «многие ко многим», которая на сегодняшний день чаще всего используется при организации транспортного процесса лесозаготовительного предприятия. В статье приводится обзор подходов, методов и инструментов, предназначенных для решения задачи синтеза транспортных планов (маршрутов доставки) на перевозке продукции лесозаготовительного предприятия. Перспективным направлением решения этой задачи следует признать гибридный подход, основанный на использовании комбинации методов линейного программирования и поиска с запретами. Этот подход позволяет в полном объеме решать задачу оперативного планирования транспортного процесса лесозаготовительного предприятия с учетом всех основных особенностей такого процесса. К отличительным характеристикам этого подхода следует в первую очередь отнести его сложность, которая, несомненно, вызвана сложностью самой задачи. Качество получаемого окончательного решения здесь сильно зависит от возможностей взаимной увязки результатов решения отдельных оптимизационных задач, решаемых на от-дельных этапах этой методики. Главным недостатком подхода следует считать то, что цели двух основных решаемых задач оптимизации отличаются.

Рассмотрены вопросы по организации эксплуатации лесовозной автомобильной дороги лесозаготовительного предприятия при выполнении третьего раздела курсового проекта по дисциплине «Транспорт леса. Сухопутный транс порт леса. Эксплуатация лесовозных дорог».

Рассмотрены вопросы практического решения задач проектирования плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог, транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, технико-экономического обоснования проектов лесных дорог, водно-теплового режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог и движения поездов.

Рассматриваются вопросы теории: проектирования плана и продольного профиля лесовозных дорог, обоснования основных проектных параметров и норм проектирования лесных дорог, размещения лесных дорог в комплексных лесных предприятиях, расчетов на прочность покрытий из малосвязных материалов, надежности лесных дорог, транспортного процесса в комплексных лесных предприятиях, технико-экономического обоснования проектов лесных дорог, вводно-теплового режима земляного полотна лесовозно-хозяйственных дорог, движения поездов.

Полное использование производственных возможностей машин и оборудования в значительной степени зависит от соответствия их конструктивных особенностей и параметров организации работы конкретным природно-производственным условиям. Соответствие параметров организации работы или параметров взаимосвязи машин достигается в процессе технологических расчетов с определением оптимальных режимов функционирования. Расчет режимов работы машин в различные периоды разработки лесосек может быть выполнен по математическим моделям. В основу моделирования лесозаготовительного процесса нами положен подход к его организации, основанный на подключении дополнительного оборудования на «отстающих» операциях. Для расчета продолжительности работы машин на технологических операциях при планировании лесозаготовительного процесса нами получены аналитические зависимости для различной продолжительности работы машин на лесосеке. С использованием этих аналитических зависимостей разработана математическая модель для определения суммарного эффективного времени работы лесозаготовительных машин в течение всего периода разработки лесосеки, а также получены математические модели определения энергозатрат и удельных энергозатрат работы машин на отдельных лесозаготовительных операциях и комплекта в целом за различный промежуток времени. Полученные математические модели реализованы в программном модуле МППлес информационной системы для оперативного планирования лесозаготовительного процесса. Проведение компьютерного эксперимента с моделированием различных вариантов комплектов лесосечных машин на основе МППлес позволило убедиться в том, что организация работы с подключением на отстающих операциях дополнительных машин снижает продолжительность разработки лесосеки и энергозатраты на их выполнение до 10…30 %.

Целью исследований является обоснование методов определения показателей оценки эксплуатационной эффективности отечественных колесных тракторов с гидромеханической трансмиссией. Задачи исследований включают: анализ существующих показателей оценки эксплуатационной эффективности работы гусеничных трелевочных тракторов; анализ показателей оценки эффективности работы тракторов сельскохозяйственного и промышленного назначения; анализ конструктивных особенностей колесных трелевочных тракторов с гидромеханической трансмиссией; анализ существующих теоретических положений взаимодействия лесотранспрортных машин с предметом труда и волоком с последующим обоснованием новых показателей оценки их эксплуатационной эффективности. Установлена связь тягового коэффициента полезного действия колесного трелевочного трактора с режимами его работы. Предложено учитывать в общем коэффициенте сопротивления движению трелевочной системы коэффициент сопротивления ее повороту. Предложен новый показатель оценки эксплуатационной эффективности колесных трелевочных тракторов с гидромеханической трансмиссией, представляющий собой произведение тягового коэффициент полезного действия трактора на коэффициент загрузки двигателя по мощности.

В практикуме представлены теоретический материал и задания для решения основных задач расчета тяговых характеристик лесотранспортной машины. Практикум предназначен для выполнения восьми практических работ.

В монографии представлены результаты исследований транспортно-технологических процессов лесозаготовок, в том числе и для радиоактивно зараженных территорий. Приведены теория, методы, графические, аналитические и имитационные модели интенсификации лесосечных работ на основе организации работы комплектов машин по рассчитанным режимам из условия их максимальной выработки, снижения денежных затрат, продолжительности разработки лесосеки и вредного воздействия лесосечных машин на лесные экосистемы. Даны рекомендации по использованию машинных программ в производственных условиях и учебных целях.

Автореферат диссертации рассматривает вопросы совершенствования теории, методов и моделей интенсификации лесосечных работ. Для исследования выбраны технологический процесс лесосечных работ в изменяющихся природно-производственных условиях, рассмотрены теория, методы и модели интенсификации работы лесосечных машин.

В монографии приводятся краткие сведения о состоянии радиоактивного загрязнения лесов Брянской области, технологии, машины и особенности заготовки древесины на территории этих лесов. Рассматриваются условия применения и конструктивные особенности оборудования для механизации основных операций заготовки сортиментов непосредственно на лесосеке как у нас в стране, так и за рубежом, технологии и оборудование верхних складов для различных зон загрязнения.

Методические указания разработаны на основе многолетних исследований Института леса Карельского научного центра РАН и долгосрочных наблюдений за ходом роста насаждений после проведения сплошных, выборочных и постепенных рубок в осушаемых лесах Карелии. Они являются дополнением к существующим федеральным «Правилам заготовки древесины» (2007), учитывают положение Лесного кодекса Российской Федерации, региональную специфику лесоводственно-экологических условий осушаемых лесов.

Рассмотрены основные положения системы для лесного хозяйства, принципы зональности использования технических средств механизации, технологические процессы с законченным циклом производства и технологические комплексы машин. Приведены вопросы теории анализа и проектирования систем машин, машинотракторных агрегатов, расчета потребности энергетических, технологических и транспортных средств и ресурсов. Даются критерии и методы оптимизации использования систем машин, организационные способы повышения их эффективности.

В монографии приводится анализ конструкций и параметров роторных рабочих органов лесохозяйственных и полевых машин, на основании которого, с использованием системного подхода, разработана концепция конструирования. Приводятся результаты функционального анализа, дается классификация рабочих органов по технологическому способу взаимодействия с предметом труда. Получен алгоритм поиска конструктивных решений. Предложены основные принципы конструирования. Рекомендуется конструкторам лесных и сельскохозяйственных машин.

В монографии приводится анализ конструкций и параметров роторных рабочих органов лесохозяйственных и полевых машин, на основании которого, с использованием системного подхода, разработана концепция конструирования. Приводятся результаты функционального анализа, дается классификация рабочих органов по технологическому способу взаимодействия с предметом труда. Получен алгоритм поиска конструктивных решений. Предложены основные принципы конструирования. Рекомендуется конструкторам лесных и сельскохозяйственных машин.

Практика лесозаготовок и лесосплава