Лесозаготовки и лесной транспорт

Рассмотрены основные положения инженерной геологии, состав и свойства грунтов, их влияние на дорожно-строительные качества, а также методы и методики по их улучшению. Приведены справочные материалы для подготовки к написанию рефератов и к практическим занятиям по дисциплинам «Дорожно-строительные материалы и машины», «Инженерно-геологическое обеспечение дорожного строительства».

Комплексное совершенствование пользования лесом с позиций производственно-экономической и лесоводственно-экологической эффективности является важной задачей совершенствования транспортно-технологического процесса освоения территорий лесных массивов с истощенной сырьевой базой. В условиях несплошных рубок основной операцией, оказывающей вредные экологические воздействия в виде повреждения оставляемых для выращивания деревьев на транспортных путях лесосеки, является трелевка. Для снижения повреждений компонентов древостоя при трелевке целесообразно осуществлять движение трелевочных тракторов по криволинейному маршруту в целях максимального сохранения куртин подроста и оставленных молодых деревьев, целевых деревьев при рубках ухода. Чтобы снизить вредное воздействие на почвенный покров и корневую систему деревьев, можно применять технические и технологические методы. Технические методы связаны с большими затратами, технологические решения для сохранения от повреждения стволов деревьев требуют меньших капиталовложений (например, использования различных ограждающих устройств). В основном предлагаются технические методы, направленные главным образом на снижение удельного давления на почву. Одним из технических методов, направленных на сохранение почвенного покрова и корневой системы от разрушения, может быть укрепление волока порубочными остатками. Такой способ позволяет значительно снизить повреждаемость корневой системы, особенно в летний период. Однако при трелевке вблизи деревьев происходит повреждение не только почвенного покрова и корневой системы, но и коры стволов. Особенно страдают деревья, расположенные вблизи поворота волока. Поэтому в данной работе для снижения повреждаемости стволов деревьев, расположенных вдоль трелевочных волоков, предложено запатентованное в Российской Федерации универсальное, съемное, разборно-сборное защитное устройство, позволяющее уберечь от повреждения – обдира коры и стволовой части древесины – оставляемые для выращивания деревья при трелевке хлыстов или сортиментов и движении техники рядом. Защитное приспособление для ствола дерева представляет собой конструкцию, состоящую из ограждающих элементов – отрезков от 1,5 до 2,0 м длинной стволовой части тонкомерной, некондиционной древесины с ввернутыми в них шурупами с кольцами, через которые продета гибкая отожженная проволока, и ее концы соединены в кольцо при помощи зажима. Для цитирования: Заикин А.Н., Сиваков В.В., Шевелева Е.В. Методы снижения повреждаемости стволов деревьев при выборочных и санитарных рубках леса // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 200–211. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.200 *Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г.
Comprehensive improvement of forest usage from the standpoint of production, economic and forestry-ecological efficiency is an important task of improving the transport and technological process of developing the depleted forest areas. Skidding is the main operation, which causes harmful environmental impact on the reserved trees at the transport routes of the selective cutting area. In order to reduce damage to the components of the forest stand during skidding, it is advisable to move the skidders along a curvilinear route, that maximizes preservation of the undergrowth, young trees and target trees during thinning. Technical and technological methods are usable to reduce the harmful effects on the soil cover and the root system of trees. The usable technical methods are expensive. Technological solutions to save tree stems from damage require less investment. For example, various protective fences are applied. In general, technical methods, aimed mainly at reducing the specific pressure on the soil are proposed. One of the technical methods aimed at preserving the soil cover and the root system from destruction can be the strengthening of the skidding trail with the logging residues. This method enables reduction of the damage to the root system significantly, especially in summer. When skidding near trees there occurs damage not only to the soil cover and root system, but also to the bark of the stems. The trees located closely to the turn of the skidding trail are particularly affected. Therefore, in order to reduce the damage of tree stems located along the skidding trails, a multi-operated, removable, dismountable protective device patented in the Russian Federation is proposed in this paper. It will assist to protect against damage – peeling of the bark and trunk of the reserved trees during skidding and traffic of machinery nearby. A protective device for a tree stem is a structure consisting of protective elements – short non-standard logs from 1.5 to 2 meters long having screw nails with rings for a flexible annealed wire to be reeved into. The ends of the wire form a loop by the mean of a clip. For citation: Regulation of Cardboard Wet Strength by Biomodified Gluten Treatment. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 200–211. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.200 *The article was published in the framework of implementation the development program of scientific journals in 2019.

Представлены учебно-методические и справочные данные для выполнения курсового проекта по дисциплине «Лесоуправление», приведен образец типового договора аренды лесного участка с целью заготовки древесины. Рассмотрены методологические вопросы расчета допустимого объема заготовки древесины при всех видах рубок по арендованному участку и определения начальной цены аукциона на право заключения договора аренды. Приведен порядок выполнения расчетов с использованием атрибутивных баз данных геоинформационных систем, изложены требования к оформлению работы.

Проблема очистки лож водохранилищ при строительстве каскадов гидроэлектростанций актуальна. В существующей практике сводка леса осуществляется в виде сплошных рубок главного пользования, выполняемых за 15–20 лет до затопления территории. При этом не учитывается, что еще до затопления происходит вторичное зарастание ложа водохранилища тонкомерными лиственными породами с диаметрами стволов до 15 см, средний объем хлыста которых в 3–5 раз меньше, чем у предшествующих лесоочистке древостоев. В связи с этим на данном виде работ применение существующей лесозаготовительной техники малоэффективно. Необходимы машины и технологии, обеспечивающие выполнение поставленной задачи. Цель исследования – разработка технологии очистки ложа водохранилища (на примере Богучанской гидроэлектростанции на р. Ангара) от вторичного зарастания после проведения сплошных рубок, а также конструкции и компоновки оборудования к валочно-пакетирующей машине ЛП-19В для срезания деревьев, технологии его применения. Программа исследований предусматривает: анализ усилий резания древесины с учетом сил инерции; расчеты производительности агрегата срезания древостоев и их транспортировки к месту погрузки; выбор размеров пасек, их числа и расстояний трелевки или вывозки; изучение режимов использования техники на срезании пней, лесосводке и вывозке. Предложена конструкция рабочего органа к ЛП-19В, включающая дисковую фрезу и откладчик пачек, что позволяет повысить ее производительность в лесосеках в 3– 4 раза при объеме хлыста около 0,14 м3. Разработана технология погрузки и доставки леса на баржи, переработки неделовой древесины. Предлагаемая технология повторной очистки ложа водохранилища гидроэлектростанций позволяет полностью механизировать технологический процесс лесоочистки, снизить затраты труда и повысить ее качество, уменьшить негативные процессы, связанные с затоплением древесных насаждений при заполнении водохранилищ гидроэлектростанций. Для цитирования: Орловский С.Н. Обоснование технологии механизированной лесоочистки лож водохранилищ и компоновки оборудования для ее выполнения // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 128–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1-128-145
The issue of cleaning reservoir beds during the construction of cascades of hydroelectric power plants is relevant. In current practice, forest clearance is carried out in the form of clear-cutting 15–20 years before the flooding of the area. Herewith, the fact that even before flooding, the reservoir bed is secondly overgrown with fine-sized deciduous species with trunk diameter of up to 15 cm, average volume per tree of which is 3–5 times less than that of previous stands, is ignored. In view of this, it turned out that the use of existing harvesting and logging equipment is ineffective in this type of works. It is necessary to develop machines and technologies that ensure the fulfillment of the assigned task. The research purpose is to develop a technology for cleaning the reservoir bed (on the example of the Boguchany Hydro Power Plant (HPP) on the Angara river) from secondary overgrowing after clear-cutting; as well as the design and arrangement of equipment for the fellerbuncher LP-19V for trees cutting, and the technology of its application. The research agenda includes an analysis of wood cutting forces with regard to inertial forces; calculations of the productivity of the unit for cutting stands and their transportation to the place of loading; sizing of forest swathes, their number and skidding or haulage distances; study of use modes of equipment for cutting stumps, forest clearance and hauling. A design of the working body for the feller-buncher LP-19V is proposed, including a disk cutter and a packer, which allows to increase its productivity in cutting areas by 3–4 times with a whip volume of about 0.14 m3. A technology for loading and delivering timber to barges, and processing unmerchantable wood has been developed. The proposed technology for recleaning the reservoir bed of a hydro power plant allows to fully mechanize the technological process of forest clearance, reduce labour costs and improve the cleaning quality, reduce the negative effects associated with flooding of tree stands while filling HHP reservoirs. For citation: Orlovsky S.N. Substantiation of the Technology of Mechanized Clear-Cutting of Reservoir Beds and Equipment Arrangement for Its Implementation. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 128–145. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1- 128-145.

Распад комплексов из лесозаготовительных предприятий и леспромхозов, снижение внимания органов управления к выпуску специализированных машин и оборудования, производственному процессу лесозаготовок привели к ухудшению оснащенности лесозаготовительных предприятий специализированной техникой и эффективной организации ее работы. Появились мелкие частные лесозаготовительные предприятия, техническая база которых находится на низком уровне. Можно сказать, что произошел возврат к технологии 60-х гг. прошлого века. При валке, обрезке сучьев и раскряжевке применяются бензопилы зарубежного производства. Для трелевки используются тракторы общего назначения типа МТЗ-80(82) с простейшим технологическим оборудованием – комплектом чокеров. На отдельных более крупных предприятиях есть зарубежные харвестеры и форвардеры. В таком же положении находятся и лесхозы Республики Башкортастан. С целью повышения оснащенности техникой и совершенствования организации ее работы на предприятиях Республики Башкортастан нами рассмотрен и предлагается к применению ряд комплектов машин. Приобрести соременные машины, оборудование и оснастить ими производство недостаточно. Необходима организация производственно- го процесса, обеспечивающая эффективную работу этих машин. Лесосечные работы как сложный многооперационный дискретный технологический процесс могут выполняться с применением различных технологий. Наибольшее распространение в настоящее время получила технология заготовки и вывозки сортиментов с использованием нескольких видов лесозаготовительных машин и оборудования. Для эффективной работы лесозаготовительные машины, выполняющие отдельные операции, объединяются в комплекты машин. Однако на практике невозможно подобрать машины и оборудование с одинаковой или незначительно отличающейся производительностью. Объем выработки таких комплектов, как правило, равен объему выработки на операции с наименьшей производительностью или даже оказывается ниже него. С целью повышения объема выработки комплекта машин до объема выработки ведущей машины (машины с наибольшей производительностью) необходимо рассчитать режимы работы машин для конкретных условий эксплуатации. Предложены 5 комплектов лесозаготовительных машин. Рассчитаны затраты, которых потребует использование каждого из них. На основе полученных числовых данных сделан вывод о том, что в условиях Республики Башкортостан наиболее экономически целесообразно применение следующего комплекта: бензопила для валки, чокерный трактор для трелевки, две бензопилы для обрезки сучьев и раскряжевки, лесовоз для вывозки.

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

В рамках реализации принципов устойчивого лесопользования как на лесопромышленных предприятиях, так и в организации лесного хозяйства актуальным становится вопрос разработки технологий и оборудования, отвечающих современным требованиям сохранения лесной среды и щадящего режима лесоэксплуатации. К подобным технологиям относятся разработанные и апробированные на практике опытные методы заготовки древесины с использованием аэростатно-канатных систем при проведении различных видов рубок. Особый интерес представляет концепция применения указанного оборудования исходя из назначения рубок и предъявляемых при их реализации экологических и лесохозяйственных требований. Статья носит познавательно-информационный характер, ее цель – дать специалистам сведения о новых технологиях и конструкциях специализированного оборудования для обеспечения щадящих режимов лесопользования и лесоэксплуатации. Представлены результаты теоретических исследований по возможным направлениям применения аэростатно-канатных систем при проведении работ на лесных участках, расположенных на землях особо охраняемых природных территорий. Предложены конструкции специализированного оборудования для вертикального изъятия деревьев (хлыстов) в процессе промежуточных рубок на участках с признаками труднодоступности и экологической зависимости. Такие механизмы позволят значительно снизить энергозатраты при удалении ветвей и сучьев со стоящего дерева и его вертикальном изъятии из насаждения. Конструкции в виде захватного, захватно-срезающего и сучкорезно-срезающего устройства с захватом за счет того, что спил и транспортировка дерева осуществляются без его предварительного падения, обеспечивают максимально возможное сохранение лесной среды, поскольку не наносят ущерба ни стоящему рядом древостою, ни подросту, ни почве. Для цитирования: Абузов А.В., Рябухин П.Б. Технологии промежуточных рубок на труднодоступных территориях // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 4. С. 117–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-117-130
The development of technologies and equipment that meet modern requirements of forest preservation and a gentle mode of forest exploitation becomes a relevant issue within the framework of the implementation of the sustainable forest management principles both at forestry enterprises and in the organization of forestry. Such technologies include developed and field-tested experimental methods of logging using balloon-rope systems for various types and methods of felling. Of particular interest is the concept of using this equipment based on the purpose logging and the environmental and forestry requirements for their implementation. The paper has informative and cognitive nature; its purpose is to provide professionals with information on new technologies and designs of specialized equipment to ensure a gentle mode of forest management and forest exploitation. The article presents the results of theoretical research on possible directions of use of balloon-rope systems when working on forest sites of specially protected natural areas. The authors propose the designs of specialized equipment for the vertical removal of trees (whips) in the process of intermediate felling on the areas with signs of hard access and ecological dependence. Such mechanisms will significantly reduce energy costs when removing branches and limbs from a standing tree and its vertical removal from the plantation. The developed designs of specialized mechanisms for skidding a vertically standing tree without its landing in the form of a grabbing, grabbingcutting and knot-cutting device with a grabber ensure the maximum possible preservation of the forest environment, since they do not cause damage to the nearby stand, the undergrowth or the soil. For citation: Abuzov A.V., Ryabukhin P.B. Technologies of Intermediate Felling in Difficult to Access Areas. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 4, pp. 117–130. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-4-117-130

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.

Рассмотрен метод интенсификации лесного хозяйства способом комплексной механизации лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. В качестве технической основы предлагается использовать машины манипуляторного типа: харвестеры, форвардеры и экскаваторы. Повышение эффективности машин манипуляторного типа может быть достигнуто за счет комплекта дополнительного сменного оборудования. это позволит создавать культуры посадкой саженцев с открытой и закрытой корневой системой, выполнять обработку почвы, посев семян, прореживание молодняков и проводить борьбу с вредителями, мульчирование волоков после осуществления основных работ на лесосеке, а также земляные работы при устройстве лесовозных дорог. Использование дополнительного сменного оборудования превращает машину манипуляторного типа в мультифункциональную. Доказано, что приобретение дополнительного оборудования для лесохозяйственных и лесозаготовительных работ, даже если их объем небольшой, экономически оправдано. основу интенсивного лесного хозяйства составляют в первую очередь мероприятия по рубкам спелых и перестойных насаждений, уходу за лесом и лесовосстановлению. Предложен ряд технологических схем c использованием мультифункционального агрегата при выполнении рубок как в режиме харвестера, так и в режиме валочно-пакетирующей машины. В последнем варианте раскряжевка хлыстов и обрезка ветвей обеспечивают концентрацию всех порубочных остатков на верхнем складе и создают благоприятные условия для их переработки в сырье для производства биотоплива и уменьшения захламленности лесосек. Рассмотрен вариант использования малогабаритной техники для подтрелевки деревьев в зону действия мультифункциональной машины с установленной харвестерной головкой при выполнении селективных (выборочных) рубок по широкопасечной технологии лесосечных работ. Предлагается предварительная подготовка лесосеки малогабаритной техникой (уборка тонкомерных, сухостойных и валежных деревьев), что существенно снизит повреждение компонентов насаждения и обеспечит большую степень сохранности природной среды в процессе основной работы мультифункциональной машины. Ее использование в наиболее благоприятные сроки за счет выполнения работ по квартально-блочной схеме, уменьшение числа простоев по природно-производственным условиям и числа перебазировок и, соответственно, увеличение количества машино-часов позволят минимизировать общие затраты на проведение комплекса лесохозяйственных и лесозаготовительных работ. Для цитирования: Герц э.Ф., Мехренцев А.В., Побединский В.В., Теринов Н.Н., Уразова А.Ф. Повышение эффективности мультифункциональных машин для ведения интенсивного лесного хозяйства // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1-138-149 Финансирование: Статья подготовлена по результатам работы над темой «экологические аспекты рационального природопользования» (номер госрегистрации FEUG- 2020-0013)
The method of intensification of forestry by means of integrated mechanization of forestry and logging operations is considered. It is proposed to use manipulator-type machines, such as harvesters, forwarders and excavators, as a technical basis. Improving the efficiency of manipulator-type machines can be achieved through using a set of optional interchangeable equipment. This will allow to create crops by planting seedlings with open and closed root systems, to carry out soil cultivation, seed sowing, thinning of young plants and to carry out pest control, mulching of skidding tracks after major work in the logging site, as well as earthworks during the construction of forest roads. The use of optional interchangeable equipment transforms a manipulator-type machine into a multifunctional machine. It has been shown that the purchase of optional equipment for forestry and logging is a cost-effective investment even for a small amount of works. Intensive forestry is primarily based on the measures of mature and overmature stands cutting, forest tending, and reforestation. Several technological schemes with the use of the multifunctional machine for felling both in the harvester and feller buncher modes are offered. In the latter option, tree length bucking and branch pruning ensure the concentration of all logging residues at the upper depot and create favorable conditions for their processing into raw material for biofuel production and reduce woodwaste in cutting areas. An option of using small size equipment for hauling trees into the area of operation of a multifunctional machine with an installed harvester head is offered when performing selective felling using wide-strip technology of harvesting. Preliminary preparation of the cutting area with small sized equipment (harvesting of small-sized, dead and fallen trees) is proposed. This will significantly reduce the damage to plantation components and provide a greater degree of preservation of the natural environment during the main work of the multifunctional machine. Its use in the most favorable terms due to the work execution on a quarter-block scheme, reducing the number of downtime due to naturalproduction conditions and the number of relocations and, accordingly, increasing the number of machine hours, will minimize total costs of the range of forestry and harvesting works. For citation: Gerts E.F., Mekhrentsev A.V., Pobedinsky V.V., Terinov N.N., Urazova A.F. Improving the Efficiency of Multifunctional Machines for Intensive Forestry. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 1, pp. 138–149. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-1- 138-149 Funding: The article is based on the results of work on the topic “Environmental Aspects of Sustainable Nature Management” (state registration No. FEUG-2020-0013).

Представлены основные сведения о дорожно-строительных машинах и механизмах, применяемых при строительстве лесных автомобильных дорог. Приведена методика определения тяговых характеристик бульдозера и автогрейдера с последующим расчетом технологического оборудования на прочность, а также расчет основных параметров объемной гидропередачи.

в настоящее время в лесной отрасли остро встает вопрос внедрения в лесозаготовительный процесс технологий, отвечающих современным экологическим требованиям. К таким технологиям можно отнести воздушный транспорт, в частности аэростатные установки, внедрение которых требует дополнительных исследований в области влияния погодных и ландшафтных условий на процесс эксплуатации. в статье представлены результаты теоретических и практических исследований, направленных на улучшение функционирования аэростатно-канатных систем трелевки при обработке лесных участков различной конфигурации. Установлено, что влияние ветровой нагрузки является основным критическим фактором, который оказывает отрицательное воздействие как на аэростат, так и на тягово-возвратные канаты. Авторами разработаны методика и компьютерная программа для определения размеров внешнего контура эксплуатационного лесного участка, позволяющие устанавливать наземные лебедки или контурные блоки канатной системы на расстояние, обеспечивающее доступ грузозахватного механизма в ранее недоступные точки лесного участка. Результаты работы программы могут быть представлены в табличном и графическом виде, что позволяет манипулировать нагрузками в канатах и одновременно находить габаритные размеры внешних контуров участка. Разработанный алгоритм для определения оптимальных размеров внешнего контура лесоэксплуатационного участка дает возможность обеспечить распределение нагрузок между тремя тягово-возвратными канатами аэростатно-канатной системы, что повысит управляемость и устойчивость системы в целом, а соответственно, гарантирует доступность грузозахватного механизма в любой точке обрабатываемого лесоэксплуатационного участка за счет устранения нерабочих зон. Для цитирования: Абузов А.В., Рябухин П.Б. Методика определения размеров внешнего контура лесосек при их разработке аэростатно-канатными системами // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 81–100. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-81-100
Currently, the issue of introducing technologies that meet modern environmental requirements into the logging process is put into sharp relief in the forest industry. Such technologies can include air transport, in particular balloon installations, the introduction of which requires further research relating to the influence of weather and landscape conditions on the operation process. The article presents the results of practical and theoretical studies aimed at improving the functionality of balloon logging systems while processing forest areas of different configuration. It was found that the wind load influence is the crucial factor, which adversely affects the balloon as well as haulback line cables. We have developed a methodology and a computer program for determining the dimensions of the external borders of the operational forest area, which allow to install ground winches or border units of the cable system at a distance that provides access to previously inaccessible points of the forest area for the load-gripping mechanism. The output of the program can be represented in the tabular and the graphical forms, which makes it possible to manipulate the loads in the cables and, simultaneously, find the overall dimensions of the external borders of the site. The developed algorithm for determining the optimal dimensions of the external borders of the forest exploitation site allows to provide load distribution between the three haulback line cables of the balloon cable system. This will increase the handling and stability of the entire system, and, respectively, ensure the availability of the load gripping mechanism at any point of the processed forest exploitation site by eliminating non-operating zones. For citation: Abuzov A.V., Ryabukhin P.B. Methodology for Sizing the External Borders of Cutting Areas when Their Development by Balloon Cable Systems. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 81–100. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-81-100

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.

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.

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

Разработана математическая модель шарнирно-сочлененного манипулятора валочно-пакетирующей машины типа ЛП-19, позволяющая выявлять законы движения стрелы и рукояти, а также стойки захватно-срезающего устройства в зависимости от объема рабочей жидкости в приводных гидроцилиндрах. На основании результатов математического моделирования разработан способ и средство управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 одним комплексным устройством управления, которое обеспечивает движение захватно-срезающего устройства близкого к плоско-параллельному. Выявлены зависимости положения захватно-срезающего устройства в вертикальной плоскости от вылета стрелы и рукояти при использовании и без использования разработанного комплексного устройства управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства. Использование разработанного комплексного устройства управления траекторией рукояти, стрелы и захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 обеспечивает отклонения от вертикали захватно-срезающего устройства при горизонтальном перемещении стрелы и рукояти в диапазоне от +5 до –11 см. Использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает относительное снижение отклонения от вертикали захватно-срезающего устройства при горизонтальном перемещении стрелы в диапазоне от 150 до 1600% по сравнению с базовой конструкцией машины типа ЛП-19. Экспериментально установлено, что использование разработанного комплексного устройства управления обеспечивает сокращение времени осуществления операции наводки захватно-срезающего устройства машины типа ЛП-19 (изменение вылета стрелы) с 13,2 с до 7,7 с. Экспериментально установлено, что при использовании разработанного комплексного устройства управления среднее время производства одного кубического метра древесины меньше чем у базовой машины, что позволило увеличить производительность на 17 %.

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.

Для обеспечения безаварийного сплава лесоматериалов в плотах на малых и средних реках следует учитывать особенности формирования гибкости плота и выполнять необходимые при этом расчеты. Цель исследования – разработка усовершенствованной методики вычисления показателей, обеспечивающих гибкость плота, изготовляемого из плоских сплоточных единиц. Гибкость плота формируется через установление оптимального интервала между плоскими сплоточными единицами, который непосредственно влияет на показатель гибкости. Минимально допустимый интервал между сплоточными единицами зависит от длины лежней в линейке: лежня, проложенного вдоль выпуклого борта, и лежня, проложенного вдоль вогнутого борта. Длина данных лежней в лесотранспортной единице будет определяться минимальным радиусом поворота сплавного хода, шириной линейки, длиной плоских сплоточных единиц и расстоянием от борта плота до лежня. При установлении оптимального интервала между плоскими сплоточными единицами и гибкости плота принято, что линейка из плоских сплоточных единиц, независимо от сильного свального течения, проходит в габаритах сплавного хода, где ось сплавного хода совпадает с осью плота, а плоские сплоточные единицы, расположенные между 1-й и последней сплоточными единицами, могут свободно перемещаться в продольном направлении. Используя предложенную методику расчета гибкости плота, исследовали зависимости интервала между плоскими сплоточными единицами в плоту от минимального радиуса поворота сплавного хода, ширины линейки и длины плоских сплоточных единиц. Установили, что при увеличении радиуса поворота сплавного хода интервал между плоскими сплоточными единицами уменьшается, а коэффициент гибкости плота увеличивается. Интервал между плоскими сплоточными единицами становится больше с ростом ширины плоских сплоточных единиц, а коэффициент полнодревесности плота в этом случае уменьшается. При увеличении длины плоской сплоточной единицы интервал между плоскими сплоточными единицами растет – коэффициент полнодревесности плота снижается.

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

Приведены пояснения для выполнения расчетно-графической работы, домашних заданий и лабораторных работ по дисциплине «Машины и механизмы в лесном и лесопарковом хозяйстве». Даны задания, методика и примеры решения задач по разделам «Теоретические основы конструирования машин», «Энергетические средства для лесного хозяйства», «Технологические машины». Представлены методика проведения лабораторных работ и задания по разделу «Технологические машины».

Public opinion has become increasingly critical of current logging methods and technologies, and there is a demand for standards to guide the operations of environmentally impactful industries. For many years, numerous researchers have studied the impact of logging on forest soils, revealing that there is a high risk of damaging forest soil during forest operations and terrain transport. Here we analyse and review a total of 105 publications in this area. This large body of work demonstrates the scientific interest that this field has attracted. Despite this, important areas of uncertainty concerning the impact of forest harvesting still remain. In particular, changes in soil conditions can affect soil properties in ways that are not well understood, with possible impacts on the physical, chemical, and biological properties of soils as well as the structure of the soil cover. While it is difficult to fully eliminate the negative impact of forest operations on forest soils, their adverse environmental consequences should be minimised because soil plays a vital role in tree regeneration and helps determine the productivity of future forest stands. Some of the most frequently cited measures and effective technological solutions to minimize damage to forest soils involve taking terrain and different technical solutions into account when organising logging operations. Potentially helpful technical solutions include selecting machines and mechanisms suitable for the site conditions, using larger and/or low-pressure tyres, using tyre pressure control, using anti-skid tracks, using track belts, meliorating wet areas, and using logging machinery incorporating global positioning systems and geographic information systems. Planning measures that can help minimize soil damage include choosing a suitable wood harvesting system and technology, accounting for seasonal factors when planning logging operations, planning networks of roads and trails in advance, leaving wood residues or mats on soil surface, training forest specialists, and reducing the number of machine passes over skid trails and strip roads. Despite active interest in applying sparing methods of wood harvesting, uptake of measures designed to reduce negative impacts on forest soils after logging has been limited. This may be due to a lack of scientific and technical information and the high cost of implementing best management practices. Moreover, economic factors and production plans may require wood harvesting throughout the year, irrespective of conditions. For citation: Ilintsev A.S., Nakvasina E.N., Högbom L. Methods of Protection Forest Soils during Logging Operations (Review). Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 92–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-92-116 Funding: The research was financially supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation as part of the project “Patterns of Changes in the Forest Site Environment under the Influence of Anthropogenic Factors (Logging) in the Boreal Forests of the North” No. МК-2622.2021.5. Part of the research was carried out within the framework of the state assignment of the Northern Research Institute of Forestry (No. 121020500252-6).
Отношение общественности к вопросу экологичности лесозаготовительных методов и технологий заготовки древесины становится все более критичным. Анализ 105 публикаций, включенных в данный обзор, показывает, что подобные исследования вызывают интерес у ученых всего мира. За длительный период изучения обозначенной проблемы накопилось много работ о влиянии рубок леса на лесные почвы. Однако, как отмечают специалисты, эти знания еще не являются полными. На вырубках вследствие движения машин во время выполнения технологических операций появляются различные повреждения грунта. Изменения условий почвообразования в той или иной степени отражаются на всех свойствах почвы: физических, химических и биологических – а также на структуре почвенного покрова. Полностью исключить воздействие лесозаготовительной техники на лесные почвы невозможно, но свести к минимуму необходимо. Наиболее часто указываемые и эффективные технологические решения по ограничению негативных последствий прохода лесной техники это: проведение лесозаготовительных работ с учетом природных факторов; выбор системы заготовки древесины; планирование сезона лесозаготовок, методов лесосечных работ, технологической сети; оставление порубочных остатков на поверхности почвы; дополнительное обучение специалистов, работающих в лесу; подбор системы машин и механизмов; снижение количества проездов техники по технологическим волокам; использование шин большего размера и низкого давления, системы управления давлением в шинах; применение цепей противоскольжения, гусеничных лент; проведение мелиорации влажных участков; установка систем GPS и GIS в лесозаготовительной технике. Несмотря на активный интерес к щадящим методам заготовки древесины, меры, направленные на сохранение лесных почв после осуществления лесозаготовительных работ, приняты в недостаточном объеме. Причинами могут быть неполнота научно-технической информации и высокая стоимость внедрения передовой практики управления. Кроме того, экономические факторы и производственные планы требуют заготовки древесины в течение всего года и не принимают в расчет неблагоприятные погодные условия. Для цитирования: Ilintsev A.S., Nakvasina E.N., Högbom L. Methods of Protection Forest Soils during Logging Operations (Review) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С. 92–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-92-116 Финансирование: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта МК-2622.2021.5 «Закономерности изменения лесорастительной среды под влиянием антропогенных факторов (рубок леса) в бореальных лесах Севера». Часть исследования проведена в рамках государственного задания ФБУ «СевНИИЛХ» (№ 121020500252-6).