Лесозаготовки и лесной транспорт

Лесопромышленный комплекс России формирует привлекательный рынок лесозаготовительной техники, однако позиции российских производителей на нем крайне слабы. С учетом данных из открытых источников представлен краткий анализ текущего состояния этого рынка, отмечены его особенности в сравнении с секторами дорожностроительных и сельскохозяйственных машин. На российском рынке доминируют три компании: John Deere, Ponsse, Komatsu. Бóльшая часть закупаемой техники приходится на машины для сортиментной технологии. Объем рынка новых машин составляет: 330–420 форвардеров, 165–300 харвестеров, 30–40 валочно-пакетирующих машин и столько же скиддеров. В процессе укрепления положения иностранных компаний в России следует выделить две волны: первая – поставки техники и развитие зарубежных брендов на фоне еще достаточно заметных позиций российских производителей; вторая – поглощение предприятий, сформировавших сбытовую сеть и получивших известность, диверсифицированными транснациональными корпорациями. Основные стратегии компаний-лидеров – экспорт техники в Россию и развитие сервисной сети. Компании не переходят на другой уровень, связанный с открытием производственных площадок или совместных производств по выпуску лесозаготовительных машин. Российский рынок характеризуется отсутствием сильного отечественного производителя, готового активно участвовать в процессах импортозамещения. Место такого производителя в России начинает занимать белорусский холдинг «Амкодор». Приобретение новых импортных машин могут себе позволить крупные и очень крупные лесозаготовительные компании. Основные производственные площадки, производители и поставщики машин находятся в Финляндии, Швеции, США, Канаде. Для поддержки лесного машиностроения, кроме апробированных в других отраслях экономических мер стимулирования, предлагается: организовать в ряде лесных регионов нашей страны работу научных лесотехнических центров на основе частно-государственного партнерства с участием крупных вертикально-интегрированных лесопромышленных холдингов; стимулировать создание отечественных отраслевых информационных технологий для лесозаготовительного производства; инициировать партнерство с компаниями из Китайской Народной Республики для запуска производства лесозаготовительных машин нового поколения. Для цитирования: Пискунов М.А. Особенности российского рынка лесозаготовительной техники // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 132–147. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-6-132-147
Russian forest sector forms an attractive market for harvesting and logging equipment, however the position of Russian manufacturers is extremely weak. A brief overview of the current state of the market is presented with reference to the open sources. Its features are mentioned as compared to the road construction and agricultural machinery sectors. Three transnational companies dominate the Russian market of harvesting and logging equipment: John Deere, Ponsse and Komatsu. Most of the purchased equipment falls on machines for cut-tolength technology, such as harvester and forwarder. The market volume of new machines is estimated at 330–420 forwarders, 165–300 harvesters, about 30–40 feller bunchers and the same number of skidders. There were two waves in the consolidation of the position of foreign companies in Russia. The first was connected with the delivery of equipment and the development of foreign brands in Russia against the background of still high-profile positions of Russian manufacturers in the market. The second is the takeover of enterprises having a service network and reputation by diversified transnational corporations. The main strategies of the leading companies in the current situation are the export of equipment to Russia and the development of a service network. Companies do not turn to another level associated with the opening of production sites or joint ventures for the production of harvesting and logging machines. The Russian market is characterized by the absence of a strong Russian manufacturer of harvesting and logging machines, which is ready to significantly influence or actively participate in the processes of import substitution. The position of such a manufacturer is gradually occupied by the Belarusian Amkodor Holding. The purchase of new harvesting and logging machines can afford major timber companies. The main production sites of harvesting and logging machines are located in Finland, Sweden, USA, and Canada. In order to support forestry machine engineering, in addition to economic measures of stimulation approved in other sectors, it is proposed: to organize the work of scientific forest engineering centers on the base of public-private partnership with the financial support from the major vertically-integrated timber corporate groups; to stimulate the development of Russian sector-specific information technologies for harvesting and logging; to initiate the partnership with companies from the People’s Republic of China to launch the design and production of new-generation harvesting and logging machines. For citation: Piskunov M.A. Features of the Harvesting and Logging Equipment Market in Russia. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 6, pp. 132–147. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-6-132-147.

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.

заготовка древесины в лесах криолитозоны становится все более актуальной для Российской Федерации, что связано с истощением доступных запасов спелых эксплуатационных лесов в южной и центральной сибири, Бурятии, хабаровском крае при одновременном развитии деревообрабатывающих предприятий в Дальневосточном федеральном округе. При эксплуатации современных лесных машин, в частности колесных форвардеров, особую актуальность приобретают вопросы их эффективности, в первую очередь проходимости и технологической производительности, в конкретных производственных и геотехнических условиях. Эти обстоятельства в сочетании с необходимостью минимизации техногенной нагрузки на окружающую среду выдвигают проблему оптимизации числа проходов трелевочной системы по одному волоку в разряд наиболее актуальных. особые условия эксплуатации трелевочных систем имеют место при производстве лесосечных работ на мерзлых и оттаивающих почвогрунтах. в первом случае в массиве почвогрунта в достаточно большом объеме присутствует лед, оказывающий существенное влияние на повышение его несущей способности под действием начальной вертикальной нагрузки трелевочной системы. во втором случае при оттаивании мерзлого почвогрунта происходит перенасыщение его водой, в связи с чем ослабевают природные связи между твердыми частицами, а его физико-механические свойства утрачивают исходные значения. Форвардер образует колею в непосредственной зоне контакта колеса с почвогрунтом. Чем больше размер этой зоны, тем большие усилия передаются на почвогрунт для реализации необходимой тяги. Разработанная нами математическая модель расчета параметров процесса разрушения массива оттаивающего почвогрунта на границе с зоной мерзлоты позволяет на стадии проектных решений производить оценку предполагаемых значений глубины образованной колеи с учетом технических возможностей форвардеров и их маневрирования в конкретных производственных условиях. Для цитирования: Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.в., Куницкая О.А., Григорьева о.И. Исследование процесса разрушения мерзлых и оттаивающих почвогрунтов при воздействии трелевочной системы // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 2. с. 101–117. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-101-117
Wood logging in the forests of the cryolithozone is growing more urgent for the Russian Federation due to the depletion of available reserves of mature commercial forests in southern and Central Siberia, the Republic of Buryatia, and Khabarovsk Krai, while the development of woodworking enterprises in the Far Eastern Federal District. During the operation of modern forest machines, for instance wheeled forwarders, the issues of their efficiency, first of all, mobility and technological productivity in the specific production and geotechnical conditions are now becoming ever more relevant. These circumstances together with the necessity to minimize the anthropogenic load on the environment put forward the problem of optimizing the number of passes of the skidding system by one run into the most pressing ones. Special conditions for the operation of skidding systems take place in logging operations on frozen and thawing soils. In the first case, there is a sufficiently large volume of ice in the soil massif. The ice has a great impact on increasing the bearing capacity of the soil under the influence of the initial vertical load of the skidding system. In the second case, frozen soil is oversaturated with water when thawing; therefore, the natural bonds between the solid particles grow week, and the physical and mechanical properties of the soil lose their original values. The forwarder forms a rut in the immediate area of contact of the wheel with the soil. The larger the size of the area, the higher the force transferred to the soil for implementation of the necessary traction. We have developed the mathematical model of calculation of parameters of the destruction process of the thawing soil massif on the border with the permafrost zone. The model allows to make an assessment of hypothetical values of depth of the formed rut including engineering capabilities of forwarders and their maneuvering in the work environment at the design stage. For citation: Rudov S.E., Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Kunitskaya O.A., Grigoreva O.I. The Study of the Destruction Process of Frozen and Thawing Soils Exposed to the Skidding System. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 2, pp. 101–117. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-2-101-117

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.

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.

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.

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 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.

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.

Сборник содержит материалы конференций, проводившихся в рамках Высшей инженерной школы САФУ и посвящённой 90-летию со дня основания Архангельского лесотехнического института (АЛТИ-АГТУ).

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.

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.

Применяемые в настоящее время полосное лесовосстановление на вы- рубках и удаление пней путем корчевания имеют ряд существенных недостатков тех- нологического, экологического и экономического характера: вынос гумусированного слоя почвы за пределы расчищаемых полос, уплотнение и снижение ее пористости; образование подпневых ям и их локальное заболачивание; захламление нерасчищае- мых кулис между полосами порубочными остатками и выкорчеванными пнями; низкая производительность корчевальных машин и высокая энергоемкость процесса корчева- ния пней; прекращение агротехнических уходов через 2-3 года после посадки и не- возможность проведения осветления культур из-за их непроходимости для тракторных агрегатов; низкий уровень использования силы тяги специальных лесных тракторов и их недостаточная мощность для корчевания пней. Предметом исследования стано- вятся технология, машины и орудия лесовосстановления на вырубках. Цель – обеспе- чение комплексной механизации технологического процесса лесовосстановления для повышения производительности работ, снижения энерго- и материалоемкости техно- логии и создание условий для эффективного использования машин и орудий в агрегате с энергонасыщенными тракторами тягово-энергетической концепции, исключающих вредное воздействие на экологию почвы и растений. Результатами достижения по- ставленных цели и задач являются обоснование лесоводственно-экологической, тех- нической и экономической целесообразности применения технологии, основанной на сплошной расчистке вырубок от порубочных остатков, валежника и поросли кустарни- ковой растительности путем их измельчения мобильными мульчерами; удаление пней на вырубках посредством их дробления на глубине до 0,15…0,20 м модернизированной машиной МУП-4А с разбрасыванием щепы по лесокультурной площади и последую- щей сплошной обработкой почвы бороной дисковой клавишной БДК-2.5. При повыше- нии производительности практически исключаются вредные воздействия на экологию почвы и растений, а измельченная древесная биомасса, перемешанная с почвой, пре- вращается в органическое удобрение. Устранение механических препятствий, какими являются порубочные остатки, валежник и пни, позволяет эффективно использовать энергонасыщенные тракторы за счет совмещения технологических операций и выпол- нения их за один проход агрегата, увеличения ширины захвата и рабочих скоростей. Создаются условия для эффективной работы лесохозяйственных машин и орудий на тракторно-моторной тяге для защиты леса от вредителей, болезней и пожаров, а также для механизации различных видов рубок ухода. Для цитирования: Бартенев И.М., Драпалюк М.В. Совершенствование технологии лесовосстановления на вырубках с применением энергонасыщенных тракторов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 5. С.117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.
Currently applied partial reforestation in cuttings and removal of stumps by uprooting have a number of significant technological, environmental and economic disadvantages. These are removal of the humus layer of soil outside the cleared strips, compaction and reduction of soil porosity; formation of understump holes and their local waterlogging; littering of noncleared belts of trees between strips with felling debris and uprooted stumps; low productivity of uprooting machines and high energy consumption of stump uprooting; termination of agrotechnical tending after 2–3 years after planting and impossibility of cleaning stands due to their obstruction for tractor units; low level of traction force of special forest tractors and their insufficient power for uprooting stumps. Technology, machines and tools for reforestation in cuttings become the subjects of the research. The aim of the research is to provide a comprehensive mechanization of the reforestation process in order to improve work productivity, reduce energy and material consumption of the technology and create conditions for the effective use of machines and tools in combination with energy-efficient tractors of the traction-energy concept, ensuring the elimination of harmful effects on soil and plants ecology. The results of achieving the set aim and objectives are substantiation of forestry and ecological, technical, and economic feasibility of using the technology based on the complete clearing of cuttings from felling residues, dead wood and coppice of shrub vegetation by their crushing using mobile mulchers; removal of stumps in cuttings through crushing them at a depth of 0.15–0.20 m by an upgraded MUP-4A machine with scattering chips over the planting area and subsequent continuous tillage with a disk harrow BDK-2.5. Harmful effects on the ecology of soil and plants are practically eliminated with an increase in productivity, and the grinded woody biomass mixed with the soil turns into an organic fertilizer. The elimination of mechanical obstacles such as felling residues, fallen trees and stumps makes it possible to effectively use energy-efficient tractors by combining technological operations and performing them in one pass of the unit, as well as increasing the working width and operating speeds. Conditions for efficient operation of forestry machines and tools on tractormotor traction to protect the forest from pests, diseases, and fires, and for mechanization of various types of thinning are being created. For citation: Bartenev I.M., Drapalyuk M.V. Improving the Technology of Reforestation in Cuttings with the Use of Energy-Efficient Tractors. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 5, pp. 117–133. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-5-117-133.

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.

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.

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

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.

В лесах России заболоченные земли занимают более 220 млн га. Только на болота приходится более 100 млн из них. На переувлажненных территориях произрастают низкобонитетные, малопроизводительные древостои. Значительная часть таких земель безлесна. Многолетний опыт гидромелиорации показал возможность выращивания здесь высокобонитетных древостоев естественного или искусственного происхождения. Примером служит Лисинский учебно-опытный лесхоз. Ранее в Лисино из 28 тыс. га нормальные древостои занимали 25–30 % площади; болота – более 30 %, значительная часть их была безлесна. В настоящее время, после проведения гидромелиорации, на болота приходится немногим более 4 % территории. В практике лесного хозяйства есть значительные, но в большей степени разовые исследования эффективности осушения. В данной статье рассмотрены многолетние исследования, проведенные одновременно в древостоях различного состава и возраста, что позволило установить особенности, определяющие лесоводственный эффект осушения. Лесоводственная эффективность осушения в значительной степени зависит от нормы осушения – степени понижения уровня грунтовых вод осушительными каналами. После гидромелиорации всегда наблюдается увеличение прироста древостоев, однако эффективность осушения и объем прироста определяются богатством торфа, типом болота, что предсказуемо по зольности торфа. Многолетние исследования на стационарных землях выявили, что на богатых евтрофных болотах можно вырастить древостой I класса бонитета с запасом до 500–600 м3/га. Установлено, эффективность осушения зависит и от исходного состава древостоя. В богатых по составу относительно одновозрастных древостоях более высок и прирост; в разновозрастных древостоях возможен отпад старых деревьев, и, следовательно, вероятно временное снижение прироста. Исследования показали, в смешанных по составу древостоях эффективность осушения повышаема за счет регулирования состава древостоя рубками ухода.

Проанализирована ситуация, сложившаяся на большинстве лесозаготовительных предприятий дальневосточного региона: истощение легкодоступных лесных территорий, которые возможно осваивать традиционными способами заготовки с использованием наземных комплексных систем. В последние годы область лесозаготовок смещается в лесные массивы, которые имеют признаки труднодоступности и экологической зависимости и, как правило, окружены горными склонами с резким перепадом высот. такие характеристики лесного фонда отрицательно влияют на себестоимость лесозаготовительных работ. В этой связи возникает необходимость поиска новых способов заготовки и транспортировки древесины, позволяющих повысить не только рентабельность выполняемых работ, но и их экологическую и технологическую составляющие. проанализированы исследования отечественных и зарубежных авторов в области изучения возможностей использования различных транспортных средств для доставки древесины от мест ее заготовки на труднодоступных лесных территориях до пунктов реализации. сделан вывод, что единственной альтернативой автомобильному транспорту, используемому в настоящее время, могут быть только воздушные транспортные средства на основе аэростатической подъемной силы (дирижабли гибридного типа). показаны результаты теоретических исследований по разработке методики поиска наиболее эффективной модели дирижабля среди всех существующих конструкций, функционирующих в конкретных природно-климатических условиях, и сравнения ее с другими видами транспортных средств для труднодоступной местности. предлагается метод многокритериального структурно-параметрического синтеза на основе принципов оптимального управления с разработкой комплексной целевой функции. Чтобы оценить эффективность и возможность применения конкретных моделей аэростатических летательных аппаратов в труднодоступных лесных массивах предлагается оригинальная методика, базирующаяся на возможностях математических систем и способов управления базами данных. проведенные исследования актуальны для организаций, имеющих потребность доставки лесной продукции, заготовленной на труднодоступных лесных территориях, воздушным транспортом. Для цитирования: Абузов А.В., Рябухин П.Б. Aэростатические аппараты для лесозаготовок в труднодоступных районах // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. с. 110–127. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-110-127

Запрет молевого сплава, использовавшегося на первоначальном сплаве лесоматериалов, привел к удорожанию поставок лесоматериалов потребителям. В настоящее время развитие технологии сплавных работ на малых и средних реках идет в двух направлениях. первое заключается в использовании на первоначальном сплаве пакетов (микропучков), которые после проплава по рекам с лимитирующими габаритами сплавного хода соединяются, например, в двухъярусный пакет сплоточных единиц. Второе направление – применение на первоначальном сплаве плоских сплоточных единиц. Для внедрения современных плоских сплоточных единиц на этапе первоначального сплава лесоматериалов необходимо глубокое обоснование экономического преимущества этих сплоточных единиц по отношению к микропучкам. оценку предложено выполнять с использованием представленного в статье неравенства, выражающего, с одной стороны, затраты на сплотку плоских сплоточных единиц с последующим объединением их в более крупные лесотранспортные единицы, сплав вольницей плоских сплоточных единиц, формирование из них плотов, буксировку этих плотов, приобретение машин и оборудования для организации сплава, а также затраты на вывозку сухопутным транспортом лесоматериалов, которые остаются от заготовленной за год древесины из-за закрытия навигации и ограничения объема сплава недостаточной пропускной способностью водного пути, а с другой стороны, аналогичные показатели для сплава на базе микропучков. получены аналитические зависимости, устанавливающие названные показатели. учтенные в методике затраты, возникающие при вывозке лесоматериалов сухопутным транспортом, указывают на то, что по причине неэффективности использования пропускной способности сплавного хода уменьшается объем сплава лесоматериалов на заданном участке сплавного пути. следовательно, появляется необходимость поставки на рейды оставшихся лесоматериалов сухопутным транспортом. Внедрение плоских сплоточных единиц при первоначальном сплаве лесоматериалов должно обеспечить более высокую пропускную способность сплавного пути по сравнению с микропучками за счет уменьшения осадки, а следовательно, объема лесоматериалов, доставляемых на рейды дорогостоящим сухопутным транспортом. Для цитирования: Васильев В.В., Афоничев Д.Н. использование плоских сплоточных единиц на первоначальном сплаве лесоматериалов // иИзв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. с. 128–142. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-128-142

Колесные лесные машины в настоящее время доминируют в лесозаготовительном производстве в России и в мире. Ежегодно в нашей стране увеличивается доля машинной заготовки древесины по скандинавской технологии, предусматривающей выполнение валки деревьев, их очистки от сучьев и раскряжевки прямо на пасеке. Так работают не только классические двухмашинные комплексы, состоящие из харвестера и форвардера, но и трехмашинные (в ряде регионов Сибири), включающие валочно-пакетирующий агрегат, работающий на пасеке процессор и форвардер для трелевки получаемых сотиментов. Проблема повышения эффективности работы форвардеров актуальна для лесопромышленного комплекса. Ее решение возможно на основе оценки проектных решений с использованием современных средств моделирования и оптимизации процессов на стадии разработки. Такой подход требует глубоких теоретических и экспериментальных исследований, представляет большой научный и практический интерес. При определении максимального объема трелюемой древесины учитывают следующие ограничения машины: по грузоподъемности; по касательной силе тяги; по сцеплению движителя с грунтом (касательная сила тяги не должна превышать силу сцепления движителя с поверхностью движения – почвогрунтом лесосеки). Кроме того, известны рекомендации по ограничению веса трелевочной машины с грузом исходя из допустимой глубины колеи после первого прохода машины, считается, что этот показатель не должен превышать 20 см. Данное утверждение подкрепляется результатами исследований развития колеи при циклическом воздействии со стороны колесного движителя (т. е. при многократном прохождении машиной одного и того же участка волока). В этой связи возникает вопрос о производительности форвардеров при выполнении операции трелевки с учетом ограничения по глубине колеи. Для цитирования: Бурмистрова О.Н., Просужих А.А., Хитров Е.Г., Куницкая О.А., Лунева Е.Н. Теоретические исследования производительности форвардеров при ограничениях воздействия на почвогрунты // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 3. С. 101–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-101-116
Wheeled forest machines currently dominate the logging industry in Russia and in the world. Every year in Russia, the share of machine-made wood harvesting using Scandinavian technology increases, which involves felling trees, delimbing, and bucking them at a swath. Moreover, this technology is used not only for conventional two-machine systems with harvester and forwarder. In some regions of Siberia three-machine systems are gaining popularity. They consist of a feller-buncher, a swath processor, and a forwarder for timber industry. Its solving is possible on the basis of a comprehensive assessment of design solutions with the use of modern modeling and process optimization tools at the stage of development design. This approach requires deep theoretical and experimental research and is of great scientific and practical interest. When determining the maximum volume of skidded wood, the following machine limitations are considered: by bearing capacity; by tangential traction force; by the traction of the mover with the soil (tangential traction force should not exceed the traction force of the mover with the driving surface – the soil of the logging site). Besides this, there are recommendations to limit the weight of the skidder with the load, based on the permissible track depth after the first pass of the machine; it is believed that this figure should not exceed 20 cm. This statement is supported by the results of studies of the track development under the cyclic influence of the wheel mover (that is when the forwarder repeatedly passes the same section of the portage). This raises the question of forwarder productivity in the skidding operation with the regard to the track depth limitation. For citation: Burmistrova O.N., Prosuzhih A.A., Khitrov E.G., Kunitskaya O.A., Luneva E.N. Theoretical Studies of Forwarder Productivity with Limited Impact on Soils. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2021, no. 3, pp. 101–116. DOI: 10.37482/0536-1036-2021-3-101- 116.

Характер процессов деревообработки в значительной мере подвержен влиянию различных случайных факторов. С математической точки зрения эти процессы следует рассматривать как один из случайных видов. Наиболее энергоемким является лесопиление. В нем лесопильная рама и околорамное оборудование составляют отдельный участок, который формирует характер потребления электроэнергии как поточной линией, так и цехом в целом. Поэтому вопросы повышения энергоэффективности деревообрабатывающего производства могут быть решены только путем совместного рассмотрения технологических и энергетических показателей процесса распиловки древесины. Цель исследования – теоретико-вероятностный анализ взаимосвязей показателей работы лесопильных рам, а также нахождение законов распределения и численных характеристик этих показателей как случайных величин при распиловке сортировочной партии бревен. В качестве математической модели работы механизма резания лесопильной рамы использована система массового обслуживания. Применение теории вероятностей позволило установить плотность распределения и числовые характеристики эффективного времени, среднечасовой производительности по распилу сырья, среднечасовой потребляемой мощности, потерь электроэнергии в сети, абсолютного и удельного расходов электроэнергии во взаимосвязи с геометрическими характеристиками сырья и параметрами режима работы лесопильных рам. Показатели потребления электроэнергии носят вероятностный характер и распределены по закону, отличному от нормального. Для упрощения процедуры анализа плотность распределения параметров была аппроксимирована плотностью закона Гаусса. При этом ошибка аппроксимации составила не более 1,71 %. Предложены формулы для расчета характеристик технологических и энергетических показателей работы лесопильных рам. Для цитирования: Агеев С.П., Минаев А.Н., Рощина С.И. Вероятностный анализ взаимосвязей показателей режима работы лесопильных рам // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 121–131. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.121
Nature of woodworking processes is dramatically influenced by various random factors. Mathematically, these processes should be considered as one of accidental types. The most energy-intensive process is sawmilling. Here, saw frame and frame equipment comprise a separate section, which largely forms the electricity consumption nature of product line and the whole plant. Therefore, the issues of improving the energy efficiency of woodworking industry can be solved only by joint consideration of the technological and energy parameters of wood sawing. The research purpose is a probability-theoretical analysis of relation-ship between the saw frames operating parameters, as well as finding the distribution laws and numerical ratings of these parameters as random variables when sawing the sort log load. The queuing system is used as a mathematical model of the saw frame cutting mechanism. The application of the probability theory has allowed us to find the distribution density and numerical characteristics of the effective time; hourly average sawing raw material output; hourly average power consumption, energy losses in the network; absolute and specific power consumption in conjunction with the geometric parameters of raw materials and operation parameters of saw frame mode. Electricity consumption parameters have probabilistic nature and are distributed by law, different from normal. The density of parameters distribution was approximated by the density of the Gauss’ law in order to simplify the analysis procedure. Herewith, the error of approximation was not more than 1.71 %. Formulas for calculating the values of technological and energy parameters of saw frames opera-tion are proposed. For citation: Ageev S.P., Minaev A.N., Roshchina S.I. Probability Analysis of Relations between Operation Mode Parameters of Saw Frames. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 3, pp. 121–131. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.121

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.

Работа посвящена анализу лесных сырьевых ресурсов Дальневосточного федерального округа, получены выводы, послужившие поводом для рассмотрения перспективной технологии и систем машин для лесозаготовок. Показана важность развития лесозаготовительного производства для рационального освоения лесных ресурсов и экономического развития Дальневосточного федерального округа. Выполнен анализ различных технологических процессов заготовки древесины. Предложена математическая модель для оценки деятельности лесопромышленных предприятий по параметру их экономической эффективности с учетом задач, поставленных Стратегией развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 г. Проведенное исследование лесных ресурсов региона показывает, что на сегодняшний день в хвойных насаждениях можно заготавливать до 60 % деловой древесины из всего объема, отпущенного в рубку. При этом пиловочник 1–2 сортов составляет только 30–35 % от этого объема. В рамках выполненного исследования на разработанных лесосеках установлены территориально-технологические участки, на которых образуются и концентрируются лесосечные остатки, определены виды и объемы оставляемой на лесосеках древесины. Показано, что в год на территории лесосек и погрузочных пунктов оставляется до 40–50 % от объема отпущенной в рубку древесины в виде стволовой низкотоварной древесины и лесосечных остатков. Предложены системы машин и технологии осуществления процесса заготовки древесины в смешанных насаждениях с низким классом товарности, позволяющие повысить степень использования древесины, снизить риски от захламления и обеспечить в перспективе сырьем различные деревоперерабатывающие предприятия лесного кластера региона. Рассмотренная математическая модель по определению экономической эффективности и рентабельности реализации выбранного лесопромышленным предприятием технологического процесса лесозаготовок дает возможность принимать обоснованные решения по выполнению сортиментного плана предприятия.

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).

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».

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.

На основе анализа технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств рассмотрены актуальные проблемы, возникающие при разработке новых процессов и альтернативного 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.

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».