Полная статья. Рубрика в журнале - Resources and Technology

Публикации в рубрике (44): Полная статья
все рубрики
Анализ боковых реакций почвы на колесах трактора при повороте

Анализ боковых реакций почвы на колесах трактора при повороте

Беляев Александр Николаевич, Тришина Татьяна Владимировна, Афоничев Дмитрий Николаевич

Статья научная

Задачей проведённых исследований явилось аналитическое определение боковых реакций на колёсах трактора со стороны опорной поверхности на участках «вход в поворот» и «установившийся поворот» кругового беспетлевого поворота. Объекты исследований: навесной комбини-рованный широкозахватный агрегат КРШ-8,1 + НП-5,4 + ЛТЗ-155 + ССТ-18 и кинематические способы поворота трактора (передние управляемые колёса; передние и задние управляемые колёса - поворот их относительно остова в разные стороны). Расчёт выполнен численной реализацией математической модели криволинейного движения машинно-тракторного агрегата в интерактивной среде программирования Matlab/Simulink. При расчётах принято, что переход от прямолинейного движения на траекторию большой кривизны совершается при одном и том же законе равномерного вращения рулевого колеса и, следовательно, при том же законе поворота управляемых колёс. Установлено отрицательное влияние поворота задних колёс на управляемость и устойчивость движения машинно-тракторного агрегата: с одной стороны, при способе поворота четырьмя управляемыми колёсами мгновенный радиус поворота уменьшается, но интенсивность и величина отклонения его от заданной траектории движения увеличиваются. Боковая сила увеличивается также при повышении скорости движения за счёт роста центробежной силы инерции и момента сопротивления повороту вследствие более интенсивного динамического воздействия микропрофиля опорной поверхности. В простейшем случае, когда направляющими являются колёса только переднего моста, величина боковой реакции, приходящейся на его колёса, при входе в поворот со скоростью движения 0,68 м/с выше в 6,6-8,8 раза, чем на колёса задней оси, а со скоростью 1,37 м/с - в 2,0-2,3 раза. При всех управляемых колёсах получены следующие результаты: при скорости 0,68 м/с - 1,16-1,20 раза, при 1,37 м/с - 1,50-1,52 раза. Полученный характер изменения боковых реакций и перераспределения их по осям трактора обусловлен величинами и соотношениями касательных сил тяги, сил сопротивления качению и вертикальных сил на колёсах, условиями их качения, изменением положения центра тяжести машинно-тракторного агрегата, ускорений вертикальных колебаний и геометрических характеристик поворота. Более равномерное распределение боковых сил по мостам трактора при входе в поворот всеми управляемыми колёсами способствует лучшей управляемости и устойчивости агрегата, несмотря на то, что вертикальная нагрузка, приходящаяся на передний мост, в 1,56-1,63 раза выше, чем на задний, во всех вариантах расчёта. При этом создаются наиболее благоприятные условия качения колёс и реализации силы тяги. Таким образом, рациональным с точки зрения создания наиболее благоприятных условий для улучшения управляемости и повышения устойчивости движения при повороте является применение способа поворота передними и задними колёсами на всех этапах кругового беспетлевого поворота.

Бесплатно

Анализ газогенерирующих систем для автономного энергоснабжения лесных терминалов

Анализ газогенерирующих систем для автономного энергоснабжения лесных терминалов

Куницкая Ольга Анатольевна, Помигуев Александр Владимирович, Калита Евгений Георгиевич, Швецова Виктория Викторовна, Тихонов Евгений Андриянович

Статья научная

Одной из наиболее острых проблем лесного комплекса Российской Федерации, в настоящее время, является истощение запасов спелых и перестойных эксплуатационных лесов в экономически доступной удаленности. Ежегодно растет расстояние вывозки заготовленной древесины, особенно в Сибири и на Дальнем Востоке. Рост расстояния вывозки заготовленной древесины приводит к существенному росту себестоимости продукции лесозаготовительного производства, поскольку в себестоимость транспортной составляющей входят не только строительство и содержание лесных дорог, но и горючее, масла, шины, и т.д. для автолесовозов, заработная плата водителей. Для снижения транспортной составляющей себестоимости разработана и успешно используется в Сибири и на Дальнем Востоке технология создания лесных терминалов (непостоянных лесопромышленных складов), производящих, обычно, пиломатериалы, иногда ряд других видов продукции. Это позволяет существенно повысить коэффициент полнодревесности воза автолесовозов. Для эффективной работы лесных терминалов необходимы автономные источники энергоснабжения. В настоящее время, обычно, энергоснабжение мобильных деревообрабатывающих станков производится от вала отбора мощности трактора, или дизельного генератора. Такой вариант энергоснабжения не оптимален, ввиду дороговизны самого горючего и его доставки к лесному терминалу. Использование газогенерирующих систем позволяет существенно снизить расходы на энергоснабжение лесных терминалов. Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства» Арктического государственного агротехнологического университета.

Бесплатно

Анализ содержания основных компонентов эфирного масла в хвое различных климатипов и подвидов сосны обыкновенной

Анализ содержания основных компонентов эфирного масла в хвое различных климатипов и подвидов сосны обыкновенной

Ребко Сергей Владимирович, Мельник Птр Григорьевич, Ламоткин Сергей Александрович, Тупик Павел Валерьевич, Поплавская Лилия Францевна, Носников Вадим Валерьевич

Статья научная

В хвое различных климатипов и подвидов сосны обыкновенной, произрастающих на территории Негорельского учебно-опытного лесхоза (Республика Беларусь), определено содержание основных компонентов эфирного масла. Установлен различный уровень содержания эфирного масла у исследуемых климатипов сосны обыкновенной по группам монотерпенов, сесквитерпенов и кислородсодержащей составляющей, а также выявлены существенные различия по содержанию ряда компонентов внутри каждой из исследуемых групп. Полученные данные по составу эфирного масла и соотношению в нем ряда компонентов внутри различных групп среди климатипов, подвидов и разновидностей сосны обыкновенной (подвиды лапландская, сибирская, лесостепная, европейская, разновидности европейской западная и восточная) позволят в дальнейшем проводить отбор наиболее перспективных климатических экотипов для селекции на устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды с учетом показателей продуктивности древостоев, качества стволов, жизненного состояния деревьев в насаждении, их сохранности, роста и развития. Полученные сведения по содержанию компонентов эфирного масла в хвое климатипов и подвидов сосны обыкновенной позволяют расширить знания в области экологической устойчивости растений, особенно в условиях наметившегося изменения климата.

Бесплатно

Аннотация к статье в области технических наук и её машинный перевод

Аннотация к статье в области технических наук и её машинный перевод

Добрынина Оксана Леонидовна

Статья научная

Аннотации на русском и английском языках пишутся по определенным правилам. Для статей, написанных на русском языке, аннотация на английском языке является единственным средством информирования мирового научного сообщества о результатах исследований авторов статьи. Однако далеко не всегда качество аннотаций на русском языке и их перевод на английский удовлетворяет критериям удобочитаемости и соответствует грамматическим, лексическим и стилистическим правилам английского языка. Для перевода аннотаций на английский язык авторы часто используют системы машинного перевода (МП), однако далеко не всегда учитывают требования к качеству исходного текста и ограничения, присущие этим системам. Автор статьи проанализировала структуру аннотаций к эмпирическим статьям, опубликованным в журнале “Resources and Technologies” и выявила основные структурные нарушения, грамматические, лексические и терминологические ошибки. Автор приходит к выводу, что эффективное использование систем МП для перевода аннотаций на английский язык возможно, если исследователи владеют русским и английским языками на уровне, достаточном для выражения своих мыслей в соответствие с нормами научного стиля. Процесс МП текста аннотации должен включать три этапа: предпереводческую подготовку исходного русскоязычного текста, сам перевод и постпереводческое редактирование полученного текста на английском языке. Для проверки качества МП текста авторы могут воспользоваться инструментами, доступными в Интернете.

Бесплатно

Влияние длины измельчаемого отрезка бревна на фракционный состав щепы

Влияние длины измельчаемого отрезка бревна на фракционный состав щепы

Васильев Сергей Борисович, Девятникова Людмила Анатольевна, Колесников Геннадий Николаевич

Статья научная

Было замечено, что в условиях реального производства длина балансов, подаваемых в рубительную машину, оказывает влияние на фракционный состав щепы. Теоретическое изучение этого вопроса подтверждает наличие корреляции между длиной измельчаемых балансов и фракционным составом получаемой щепы. В частности, результат теоретического исследования показал, что фракционный состав щепы, полученной при измельчении отрезков брёвен дисковой рубительной машиной, зависит от их длины. Аналитическое исследование показало, что с увеличением длины измельчаемого отрезка (при прочих равных условиях) выход кондиционной фракции растёт. Таким образом, после проведения теоретических исследований были поставлены две задачи, которые следовало решить с помощью экспериментальных исследований. Первая - проверить влияние длины перерабатываемых отрезков бревна на фракционный состав щепы, вырабатываемой дисковыми рубительными машинами. Вторая - установить, как доля короткомера в общем потоке сырья, подаваемого в дисковую рубительную машину, влияет на фракционный состав щепы в условиях реального производства. Результаты исследований на экспериментальной установке показали, что между длиной отрезка бревна, измельчаемого в дисковой рубительной машине, и фракционным составом получаемой щепы существует зависимость при верхнем и нижнем способах выброса щепы. Уменьшение длины измельчаемого отрезка в исследованном диапазоне скоростей резания (17-38 м/с) приводит к снижению доли кондиционной фракции в щепе. В ходе эксперимента в производственных условиях также установлена зависимость между долей короткомеров в массиве сырья, подаваемого в рубительную машину, и фракционным составом вырабатываемой щепы. Зависимости массовых долей различных фракций щепы с достаточной для практики точностью могут быть аппроксимированы линейными выражениями. Исследования в производственных условиях показали, что уменьшение доли отрезков брёвен длиной не более 0,8 м в общем объёме балансов от 68 до 38 % ведёт к увеличению выхода кондиционной фракции в щепе на 2,5 %. При этом также происходит уменьшение долей крупной и мелких фракций на 0,8 % на 1,7 % соответственно. Уравнения регрессии, полученные по результатам производственного эксперимента, позволили установить предельно допустимую долю короткомеров в потоке сырья. Таким образом, получение щепы, отвечающей по фракционному составу требованиям к щепе марки Ц1 по ГОСТ 15815-83, возможно в рубительной машине с ножевым диском диаметром 2500 мм, если в подаваемом на измельчение потоке балансов доля отрезков длиной не более 0,8 м не превышает 45 %.

Бесплатно

Влияние пара в севообороте на качество сеянцев

Влияние пара в севообороте на качество сеянцев

Тюкавина О.Н., Демина Н.А., Файзулин Д.Х.

Статья научная

В настоящее время нарастает интерес к дифференцированному использованию посадочного материала, характеризующегося разными биометрическими свойствами, с целью повышения его жизнеспособности при пересадке. Для разработки программ выращивания посадочного материала под условия конкретной культурной площади необходима база данных, описывающая влияния разных комплексов факторов на габитус и виталитет сеянцев. Наличие такой базы позволит разработать технологические схемы выращивания сеянцев, рекомендуемые для применения в конкретных лесорастительных районах. В ходе предварительной оценки установлено, в что Северо-Западном регионе паровое поле вводится в севооборот лишь у 80 % постоянных питомников открытого грунта. Цель исследования состояла в оценке влияния пара в севообороте на качество сеянцев. Оценивали двухлетние сеянцы сосны и ели в постоянном питомнике открытого грунта Балтийско-Белозерского лесного района с классической технологией проведения работ. При отсутствии в технологической схеме выращивания пара отмечается низкий выход сеянцев. Густота сеянцев в 3,4 раза меньше по сравнению с полем, на котором парование проводилось. Включение в севооборот паровых полей позволяет сократить срок выращивания сеянцев, особенно сосны. Количество сеянцев, достигших нормативных размеров на второй год развития, под влиянием пара возросло на 76 % у сосны, на 30 % у ели. Парование полей способствует большему развитию надземной части сеянцев обеих пород. Так, масса надземной части сосны возрастает на 65 %, а ели - на 125 %. Это ухудшает соотношение массы тонких корней и надземной части у сеянцев сосны. Низкие индекс выносливости и соотношение длины надземной и подземной частей отмечались у сеянцев, выращенных на полях, не подвергавшихся парованию, при достижении ими нормативных размеров можно рекомендовать их к посадке в засушливых условиях.

Бесплатно

Геометрические аспекты моделирования прочности древесностружечной плиты при растяжении перпендикулярно пласти

Геометрические аспекты моделирования прочности древесностружечной плиты при растяжении перпендикулярно пласти

Васильев Сергей Борисович, Панов Николай Геннадьевич, Доспехова Наталья Анатольевна, Колесников Геннадий Николаевич

Статья научная

Древесно-стружечные плиты получают способами горячего прессования смеси древесных частиц со связующим. Полимеризация связующего при горячем прессовании обеспечивает прочность клеевых соединений древесных частиц друг с другом. Размер и форма древесных частиц являются основными факторами, влияющими на прочность плит. Ранее проведённые экспериментальные исследования показали, что увеличение доли мелких древесных частиц ведет к повышению прочности плиты. В работе приводятся результаты теоретического исследования, влияния формы и размеров древесных частиц на прочность плит при растяжении перпендикулярно пласти. При разработке математической модели принято во внимание, что силовое взаимодействие частиц друг с другом осуществляется в отдельных локальных областях на поверхности частиц. Поэтому в качестве количественной характеристики прочности принято количество адгезионных контактов частиц друг с другом. Разработанная математическая модель позволила получить оценку влияния размеров и формы частицы на удельное количество адгезионных контактов, приходящихся на единицу площади поверхности разрушения. Кроме того, получена оценка количества адгезионных контактов для смеси древесных частиц неодинаковых размеров и формы. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования прочности плит в зависимости от соотношения размеров и формы древесных частиц, использовавшихся для их изготовления. Это позволяет обосновать использование низкокачественной древесины в качестве сырья для изготовления древесно-стружечных плит. Адекватность результатов исследования подтверждена их согласованностью с экспериментальными данными авторов, а также с известными по литературе результатами.

Бесплатно

Исследование параметров новой конструкции мультиблока для ресурсосберегающего восстановления дубрав

Исследование параметров новой конструкции мультиблока для ресурсосберегающего восстановления дубрав

Зимарин Сергей Викторович, Хрипченко Михаил Сергеевич, Четверикова Ирина Владимировна

Статья научная

В статье исследуется влияние технологических параметров конструкции мультиблока для ресурсосберегающего восстановления дубрав на нераскорчёванных вырубках на качественные показатели. Ресурсосберегающие технологии лесовосстановления, позволяющие избегать корчёвки пней, наносят наименьший вред экологии вырубки и экономят материальные средства. Дисковые орудия в условиях нераскорчёванных вырубок значительно превосходят другие в плане обеспечения требуемой проходимости. Достоинством волновых дисков является низкое сопротивление и, следовательно, небольшое тяговое усилие, что создаёт широкие возможности для снижения энергетических затрат. Исследована конструкция волнового диска, обеспечивающая на нераскорчёванных вырубках требуемое качество образования посевной канавки и обработки почвы в ней. Качество выполнения посевной бороздки определялось равномерностью её глубины. Глубину обработки почвы проверяли в нескольких местах по длине гона по всей ширине захвата агрегата. Представлено описание конструкции и принципа работы энергосберегающего мультиблока. Волновой диск повышает технический уровень современных лесных почвообрабатывающих орудий, что улучшит их конкурентные преимущества среди прочих лесных машин, используемых для обработки почвы. В результате проведённых экспериментальных исследований получена регрессионная модель влияния скорости агрегата и глубины хода волнового диска на образование посевной бороздки, позволяющая определять его оптимальные параметры, обеспечивающие качественный технологический процесс обработки почвы с наименьшими энергозатратами. Установлено, что снижение затрат при внедрении новой технологии осуществляется за счёт уменьшения числа технологических операций, количества применяемых для этого машин, орудий и оборудования и расхода посевного материала.

Бесплатно

Исследование почвенных субстратов на основе отходов деревообработки для выращивания лесных сеянцев

Исследование почвенных субстратов на основе отходов деревообработки для выращивания лесных сеянцев

Графова Е.О., Гаврилова О.И., Горбач В.В.

Статья научная

Низкая выживаемость сеянцев, снижение плодородия, нарушения лесных почв приводят к недостаточному уровню лесовосстановления в России. Решением данной проблемы может служить подготовка питательных субстратов, компенсирующих дефицит плодородных почв и повышающих устойчивость искусственных лесных насаждений. Почвенные субстраты производились из отходов лесопромышленных предприятий Карелии методом компостирования с добавлением осадка сточных вод близлежащих предприятий ЖКХ. Оценка плодородных свойств субстратов проверялась на всхожести семян и определении скорости роста овса ( Avena sativa L.) и сосны обыкновенной ( Pinus sylvestris L.). Субстраты сравнивались с торфосмесью заводского производства. Распределение вариант в выборках на соответствие нормальному закону проверяли критерием Шапиро - Уилка. Для статистической обработки данных использовали методы ресамплинга. Диапазон варьирования показателей оценивали посредством простого непараметрического бутстрепа, доверительные интервалы устанавливали методом процентилей. Для сравнений использовали рандомизационный тест MCR. Тренды изменчивости показателей во времени описывали логарифмическими моделями. Для производства субстратов были использованы опилки сосны (субстрат 1) и кора сосны (субстрат 2). Время производства субстратов отличалось: 5 месяцев и 1,5 года соответственно. Полученные субстраты отличались по химическому составу и морфологической консистенции. В обоих субстратах содержание тяжёлых металлов, отсутствие патогенных микроорганизмов и паразитов соответствовало санитарным нормам, что определяло безопасность их применения. Всхожесть овса варьировала от 0 до 100 %. Длина растений в контроле не отличалась существенно от субстрата 2, но была значимо больше, чем в субстрате 1. Всхожесть семян сосны составила от 20 до 100 %, по числу проросших семян сеянцы значимо не различались, самый медленный рост сеянцев наблюдали в субстрате 1, самый быстрый - в субстрате 2. Средние скорости роста растений в торфе и субстрате 2 значимо не различались. Таким образом, установлено отсутствие существенных различий, испытываемых субстратов для прорастания семян. Результаты исследований свидетельствуют о том, что плодородные свойства полученных субстратов значительно не отличаются от торфосмеси, подготовленной в заводских условиях. Субстраты, полученные при свежем и длительном сроках хранения древесных отходов, можно использовать для выращивания сеянцев в питомниках и повышения плодородия лесных почв при лесовосстановлении и для рекультивации нарушенных земель.

Бесплатно

Классификация склонов оттаивающих почвогрунтов по геотехническим условиям их взаимодействия с движителями лесных машин

Классификация склонов оттаивающих почвогрунтов по геотехническим условиям их взаимодействия с движителями лесных машин

Каляшов Виталий Анатольевич, Шапиро Владимир Яковлевич, Григорьев Игорь Владиславович, Куницкая Ольга Анатольевна, Новиков Марат Семенович, Григорьева Ольга Ивановна

Статья научная

Постепенное истощение запасов спелых и перестойных лесов в доступных и удобных для освоения местностях приводит к необходимости освоения менее доступных лесных массивов. Большая часть лесного фонда Российской Федерации находится в зоне вечной мерзлоты. Леса криолитозоны, как и леса на склонах гор и сопок, считаются одними из наиболее ранимых в экологическом плане. Значительная часть лесов криолитозоны находится на неудобных (по условиям рельефа) местностях - склонах гор и сопок, а также в условиях вечной мерзлоты, что относит их к возможно самым уязвимым в экологическом плане. В то же время необходимо эффективное освоение таких лесов. Исходя из особой сложности планирования работ в рассматриваемых условиях, как с точки зрения эксплуатационной, так и экологической эффективности, необходима научно обоснованная методическая поддержка принятия решений по выбору машин и оборудования и схеме освоения конкретной лесосеки. В статье представлено обоснование классификации прочности почвогрунтов и их соответствия геотехническим условиям лесозаготовок на склонах оттаивающих почвогрунтов, что позволяет оценить работоспособность трелёвочного волока (технологического коридора) и его эффективность при использовании различных лесных машин и трелёвочных систем.

Бесплатно

Классификация форвардеров с использованием кластеризации данных об их эксплуатационных характеристиках

Классификация форвардеров с использованием кластеризации данных об их эксплуатационных характеристиках

Андронов Александр Вячеславович, Петросян Сергей Суренович, Егорин Александр Анатольевич, Ильюшенко Дмитрий Александрович, Хитров Егор Германович

Статья научная

Изучены сведения о грузоподъемности, массе, мощности двигателя, энергонасыщенности, номинальном давлении на грунт восьмиколесных форвардеров, предлагаемых производителями техники Gremo, HSM, Komatsu, Logset, Rottne, John Deere, Ponsse, Caterpillar, Tigercat, Timberpro. Для анализа данных использован метод k-средних кластеризации данных. В результате выделено 6 классов машин. Класс особо легких форвардеров, грузоподъемность машин 7-10 т, масса 11-15 т; мощность двигателя 120-130 кВт, повышенный коэффициент энергонасыщенности - в пределах 5-6,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 60-90 кПа, не превышает несущую способность лесного грунта средней прочности (100 кПа). Класс легких форвардеров включает в себя машины с грузоподъемностью 10-12 т, массой 15-17 т; мощность двигателя 120-200 кВт, коэффициент энергонасыщенности 4,5-6,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 60-90 кПа. Класс средних форвардеров: грузоподъемность 12-15 т, масса 16-20 т; мощность двигателя 120-200 кВт, коэффициент энергонасыщенности 4,5-7,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 80-110 кПа, приближается к несущей способности лесного грунта средней прочности либо превышает ее. Класс средне-тяжелых форвардеров: грузоподъемность 15-18 т, масса 20-23 т; повышенная мощность двигателя в пределах 200-230 кВт, коэффициент энергонасыщенности 4,5-5,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 80-110 кПа. Класс тяжелых форвардеров: грузоподъемность 18-20 т, масса 22-24 т; мощность двигателя 200-230 кВт, коэффициент энергонасыщенности 4,5-5,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 80-110 кПа. В класс особо тяжелых форвардеров отнесены машины, грузоподъемность которых составляет 20-25 т, масса 26-27 т; мощность двигателя 230-250 кВт, коэффициент энергонасыщенности 4,5-5,5 кВт/т; номинальное давление на грунт 105-130 кПа, превышает несущую способность лесного грунта средней прочности.

Бесплатно

Математическая модель динамических режимов гидроманипулятора при удалении нежелательной растительности с корнем в молодых лесонасаждениях

Математическая модель динамических режимов гидроманипулятора при удалении нежелательной растительности с корнем в молодых лесонасаждениях

Попиков Птр Иванович, Бухтояров Леонид Дмитриевич, Платонов Алексей Александрович, Вакула Елена Юрьевна

Статья научная

При выращивании полноценных и долговременных лесных культур к одному из мероприятий по уходу за искусственно воспроизводимым лесом относится организация и выполнение работ по его осветлению. Срезание или вырубание нежелательной древесно-кустарниковой поросли ручным или механизированным способом зачастую приводит к её возобновлению ввиду оставшихся в почве корней. Одним из перспективных способов механизированного осветления лесных культур, обеспечивающим невозобновление произрастания нежелательной растительности на очищаемой территории, является способ удаления нежелательной поросли вместе с корневой системой, осуществляемый, например, путём воздействия на неё рабочего органа, закреплённого на конце стрелы манипулятора многофункциональной машины. С учётом ранее полученных авторами статьи результатов по моделированию траекторий движения характерных точек звеньев манипулятора и крайних точек выдернутой поросли, авторы в данной статье, с целью определения оптимальных значений конструктивных и технологических параметров манипулятора с размещённым на его конце рабочим органом, разработали математическую модель, учитывающую ряд динамических режимов воздействия указанных технических средств на нежелательную поросль. Выполненное в данном исследовании моделирование было основано в целом на методах классической механики. Для обоснования динамических параметров манипулятора и рабочего органа авторами разработан ряд расчётных схем с указанием координат расположения центров тяжести элементов манипулятора, действующих внешних сил (в том числе, движущих моментов и моментов сопротивления, а также сил трения и сил тяжести). Авторами составлен ряд дифференциальных уравнений движения элементов манипулятора, зависящих от времени, показаны зависимости для моментов инерции данных элементов, создана имитационная модель манипулятора при его воздействии на поросль в среде динамического моделирования сложных технических систем. На основании разработанной математической модели для ряда начальных условий рассчитаны массовые характеристики звеньев манипулятора, построен ряд графиков динамического воздействия на элементы манипулятора, сделаны выводы и определены направления дальнейшего применения полученной имитационной модели.

Бесплатно

Математическая модель определения общей стоимости ресурсов лесных земель с учётом уровня развития лесотранспортной сети

Математическая модель определения общей стоимости ресурсов лесных земель с учётом уровня развития лесотранспортной сети

Ковалев Рудольф Николаевич, Еналеева - Бандура Ирина Михайловна, Баранов Александр Николаевич, Григорьева Ольга Ивановна, Григорьев Игорь Владиславович

Статья научная

В современных экономических условиях, учитывая принципы устойчивого развития территорий лесного фонда, перед лесной отраслью стоит задача обеспечения многоцелевого, рационального, непрерывного, неистощимого лесопользования. Очевидно, что одним из ключевых факторов достижения устойчивого управления лесопользованием является эффективность управления стоимостью лесных благ как объектов национального богатства. Данное обстоятельство обусловливает необходимость определения величины показателя суммарной стоимости ресурсов леса. При этом транспортная сеть на территории лесного фонда (ТСЛФ) имеет решающее значение, поскольку без неё невозможен любой вид лесопользования, а следовательно, и аспект преобразования стоимости лесных ресурсов в части валовой выручки от их реализации. Соответственно, транспортная доступность лесных земель является основным фактором при определении оценки ресурсного потенциала территорий лесного фонда. Таким образом, в условиях соблюдения принципов устойчивого развития лесных территорий одной из ключевых задач является разработка моделей определения величины суммарной стоимости лесных благ на основе комплексного подхода в условиях многоцелевого лесопользования с учётом уровня развития лесотранспортной сети. В этой связи в данной статье произведён анализ основных методологических подходов к общей экономической оценке ресурсов леса. Посредством произведённого анализа выявлено, что существующие методики оценки общей стоимости лесных благ, в основном, ориентированы на аспект рубок спелых и перестойных насаждений. Прочие виды лесопользования и так называемые «невесомые полезности лесов» либо не учитываются, как и уровень развития транспортной сети, либо методы их учёта недостаточно проработаны. Данное обстоятельство является причиной возможности недооценивания ресурсного потенциала лесных территорий, что, в свою очередь, может привести к утрате лесоучастков, ценных как экономически, так и экологически. В этой связи актуальным научным направлением становится разработка комплексной модели расчёта общей экономической стоимости лесных благ в динамической постановке с учётом уровня развития транспортной сети на территории лесного фонда на базе эколого-экономического критерия. В основе представленного в статье методологического аппарата лежит инструментарий экономико-математического моделирования в контексте комбинаторного подхода с учётом динамики входных параметров. Модель представлена с помощью подробного описания всех входящих в неё зависимостей, отмечены преимущества её применения.

Бесплатно

Математическая модель определения оптимального месторасположения лесных пожарно-химических станций с учётом уровня развития транспортных сетей на территории лесного фонда

Математическая модель определения оптимального месторасположения лесных пожарно-химических станций с учётом уровня развития транспортных сетей на территории лесного фонда

Ковалев Рудольф Николаевич, Еналеева - Бандура Ирина Михайловна, Баранов Александр Николаевич, Григорьева Ольга Ивановна, Григорьев Игорь Владиславович

Статья научная

В современных условиях управления лесами и ведения лесного хозяйства особое значение приобретают вопросы не только рациональности в аспекте многоцелевого лесопользования, но и сохранности лесов. Данная сохранность во многом зависит от качества функционирования системы охраны и защиты лесов от пожаров в целом, и от рационального размещения пожарно-химических лесных станций в частности. Так как, именно, лесные пожары являются главным дестабилизирующим фактором состояния лесных экосистем, в борьбе с которыми особое значение имеет уровень развития транспортной сети на территории лесного фонда. Следовательно, совершенствование и разработка инструментов повышения эффективности охраны лесов от пожаров с учетом уровня развития лесотранспортной сети является одной из первостепенных задач лесной отрасли. В этой связи в статье: обозначена необходимость скорейшей ликвидации очагов горения при возникновении лесных пожаров; определены причины неэффективности доставки наземных сил и средств пожаротушения к очагам возгорания; отмечены возможные рычаги повышения эффективности наземной охраны лесов; указана роль оптимального месторасположения пожарно-химических станций в процессе достижения эффективности функционирования системы охраны и защиты лесов от пожаров; разработана математическая модель определения оптимального месторасположения лесных пожарно-химических станций с учетом уровня развития транспортных сетей на территории лесного фонда, обозначены ее преимущества и область применения. В основу методологической разработки положены инструментарии экономико-математического моделирования, теории вероятности, комбинаторики и элементы теории массового обслуживания на базе поиска центра тяжести потокового процесса.

Бесплатно

Математическое моделирование оценки степени покрытия растительностью территорий инфраструктурных объектов

Математическое моделирование оценки степени покрытия растительностью территорий инфраструктурных объектов

Платонов Алексей Александрович, Платонова Марина Алексеевна

Статья научная

В рамках надлежащего содержания ряда линейных инфраструктурных объектов (полос отвода автомобильных и железных дорог, охранных зон линий электропередачи, трасс газо-, нефте- и продуктопроводов и иных) нередко на их территориях осуществляют удаление произрастающей нежелательной древесно-кустарниковой растительности. Авторами статьи было установлено, что при организации и проведении указанных работ не уделяется должного внимания вопросам оценки их качества. Существующие способы и методы оценки качества работ по удалению нежелательной растительности не обеспечивают объективного суждения об эффективности выполненных мероприятий по очистке территорий инфраструктурных объектов от указанной растительности, при этом в качестве оценочного критерия практически повсеместно используется показатель густоты произрастающей на площади в 1 га растительности. Выявлено, что данный показатель, определяемый с большой долей субъективности, не всегда способен адекватно оценить степень зарастания обследуемой территории. Целью исследования являлась разработка математической модели оценки степени покрытия нежелательной древесно-кустарниковой растительностью территорий инфраструктурных объектов с обоснованием критерия, позволяющего оценить качество выполнения работ по удалению указанной растительности. Для реализации целей исследования авторами была разработана математическая модель, учитывающая предварительно выявляемые характеристики произрастающей растительности (количество экземпляров, площадь проекций крон) и параметры обследуемой территории (площадь исследуемого участка и фактическая площадь, на которой произведено удаление растительности) и иные параметры. В качестве выходного показателя разработанной математической модели авторами предложено использовать критерий непроектного покрытия территорий нежелательной растительностью. В статье представлен пример оценки качества выполняемых мероприятий по удалению растительности с территории полосы отвода железных дорог для ряда исходных данных. Разработанный авторами критерий непроектного покрытия территорий линейных инфраструктурных объектов нежелательной древесно-кустарниковой растительностью может быть применён при организации работ по удалению указанной растительности для обоснования применения необходимой системы машин и механизмов, а также при оценке качества выполнения работ по очистке территорий инфраструктурных объектов от нежелательной растительности.

Бесплатно

Статья научная

Математическое описание процесса движения сыпучего материала в горизонтальных барабанах непрерывного действия

Ильюшенко Дмитрий Александрович, Локштанов Борис Моисеевич, Орлов Виталий Владимирович, Куницкая Ольга Анатольевна, Пелюхов Роман Владимирович, Швецова Виктория Викторовна

Статья научная

В статье рассмотрен процесс перемещение единичной частицы, находящейся в сыпучей среде, которой частично заполнен горизонтально распложенный вращающийся барабан непрерывного действия. Учитывая, что степень заполнения сыпучего материала в барабане (сегмент заполнения) на входе в барабан больше степени заполнения материала на выходе из барабана, образуется наклонная плоскость из сыпучего материала, благодаря которой происходит перемещение частицы вдоль продольной оси барабана. Приведено математическое описание процесса движения частицы сыпучего материала в горизонтальном вращающемся барабане. Установлено, что процесс движения частицы пульсирующий и описывается уравнением подъема частицы по окружности (по цилиндру) вместе с сегментом заполнения и уравнением движения частицы по плоскости обрушения. Установлено, что за один цикл обрушения частица перемещается вдоль оси барабана по поверхности плоскости обрушения на величину следующего сечения, в котором степень заполнения будет меньше и начало координат движения частицы измениться. Параметры плоскости обрушения зависят от свойств материала (динамического угла обрушения), от степени заполнения барабана материалом на входе и выходе, от длины барабана. Математически описана пространственная линия обрушения частицы находящейся на поверхности плоскости обрушения. В статье представлены формулы описывающие траектории движения частицы сыпучего материала в барабане, и приведены рисунки, наглядно демонстрирующие эти траектории. На основании математического описания процесса и расчетов обосновано оптимальное заполнение барабана сыпучим материалом и предложены конструкции барабанов, поддерживающие оптимальные условия обработки сыпучего материала. Исследование выполнено в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства».

Бесплатно

Методика и результаты экспериментальных исследований воздействия лесных машин с гусеничным движителем на почвогрунты на склонах

Методика и результаты экспериментальных исследований воздействия лесных машин с гусеничным движителем на почвогрунты на склонах

До Туан Ань, Григорьев Глеб Владимирович, Каляшов Виталий Анатольевич, Новгородов Дьулус Васильевич, Григорьева Ольга Ивановна, Хитров Егор Германович

Статья научная

При работе на склонах колёсные лесные машины (харвестеры, форвардеры, скиддеры) со встроенными в трансмиссию лебёдками обычно оснащаются съёмными гусеницами для повышения устойчивости и эффективности работы. При разработке горных склонов системами машин, включающими специальные самоходные лебёдки, даже на крутых склонах эффективно работают гусеничные валочно-пакетирующие машины. Поэтому изучение процесса воздействия лесных машин с гусеничным движителем на почвогрунты горных лесосек является достаточно актуальным. Представленная работа посвящена экспериментальной проверке в лабораторных условиях положений ранее выполненных теоретических исследований. С учётом полученных результатов на настоящем этапе изучения планировалось проведение экспериментальных исследований, основываясь при моделировании на геометрическом подобии (1 : 15, коэффициент для пересчёта линейных параметров k = 15). Оригинальный лабораторный стенд был собран на кафедре «Технология и оборудование лесного комплекса» Арктического государственного агротехнологического университета. В результате статистической обработки полученных экспериментальных данных установлено, что отклонения теоретических значений несущей способности почвогрунта, находящегося под воздействием гусеничного движителя, не превышают границ, связанных с погрешностями экспериментального определения данной величины. Отклонения находятся в пределах 13 %. Отклонения теоретических значений допустимого среднего давления гусеничного движителя на почвогрунт не превышают границ, связанных с погрешностями экспериментального определения данной величины. Отклонения находятся в пределах 14 %.

Бесплатно

Методика последовательного анализа и определения стандартов отклонений от проектных параметров лесовозных автомобильных дорог

Методика последовательного анализа и определения стандартов отклонений от проектных параметров лесовозных автомобильных дорог

Тихомиров Петр Викторович, Скрыпников Алексей Васильевич, Козлов Вячеслав Геннадиевич, Тверитнев Олег Николаевич, Григорьев Игорь Владиславович

Статья научная

Современное дорожное строительство ведётся поточным методом, обеспечивающим непрерывность работ, что требует своевременных и точных разбивочно-контрольных измерений и построений. Поэтому несвоевременное восстановление и закрепление уничтожаемых разбивочных знаков малопроизводительными методами, особенно на закруглениях, ведёт к задержке строительного процесса, либо к перерасходу стройматериалов при нарушении параметров дороги в плане, либо к перерасходу машино-часов, энергоресурсов при устранении брака многократным, плохо управляемым перемещением грунта и стройматериалов. Недостаточная детальность распределения разбивочных знаков на закруглениях (в той же мере, как и непроизводительное либо неточное их восстановление) также ведёт к искажению проектных криволинейных очертаний дорог, что, в свою очередь, приводит к нарушениям функций переходных кривых, ухудшению их динамических свойств, снижению зрительной ясности, плавности, эстетики восприятия закруглений, а это психологически отрицательно влияет на водителей. Всё вышеизложенное ведёт к снижению технико-экономических показателей и безопасности движения транспорта. Цель работы состоит в совершенствовании методики последовательного анализа и определения стандартов отклонений от проектных параметров лесовозных автомобильных дорог. Определены стандарты отклонений от проектных параметров в соответствии с нормативными требованиями и даны рекомендации по контролю строительства дорожных закруглений. Результаты исследований с применением теории марковских случайных процессов по прогнозу объёма контрольных измерений для последовательного анализа позволили определить шаг измерений, оптимизировать их количество и, таким образом, сократить их общий объём в 4 раза по сравнению с рекомендациями СНиП. Разработанная и исследованная подсистема принятия решений последовательного анализа лесовозных автомобильных дорог позволила обосновать предлагаемую методику приёмки с дифференцированной оценкой качества геометрических параметров построенных лесовозных автомобильных дорог.

Бесплатно

Методика расчета параметров гидроцилиндра телескопической стрелы манипулятора лесной отрасли

Методика расчета параметров гидроцилиндра телескопической стрелы манипулятора лесной отрасли

Васильев Владимир Викторович, Афоничев Дмитрий Николаевич

Статья научная

Статья посвящена проблеме совершенствования технической эксплуатации автомобилей и транспортно-технологических машин (ТТМ), в частности, проектированию ремонтно-обслуживающих баз (РОБ) автомобилей. Как известно, в технической эксплуатации машин важнейшей задачей была и остаётся задача правильной организации и проектирования РОБ. Для её решения используется общепринятая методика, в которой завершающим результатом является расчёт площади производственного корпуса, а также площади зоны постов и различных производственных подразделений. Но её решение является достаточно сложным, что вызвано, главным образом, свойствами неопределённостей, данных в задаче. Условия неопределённостей учитываются различными коэффициентами, делениями на категории, рекомендациями, что не добавляет точности решению задачи. По этой причине вновь созданные предприятия по ТО и Р автомобилей дорабатываются в процессе их эксплуатации. Для более обоснованного принятия проектных решений в задачах такого класса могут использоваться интеллектуальные системы и нейросети. Таким образом, была определена цель исследований, которая заключалась в создании нейронной сети для определения проектной площади в производственном корпусе зоны технологических постов для ТО и Р. Результатами работы являются разработанная нейронечёткая сеть для определения площади зоны технологических постов для ТО и Р. Для практического использования результаты рекомендуется применять при проектировании РОБ парка автомобилей.

Бесплатно

Методика расчёта экономической эффективности использования аэростатических летательных аппаратов на лесотранспортных операциях

Методика расчёта экономической эффективности использования аэростатических летательных аппаратов на лесотранспортных операциях

Абузов А., Григорьев И.В., Абузов Я.А., Каляшов В.А., Григорьева О.И.

Статья научная

В статье уделяется внимание проблемам транспортного освоения удалённых, труднодоступных лесных территорий, решение которых особенно актуально в связи со значительным истощением запасов леса в хорошо освоенных эксплуатационных лесных массивах и, возможно, за счёт использования аэростатических летательных аппаратов. Представлена методика расчёта экономической эффективности использования дирижаблей на транспортно-грузовых операциях, которая позволяет определить показатели себестоимости лётного часа с использованием оценки абсолютной и сравнительной эффективности. Особое внимание уделяется срокам окупаемости полнокомплектного дирижабельного парка с учётом полного «жизненного» цикла летательных аппаратов и наземной инфраструктуры обслуживания. Приведены принципы сравнения эксплуатационных возможностей дирижаблей с другими видами транспорта, где наиболее важным показателем являются затраты на горюче-смазочные материалы, плановые техобслуживания и ремонт корпуса, а также силовых установок. Предложенная методика является базовой для более развёрнутых расчётов под конкретные случаи и условия эксплуатации аэростатических летательных аппаратов с учётом их лётно-технических характеристик. По этой методике также можно сравнивать себестоимости лётного часа разных дирижаблей, а также дирижаблей с самолётами и вертолётами.

Бесплатно

Журнал