Почтовый адрес: 163000, ОПС Архангельск, бокс 249, САФУ, Редакция "Лесной журнал".

Адрес местонахождения: 163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17, САФУ, Редакция "Лесной журнал", ауд. 1425.

Тел.: 8(8182) 21-61-18
Сайт: http://lesnoizhurnal.ru/ 
e-mail: forest@narfu.ru

RussianEnglish



архив

Взаимодействие малогабаритных лесных машин с почвенно-грунтовой поверхностью. C. 127–140

 Версия для печати

И.С. Должиков, Е.Г. Хитров, О.А. Куницкая, О.Б. Марков, С.В. Египко, О.И. Григорьева

Рубрика: Технологии, машины и оборудование для лесного хозяйства и переработки древесины

Скачать статью (pdf, 0.5MB )

УДК

630*372/375

Аннотация

Бо́льшая часть лесных производств России, принадлежащих юридическим лицам, относится к мелким и малообъемным (около 85 %), для которых, в отличие от крупных и средних лесопромышленных компаний (60 % лесной промышленности страны), приобретение мощных лесных машин экономически неэффективно, т. к. сравнительно небольшие объемы работ не позволяют эффективно загрузить такие технические средства. Небольшой объем леса заготавливается также местным населением для собственных нужд с применением бензиномоторных пил и малогабаритных тракторов. Прогноз взаимодействия малогабаритных лесных машин с почвенно-грунтовыми поверхностями является актуальной и сложной научной и практической задачей, т. к. цикличность воздействия движителя на почвогрунты влияет на его работу в различных случаях по-разному. В статье представлена теоретическая модель циклического воздействия движителя на почвогрунт. Модель пригодна для расчета проходимости и колееобразования при циклическом воздействии движителя на почвогрунт, т. е. при многократном прохождении лесной техники по участку местности, за счет использования функций механических свойств почвогрунта от плотности скелета. В модели учтено в т. ч. воздействие единичного движителя, что позволяет, например, для многоосных лесных машин и машин с прицепом детально рассматривать воздействие ходовой части и формулировать оптимизационную задачу распределения нагрузки между единичными движителями (как веса, так и давления на почвогрунт); оптимизационная постановка задачи дает возможность решать проблему синтеза ходовой части лесной техники. Коэффициент буксования представлен как параметр математической модели, определяемый соотношением сцепления движителя с почвогрунтом, обусловленного сопротивлением движению, и механическими свойствами опорной поверхности, а также ее уклоном. Применение предложенной модели на практике будет способствовать принятию наилучших решений о выборе машин и наиболее рациональному планированию их работы в различных природно-производственных условиях.

Финансирование: Работа выполнена в рамках научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства» Арктического государственного агротехнологического университета, за счет гранта РНФ № 26-16-00047, https://rscf.ru/project/26-16-00047/.

Сведения об авторах

И.С. Должиков1, канд. техн. наук; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2738-0483
Е.Г. Хитров2, д-р техн. наук, доц.; ResearcherID: R-8199-2016,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4569-9508
О.А. Куницкая3*, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: AAC-9568-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8542-9380
О.Б. Марков4, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: AAS-9699-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2467-9607
С.В. Египко5, канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: HKE-8530-2023,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8356-7026
О.И. Григорьева6, канд. с.-х. наук, доц.; ResearcherID: AAC-9570-2020,
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5937-0813
1Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, Санкт-Петербург, Россия; idolzhikov222@mail.ru
2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия; yegorkhitrov@gmail.com
3Арктический государственный агротехнологический университет, г. Якутск, Россия; ola.ola07@mail.ru*
4Петрозаводский государственный университет, г. Петрозаводск, Россия;
79212222619@yandex.ru
5Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им. А.К. Кортунова – филиал Донского государственного аграрного университета, г. Новочеркасск, Россия; egipko_s@mail.ru
6Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия; grigoreva_o@list.ru

Ключевые слова

лесные машины, лесные почвогрунты, коэффициент буксования, опорная проходимость, колееобразование, уплотнение почвогрунтов, единичный движитель

Для цитирования

Должиков И.С., Хитров Е.Г., Куницкая О.А., Марков О.Б., Египко С.В., Григорьева О.И. Взаимодействие малогабаритных лесных машин с почвенно-грунтовой поверхностью // Изв. вузов. Лесн. журн. 2026. № 5. С. 127–140. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-5-127-140

Литература

  1. Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с. 

  2. Базаров С.М., Григорьев И.В., Киселев Д.С., Никифорова А.И., Хахина А.М. Математическая модель образования колеи в почвогрунтах колесными машинами с упругими шинами // Науч. обозрение. 2012. № 5. С. 332–341. 

  3. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Никифорова А.И., Куницкая О.А. Обоснование методики оценки экологической эффективности лесопользования // Вестн. КрасГАУ. 2012. № 6(69). С. 72–77. 

  4. Григорьев И.В., Новгородов Д.В., Гурьев А.Ю. Результаты выполнения работ по гранту российского научно фонда «Теоретическое и экспериментальное обоснование систем машин для лесозаготовок и лесовосстановления на склонах в условиях криолитозоны» // Проблемы и перспективы повышения эффективности землепользования в криолитозоне: сб. науч. ст. Всерос. науч.-практ. конф. в рамках мероприятий, приуроченных к 5-летию факультета лесного комплекса и землеустройства. Якутск: АГАТУ, 2024. С. 71–91. 

  5. Григорьев И.В., Хитров Е.Г., Никифорова А.И., Григорьева О.И., Куницкая О.А. Определение энергоемкости продуктов лесопользования в рамках методики оценки экологической эффективности лесопользования // Вестн. Тамбовск. Ун-та. Сер.: Естеств. и технич. науки. 2014. Т. 19, № 5. С. 1499–1502. 

  6. Григорьев И.В., Цыгарова М.В., Жукова А.И., Лепилин Д.В., Есин Г.Ю. Планирование эксперимента при исследовании взаимодействия трелевочной системы с волоком // Вестн. Марийск. гос. техн. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2011. № 2. С. 47–54. 

  7. Дмитриева М.Н., Григорьев И.В., Лухминский В.А., Казаков Д.П., Хахина А.М. Экспериментальные исследования конусного индекса и физико-механических свойств заболоченного грунта // Лесотехн. журн. 2017. Т. 7, № 4(28). С. 167–174. https://doi.org/10.12737/article_5a3cf319776618.56331070

  8. Калистратов А.В., Никифорова А.И., Рудов М.Е., Хахина А.М. Влияние свойств лесного почвогрунта на процесс его уплотнения // Воронежск. науч.-техн. вестн. 2014. Т. 3, № 4(10). С. 94–97. 

  9. Одум Ю. Экология. Т 1. М.: Мир, 1986. 328 с. 

  10. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Жукова А.И. Особенности динамического уплотнения почвы при ее циклическом нагружении // Актуальн. проблемы соврем. науки. 2006. № 3(29). С. 301–309. 

  11. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Жукова А.И. Оценка процессов деформирования почвы при циклическом уплотнении // Изв. вузов. Лесн. журн. 2008. № 4. С. 45–51. 

  12. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Жукова А.И., Иванов В.А. Исследование механических процессов циклического уплотнения почвогрунта при динамических нагрузках // Вестн. КрасГАУ. 2008. № 1. С. 163–175. 

  13. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Новиков М.С., Гурьев А.Ю., Дьяченко В.М. Геотехнические факторы лесосечных работ в условиях Крайнего Севера // Современные проблемы развития Европейского Севера – 2025: материалы Всерос. науч.-практ. конф. Ухта: Ухтинск. гос. техн. ун-т, 2025. С. 59–62. 

  14. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Новиков М.С., Перфильев П.Н., Друзьянова В.П., Макуев В.А. Особенности взаимодействия движителя лесной машины при маневрировании на склоне криолитозоны при циклических нагрузках // Resources and Technology. 2025. Т. 22, № 2. С. 128–148. https://doi.org/10.15393/j2.art.2025.8603

  15. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Рудов С.Е., Жукова А.И. Модель процесса циклического уплотнения грунта в полосах, прилегающих к трелевочному волоку // Вестн. КрасГАУ. 2010. № 2(41). С. 8–14. 

  16. Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Савченко С.И., Тихонов Е.А., Ревяко С.И., Перфильев П.Н. Влияние маневрирования движителя колесной лесной машины на ее проходимость в сложных геотехнических условиях // Лесотехн. журн. 2025. Т. 15, № 3(59). С. 228–244. https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2025.3/15

  17. Шапиро В.Я., Новиков М.С., Григорьев И.В., Перфильев П.Н., Стородубцева Т.Н., Калита А.Ю. Теоретическое обоснование типизации природно-производственных условий рубок лесных насаждений на склонах на многолетней мерзлоте // Вестн. Поволжск. гос. технол. ун-та. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. 2025. № 3(67). С. 70–82. https://doi.org/10.25686/2306-2827.2025.3.70

  18. Шапиро В.Я., Новиков М.С., Григорьев И.В., Перфильев П.Н., Тихонов Е.А., Друзьянова В.П. Оценка работоспособности трасс движения лесных машин на склоне оттаивающего почвогрунта с учетом маневрирования движителя // Хвойные бореал. зоны. 2025. Т. 43, № 2. С. 77–84. https://doi.org/10.53374/1993-0135-2025-2-77-84

  19. Шапиро В.Я., Рыжов Я.А., Григорьев И.В., Тихонов Е.А., Алексеева А.В., Кривоконева Е.Ю. Особенности разрушения оттаивающего почвогрунта на склоне в боковых полосах трасс движения лесных машин // Системы. Методы. Технологии. 2026. № 1(69). С. 129–136. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2026-1-129-136

  20. Шапиро В.Я., Савченко С.И., Григорьев И.В., Тихонов Е.А., Задраускайте Н.О., Калита А.Ю. Обоснование безопасного и устойчивого маневрирования колёсного движителя лесных машин в сложных геотехнических условиях работы // Системы. Методы. Технологии. 2025. № 3(67). С. 148–154. https://doi.org/10.18324/2077-5415-2025-3-148-154

  21. Dobretsov R., Grigorev I., Tikhonov E., Mikheev A., Khakhina A., Storodubtseva T., et al. Impulse Control Technology for Improving Steering Control Systems of the Tracked Vehicles. International Review of Automatic Control, 2021, vol. 14, no. 3, pp. 172–178. https://doi.org/10.15866/ireaco.v14i3.20858

  22. Grigorev I., Burgonutdinov A., Makuev V., Tikhonov E., Shvetsova V., Timokhova O., et al. The Theoretical Modeling of the Dynamic Compaction Process of Forest Soil. Mathematical Biosciences and Engineering, 2022, vol. 19, iss. 3, pp. 2935–2949. https://doi.org/10.3934/mbe.2022135

  23. Khakhina A.M., Grigorev I.V., Dolmatov N.P., Makuev V.A., Kruchinin I.N., Storodubtseva T.N., et al. Predicting the Passability of Wheeled Tractors. Mathematical Modelling of Engineering Problems, 2022, vol. 9, no. 5, pp. 1233–1242. https://doi.org/10.18280/mmep.090510

  24. Rudov S.E., Voronova A.M., Chemshikova J.M., Teterevleva E.V., Kruchinin I.N., Dondokov Yu.Zh., et al. Theoretical Approaches to Logging Trail Network Planning: Increasing Efficiency of Forest Machines and Reducing their Negative Impact on Soil and Terrain. Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 2019, vol. 16, iss. 4, pp. 61–75. https://doi.org/10.3233/AJW190049

  25. Zyryanov M., Grigorev I., Medvedev S., Mokhirev A., Egipko S., Perfiliev P., et al. The Experimental Study of Logging Residue Stock on Logging Sites Following Clear-Cutting Using a Sorting Machine System. International Journal of Simulation and Process Modelling, 2023, vol. 20, no. 4, pp. 267–275. https://doi.org/10.1504/ijspm.2023.138578