Статья: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ (2026)

Разработка концепции природоподобных технологий в России применительно к лесному комплексу требует формирования научно обоснованного набора природных аналогов производственных процессов, способствующих адаптации лесов разных регионов к изменениям климата. Для УрФО данная задача особенно важна ввиду значительных антропогенных воздействий. Рассмотренный подход основан на воспроизведении естественных циклов обновления насаждений путем внедрения рубок и технологий, учитывающих специфику каждого конкретного участка леса. В качестве технологических альтернатив для реализации комплекса рубок, имитирующих естественных природные процессы, рассмотрены варианты с вывозкой древесины в виде сортиментов с применением моторных пил и мини-трактора; валочно-пакетирующей машины и процессора; харвестера и форвардера. Эти технологии позволят, наряду с заготовкой древесины в спелых и перестойных древостоях, выполнять рубки ухода; вовлекать в рубку лесные участки с относительно небольшим объемом заготовки. Показана возможность оценить уровень углеродного следа систем технологических машин.

В статье рассматриваются перспективы импортозамещения лесозаготовительной техники и оборудования, а также запасных частей к ним в условиях международных санкций на примере критического узла пеллетного пресс-гранулятора. Предметом исследования выступает долговечность опор качения (подшипников) прессующих роликов, а целью является повышение эффективности работы пеллетного пресс-гранулятора. В условиях, когда свыше 90 % поставокк лесозаготовительной техники в России импортные, обеспечение надежности отечественных аналогов ключевых компонентов становится стратегической задачей. Методология работы включает стандартизированный расчет опор качения на долговечность, анализ параметров процесса гранулирования и прогнозирование срока службы через мониторинг нагрузки на главный двигатель. Результаты расчетов показали, что при учете только радиальных нагрузок ресурс подшипника составляет 2722,5 ч, что коррелирует с опытом эксплуатации оригинальных импортных узлов. Однако комплексный учет осевых нагрузок, характерных для реальной работы, приводит к значительному снижению расчетной долговечности – до 1377 ч, что объясняет быстрый выход из строя некоторых аналогов. На основе анализа сырьевых и производственных факторов обоснованы оптимальные режимы эксплуатации пресса. Практическая значимость работы заключается в предложенной методике прогнозного мониторинга остаточного ресурса подшипников в реальном времени через нагрузку на главный двигатель. Внедрение этого подхода позволит перейти к планово-предупредительному обслуживанию, сократив издержки на внеплановые ремонты и простои. Выводы исследования подчеркивают необходимость полного учета всех видов эксплуатационных нагрузок при проектировании, выборе и эксплуатации отечественных комплектующих для достижения требуемой надежности.

Обязательное вовлечение в переработку вторичных древесных ресурсов – современная тенденция, имеющая не только декларативный характер, но и подкрепленная принятыми федеральными законами. Помимо задачи снижения негативного экологического влияния, такая переработка позволяет повысить полезный выход готовой продукции, увеличить рентабельность лесопромышленного производства. Строительные материалы в виде древесно-минеральных композитов, изготовленных из вторичных древесных ресурсов, позволяют не только утилизировать опилки или щепу, но и получить доступный высокоэффективный конструкционно-теплоизоляционный материал. Для повышения теплоизоляционных показателей такой материал должен иметь низкую плотность, что чаще всего снижает прочностные показатели. Кавитационная обработка древесного сырья позволяет увеличить площадь активного контактного взаимодействия древесины и вяжущего материала, существенно повышает прочность композита. В работе исследованы физико-механические свойства (плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость) древесно-минерального композита, изготовленного на основе кавитированных древесных опилок и портландцемента. Такая подготовка древесного сырья позволяет увеличить прочность опилкобетона. Прочность опилкобетона при доле цемента в 50 и 67 % превысила конкурирующую величину для арболита в 5,4 и в 8 раз при лучших показателях теплопроводности – 0,161 Вт/(м2·°С) и 0,18 Вт/(м2·°С). Кавитационная обработка древесного сырья исключает влияние «цементных ядов» – водорастворимых веществ, содержащихся в клетках древесины. Морозостойкость полученного материала (при проверке по ГОСТ 31359–2007) соответствует показателю F35, что позволяет использовать его в качестве стенового материала даже без мер вторичной защиты в виде облицовочных или защитных слоев.

Статья посвящена актуальной проблеме повышения экономической эффективности лесозаготовительных процессов. Основное внимание уделено оптимизации схем раскроя хлыстов, которые не всегда учитывают индивидуальные особенности стволов. Это приводит к потерям ценной древесины и снижению рентабельности. Основная задача – разработать и протестировать методику оптимизации схем раскроя, которая позволит увеличить полезный выход качественных сортиментов. Созданная методика учитывает индивидуальные характеристики стволов, такие как диаметр и длина, что позволяет минимизировать потери и увеличить выход сортиментов, а также требования заказчика на готовую продукцию за счет применения таблиц значимости сортиментов различных типов продукции. Разработана математическая модель, описывающая процесс раскроя хлыстов с учетом всех значимых факторов. На основе этой модели создана методика, включающая алгоритмы и программные инструменты для автоматического расчета оптимальных схем раскроя. Сравнение классического метода динамического программирования А. С. Ледяевой с разработанной методикой показало значительное повышение эффективности: средний прирост объема продукции – 19,3 %, прирост коэффициента использования длины хлыста – 9,4 %. Результаты исследования могут быть полезны для специалистов лесной промышленности, инженеров, проектировщиков лесозаготовительного оборудования и исследователей в области математического моделирования и оптимизации. Внедрение предложенной методики позволит повысить конкурентоспособность предприятий лесной отрасли, улучшить экологическую ситуацию и рационально использовать природные ресурсы.

Работа посвящена совершенствованию лесосечных работ, в частности технологическим схемам работы форвардера. На основании подробного анализа технологий выявлена проблема низкой эффективности работы форвардера во всем многообразии условий и различных требований к технологиям лесозаготовок. Также анализ и научных публикаций показывает, что эта проблема осталась без должного внимания ученых, а в имеющихся исследованиях осталась недостаточно решенной. В работе показана основная тому причина – несистемный подход к ее изучению, а в большей степени фрагментарный. На основании вышеизложенного была определена цель исследований, которая заключалась в разработке технологических схем работы форвардера с учетом всех основных влияющих факторов, условий и требований. При этом решались следующие задачи: 1) на основании анализа технологий и исследований определить все основные влияющие факторы, условия, различные требования, которые необходимо учитывать при создании технологических схем работы форвардера; 2) разработать теоретический подход комплексного решения проблемы; 3) разработать технологические схемы работы форвардера с учетом всего многообразия факторов. Практическим результатом явились предложенные схемы, которые могут быть рекомендованы для использования в практике лесосечных работ.

Приведены результаты исследования взаимосвязи различных по крупности деревьев с состоянием березовых насаждений экопарка «Затюменский» г. Тюмени. Установлено, что на долю мелких по диаметру деревьев приходится 13–30 % общего количества деревьев на пробных площадях. При этом запас таких деревьев не превышает 11 % от общего запаса. По показателям санитарного и относительного жизненного состояния мелкие по диаметру деревья в большинстве случаев характеризуются как сильно ослабленные, отмирающие и биологически неустойчивые, при этом крупные и средние по диаметру деревья – как здоровые или ослабленные, но биологически устойчивые. На средние показатели общего состояния древостоя оказывает значительное отрицательное влияние наличие мелких по диаметру деревьев, в большинстве своем сильно ослабленных и отмирающих. Приведены результаты исследования оценки достоверности использования комплексного оценочного показателя и относительной высоты в определении состояния березовых древостоев защитного назначения (на примере экопарка «Затюменский»). Между рассматриваемыми показателями состояния и диаметром деревьев получена статистически достоверная взаимосвязь, которая подтверждается высоким коэффициентом (R2 = 0,97…0,98). Доказано, что ослабленные и отмирающие по состоянию деревья в одновозрастных березовых древостоях экопарка с соответствующими значениями КОП и H/D в большинстве случаев характеризуются мелкой категорией по диаметру (ступень толщины 12–14 см). Отмечено, что на снижение устойчивости исследуемых древостоев по значению показателя напряженности роста существенно влияет количество деревьев с высокими показателями КОП. Предложен ряд лесохозяйственных мероприятий для повышения биологической устойчивости, рекреационной привлекательности и защитных функций исследуемых сосняков.

В настоящее время в г. Екатеринбурге проводится комплексное благоустройство прибрежных территорий вдоль р. Исеть на отрезке от Верх-Исетского водохранилища до Нижне-Исетского пруда. В процессе реконструкции предусматривается полная трансформация не только рельефа, но и растительности береговой зоны. В статье представлены результаты сравнительного анализа насаждений, существовавших до реконструкции и предлагаемых в проекте бюро «АРТ-ХАУС» на участке от ул. Лоцмановых до ул. Плотников. Проанализированы основные характеристики древесных растений. Особое внимание уделено морозостойкости и зимостойкости видов растений и их пространственной организации. Определено, что в результате реализации проекта произойдет полная замена ассортимента, лишь три вида (Fraxinus pennsylvanica Marshall, Betula pubescens Ehrh, Salix fragilis L.) являются общими для обоих списков. В проекте снижается количество деревьев первой величины – они будут заменены деревьями второй величины. После реконструкции в посадках появятся почти 17 тыс. кустарников, из которых будут сформированы живые изгороди. Установлено, что по всем классификациям состав рекомендован для данной климатической зоны. Среди проектируемых древесных видов наибольший процент по числу стволов занимают Acer tataricum subsp. Ginnala, Tilia cordata Mill. и Malus baccata L., что составит около 20 % от общего количества. Из кустарников в большом количестве будут высажены Ribes alpinum L. (48 %) и Spiraea japonica Goldfl ame (26 %). Из-за конструкции, предложенной в проекте, изменится пространственная структура посадок, что, возможно, вызовет снижение ветрозащитной функции, что повлияет также на комфортность нахождения посетителей на территории.

Статья посвящена комплексной оценке состояния деревьев рода Populus L. в условиях антропогенной нагрузки в Москве. Были сравнены две крупные магистрали с разной интенсивностью антропогенного воздействия: придорожные посадки вдоль Подольского шоссе с высокой автомобильной нагрузкой и насаждения вдоль Загородного шоссе, где дополнительным стресс-фактором является трамвайное движение и регулярная обрезка. Исследуется ответная реакция тополей, проявляющаяся в изменении радиального прироста, анатомического строения плотности древесины и ее физико-механических свойств, определяющих устойчивость к механическим нагрузкам. Полевые исследования включали в себя сбор морфометрических показателей, а также для оценки структуры плотности древесины использовался современный неинвазивный метод инструментальной диагностики импульсной томографии с помощью прибора Arbotom. Выборка составила 95 деревьев рода Populus L. Были получены объективные количественные данные о внутреннем состоянии древесины, которые были интерпретированы по новому методу обработки томограммы. Данный метод включал в себя подсчет цветовых секторов с дальнейшим переводом в процентное соотношение для составления индексной оценки. Использовано два индекса: здоровья ствола и критического повреждения. Такой подход позволит перейти от субъективных визуальных оценок к точной классификации деревьев по степени опасности. Исследование также подтверждает, что регулярная омолаживающая обрезка в городских условиях, вопреки распространенным опасениям, не ухудшает состояние древесины и должна рассматриваться как необходимый элемент в городском управлении зелеными насаждениями. Городская среда станет более безопасной, а возрастные деревья получат должное внимание.

На основе материалов лесоустройства и натурных обследований выполнено распределение насаждений ореха грецкого (Juglans regia L.) на примере Ачинского лесхоза Республики Кыргызстан. Установлено, что на долю насаждений ореха грецкого приходится 606 га, или 11,2 % общей покрытой лесной растительностью площади. Указанные насаждения характеризуются средним классом бонитета II, 4, при этом на долю насаждений II класса бонитета приходится 372 га (61,4 %), а на долю насаждений III класса бонитета – 231 га (38,1 %) общей площади насаждений грецкого ореха. Насаждения ореха грецкого произрастают в интервале высот от 1001 до 1800 м над уровнем моря. При этом 48 % из них приходится на интервал высот 1401–1600 и 40 % – на интервал высот 1201–1400 м над уровнем моря. Указанные насаждения предпочитают склоны северной экспозиции (40,3 %), при этом 17,7 % из них произрастает на склонах крутизной 21–30°. На склонах северо-восточной экспозиции произрастает 25,2 % насаждений ореха грецкого, при этом большинство из них (62,1 %) приходится на склоны крутизной 11–20°. Данные о распределении насаждений ореха грецкого в зависимости от высоты над уровнем моря, крутизны и экспозиции склонов можно использовать при создании новых насаждений данной породы на месте производных кустарниковых зарослей.

В работе приведены результаты изучения закономерностей строения по диаметру елово-березовых молодняков вторичных генераций, произрастающих в Северо-таежном районе Архангельской области. Для проведения исследования использованы материалы пробных площадей, заложенных в елово-березовых молодняках, пройденных рубками ухода (прочистки) в соответствии с лесоводственными требованиями. Целью исследования являлась оценка структурных изменений насаждений и разработка модельных инструментов для оптимизации дифференциации деревьев при назначении в рубку. Установлено, что проведение рубок ухода с интенсивностью 38–40 % по количеству деревьев приводит к статистически достоверному (по критерию Колмогорова – Смирнова) изменению строения древостоев по диаметру. При этом достигается целевое изменение состава в пользу ели при полном сохранении ее текущего запаса. На основе данных перечета деревьев построены регрессионные модели связи диаметра у шейки корня с диаметром на высоте 1,3 м, высоты с диаметром. Полученные ряды распределения числа деревьев березы по градациям диаметра и их модели отражают продолжающиеся процессы дифференциации деревьев в результате ослабления внутривидовой и межвидовой конкуренции после проведения лесохозяйственных мероприятий. Результаты исследования позволяют разработать научно обоснованные подходы к назначению рубок ухода в еловоберезовых молодняках с различным средним диаметром древостоя для Северо-таежного лесного района, а также могут быть использованы для повышения лесоводственной эффективности лесохозяйственных мероприятий и качества устойчивого лесоуправления.

Представлены данные по динамике поступления опада под полог ельника смешанного состава. Объект исследования – высокопродуктивный разновозрастный ельник кисличного типа леса. Для учета опада использовали квадратные опадоуловители размером 1 × 1 м в количестве 10 шт. Массу опада определяли один раз в месяц, исключая зимние месяцы. После сушки и взвешивания общая масса опада из каждого опадоуловителя разделялась на отдельные фракции, которые также взвешивались. Показано, что состав фракций опада изменяется по сезонам года существенным образом. Количество опада зависит от парцеллы – состава и структуры древесного яруса и других компонентов фитоценоза. Максимальное количество опада приходится на елово-кисличную и мертвопокровные парцеллы – около 54 % всего органического вещества. В опаде любого сезона преобладает хвоя ели, доля которой составляет более 77 % от общего объема. Размах варьирования доли хвои в составе опада небольшой – от 53 до 84 % в зависимости от сезона года. Мелкие сухие ветки привносят в годовой опад около 9 % с размахом варьирования по месяцам от 4 до 15 %. Выявлено два пика в сезонной динамике опада в данном ельнике – май и сентябрь-октябрь. Установлено, что более 65 % годовой массы опада приходится именно на эти три месяца. Полученные данные можно использовать для составления баланса органической массы и оценки запасов углерода любой лесной экосистемы с аналогичными характеристиками.

На основании 25 пробных площадей, заложенных в лесных культурах сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и ели сибирской (Picea obovate Ledeb.) в Нижне-Тагильском лесничестве, территория которого относится к Средне-Уральскому таежному лесному району, проанализирована приживаемость и сохранность создаваемых искусственных насаждений в зависимости от сезона и технологии создания. Установлено, что сезон создания лесных культур не оказывает существенного влияния на приживаемость и сохранность сеянцев. Лучшей сохранностью характеризуются лесные культуры, созданные сеянцами с закрытой корневой системой (ЗКС). Однако без самосева сосны обыкновенной густота посадки является недостаточной для перевода лесных культур в покрытые лесной растительностью земли. Все созданные лесные культуры нуждаются в дополнении, за исключением смешанных лесных культур, созданных сеянцами сосны и ели с ЗКС. Приживаемость лесных культур, созданных посевом, значительно ниже таковой в лесных культурах, созданных посадкой сеянцев. Приживаемость и сохранность сеянцев ели несколько выше, чем у сеянцев сосны при аналогичных сроках посадки. При использовании сеянцев с открытой корневой системой (ОКС) большое влияние на приживаемость оказывают погодные условия, в частности высокие температуры воздуха и недостаток осадков.

В результате проведенных исследований дана оценка состояния лесных насаждений, представленных кедровниками зеленомошной и сфагновой группы, произрастающих в границах особо охраняемой природной территории памятник природы регионального значения «Тундринский кедровый бор». Объект исследования расположен в окрестностях села Тундрино Сургутского муниципального района ХМАО-Югры в границах Сургутского лесничества. Памятник природы образован на территории кедровника припоселкового типа, сформированного местным населением из коренного насаждения во второй половине XIX в. В настоящее время кедровники являются чистыми по составу и характеризуются высокими полнотами и запасами древесины. Установлено, что кедровые насаждения на территории бора оцениваются сильно ослабленным санитарным состоянием. Основными факторами воздействия на кедровые насаждения являются заготовка пищевых лесных ресурсов (орехов, грибов и ягод) и рекреация. Существенное влияние на состояние бора оказала применявшаяся в историческом прошлом заготовка орехов с помощью околота растущих деревьев кедра. В наиболее урожайных насаждениях доля поврежденных колотом деревьев кедра превышает 90 %. В статье также приведен анализ проблем правового регулирования заготовки пищевых лесных ресурсов и установления нормативов допустимого ежегодного объема сбора кедрового ореха в целях сохранения устойчивости кедровых лесов региона.

В работе представлены результаты исследования особенностей естественного возобновления ели европейской и сосны обыкновенной под пологом материнских древостоев в нескольких участковых лесничествах Гатчинского лесничества Ленинградской области. Представлен анализ процесса появления и развития подроста хвойных пород в зависимости от некоторых параметров материнских древостоев. Во внимание принимались еловые древостои с относительной полнотой от 0,3 до 1,0 и сосновые древостои с относительной полнотой от 0,3 до 0,8. Был проведен анализ следующих параметров взрослых насаждений: тип леса, состав древостоя, относительная полнота, возраст. Результатами исследования стали выводы о показателях материнских древостоев, при которых обеспечивается успешное развитие подроста сосны обыкновенной и ели европейской с численностью, достаточной для формирования в будущем нового древостоя. Установлено, что подрост ели европейской лучше возобновляется в еловых материнских древостоях черничного типа леса с относительной полнотой от 0,5 до 0,8. Максимальные показатели численности подроста сосны обыкновенной были отмечены в черничном и травяно-сфагновом типах леса, что составило 1,6 и 1,5 тыс. экз./га соответственно. Минимальное количество соснового подроста зафиксировано в осоковом типе леса. При доле ели в составе материнского древостоя, равной 7 ед., была отмечена максимальная численность елового подроста в черничном типе леса – 2,8 тыс. экз./га. Достаточное или близкое к этому значение подроста сосны, необходимое для успешного лесовозобновления (1,4–1,8 тыс. экз./га), встречается в древостоях всех типов леса при доле сосны в составе, равной 10 ед. По результатам исследования было выявлено, что подрост хвойных пород начинал формироваться в возрасте материнских древостоев, равном 30 лет. С ростом возраста древостоя происходило увеличение численности подроста. Итоги работы могут быть полезны в организации неистощительного, непрерывного лесопользования, а также для проектирования мероприятий по сохранению полезных свойств и функций лесов.

Обоснован, апробирован и предложен для промышленного использования способ определения пройденной огнем площади методом засечек. Способ реализуется с использованием беспилотного воздушного судна (БВС) и основывается на геодезическом принципе определения положения неизвестной точки по данным известных координат положения БВС, его высоты полета, угла наклона камеры и расстояния от БВС до наблюдаемой точки. Разработанный способ прошел апробацию в Республике Бурятия и Забайкальском крае. Сравнение точности определения пройденной пожаром площади предлагаемым способом, а также применяемыми в настоящее время способами дешифрирования космических снимков, ортофотопланов и обмером площадей путем обхода по кромке пожара показало отклонение ±2,0 %, что вполне соответствует требованиям лесоучетных работ. Предлагаемый способ может быть использован не только при определении площади гарей, но и при освидетельствовании мест рубок, установлении площади создания лесных культур, лесотипологическом обследовании и т. д.

Осушенные торфяные болота и заброшенные фрезерные торфоразработки как на территории государственного лесного фонда, так и на других категориях земель остаются одним из наиболее пожароопасных типов нарушенных ландшафтов в России. Особую опасность представляют оставшиеся на этих территориях штабели (караваны) фрезерного торфа – рыхлого, хорошо аэрируемого материала, способного к быстрому просыханию и длительному тлению. В работе рассматриваются исторические предпосылки формирования таких объектов, их значение для обеспечения пожарной безопасности осушенных торфяников, подходы к картированию таких штабелей (караванов) с использованием данных дистанционного зондирования Земли и открытых картографических ресурсов, методика консервативной дистанционной оценки запасов торфа в заброшенных караванах и оценка возможных выбросов парниковых газов при их сгорании на основе методик IPCC и национальных нормативов. Обсуждаются влияние таких мер, как обводнение и ликвидация караванов, на снижение пожарной опасности, а также потенциальная экономическая целесообразность вывоза торфа из караванов как одна из мер управления рисками. Намечены направления дальнейших исследований: автоматическое выделение караванов по снимкам сверхвысокого разрешения и натурные обследования их структуры и свойств.

В районе исследований, расположенном на юго-восточном макросклоне горного массива Рай-Из (Полярный Урал, Ямало-Ненецкий автономный округ, Россия), изучены особенности распределения снежного покрова в экотоне верхней границы древесной растительности. На основе данных прямых измерений глубины снега на четырех высотных снегомерных профилях установлены количественные различия в глубине снежного покрова в градиенте высоты местности и густоты древостоя. На участке исследуемой территории с более выраженным мезо- и микрорельефом медианные значения глубины снега достоверно различаются в 2,7–2,9 раза, тогда как на более пологом участке с менее выраженным рельефом – примерно в 1,2–2,3 раза. Варьирование глубины снега в тундре с отдельно стоящими деревьями в 1,5–3,0 раза выше, чем в области лиственничных редин, редколесий и лесов. На слабо облесенных участках исследуемой территории на вершинах бугров и гряд глубина снежного покрова, как правило, находится в интервале 0,10–0,20 м; на наветренных участках этих форм рельефа глубина снега варьирует от 0,5 до 1,5 м, а наибольшей глубины снежный покров достигает на заветренных нижних частях бугров и гряд ‒ от 1,0 до 2,0 м. Деревья выступают препятствием для ветрового переноса снега, формируя за группами деревьев снежные наносы, глубина которых на 0,5–1,0 м больше, чем глубина снежного покрова перед препятствием. Снег обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Негативное влияние низких значений температуры на молодые экземпляры лиственницы сибирской происходит при небольшой глубине снежного покрова, не способного защитить их от действия этого фактора. Второй фактор, негативно влияющий на древесные растения, ‒ снеговая корразия ствола и ветвей, находящихся выше уровня снега. Большие сугробы (2 м и более) также негативно влияют на молодые экземпляры лиственницы из-за позднего освобождения напочвенного покрова от снега, сокращая и без того достаточно короткий вегетационный период. Положительная роль снега обусловлена его защитой от низких температур и снеговой корразии при оптимальной глубине снежного покрова.