Взаимодействие малогабаритных лесных машин с почвенно-грунтовой поверхностью
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2026-5-127-140Ключевые слова:
лесные машины, лесные почвогрунты, коэффициент буксования, опорная проходимость, колееобразование, уплотнение почвогрунтов, единичный движительАннотация
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/.
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
Скачивания
Библиографические ссылки
Агейкин Я.С. Проходимость автомобилей. М.: Машиностроение, 1981. 232 с.
Ageikin Ya.S. Passability of Cars. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1981. 232 p. (In Russ.).
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.
Bazarov S.M., Grigorev I.V., Kiselev D.S., Nikiforova A.I., Khakhina A.M. Mathematical Model of Rut Creation in Soils by Wheeled Machines with Elastic Tyres. Science Review, 2012, no. 5, pp. 332–341. (In Russ.).
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.
Grigoryev I.V., Grigoryeva O.I., Nikiforova A.I., Kunitskaya O.A. Substantiation of the Technique for the Forest Management Ecological Efficiency Estimation. Bulletin of KSAU, 2012, no. 6(69), pp. 72–77. (In Russ.).
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.
Grigorev I.V., Novgorodov D.V., Guryev A.Yu. Results of Work Supported by the Grant of the Russian Science Foundation: “Theoretical and Experimental Justification of Machinery Systems for Logging and Reforestation on Slopes in the Cryolithozone”. Issues and Prospects for Improving Land Mangement Efficiency in the Cryolithozone: Collection of Academic Papers of the All-Russian Scientific and Practical Conference Held as Part of Events Dedicated to the 5th Anniversary of the Faculty of Forestry and Land Management. Yakutsk, ASAU Publ., 2024, pp. 71–91. (In Russ.).
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.
Grigoryev I.V., Khitrov E.G., Nikiforova A.I., Grigoryeva O.I., Kunitskaya O.A. Determination of Energy Intensity of Forest Products within Methodology for Assessing Eco-Efficiency of Forest Management. Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences, 2014, vol. 19, no. 5, pp. 1499–1502. (In Russ.).
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.
Grigoriev I.V., Tsygarova M.V., Zhukova A.I., Lepilin D.V., Yesin G.Yu. Design of Experiment in the Research of Interaction of Logging System With Logway. Bulletin of the Mari State Technical University. Series: Forest. Ecology. Nature Management, 2011, no. 2, pp. 47–54. (In Russ.).
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.
Dmitrieva M.N., Grigorev I.V., Luhminskiy V.A., Kazakov D.P., Khakhina A.M. Experimental Studies of the Cone Index Mechanical Properties of Weak Peatland Soils. Forestry Engineering Journal, 2017, vol. 7, no. 4(28), pp. 167–174. (In Russ.). https://doi.org/10.12737/article_5a3cf319776618.56331070
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.
Kalistratov A.V., Nikiforova A.I., Rudov M.E., Khakhina A.M. Influence of Forest Soil Properties on Soil Compaction. Voronezh Scientific and Technical Bulletin, 2014, vol. 3, no. 4(10), pp. 94–97. (In Russ.).
Одум Ю. Экология. Т 1. М.: Мир, 1986. 328 с.
Odum Yu. Ecology. Vol. 1. Moscow, Mir Publ., 1986. 328 p. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Zhukova A.I. Features of Soil Dynamic Compaction under Cyclic Loading. Aktualnye problemy sovremennoy nauki, 2006, no. 3(29), pp. 301–309. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorjev I.V., Zhukova A.I. Assessment of Soil Deformation Processes under Cyclic Compaction. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2008, no. 4, pp. 45–51. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Zhukova A.I., Ivanov V.A. Investigation of Mechanical Processes of Cyclic Soil Compaction under Dynamic Loads. Bulletin of KSAU, 2008, no. 1, pp. 163–175. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Novikov M.S., Guryev A.Yu., Dyachenko V.M. Geotechnical Factors of Logging Operations in the Far North. Modern Issues of the European North Development – 2025: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Ukhta, USTU Publ., 2025, pp. 59–62. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Novikov M.S., Perfiliev P.N., Druzyanova V.P., Makuyev V.A. Interaction Features of a Forest Vehicle Propulsion when Maneuvering on a Cryolithozone Slope under Cyclic Loads. Resources and Technology, 2025, vol. 22, no. 2, pp. 128–148. (In Russ.). https://doi.org/10.15393/j2.art.2025.8603
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.
Shapiro V.Ya., Grigoryev I.V., Rudov S.Ye., Zhukova A.I. Model of the Soil Cyclic Consolidation Process in the Stripes Adjoining the Logger-Road. Bulletin of KSAU, 2010, no. 2(41), pp. 8–14. (In Russ.).
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.
Shapiro V.Ya., Grigorev I.V., Savchenko S.I., Tikhonov E.A., Revyako S.I., Perfiliev P.N. The effect of Maneuvering the Propulsion of a Wheeled Forestry Vehicle on its Maneuverability in Difficult Geotechnical Conditions. Forestry Engineering Journal, 2025, vol. 15, no. 3(59), pp. 228–244. (In Russ.). https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2025.3/15
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.
Shapiro V.Ya., Novikov M.S., Grigorev I.V., Perfiliev P.N., Storodubtseva T.N., Kalita A.Yu. Theoretical Substantiation of the Typification of Natural and Industrial Conditions of Felling Forest Stands on Slopes on Permafrost. Vestnik of Volga State University of Technology. Series: Forest. Ecology. Nature Management, 2025, no. 3(67), pp. 70–82. (In Russ.). https://doi.org/10.25686/2306-2827.2025.3.70
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.
Shapiro V.Ya., Novikov M.S., Grigorev I.V., Perfiliev P.N., Tikhonov E.A., Druzyano¬va V.P. Assessment of Forest Machine Tracks Operability on the Slope of Thawing Soil Taking into Account Manoeuvring of the Vehicle. Conifers of the boreal area, 2025, vol. 43, no. 2, pp. 77–84. (In Russ.). https://doi.org/10.53374/1993-0135-2025-2-77-84
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.
Shapiro V.Ya., Ryzhov Ya.A., Grigoriev I.V., Tikhonov E.A., Alekseeva A.V., Krivokoneva E.Yu. Features of the Destruction of Thawing Soil on a Slope in the Side Lanes of Forestry Machinery Routes. Systems. Methods. Technologies, 2026, no. 1(69), pp. 129–136. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2026-1-129-136
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.
Shapiro V.Ya., Savchenko S.I., Grigoriev I.V., Tikhonov E.A., Zadrauskaite N.O., Kalita A.Yu. Justification of Safe and Stable Maneuvering of a Forestry Machine Wheeled Propeller in Difficult Geotechnical Operating Conditions. Systems. Methods. Technologies, 2025, no. 3(67), pp. 148–154. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2025-3-148-154
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
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
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
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
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
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Должиков И.С., Хитров Е.Г., Куницкая О.А., Марков О.Б., Египко С.В., Григорьева О.И.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
