Современная практика использования лесных ресурсов переживает серьезный кризис, вызванный в основном узким, специализированным подходом, сфокусированным преимущественно на добыче древесины. Эта односторонняя модель, преобладающая в большинстве мировых и отечественных регионов, влечет за собой ухудшение состояния лесных экосистем, сокращение биологического разнообразия и снижение экологической устойчивости.
В связи с этим вектор развития лесной отрасли должен претерпеть коренные изменения, сместившись от этой, экологически неэффективной, модели к принципам многоцелевого лесопользования. Данный подход направлен на максимальное увеличение полезных функций леса, рассматривая его не только как источник древесины, но и как сложную, самоподдерживающуюся экосистему, предоставляющую широкий спектр ресурсов и услуг.
Многоцелевое использование предполагает комплексный подход, учитывающий все аспекты лесного хозяйства, включая сбор разнообразной недревесной продукции: ягод, грибов, орехов, лекарственных растений, живицы и мхов. Кроме того, он учитывает рекреационную ценность леса (туризм, отдых на природе), его роль в сохранении биоразнообразия, охране водосборных территорий, регулировании климата и предотвращении почвенной эрозии.
Эффективная организация транспортировки лесоматериалов имеет решающее значение, что обусловлено особенностями сырья. Транспортные маршруты должны быть максимально оптимизированы для сокращения времени доставки. Выбор транспортных средств напрямую зависит от типа лесопродукции, расстояния до перерабатывающего предприятия и состояния дорог. Для транспортировки крупных бревен часто используются мощные лесовозы, способные перевозить значительные объемы груза за один рейс.
Однако, в условиях бездорожья или в труднодоступных лесных зонах, использование специальной техники, такой как тракторы или гусеничные транспортеры, может существенно замедлить процесс. В таких ситуациях применение тяжелой техники нецелесообразно. В связи с этим, основные требования к технике для решения подобных задач — это легкость, большой дорожный просвет и широкие колеса с низким и сверхнизким давлением на грунт [1,2].
В процессе создания конструктивного решения трехколесного вездехода был выполнен обзор научных публикаций, целью которого являлось изучение существующих разработок вездеходной и специализированной техники, предназначенной для работы в определенных условиях. В основе исследований лежало детальное изучение особенностей эксплуатации вездеходов, что позволило учесть ключевые требования к их проходимости, управляемости и функциональности [3,4].
Кроме того, осуществлялся анализ и подбор наиболее подходящих материалов и компонентов. При этом принимались во внимание необходимые показатели прочности и массы материалов, используемых при изготовлении вездехода. Итоговая конструктивная схема разработанного вездехода визуально представлена на рис. 1.
Рис. 1 Предлагаемая схема трицикла-вездехода
Устройство включает в себя следующие компоненты: основание 1, силовой агрегат 2, систему передачи мощности, состоящую из фланца 3 и приводного вала 4, промежуточную опору 5, уменьшенный приводной вал 6, редуктор 7, соединительную муфту 8 и конечную передачу 9, рулевое управление 10, вертикальную опору 11, передние демпферы 12, амортизаторы 13, крепежный элемент вертикальной опоры 14, переднее колесо 15, заднее колесо 16, оболочку 17, поддерживающую ножку 18, подрамник задней подвески 19, маятник 20, резервуар для масла 21, соединенный посредством магистрали высокого давления 22 с гидравлическим насосом 23 и распределителем гидравлической жидкости 24, который, в свою очередь, через дополнительную магистраль 25 связан с гидравлическим цилиндром, обеспечивающим подъем и опускание навесного оборудования при помощи верхней продольной штанги 27, шарнирно закрепленной на раме 1 и штоке гидравлического цилиндра 26 через подвижный элемент 28, соединенный с нижней продольной штангой 29 с узлом крепления 30, который связан с проушиной гидравлического цилиндра 26.
Принцип функционирования трицикла-пневмохода заключается в следующем. Мощность, генерируемая силовым агрегатом 2, через фланец 3, соединенный с приводным валом 4, передается через промежуточную опору 5, закрепленную на оболочке 17 с помощью поддерживающей ножки 18, через укороченный приводной вал 6 на редуктор 7, а от него через соединительную муфту 8 на конечную передачу 9.
С корпуса конечной передачи 9 момент передается на задние ведущие колеса 16. В точке контакта задних ведущих колес 16 с поверхностью возникает тангенциальная сила тяги, которая, преодолевая сопротивление, приводит в движение трицикл-пневмоход. Управление вездеходом осуществляется посредством рулевого управления 10, соединенного через вертикальную опору 11 с передним колесом 15.
Во время движения трицикла (рисунок 3) по пересеченной местности сила реакции от взаимодействия переднего колеса 15 с препятствиями передается через вертикальную опору 11 на крепежный элемент вертикальной опоры 14, соединенный через опоры с проушинами передних демпферов 12. При этом упругое шарнирное соединение переднего колеса 15 с вертикальной опорой 11 позволяет уменьшить величину ударной нагрузки.
При столкновении задних ведущих колес 16 с препятствием ударная нагрузка передается на подрамник задней подвески 19, шарнирно соединенной через маятник 20 с рамой 1. Соединение амортизаторов 13 с подрамником задней подвески 19 и маятником 20 позволяет снизить величину сил реакции от воздействия препятствия на несущие элементы конструкции трицикла-пневмохода.
При использовании трицикла-пневмохода с дополнительным оборудованием для его активации приводится в действие гидравлический насос 23, создающий повышенное давление в магистрали высокого давления 22 за счет подачи масла из резервуара 21. Далее созданное давление по магистрали высокого давления 22 поступает в распределитель 24 и через дополнительную магистраль 25 направляется в гидравлический цилиндр 26.
От воздействия напора масла на шток силового гидроцилиндра 26 он приводит в действие верхнюю продольную тягу 27, которая через подвижный раскос 28 перемещает нижнюю продольную тягу 29 с навесным узлом 30 в рабочее положение навешиваемого оборудование.
В сравнении с другими моделями, уникальная структура этого трехколесного пневмохода на шинах с низким давлением дает возможность присоединять к нему различное навесное оборудование. Конструкция этого вездеходного трицикла разработана с расчетом на перевозку как грузов, так и людей, что позволяет лесным патрулям использовать его не только для выявления, но и для ликвидации возникающих пожаров [6,7].
Технически, трицикл-вездеход снабжен шинами низкого давления, поскольку этот тип транспортных средств характеризуется повышенной прочностью и безотказностью. Более того, именно такие шины позволяют вездеходу перемещаться по пересеченной местности и преодолевать участки с затрудненным проходом [8]. Для безопасного подъема и предотвращения скатывания на крутых склонах предусмотрены тормозные механизмы, установленные на задней оси.
Литература:
1. Фокин, С. В. О технических средствах противопожарного маршрутного патрулирования / С. В. Фокин, А. В. Чугошкина // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2015. — Т. 3, № 8–3(19–3). — С. 28–31.
2. Есков, Д. В. Ресурсосберегающие технологии при проектировании лесных грунтометательных машин / Д. В. Есков, С. В. Фокин, Д. В. Цыбаев [и др.] // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2014. — Т. 2, № 3–4(8–4). — С. 62–65.
3. Фокин, С. В. Технические средства, применяемые при очистке вырубок от отходов лесосечных работ / С. В. Фокин, А. В. Храмченко // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2015. — Т. 3, № 9–2(20–2). — С. 280–283.
4. Фокин, С. В. О применении малогабаритной техники в лесном хозяйстве / С. В. Фокин, А. В. Чугошкина // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2015. — Т. 3, № 9–3(20–3). — С. 235–238.
5. Фокин, С. В. Применение малогабаритной техники при сборе и вывозе с вырубок среднего Поволжья отходов лесосечных работ / С. В. Фокин, А. В. Чугошкина // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. — 2015. — Т. 3, № 9–2(20–2). — С. 283–287.
6. Фокин, С. В. Теоретическое обоснование основных конструктивно-технологических параметров устройства для измельчения порубочных остатков / С. В. Фокин, А. С. Бурлаков // Инновационная деятельность. — 2011. — № 4–1(17). — С. 123–130.
7. Фокин, С. В. О перспективных технических средствах для ведения агролесомелиоративных мероприятий / С. В. Фокин, А. Н. Фетяев, О. Н. Шпортько // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 2–1. — С. 158.
8. Фокин, С. В. Способы транспортирования щепы из рубительных машин / С. В. Фокин, О. А. Фомина // Научная жизнь. — 2018. — № 2. — С. 10–15.
