Современные отечественные решения для транспортного освоения труднодоступных лесосек
Больше половины лесного фонда Российской Федерации, предназначенного для отведения в рубку, сегодня малодоступно для традиционных систем машин – наземной лесозаготовительной и трелевочной. В связи с невозможностью использования таких территорий с каждым годом увеличивается площадь труднодоступных лесосек.
Это связано и с глобальным изменением климата с сокращением устойчивого зимнего периода с 5–6 до 3–4 месяцев во многих регионах РФ, где лесозаготовка является традиционной, и многократным снижением темпов строительства лесных дорог в последние 15–30 лет.
Во времена СССР это была целая индустрия, в которой лесопромышленные предприятия задействовали почти все виды дорожной техники: экскаваторы, бульдозеры, грейдеры, катки. Локальные карьеры использовались для приготовления песчано-гравийных смесей. В составе подавляющего большинства лесопромышленных предприятий (леспромхозов) были специализированные дорожно-строительные подразделения, укомплектованные подготовленными квалифицированными и мотивированными к эффективному труду инженерными (ИТР) и рабочими кадрами (РП). Было развито изготовление специальных инвентарных колейных покрытий (щитов) для многократного использования при строительстве лесовозных усов. Ученые-дорожники вузов и НИИ активно разрабатывали и внедряли повсеместно новые технологии строительства и профили лесовозных дорог, подбирали оптимальные рецепты минеральных вяжущих составов для укрепления и обеспыливания дорожных покрытий и осуществляли комплексную систему помощи в принятии решений при проектировании и строительстве специальных лесовозных дорог.
Сегодня по ряду причин активная работа в индустрии проектирования и строительства специальных лесовозных дорог не ведется. Лесозаготовители, безусловно, заинтересованы в наличии качественных лесовозных дорог, однако не готовы инвестировать значительные средства в дорожное полотно, предпочитая инвестиции в лесозаготовительную и дорожно-строительную и лесовозную технику, которая, в отличие от лесных дорог, числится на балансе предприятия и является ликвидным активом. Одним из решений могли бы стать пилотные проекты по увеличению срока аренды (от 49 лет) до оборота рубки (60 лет и более) или частные леса, но лесное законодательство и тенденции развития лесного кластера в РФ не предусматривают возможности реализации таких решений. Это, а также неудовлетворительность нынешних требований по лесовосстановлению (низкая приживаемость посадочного материала, недостаточно эффективные с лесохозяйственной точки зрения рубки ухода в молодняках и средневозрастных насаждениях) не позволяет получить лесные насаждения 60–80 лет (оборот рубки) достаточного объема и требуемого породного состава для необходимых инвестиций в интенсивную модель ведения лесного хозяйства, предполагающую повышение качества лесных дорог и густоты дорожной сети и увеличение средней скорости движения лесовозного транспорта по этим дорогам (индикаторы эффективности лесотранспортной логистики).
В экономически доступной зоне дорог общего пользования, а также построенных ранее лесовозных магистралей и веток запасы древесины резко снижаются, что требует решения задач по вовлечению в технологический процесс труднодоступных участков лесосырьевых баз. Кроме того, доступ к таким участкам может быть затруднен из-за наличия таких препятствий, как глубокие овраги, реки, заболоченные участки, сельскохозяйственные угодья, сильный износ дорог из-за неудовлетворительного содержания и ремонта. Все это затрудняет, а в ряде случаев исключает использование любой наземной техники.
Выбор других видов техники ограничен – это может быть вертолетная, аэростатная транспортировка заготовленной древесины или использование наземных трелевочных лебедок и канатных установок различного типа. Альтернативные виды первичного транспорта леса предъявляют повышенные требования к совокупным факторам: квалификации и мотивации персонала, климатическим и рельефным (в том числе почвенно-грунтовым), лесному законодательству, технологии проведения таких работ.
В СССР для наземной трелевки выпускалось больше 10 моделей лебедок, отличающихся по тяговым усилиям от 35 кН (ТЛ-4Д) до 100 кН (ЛЛ-29А), числу барабанов, двигателям и массе. С усилением экологических требований к сохранению поверхности земли, биогумуса, растений и прочего спрос лесозаготовителей на такую технику и технологию значительно сократился, что привело к остановке производства лебедок.
Одним из эффективных решений для освоения традиционной системой машин неудобных лесосек являются канатные трелевочные установки (КТУ) – установки для полуподвесной трелевки с несущим канатом и грузовой кареткой и без них. В настоящее время КТУ такой конструкции активно используются в США, Канаде, Швейцарии, Германии, Австрии, Чехии.
В СССР производили десятки типов и конструкций КТУ, был накоплен большой опыт их использования и подготовки квалифицированных кадров для работы с этими установками. В настоящее время этот опыт утрачен – КТУ и оборудование к ним не производится и не применяется в РФ в промышленном масштабе по ряду причин. В Европе признанным лидером по производству таких установок является австрийская компания Konrad Forsttechnik GmbH. Хорошо зарекомендовали себя чешские самоходные установки компании Larix (Larix-550, Larix-3T, Larix kombi) и прицепные КТУ Taifun производства Словении, по характеристикам они схожи с установками Konrad, но дешевле (при этом нужно отметить, что перечисленные выше модели выпускаются в том числе и с дистанционным управлением, а это значительно снижает трудозатраты и повышает производительность трелевки).
Конструкторское бюро Минского тракторного завода спроектировало и изготовило экспериментальный образец канатной установки марки МТК-431 на базе трактора МТЗ1221, который с 2018 по 2020 годы проходил полевые испытания в типичных природно-производственных условиях лесозаготовительных предприятий Республики Беларусь.
Говорить о производстве таких машин в РФ сегодня преждевременно – отечественной техники для лесозаготовительной отрасли почти не выпускается, поэтому важнее решить вопросы использования зарубежных образцов при освоении труднодоступных лесосек и подготовки эксплуатационщиков и технологов, способных выбрать необходимую модель КТУ и соответствующий технологический процесс и режимы работы для освоения труднодоступных лесосек.
Для обеспечения лесозаготовительной отрасли эффективными отечественными техническими средствами научный и технический поиск может быть направлен на опыт традиционно сильных и устойчивых в РФ отраслей машиностроения, таких как ВПК и нефтегазовый кластер. Лесозаготовители работают в экстремальных условиях, поэтому их требования к технике схожи с предъявляемым к военной и технике для трубопроводов: простота конструкции, надежность, мощность, проходимость.
Одним из предлагаемых на рынке решений для лесной промышленности может стать продукция ПАО «Курганмашзавод», а именно семейство тягово-транспортных машин, основой которого служит универсальное гусеничное шасси 662-сб5.
Шасси, создано на базе узлов серийных машин, выпускаемых ПАО «Курганмашзавод», характеризуется (по данным производителя) высокой надежностью и длительным сроком эксплуатации, трактор оборудован мощным двигателем, гидромеханической трансмиссией, широкими гусеницами и современной электромеханической системой управления, отличается высокими тягово-динамическими характеристиками, низким удельным давлением на грунт, высокой скоростью передвижения, большими тяговыми усилиями и грузоподъемностью и простым управлением. Основные преимущества техники, по мнению производителя, это высокая энергонасыщенность, грузоподъемность, максимальная скорость, способность решать задачи в неблагоприятных природных и климатических условиях, на избыточно увлажненных и заболоченных почвах с низкой несущей способностью, при глубоком снежном покрове, на пересеченной местности. Конечно, указанные преимущества требуют подтверждения при испытаниях такой техники в реальных природно-производственных условиях арендной базы лесозаготовителей России.
На базе универсального гусеничного шасси 662-сб5 возможны разные решения для лесной промышленности: сортиментоподборщик на смешанном колесно-гусеничном ходу, бесчокерный трелевочный трактор или чокерный трелевочный трактор.
В России первичная вывозка древесины в подавляющем большинстве случаев осуществляется техникой с колесным движителем (КС и скиддерами), современная трелевочная техника на гусеничном движителе почти не используется из-за низкой скорости технологических операций (гусеничный движитель существенно уступает колесному по скорости передвижения), сложности текущего технического обслуживания и ремонта в реальных природно-производственных условиях, низкой ремонтопригодности, недостаточной надежности, высоких эксплуатационных затрат (большой удельный расход топлива на один кубометр перевезенных лесоматериалов), недостаточно развитого сервиса и длительного срока поставки запасных частей и расходных материалов.
Однако техника на гусеничном ходу уверенно и безальтернативно зарекомендовала себя в качестве высокопроходимых и эффективных решений для вызволения современных лесных машин при частичном или полном затоплении, в том числе в качестве буксира, а также универсального снегоболотохода.
Для использования на лесозаготовках можно предложить решения, успешно применяющиеся в других сырьевых отраслях промышленности или рекомендованные к применению в экстремальных условиях, например 12-колесный гидромеханический вездеход ТРОМ 20, проходящий комплексные испытания в природно-производственных условиях ПАО «Сургутнефтегаз» (ХМАО – Югра), в том числе в качестве колесного сортиментоподборщика для вывозки древесины в летний период.
Конструкция ТРОМ 20 позволяет установить емкость для воды и гидрант для тушения лесных пожаров, буровое, экскаваторное и другое гидрооборудование весом до 3000 кг с гидропотоком до 250 л/ мин и давлением в системе до 350 атм. Небольшая нагрузка на почву позволяет вездеходу проходить даже по довольно тонкому льду, в случае проламывания ледяного покрова и машина, и оператор остаются в полной безопасности – вездеход встает на плав. Плавающий трактор подходит для круглогодичной и всепогодной эксплуатации и способен перевозить 5 т груза по болотам любых категорий и водоемам, что позволяет применять его в природно-производственных условиях, неудобных для освоения традиционной системой машин (переувлажненных заболоченных лесосеках на грунтах III и IV категории). При этом трактор на 98% выполнен из распространенных деталей российского производства.
В ходе испытаний ТРОМ 20 отмечаются отдельные недочеты, например неустойчивая проходимость в связи с несрабатыванием некоторых блокировок и недостаточной тяги на заболоченных участках. Наряду с этим для вызволения из труднодоступных переувлажненных заболоченных мест застрявшей машины достаточно буксировки другим подобным вездеходом без необходимости, как в случае с тяжелой техникой, окапывания и буксировки с помощью тяжелой гусеничной либо колесной вездеходной техники.
При развитии проекта следует проработать вопросы нишевого позиционирования продукта на рынке, повышения моторесурса, комфорта оператора, ремонтопригодности, финансовых инструментов для потенциальных потребителей, систем контроля-управления-измерения, возможностей и режимов работы (в том числе проходимости), развития дилерской сети в РФ. Важно, что эволюция проекта и расширение модельного ряда, а также активные испытания в различных природно-производственных условиях России с целью усовершенствования продолжаются.
Текст:
Владимир Кацадзе, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ
Федор Свойкин, канд. техн. наук, доцент кафедры технологических, транспортных машин и оборудования СЛИ
Владимир Свойкин, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой технологических, транспортных машин и оборудования СЛИ
Сергей Угрюмов, д-р техн. наук, профессор кафедры технологических процессов и машин лесного комплекса СПбГЛТУ
