Voronezh, Voronezh, Russian Federation
, Russian Federation
The analysis of designs of domestic and foreign ground-throwing machines and conducted research on extinguishing a forest grass-roots fire by throwing soil. It is established that for carrying out high-quality preventive and forest fire works, it is advisable to use technical means that combine active and passive working bodies in their design. This will allow combining the process of pre-treatment of soil and further release of loosened soil in a given direction, as well as significantly increase the efficiency of the technological process of creating mineralized strips. Based on the mathematical model, the working surfaces of the soil-laying machine are represented as a set of elementary triangles with vertex coordinates and the nature of soil movement is studied. The main part of the flying soil (about 70 %) settles in the band from 1.5 to 3.0 m from the border of the machine. However, part of the ground gets a high initial velocity and such an angle of release that it reaches a distance of 20 to 40 m. To study the movement of the elements of the ground-thrower, equations of motion of the mechanical system in the form of Lagrange equations of the second kind are compiled. It was found that when the values of the depth of the casing-Ripper are from 0.25 to 0.3 m, the best indicators of the range of soil discharge and productivity are observed (20 m and 0.07 m3 / s, respectively), and the power consumption is in the permissible range (17 kW). It is concluded that the ground-throwing equipment should be considered only as part of a combined machine that will allow you to remove the forest floor from the path of the unit, preventing its release into the fire zone, and protecting the working bodies of the unit from the root system of trees. The highly efficient design of the unit with technical solutions is proposed, which allows performing work on stopping and localizing fire.
forest fire, ground gun, soil throwing, soil milling, research
ВВЕДЕНИЕ
Борьба с лесными пожарами является одной из первоочередных задач для мировой отрасли лесного хозяйства в рамках сохранения лесного фонда планеты. Статья посвящена развитию научных основ функционирования устройств для метания грунта лесопожарных машин для предупреждения и тушения низовых лесных пожаров. Анализ существующих серийных технических средств, для проведения такого рода работ показывает, что они в недостаточной степени отвечают требованиям по осуществлению технологического процесса создания защитной минерализованной полосы, локализации и ликвидации лесных низовых пожаров
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обоснование способа и параметров функционирования роторно-метательного рабочего органа комбинированного принципа действия, позволяющего осуществлять направленную подачу почвогрунта на разное расстояние путем разделения всей его массы на отдельные объемы, образуя полосу толщиной, достаточной для тушения кромки огня.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Сфера применения грунтометов в лесном хозяйстве заключается в прокладке минерализованных огнезащитных полос как барьеров на пути низовых пожаров и локализации очагов возгораний путем их засыпки грунтом. В исторической ретроспективе первым орудием, которое можно отнести к типу лесопожарных грунтометов, является устройство кузнеца Круглова Л.В. Исполнительным механизмом грунтомета является фрезерный рабочий орган с лопатками-метателями. Для придания потоку грунта нужного направления установлен щит. Привод через вал от ВОМ трактора. Однако такая конструкция не дает возможности прицельно метать грунт и создать широкую полосу почвогрунта, которой было бы достаточно для тушения кромки огня и препятствования перемещению фронта горения.
1. Ivan Mihailovich Bartenev, Sergey Vladimirovich Malyukov, Maxim Alexandrovich Gnusov and Dmitriy Sergeevich Stupnikov, 2018. Study of efficiency of soil-thrower and fire-break majer on the basis of mathematic simulation. International Journal of Mechanical Engineering & Technology (IJMET) - Scopus Indexed. Volume: 9, Issue: 4, Pages:1008-1018.
2. Stupnikov, D.S. Tendencii razvitiya tehnicheskih sredstv dlya tusheniya lesnyh pozharov [Tekst] / D.S. Stupnikov // Lesotehnicheskiy zhurnal. – 2016. – № 2 (22). – S. 135- 140
3. Popikov, P.I. Modelirovanie processa vzaimodeystviya lesnogo diskovogo pluga s pochvoy pri sozdanii protivopozharnyh polos [Tekst] / P.I. Popikov, D.Yu. Druchinin, V.N. Korotkih, S.V. Zimarin, N.A. Sherstyukov, D.S. Stupnikov // ResourcesandTechnology. – 2016. – № 4. – S. 17-31.
4. Stupnikov, D.S. Razrabotka lesopozharnoy gruntometatel'noy mashiny tusheniya [Tekst] / D.S. Stupnikov // Innovacionnye razrabotki molodyh uchenyh Voronezhskoy oblasti na sluzhbu regiona: sb. dok. po mater. region. konfer. stud., aspir. I molodyh uchenyh. – Voronezh, 2015. – S. 219-223.
5. Novoe mobil'noe tehnicheskoe sredstvo dlya profilaktiki i tusheniya lesnyh pozharov [Tekst] / P. E. Goncharov, M. V. Drapalyuk, M. N. Lysych, P. S. Shanin, D. N. Rodionov, A. V. Sharov // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika : sbornik nauchnyh trudov po materialam mezhdunarodnoy zaochnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - Voronezh, 2015. - № 9, ch. 2 (20-2). - S. 22-27.
6. Pat. № 2610815 RF, MPK A62 S 27/00. Lesopozharnaya gruntometatel'naya mashina [Tekst] / I.M. Bartenev, M.V. Drapalyuk, D.S. Stupnikov, D.Yu. Druchinin; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO «VGLTU im. G.F. Morozova». – № 2015125826; zayavl. 29.06.15; opubl. 15.02.17, Byul. № 5 – 9 s.
7. Pat. № 2616021 RF, MPK E02 F 3/18. Lesopozharnayagruntometatel'naya mashina[Tekst] / M.V. Drapalyuk, P.E. Goncharov D.S. Stupnikov, A.V. Sharov; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VO «VGLTU im. G.F. Morozova». – № 2016104672; zayavl. 11.02.16; opubl. 12.04.17, Byul. № 11 – 8 s.
8. Bartenev, I.M. K voprosu o tushenii lesnyh pozharov gruntom [Tekst] / I.M. Bartenev, D.Yu. Druchinin, M.A. Gnusov // Lesotehnicheskiy zhurnal. - 2012. - № 4 (8). - S. 97-101.
9. Bartenev, I.M. Energosberegayuschie i prirodosberegayuschie tehnologii v lesnom komplekse [Tekst] : ucheb. posobie / I.M. Bartenev. – Voronezh: FGBOU VPO «VGLTA», 2014. – 107 s.
10. Gnusov, M.A. Obosnovanie parametrov kombinirovannyh rabochih organov gruntometa dlya prokladki mineralizovannyh polos v lesu [Tekst]: dis…kand.teh.nauk / M.A. Gnusov. – Voronezh, 2014. – 140 s.
11. Gnusov, M.A. Pochvoobrabatyvayuschie orudiya dlya prokladki mineralizovannyh polos, kanav, protivopozharnyh dorog i razryvov [Tekst] / M.A. Gnusov ; nauch. ruk. M.V. Drapalyuk // Aktual'nye napravleniya nauchnyh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika : sbornik nauchnyh trudov po materialam mezhdunarodnoy zaochnoy nauchno-prakticheskoy konferencii / gl. red. V. M. Bugakov ; Fed. gos. byudzhet. obrazovat. uchrezhdenie vyssh. prof. obrazovaniya. – Voronezh, 2013. – № 4 (4). – S. 272-276.
