Каждый год огромные площади лесов вырубаются или гибнут от пожаров, и их восстановление — сложная задача. Один из ключевых этапов этого процесса — осветление лесных культур, то есть удаление лишней растительности, которая мешает молодым деревьям расти. Ручная работа здесь малоэффективна, поэтому команда из Воронежского государственного лесотехнического университета разработала специальный ножевой каток, который делает эту работу быстрее и точнее.
До сих пор в России не было отечественных аналогов таких машин, а импортные не всегда подходят для местных условий. Инженеры решили создать свою модель, которая учитывает особенности российских почв и лесных массивов. Главная задача — правильно рассчитать параметры катка, чтобы он эффективно удалял ненужную растительность, не повреждая молодые деревья и не требуя чрезмерных усилий от трактора.
Сначала была разработана 3D-модель катка в программе автоматизированного проектирования. Затем с помощью сложного программного комплекса «Универсальный механизм 9.1» смоделировали его работу: как он движется, с какой силой давит на почву и как взаимодействует с растительностью. Особое внимание уделили пружинам, которые защищают каток от перегрузок: если они слишком жесткие, машина может повредить грунт или даже «подпрыгнуть» на препятствиях, а если слишком мягкие — не справится с работой.
После компьютерных расчетов инженеры изготовили опытный образец и проверили его в почвенном канале. Датчики измеряли усилия, которые возникают при работе катка, и сравнивали их с результатами моделирования. Оказалось, что реальные данные отличаются от расчетных всего на 23% — это отличный результат для такой сложной системы.
Почему это важно? Ножевой каток — не просто еще одна сельхозмашина. Он помогает быстрее восстанавливать леса, снижая затраты на ручной труд. Кроме того, его можно адаптировать для разных типов почв и растительности, что делает его универсальным инструментом для лесного хозяйства.
Планируется доработать конструкцию, чтобы еще больше повысить ее эффективность. Возможно, в будущем такие катки станут незаменимыми помощниками не только в России, но и за рубежом.
Результаты исследования опубликованы в издании «Известия вузов. Лесной журнал».
Фото: Freepik
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
