RU2657874C1 - Способ заготовки древесины - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к заготовке деревьев с использованием вертолета. При подлете к дереву вертолет захватывает вершину. Спиливающее устройство (5) по наводке оператора перемещается к стволу дерева. Вертолет перемещают так, чтобы ось винта была по оси дерева. Дерево спиливают и с помощью вертолета доставляют древесину к перерабатывающему мобильному комплексу, где происходит ее полная переработка. Готовую продукцию вывозят к потребителю наземным транспортом. Повышается экологичность лесоразработок. 7 ил.

Description

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для заготовки деревьев с использованием летательного аппарата, преимущественно вертолета, и может быть использовано при лесозаготовительных работах в труднодоступных и отдаленных районах и в гористой местности с крутыми склонами, с исключением прокладывания дорог для наземного транспорта.

Вертолетная индустрия выпускает большое разнообразие вертолетов для военных, гражданских организаций и выполнения различных задач: выполнения боевых задач, перевозки пассажиров, грузов. Но есть область, которая очень мало используется вертолетами, и этой областью является лесодобывающая промышленность. В настоящее время лесопромышленный комплекс России, в особенности Архангельский, Дальневосточный регионы, сталкивается с рядом проблем следующего характера: основной запас спелой и качественной древесины находится на труднодоступных или запретных территориях, где традиционная техника не в состоянии вести заготовку древесины, либо выполняет ее с большими затратами из-за недоступности некоторых лесосек для наземного транспорта и с явным экологическим несоответствием.

Применение воздушной трелевки с использованием вертолета наглядно показало и доказало всем эффективность воздушного транспорта в процессе лесозаготовок. Но технологическая и лесоводственная эффективность сочетается с высокой себестоимостью заготовленной древесины, при которой даже заготовка ценных пород древесины становится не рентабельной.

В современных условиях развития техники очень важно найти технологию, которая имела бы все преимущества воздушной трелевки и обеспечивала при этом необходимый уровень рентабельности лесозаготовок, не уничтожения подроста леса, не нарушая почвенного покрова, обеспечивала самовосстановление высококачественного леса после вырубки и препятствовала возникновению пожаров.

С этими задачами мог бы справиться настоящий способ.

Наиболее близкие технические решения отражены в патентах Российской Федерации на изобретения №2096948, №2127513, №2503562, №2512167, №2512190.

За прототип принят патент на изобретение №2127513 Российской Федерации, недостатком которого является применение захватного устройства для трелевки без возможности самостоятельной заготовки.

Целью настоящего способа является высокая экологичность лесоразработок, отвечающая всем требованиям, ведение лесоразработок с ограниченным использованием дорог, в недоступной местности и в горах, на большом удалении от дорог и населенных пунктов, не нарушая почвенного покрова и подроста леса, уменьшение количества пожаров, лесозаготовка качественного и зрелого леса, переработка сырья до уровня полуфабриката высокого качества на месте. Предложенный способ исключит нелегальную вырубку леса. Восстановление леса после лесозаготовок будет происходить естественным путем, без вмешательства человека. При внедрении настоящего способа необходимость в дорогах отпадет.

Россия является самой большой страной в мире по площади и выводит ее в статус великой державы. Наше государство имеет богатые природные ресурсы, что и отличает ее от других стран. Это: нефть, газ, уголь и много, много другого. И сама территория, то есть земля одарена таким природным источником, как лес, который занимает ведущее место в мире по своему запасу и количеству. Лес - это огромная среда обитания для человека, где он может просто проводить свое свободное время и этим довольствоваться ради своего благополучия. Роль леса еще и заключается в таком свойстве, как экологическое равновесие в природе, и является регулятором газообмена. Человек всегда был в лесу и не хочет из него выходить. Лес обеспечивает население древесиной в качестве топлива и сырья, строительными материалами т.д. и где ведется хозяйственная деятельность. В старину на Руси говорили: «Рядом с лесом жить - голодному не быть. Лес - богаче царя. Лес не только волка, но и мужика досыта кормит». Лес является самым производительным из всех типов растительного покрова. И как наиболее производительная система должен максимально обеспечивать удовлетворение потребностей населения. Принятие Лесного кодекса РФ 2006 года привело к тому, что существовавшая ранее система сбора информации о состоянии лесов России (лесоустройство) оказалась разрушенной, а новые системы сбора и обработки этой информации (государственная инвентаризация лесов, лесной реестр) так и не были доведены до сколько-нибудь рабочего состояния, и пока этого не предвидится. Само государство попросту уничтожает лес. Ежегодный ущерб от незаконной вырубки леса превышает 10 млрд руб. Реформы экологического и лесного законодательства последних десяти лет не навели порядка в лесу, а даже наоборот, привели к бездумному и разорительному использованию лесов. Сокращена общая численность работающих, прежде всего исследователей. Численность научных сотрудников в федеральных учреждениях лесного профиля снизилась в пять раз и составляет в настоящее время около 600 исследователей. Необходимо следить за лесом, соблюдать лесовосстановительную работу. Это одна из самых важных задач лесного хозяйства. Лесовосстановление имеет позитивные последствия не только для экономической безопасности страны, но и для улучшения экологической обстановки. Лес сегодня у нас в стране вырубается довольно в крупном масштабе. Россия является мировым лидером по вырубке леса. Вот и при этом практически не ведутся системные работы по восстановлению леса. Что касается незаконной рубки леса, то она у нас имеет довольно хорошую перспективу. Ни один природный ресурс в России так безжалостно и варварски не уничтожается, как лес. Коррупция, нелегальные рубки и торговля нелегально заготовленной древесиной широко распространены в стране. Незаконные рубки ведутся из-за отсутствия контроля непосредственно в лесах. И в чем это проявляется? А в том, что Лесной кодекс от 2006 года привел к тому, что классическая государственная лесная охрана, основанная на системе лесных обходов, исчезла. В декабре 2010 года в Лесной кодекс были внесены изменения, которые восстановили лесную охрану ʺна бумагеʺ - путем возложения соответствующих обязанностей на лиц, исполняющих, прежде всего иные обязанности и не обладающих для охраны лесов временем и необходимыми ресурсами. Фактически леса России, за исключением отдельных особых случаев, до сих пор остаются крупнейшей в мире беспризорной и неохраняемой территорией. Это послужило одной из главных причин катастрофической ситуации с лесными пожарами, незаконными рубками и незаконным использованием земель лесного фонда. Пожары и воровство леса ведут к ускоренному истощению экономически доступных лесных ресурсов и ухудшению качества окружающей среды, а обилие дешевой древесины незаконного происхождения делает лесное хозяйство во многих регионах экономически бесперспективным. Наводнения на Дальнем Востоке - это возможно и есть результат безумной вырубки лесов и пожаров. В России лес принадлежит государству, а право пользования им законодатели предоставили только частному сектору экономики. Другого потребителя государственных лесных ресурсов, кроме частного сектора, законодатели не предусматривают. В результате все изъятые лесные ресурсы принадлежат частным компаниям. Любое частное лесозаготовительное предприятие, действующее в рыночной экономической системе, стремится к максимально возможной выгоде. В убыток себе никто работать не будет. На арендованных территориях лесохозяйственные работы осуществляет арендатор, которого интересует древесина. Не будет прибыли и интереса у него не будет. Вот просто на въезд в лес могут поставить шлагбаум и гражданин туда не войдет. У нас в Архангельской области такие шлагбаумы имеются при стоимости не менее 200 рублей, не заплатишь - не проедешь. В отреформированном лесном хозяйстве решения о направлении ведения лесного хозяйства принимает не собственник лесов, а лесопользователи. Без взаимопонимания лесоводов и власти может быть потеряна лучшая часть лесного богатства страны. Если раньше леса считались исключительно собственностью государства, то теперь у них появились арендаторы, обладающие довольно внушительным перечнем прав и весьма скромным списком обязанностей, но почему-то без санкций за их неисполнение. И все-таки, главный вред нового Лесного кодекса состоит в том, что он ликвидировал централизованную и отлаженную годами систему лесоохраны. Объяснить этот явно вредительский шаг законодателей с точки зрения здравого смысла невозможно. Современные технологии в лесной промышленности в настоящее время приведут к уничтожению лесов в России. В течение нескольких лет пытался заинтересовать областные и государственные органы власти в решении этой проблемы, поддержки не нашел, одни отписки. Лица, работающие в лесной промышленности, не заинтересованы в разработке и внедрению новых технологий и тем более в изменении лесного кодекса, направленного на восстановление и сохранение лесов. Спасти лес может только иная система управления, новые технологии и та армада профессионалов, которая любит лес и служит ему по совести, а не за деньги. А сегодня деньги сделались всеобщим палачом. Испокон веков в России хозяином в сосновых борах и березовых рощах был лесничий. Чтобы избежать трагедии, лес нужно вернуть тому, кому он нужен, кто его знает и бережет, кто навечно связывает его будущее с будущим России. Чем раньше мы поймем, что сегодня время не арендаторов, а лесников, тем быстрее в общество вернется жажда созидания, творческого труда и умение жить в ладу с природой.

И еще одна проблема грозит нашим лесам, это «ПИЛЛЕТЫ» - древесные гранулы. Последнее время на территории Архангельской области стали размножаться установки и комплексы по производству древесных гранул. Это производство очень выгодно, так как при заказе 10 тонн пеллет доставка 20000 рублей или 2000 за каждую тонну. При заказе 20 тонн пеллет доставка 26000 рублей или 1300 за каждую тонну. Цена брикетов PINI KAY от 5900 руб. за тонну. Да и мороки меньше и спрос на западе приличный. Многие могут возразить, что тут плохого, так как гранулы производятся из отходов при распиле и обработке древесины. Должен заметить, что ветки практически не используются и остаются на участке, подсыхают и становятся «запалом» для возгорания леса. Деловой древесины становится с каждым годом все меньше, а где набрать столько опилок и отходов, когда пеллеты будут, производится в большом количестве? На данный момент в Архангельской области созданы мощности по производству 150 тыс. тонн пеллет и 9 тыс. тонн брикетов в год. В ближайшие дни в Вельском районе планируется к вводу в эксплуатацию цех по производству до 20 тыс. тонн пеллет в год. Построены четыре модульные котельные на пеллетах, выпускаемых самым крупным производителем - лесозаводом №25, в поселках Боброво, Луговое и Лайский Док Приморского района и котельной лесозавода №23 г. Архангельска. Реконструированы котельные в поселке Брин-Наволок и селе Емецк Холмогорского района. В рамках долгосрочной целевой программы «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности в Архангельской области на 2010-2020 годы» до 2016 года планируется реконструкция 106 котельных с замещением привозных видов топлива на древесное топливо, строительство 16 новых котельных и одной ТЭЦ на биотопливе. Вот и пойдет в «дело» деловая древесина и подрост, на месте вырубок появятся заросли ивняка и березняка, а этого добра сейчас очень много на вырубках леса. И на этих местах нормальный лес вырастит лет через сто и более. Пеллеты должны производиться в разумных пределах и только из отходов и под строгим контролем, так как многие предприятия принадлежат иностранцам, а им всё равно, какое сырьё будет использоваться. Пеллетные комплексы в основном располагаются на территории лесозаводов, что упрощает использование деловой древесины для производства пеллет, а не отходов. Пеллеты высокого качества производятся из хорошей древесины и это одно из требований зарубежных потребителей. Я считаю, что пеллетные комплексы должны быть мобильными и следовать за лесорубами на делянках. В этом случае делянка будет очищена от веток и обрезков деревьев. А это одно из условий уменьшения пожаров в лесах.

Основным элементом предложенного способа является вертолет. За основу был взят вертолет фирмы Камова, но реально нужна другая конструкция и ее необходимо решать совместно со специалистами вертолетостроения.

Вертолет - воздушный «Харвестер».

На Фиг. 1 изображен вид вертолета сбоку в транспортном положении и сзади с опущенным захватывающим устройством, где:

1. Захватывающее устройство.

2. Штанга захватывающего устройства.

3. Шток гидроцилиндра.

4. Узел крепления штанг захватывающего устройства.

5. Спиливающее устройство.

На Фиг. 2 изображен подлет вертолета к дереву. При подлете к дереву штанга захватывающего устройства 2 опускается вниз штоком гидроцилиндра 3, на величину устойчивой видимости захватывающего устройства 1, летчиком.

На Фиг. 3 изображен захват вершины дерева захватывающим устройством 1, выполняется летчиком, опускание спиливающего устройства 5 на поверхность выполняется оператором, находящимся на вертолете, при помощи лебедки и троса-кабеля 6.

На Фиг. 4 оператор дистанционно при помощи манипулятора перемещает спиливающее устройство 5 к стволу дерева, по монитору получающий изображение от видеокамеры, расположенной на спиливающем устройстве 5. Спиливающее устройство 5 имеет возможность перемещаться влево, вправо без разворота и с разворотом вперед и назад, может углубляться в снегу, до земли, что позволяет не оставлять высоких пней при лесозаготовке в зимний период. При приближении к стволу спиливающего устройства 5 захватывающим механизмом, расположенным на нем, захватывает ствол дерева. По команде оператора пила устанавливается параллельно поверхности. Шина пилы имеет противозажимные элементы, для предотвращения зажима ее, при спиливании дерева. На спиливающем устройстве 5 установлены датчики, определяющие диаметр ствола его плотность и влажность. Зная эти параметры и расстояние от захватывающего устройства 1 и спиливающего устройства 5, определяется вес дерева. Необходимо для создания подъемной силы, равной весу дерева или не значительно превышая его.

Фиг. 5 - летчик перемещает вертолет так, чтобы ось винта (вектора подъемной силы вертолета) была по оси дерева. Включается автопилот, который удерживает вертолет строго по оси дерева и вектора подъемной силы вертолета, при изменении силы и направления ветра, увеличивает подъемную силу вертолета, незначительно повышающий вес дерева, для предотвращения зажима шины пилы при спиливании дерева и плавного подъема, без рывков. Информация для автопилота снимается с датчиков, установленных на захватывающем устройстве 1, узле крепления штанг захватывающего устройства 4 и спиливающего устройства 5. При установке всех необходимых параметров оператор дает команду на спиливание дерева. По окончании спила дерева вертолет набирает высоту. В случае не штатной ситуации при спиливании и подъема дерева автоматика дает команду на отстрел штанга захватывающего устройства 2, шток гидроцилиндра 3 спиливающего устройства 5, что обеспечит безопасность экипажу в аварийной ситуации.

Фиг. 6 - при наборе безопасной высоты оператор дает команду на спиливающее устройство 5, отсоединяет его от ствола дерева и поднимает на вертолет, при помощи лебедки и троса-кабеля 6.

Фиг. 7 - вертолет перемещается к перерабатывающему мобильному комплексу.

В перерабатывающем мобильном комплексе с дерева удаляется хвоя, сучья и кора и поступает на дальнейшую переработку. Ствол дерева распиливается на доски, брус или калибрируется бревно. Пиломатериалы сушатся и складируется. Готовая продукция вывозится из леса наземным транспортом.

Заявленный способ в области лесозаготовок является новым, ранее неизвестным, что говорит об его соответствии критерию патентоспособности новизна.

Предложенный способ является промышленно применимым, т.к. может быть реализован существующими техническими средствами.

Таким образом, предложенный способ соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

Claims (1)

1. Способ заготовки древесины, характеризующийся тем, что используется вертолет, который при подлете к дереву захватывает вершину, а спиливающее устройство по наводке оператора перемещается к стволу дерева, вертолет перемещают так, чтобы ось винта была по оси дерева, происходит спил, вертолет доставляет древесину к перерабатывающему мобильному комплексу, где происходит ее полная переработка, готовая продукция едет к потребителю наземным транспортом.

Images