устройство для вертолетной трелевки поваленных деревьев

Формула изобретения

1. Устройство для вертолетной трелевки поваленных деревьев, содержащее закрепленный на корпусе вертолета трос и размещенный в нижней части последнего захват, отличающееся тем, что расстояние между местами закрепления троса и корпусом вертолета и захватом составляет 1,78 7,27 диаметра несущего винта вертолета.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что захват выполнен в виде клещей, снабженных приводом, сообщенным линиями питания с энергоисточником.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что энергоисточник размещен на вертолете.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что энергоисточник выполнен автономным.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что привод захвата выполнен гидравлическим.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что привод захвата выполнен электрическим.

7. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что захват снабжен по меньшей мере двумя воздушными вентиляторами, размещенными на захвате симметрично относительно места его закрепления с тросом.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что приводы воздушных вентиляторов выполнены электрическими с подключением дополнительными линиями питания к энергоисточнику.

9. Устройство по пп.2 и 8, отличающееся тем, что линии питания приводов захвата и воздушных вентиляторов сопряжены с тросом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспорту, а именно к приспособлениям и устройствам для трелевки и транспортировки поваленных деревьев преимущественно воздушными транспортными средствами, например вертолетами, и может быть использовано в процессе селективной заготовки и доставки древесины из труднодоступных мест.

Известно устройство для вертолетной трелевки поваленных деревьев, содержащее закрепленный на корпусе вертолета трос и размещенный в нижней части последнего захват [1]

Данное техническое решение позволяет осуществить трелевку и транспортировку поваленных деревьев без дополнительных затрат на вырубку леса под подъездные наземные пути к месту лесоразработок, что позволяет считать его экологически более приемлемым и благополучным по сравнению с наземной трелевкой.

Однако наряду с указанным преимуществом известное устройство имеет ряд недостатков. Во-первых, при его использовании полностью не исключено воздействие воздушного транспортного средства на произрастающую растительность. В частности, при зависании вертолета над местом захвата поваленного или предназначенного к повалу дерева происходит воздействие мощных воздушных потоков, создаваемых несущим винтом вертолета на произрастающую флору (кроны деревьев, кустарник) и на почвенный покров.

В то же время попытки значительного удлинения грузового троса для ослабления или полного исключения аэродинамического воздействия воздушного транспортного средства на произрастающую растительность могут привести с одной стороны к усложнению пилотирования и осуществления операции захвата, предназначенного к трелевке дерева, а с другой стороны к неоправданному увеличению веса троса и всего грузозахватного устройства, что в конечном счете приводит к повышенным затратам на потребляемое топливо, снижает производительность трелевочных работ и надежность пилотирования.

Кроме того, неоптимальный выбор длины троса не позволяет считать известное техническое решение достаточно безопасным с позиций пилотирования в случаях его применения в условиях гористой местности и крутых склонов (овраги, лощины и т.п.).

Также известное устройство не предназначено для осуществления трелевки и одновременной транспортировки нескольких поваленных деревьев или раскряжеванных сортиментов, что обусловлено достаточной трудоемкостью и сложностью осуществления захвата указанных длинномерных грузов, которые в момент повала или раскряжевки могут быть ориентированы различным образом или достаточно удалены друг относительно друга.

Техническим результатом изобретения является повышение экологичности путем исключения (уменьшения) аэродинамического воздействия создаваемых несущим винтом вертолета воздушных потоков на произрастающую в зоне трелевки растительность, а также повышение экономичности, производительности и безопасности пилотирования путем оптимального подбора длины троса грузозахватного устройства в различных природоклиматических и рельефных условиях, а также путем трелевки и транспортировки нескольких поваленных деревьев и/или раскряжеванных сортиментов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для вертолетной трелевки поваленных деревьев, содержащем закрепленный на корпусе вертолета трос и размещенный в нижней части последнего захват, расстояние между местами закрепления троса с корпусом вертолета и захватом лежит в диапазоне 1,78 7,27 диаметра несущего винта вертолета.

Захват выполнен в виде клещей, снабженных приводом, сообщенным линиями питания с энергоисточником. Энергоисточник размещен на вертолете.

При этом энергоисточник может быть выполнен автономным.

Привод захвата может быть выполнен гидравлическим или электрическим.

Захват может быть снабжен по меньшей мере двумя воздушными вентиляторами, размещенными на захвате симметрично относительно места его закрепления с тросом.

Приводы воздушных вентиляторов могут быть выполнены электрическими с подключением дополнительными линиями питания к энергоисточнику.

Линии питания приводов захвата и воздушных вентиляторов могут быть сопряжены с тросом.

На чертеже изображено устройство для вертолетной трелевки древесины.

Оно содержит закрепленный на корпусе вертолета 1 трос 2 и размещенный в нижней его части захват 3. Расстояние между местами 4 и 5 закрепления троса 2 с соответственно корпусом вертолета 1 и захватом 3 лежит в диапазоне 1,78

7,27 диаметра несущего винта 6 вертолета.

Захват 3 может иметь различные известные конструктивные варианты выполнения. В частности, может быть применен строповый, чокерный, петлевой или другой иной вариант захвата. Как один из возможных вариантов захвата предлагается выполнить его в виде клещей с приводом 7, действующим посредством линий 8 питания от энергоисточника 9. Последний может быть размещен на борту вертолета 1 или быть автономным и размещаться либо в зоне захвата 3, либо непосредственно на земле. На чертеже условно представлен вариант размещения энергоисточника 9 на борту вертолета 1.

Привод 7 захвата также может быть выполнен многовариантным. В изобретении приведены два варианта выполнения привода 7 гидравлический и электрический, и в этих случаях энергоисточник 9 и линии 8 питания наряду с другими необходимыми узлами становятся элементами бортовой или автономной гидро-или электросистем (гидроусилитель, насос, трубопроводы для гидросистемы и электрогенератор, электродвигатель и провода для электросистемы, которые на чертеже условно не показаны).

Для облегчения захвата нескольких поваленных деревьев одними клещами предусматривается размещение на захвате воздушных нагнетателей, например, вентиля0, торов 10, устанавливаемых симметрично относительно места 5 закрепления троса 2 и захвата 3. Предусматривается парное (не менее двух) расположение вентиляторов с ориентацией разворота осей рабочих колос в парах в 180^o друг к другу. Приводы 11 вентиляторов выполняются электрическими с подключением дополнительными линиями 12 к упомянутому энергоисточнику 9.

Устройство работает следующим образом. После или одновременно с проведением предварительных работ по срезанию, повалу деревьев и возможных операций по очистке стволов от сучьев и раскряжевки их на сортименты вызывается воздушное транспортное средство, например вертолет 1 с тросом 2 и захватом 3. По данным бортовой дистанционной системы управления с учетом возможных корректировок наземного наблюдателя пилот выбирает место и высоту зависания вертолета 1 над районом трелевочных работ. Управление захватом 3 также осуществляется пилотом с борта вертолета 1. При необходимости в условиях плохой видимости (ухудшение метеоусловий, сильная загущенность крон деревьев и т.д. ) управление захватом может осуществляться и/или корректироваться наземным обслуживающим персоналом.

Длина троса 3 выбирается в зависимости от конкретных условий и может быть изменена в указанном диапазоне при составлении полетного задания. При этом необходимо отметить, что оптимальный выбор длины троса является результатом влияния многих факторов, учитывающих как конструктивные особенности воздушного транспортного средства, так и биологические, метеорологические климатические условия, геологические особенности ландшафта в месте проведения работ, а также экологические критерии уменьшения или полного устранения влияния на окружающую среду, в частности транспортного оборудования.

Основным фактором, учитывающим конструктивные особенности трелевочных вертолетов, является высота столба аэродинамических воздействий, возникающих под корпусом вертолета в момент его зависания. Исследования, в том числе и с участием заявителя, показали, что для всех существующих типов грузовых вертолетов в независимости от их грузоподъемности и мощности двигателей с достаточной степенью точности высоту такого столба можно принять приблизительно равной трем диаметрам несущего винта вертолета (для вертолета типа МИ-8 высота указанного столба равна приблизительно 100 м).

Проведение натурных летных и модельных стендовых испытаний показало справедливость ряда коэффициентов, корректирующих значение соотношения L/D (L длина троса, D диаметр несущего винта вертолета) как в большую, так и в меньшую стороны, при которых не происходит разрушающего аэродинамического воздействия на зеленую массу деревьев в зоне трелевки и необратимого изменения почвы и припочвенной микрофлоры.

Наиболее заметное влияния на корректировку указанного соотношения оказывают следующие факторы: сортность леса (высота и загущенность крон деревьев, разветвленность корневой системы, наличие и качественный состав ценных и редких пород кустарника, подлеска и прочей флоры), структура и состояние почвы (состав, влажность), крутизна склонов в местах трелевки, а также возможность нахождения в зоне трелевки наземного наблюдателя.

С учетом влияния указанных факторов были получены граничные значения указанного в п.1 формулы изобретения диапазона соотношения L/D 1,78 7,27.

Необходимо пояснить, что производить вертолетную трелевку при соотношении L/D менее 1,78 не представляется возможным ввиду ограниченной видимости пилота с борта вертолета и невозможности нахождения в этот период в зоне захвата наземного наблюдателя из-за значительных аэродинамических воздействий.

Минимальные значения соотношения L/D порядка 1,78 2,8, наиболее целесообразно использовать при воздушной трелевке в зонах, для которых экологические требования не являются определяющими, а также в районах степей и лесостепей с относительно редким произрастанием сортной древесины, подлежащей вывозу воздушным транспортом.

Для равнинной местности со средней степенью загущенности лесного массива предпочтительным выбором соотношения L/D окажется участок диапазона в пределах 2,8-5. В этом случае наиболее целесообразным является трелевка (захват) сразу нескольких деревьев или сортиментов.

В случаях применения вертолетной трелевки в экваториальных лесах и в особенности в горных районах наиболее приемлемыми будут являться максимальные значения указанного соотношения (более 5).

Трелевка с соотношением L/D более 7,3 является экономически неоправданной по указанным выше причинам.