Название журнала

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК / FORESTRY BULLETIN

 

ISSN/Код НЭБ		Дата	2017/2017
Том	21	Выпуск	1
Страницы	1-144	Всего статей	21

 

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

 

1

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ БАЛАНСА УГЛЕРОДА В ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТОВ ГОДИЧНОГО ДЕПОНИРОВАНИЯ УГЛЕРОДА

6-14

УДК 603.907.3:528.94

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-4-13

Н.В. Малышева, Б.Н. Моисеев, А.Н. Филипчук, Т.А. Золина

ФБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства», 141202, Московская обл., г. Пушкино, ул. Институтская, д. 15, nat-malysheva@yandex.ru

Рассмотрены основанные на моделировании различные методы оценки и прогноза запаса углерода в лесах, которые получили международное признание, в их числе: ИЗИС IIASA (Австрия), EFIMOD + ROMUL (Россия), РОБУЛ (Россия), Информационная система определения и картирования депонирования лесами углерода (Россия, УГЛТУ), CBM-CFS3 (Лесная служба Канады), FORCARB2 (Лесная служба США). Рассчитана и проиллюстрирована в картографической форме величина годичного депонирования углерода основными типами лесных экосистем зоны хвойно-широколиственных лесов Европейско-Уральской части России. Методика расчета базируется на рекомендациях МГЭИК ООН. В расчетах использованы данные Государственного лесного реестра (ГЛР). По данным ГЛР 2015 г. выполнены расчеты годичного накопления углерода в лесных экосистемах зоны хвойно-широколиственных (смешанных) лесов ЕУЧР. Получены следующие значения показателей, характеризующих скорость накопления органического вещества: NPP = 5,92; Rh = 3,96; NEP = 1,96 т С/га · год, а NBP = 2,02 т С/га · год. Полученные нами значения годичной продукции и эмиссии углерода согласуются с результатами расчетов для этой территории, сделанными научным коллективом IIASA. Расхождение оценок находится в пределах стандартных ошибок расчетов.

Ключевые слова: депонирование углерода лесами, баланс углерода, лесные экосистемы, имитационное моделирование

Ссылка для цитирования: Малышева Н.В., Моисеев Б.Н., Филипчук А.Н., Золина Т.А. Методы оценки баланса углерода в лесных экосистемах и возможности их использования для расчетов годичного депонирования углерода // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 4–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-4-13

Список литературы

[1]  Руководящие указания по эффективной практике для землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства. Программа МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов. М.: МГЭИК: ВМО, 2003. 330 с.

[2]  Дополнительные методы и руководящие указания по эффективной практике, вытекающие из Киотского протокола. Руководящие указания по эффективной практике для землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства. Программа МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов. М.: МГЭИК: ВМО, 2003. 137 с.

[3] Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.

[4] Моисеев Б.Н. Баланс органического углерода в лесах и растительном покрове России // Лесн. хоз-во, 2007. № 2. С. 3–16.

[5] Федоров Б.Г., Моисеев Б.Н., Синяк Ю.В. Поглощающая способность лесов России и выбросы углекислого газа энергетическими объектами // Проблемы прогнозирования, 2011. № 3. С. 127–142.

[6] Федоров Б.Г. Выбросы углекислого газа: углеродный баланс России // Проблемы прогнозирования, 2014. № 1. С. 63–78.

[7] Экологические проблемы поглощения углекислого газа посредством лесовосстановления и лесоразведения в России / А.С. Исаев, Г.Н. Коровин, В.И. Сухих, С.П. Титов, А.И. Уткин, А.А. Голуб, Д.Г. Замолодчиков, А.А. Пряжников. М.: Центр экологической политики, 1995. 156 с.

[8] Усольцев В.А. Биологическая продуктивность лесов Северной Евразии. Екатеринбург: УРО РАН, 2007. 637 с.

[9] Биологическая продуктивность лесных культур на бореальном экотоне / В.А. Усольцев, Г.Г. Терехов, Н.С. Ненашев, Н.В. Пальмова, М.И. Балицкий, А.С. Касаткин, Д.И. Лысенко, О.В. Канунникова, Н.И. Кузьмин // Хвойные бореальной зоны: теоретический и научно-практический журнал, 2007. Т. XXIV. № 1. С. 42–54.

[10] Усольцев В.А. Фитомасса и первичная продукция лесов Евразии. Екатеринбург: УРО РАН, 2010. 570 с.

[11] Воронов М.П., Усольцев В.А., Часовских В.П. Исследование методов и разработка информационной системы определения и картирования депонируемого лесами углерода в среде Natural. Екатеринбург: УГЛТУ, 2012. 192 с.

[12] Швиденко А.З., Шепащенко Д.Г., Нильссон С. Материалы к познанию современной продуктивности лесных экосистем России // Базовые проблемы перехода к устойчивому лесному хозяйству в России. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2007. С. 7–37.

[13] Швиденко А.З., Шепащенко Д.Г. Углеродный бюджет лесов России // Сибирский лесной журнал, 2014. № 1. С. 69–92.

[14] Коровин Г.Н. Проблемы реализации Киотского протокола в российском лесном секторе // Роль механизмов Киотского протокола в развитии лесо и землепользования в России. М., 2005. 17 с.

[15] Швиденко А.З., Шепащенко Д.Г., Ваганов Е.А., Нильссон С. Чистая первичная продукция лесных экосистем России: новая оценка // Доклады Академии наук, 2008. Т. 421. № 6. С. 822–825.

[16] Komarov A.S., Chertov O.G., Zudin S.L. EFIMOD2 a model of growth and cycling of elements in boreal forest ecosystems // Ecological Modelling, v. 170, 2003, № 2–3, pp. 373–392.

[17] Chertov O., Komarov A., Loukianov A. The use of forest ecosystem model EFIMOD for research and practical implementation at forest stand, local and regional levels // Ecological Modelling, 2006, v. 194, pp. 227–232.

[18] Chertov O.G., Komarov A.S., Bykhovets S.S., Kobak K.I. Simulated soil organic matter dynamics in forests of the Leningrad administrative area // Forest Ecology and Management, 2002, v. 169, pp. 29–44.

[19] Shanin V.N., Komarov A.S., Mikhailov A.V., Bykhovets S.S. Modeling carbon and nitrogen dynamics in forest ecosystems of Central Russia under different climate change scenarios and forest management regimes // Ecological Modeling, 2011, v. 222, pp. 22162–2275. doi: 10.1016 j.ecolmodel. 2010.11.009

[20] Shanin V., Komarov A., Bykhovets S. Modelling the dynamics of forest ecosystems at different levels of nitrogen disposition and climate change. Available at: http://www.nitrogen2011.org/oral_presentations/S17_1_Shanin.pdf

[21] Шанин В.Н. Имитационное моделирование динамики лесных экосистем при различных лесохозяйственных и климатических сценариях: дис. … канд. биол. наук. Сыктывкар: Ин-т биологии КомиНЦ УрО РАН, 2011. 18 с.

[22] Stocks B.J., Levine J.S. The extent and impact of forest fires in northern circumpolar countries. Global Biomass Burning: Atmospheric, Climatic and Biosphere Implications. Cambridge, MA: The MIT Press Inc., 1991, pp. 197–202.

[23] Colombo S.J., Parker W.C., Luckai N., Dang Q., Cai T. The Effects of Forest Management on Carbon Storage in Ontario’s Forests: Climate Change Research Report. CCRR-03. CFS, 2005, 123 p.

[24] Stinson G., Kurz W.A., Smith C.E. An inventory-based analysis of Canada’s managed forest carbon dynamics 1990 to 2008. Global Change Biology, 2011, v. 17, № 6, pp. 2227–2244. doi: 10.1111/j.1365-2486.2010.02369.x

[25] Liu S., Bond-Lamberty B., Hicke J.A. Simulation the impacts of disturbances on forest carbon cycling in North America: Processes, data, models and challenges // Journal of Geophysical Research. 2011. v. 116. 22 p. doi: 10.1029/2010JG001585

[26] Heath L., Nichols M., Smith J., Mills J. FORCARB2. An Updated version of U.S. Forest Carbon Budget Model. General Technical Report. NRS-67 USDA Forest Service: Northern Research Station 2010. 52 p. Available at: http://nrs.fs.fed.us/pubs/35613

[27] Чумаченко С.И., Паленова М.М., Коротков В.Н. Прогноз динамики таксационных показателей лесных насаждений при разных сценариях ведения лесного хозяйства: модель динамики лесных насаждений FORRUS-S // Экология, мониторинг и рациональное природопользование. МГУЛ, 2001. Вып. 314. С. 128–146.

[28] Чумаченко С.И., Смирнова О.В. Моделирование развития насаждений в ходе аутогенных сукцессий // Лесоведение, 2009. № 6. С. 3–17.

[29] Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г., Ваганов Е.А. Влияние природных пожаров в России 1998–2010 гг. на экосистемы и глобальный углеродный бюджет // Доклады Академии наук, 2011. Т. 441. № 4. С. 544–548.

[30] Швиденко А.З., Щепащенко Д.Г. Климатические изменения и лесные пожары в России // Лесоведение, 2013. № 5. С. 50–61.

[31] Operational-Scale Carbon Budget Model off the Canadian Forest Sector (CBM-CFS3) Version 1.0: / Kull S.J., Kurz W.A., Rampley G.J., Banfield G.E., Schivatcheva R.K., Apps M.J. Northern Forestry Centre, 2006, 320 p.

[32] Carbon Budget Model. Available at: http://www.nrcan.gc.ca/forests/climate-change/13107

[33] Малхазова С.М., Минин А.А., Леонова Н.Б. Тенденции возможных изменений растительности на Европейской территории России и Западной Сибири // Эколого-географические последствия глобального потепления климата XXI века на Восточно-Европейской равнине и в Западной Сибири. М.: МАКС Пресс, 2011. С. 342–376.

[34] Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Коровин Г.Н., Курц В.А. Оценка и прогноз углеродного бюджета лесов Вологодской области по канадской модели CBM-CFS // Лесоведение, 2008. №. 6. С. 3–14.

[35] Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Курц В.А. Влияние объемов лесопользования на углеродный баланс лесов России: прогнозный анализ по модели CBM-CFS3 // Тр. СПб НИИЛХ, 2014. № 1. С. 5–18.

[36] Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Шуляк П.П., Честных О.А. Влияние пожаров и лесозаготовок на углеродный баланс лесов России // Лесоведение, 2013. № 5. С. 36–49.

[37] Замолодчиков Д.Г., Грабовский В.И., Коровин Г.Н. Бюджет углерода управляемых лесов Российской Федерации с 1990–2050 гг.: ретроспективная оценка и прогноз // Метеорология и гидрология, 2013. № 10. С. 73–94.

[38] Замолодчиков Д.Г., Грабовский В., Курц В. Управление балансом углерода лесов России: прошлое, настоящее и будущее // Устойчивое лесопользование, 2014. № 2 (39). С. 23–31.

[39] Моисеев Б.Н., Филипчук А.Н. Методика МГЭИК для расчета годичного депонирования углерода и оценка ее применения для лесов России // Лесное хозяйство, 2009. № 4. С. 11–13.

[40] Моисеев Б.Н. Оценка годичного депонирования углерода по запасу древесины в лесах России // Лесное хозяйство, 2011. № 1. С. 16–18.

[41] Методические рекомендации по проведению государственной инвентаризации лесов. Приказ Рослесхоза от 10.11.2011. № 472 129 с. Available at: http://www.rosleshoz.gov.ru/docs/leshoz/199/Metod._rekomendatcii.pdf.

[42] Рожков Л.Н. Методика оценки общего и годичного депонирования углерода лесами Республики Беларусь. Минск: БГТУ, ЛРУП «Белгослес», 2011. 19 с.

[43] Рожков Л.Н. Методические подходы расчета углеродных пулов в лесах Беларуси // Экология, лесоводство и охотничье хозяйство: Тр. БГТУ. Лесное хозяйство, 2011. № 1. С. 62–70.

[44] Шатравко А.В., Рожков Л.Н. Углеродные потоки в лесах Республики Беларусь // Экология, лесоводство и охотничье хозяйство: Тр. БГТУ. Лесное хозяйство, 2012. № 1. С. 314–317.

[45] Рожков Л.Н. Прогноз годичных потоков «стока-эмиссии» углекислого газа лесной экосистемой Беларуси // Экология, лесоводство и охотничье хозяйство: Тр. БГТУ. Лесное хозяйство, 2013. № 1. С. 100–102.

[46] Рожков Л.Н. Устойчивое лесопользование и сокращение выбросов углекислого газа // Экология, лесоводство и лесоохотничье хозяйство: Тр. БГТУ. Лесное хозяйство, 2014. № 1. С. 97–99.

[47] Замолодчиков Д.Г. Системы оценки прогноза запасов углерода в лесных экосистемах // Устойчивое лесопользование, 2011. № 4 (29). C. 15–22.

Сведения об авторах

Малышева Наталия Викторовна — канд. геогр. наук, ведущий научный сотрудник ФБУ ВНИИЛМ, e-mail: nat-malysheva@yandex.ru

Моисеев Борис Николаевич — канд. с.-х. наук, эксперт Рабочей группы по климату Рослесхоза, e-mail: bmoiseev@yandex.ru

Филипчук Андрей Николаевич — д-р с.-х. наук, зам. директора ФБУ ВНИИЛМ, зав. отделом аналитических исследований состояния и динамики лесов, e-mail: afilipchuk@yandex.ru

Золина Татьяна Анатольевна — старший научный сотрудник ФБУ ВНИИЛМ, e-mail: tzolina@gmail.com

THE METHODS OF CARBON BALANCE ESTIMATION IN FOREST ECOSYSTEMS AND THEIR APPLICATION TO CALCULATE ANNUAL CARBON SEQUESTRATION

N.V. Malysheva, B.N. Moiseev, A.N. Filipchuk, T.A. Zolina

All Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry (FBU VNIILM), 15 Institutskaya st., Pushkino, Moscow reg., Russia, 141202

nat-malysheva@yandex.ru

Various methods of assessment and forecast of the carbon sequestration by forests which are based on simulation and are recognized by scientific international community have been discussed in this article. They include the following: IIASA (Austria), EFIMOD + ROMUL (Russia), ROBUL (Russia), Information System of Definition and Carbon Mapping (Russia, Ural SFTU), CBM-CFS3 (Canadian Forest service), FORCARB2 (US Forest Service). The carbon stored in forest ecosystems of the European-Ural Part of Russia is quantified. The cartographic presentation shows the annual carbon sequestration assessments according to the main types of forest ecosystems such as coniferous, broad-leaved and deciduous forests. The valuation method is based on the annual net increment in volume with equations and methodology recommended by the IPCC UN. The State forest register data have been used to estimate the carbon balance in forest ecosystems. The evaluation of carbon sequestration for an ecosystem of coniferous-deciduous (mixed) forests in European-Ural Part of Russia was made by us in 2015, which resulted in the following data : NPP = 5,92; Rh = 3,96; NEP = 1,96 t C / ha • year and NBP = 2,02 t C / ha • year. Our values of annual carbon production and carbon emission are consistent with the results of calculations for the above area made by the IIASA’s scientific team. The estimate discrepancies are within the standard calculation errors.

Keywords: annual carbon sequestration, carbon balance, forest ecosystems, model-based analysis, climate change

Suggested citation: Malysheva N.V., Moiseev B.N., Filipchuk A.N., Zolina T.A. Metody otsenki balansa ugleroda v lesnykh ekosistemakh i vozmozhnosti ikh ispol’zovaniya dlya raschetov godichnogo deponirovaniya ugleroda [The methods of carbon balance estimation in forest ecosystems and their application to calculate the annual carbon sequestration]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no.1, pp. 4–13. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-4-13

References

[1]  Rukovodyashchie ukazaniya po effektivnoy praktike dlya zemlepol’zovaniya, izmeneniy v zemlepol’zovanii i lesnogo khozyaystva. Programma MGEIK po natsional’nym kadastram parnikovykh gazov [IPCC Good PracticeGuidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry. IPCC National Greenhouse Gas Inventories Programme]. Moscow, MGEIK: VMO, 2003, 330 р. Available at : http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf/russian/ch3.pdf (in Russian)

[2]  Dopolnitel’nye metody i rukovodiashchie ukazaniia po effektivnoi praktike, vytekaiushchie iz Kiotskogo protokola. Rukovodiashchie ukazaniia po effektivnoi praktike dlia zemlepol’zovaniia, izmenenii v zemlepol’zovanii i lesnogo khoziaistva. Programma MGEIK po natsional’nym kadastram parnikovykh gazov [Supplementary Methods and Good Practice Guidance from Kyoto Protocol]. Moscow, MGEIK: VMO Publ., 2003, 137 р. Available at: http: //www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/gpglulucf/gpglulucf/russian/ch4.pdf (in Russian)

[3]  Reimers N.F. Prirodopol’zovanie [Environmental Management: Glossary]. Moscow, Mysl’, 1990, 637 p. (in Russian).

[4]  Moiseev B.N. Balans organicheskogo ugleroda v lesakh i rastitel’nom pokrove Rossii [The balance of organic carbon in forests and vegetation Russia]. Lesnoe khoziaistvo. [Forestry], 2007, no. 2, рр. 13-16. (in Russian).

[5]  Fedorov B.G., Moiseev B.N., Siniak Iu.V. Pogloshchaiushchaia sposobnost’ lesov Rossii i vybrosy uglekislogo gaza energeticheskimi ob’ektami [The absorptive capacity of Russian forests and the carbon dioxide emissions of energy facilities]. Problemy prognozirovaniia [Problems of Forecasting], 2011, no. 3, рр. 127-142. (in Russian).

[6]  Fedorov B.G. Vybrosy uglekislogo gaza: uglerodnyi balans Rossii [Carbon dioxide emissions: the carbon balance of Russia]. Problemy prognozirovaniia [Problems of Forecasting], 2014, no. 1, рр. 63-78. (in Russian).

[7]  Isaev A.S., Korovin G.N., Sukhikh V.I., Titov S.P., Utkin A.I., Golub A.A., Zamolodchikov D.G., Priazhnikov A.A. Ekologicheskie problemy pogloshcheniia uglekislogo gaza posredstvom lesovosstanovleniia i lesorazvedeniia v Rossii [Environmental problems in the absorption of carbon dioxide through reforestation and afforestation in Russia]. Moscow, Tsentr ekologicheskoi politiki, 1995, 156 р. (in Russian).

[8]  Usol’tsev V.A. Biologicheskaia produktivnost’ lesov Severnoi Evrazii [Biological productivity of North Eurasian forests]. Ekaterinburg, UrO RAN, 2007, 637 р. (in Russian).

[9]  Usol’tsev V.A., Terekhov G.G., Nenashev N.S., Pal’mova N.V., Balitskii M.I., Kasatkin A.S., Lysenko D.I., Kanunnikova O.V., Kuz’min N.I. Biologicheskaia produktivnost’ lesnykh kul’tur na boreal’nom ekotone [Biological productivity of forest plantations in boreal ecotone]. Khvoinye boreal’noi zony: teoreticheskii i nauchno-prakticheskii zhurnal [Coniferous of the boreal zone: theoretical and scientific-practical journal], v. XXIV, 2007, no. 1, рр. 42-54. (in Russian).

[10] Usol’tsev V.A. Fitomassa i pervichnaia produktsiia lesov Evrazii [Phytomass and primary production of the forests of Eurasia]. Ekaterinburg: Ural branch of the RAS, 2010, 570 р. (in Russian).

[11] Voronov M.P., Usol’tsev V.A., Chasovskikh V.P. Issledovanie metodov i razrabotka informatsionnoi sistemy opredeleniia i kartirovaniia deponiruemogo lesami ugleroda v srede Natural [Study of methods and development of information system definition and mapping of forest carbon deposited in the Natural environment]. Ekaterinburg: UGLTU Publ., 2012, 192 р. (in Russian).

[12] Shvidenko A.Z., Shepashchenko D.G., Nil’sson S. Materialy k poznaniiu sovremennoi produktivnosti lesnykh ekosistem Rossii [Materials to the knowledge of modern productivity of forest ecosystems of Russia]. Bazovye problemy perekhoda k ustoichivomu lesnomu khoziaistvu v Rossii: Materialy. mezhdunar. semin. 6–7 dekabria 2007 [Basic problems of transition to sustainable forestry in Russia: Materials. Intern. Semin. December 6-7]. Krasnoiarsk, The Institute of forest. V. N. Sukachev Siberian branch RAS Publ., 2007, рр.7–37. (in Russian).

[13] Shvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G. Uglerodnyi biudzhet lesov Rossii [The Carbon Budget of Russian Forests]. Sibirskii lesnoi zhurnal [Siberian Forest Journal], 2014, no. 1, рр.69-92. (in Russian).

[14] Korovin G.N. Problemy realizatsii Kiotskogo protokola v Rossiiskom lesnom sektore [Problems of implementation of the Kyoto Protocol in the Russian forest sector: report on the seminar]. Rol’ mekhanizmov Kiotskogo protokola v razvitii leso i zemlepol’zovaniia v Rossi: Doklad na seminare [The role of Kyoto Protocol mechanisms in the development of forest and land management in Russia]. Moscow, 2005, 17 р. (in Russian).

[15] Shvidenko A.Z., Shepashchenko D.G., Vaganov E.A., Nil’sson S. Chistaia pervichnaia produktsiia lesnykh ekosistem Rossii: novaia otsenka [Net primary production of forest ecosystems of Russia: a new assessment]. Doklady Akademii Nauk [Reports Of Academy Of Sciences], 2008, v. 421, no. 6, рр.822-825. (in Russian).

[16] Komarov A.S., Chertov O.G., Zudin S.L., Nadporozhskaya M.A., Michailov A.V., Bykhovets S.S., Zudina E.V., Zubkova E.V. EFIMOD2 a model of growth and cycling of elements in boreal forest ecosystems. Ecological Modeling, 2003, v. 170, no. 2-3, рр. 373-392.

[17] Chertov O., Komarov A., Loukianov A., Michailov A., Nadporozhskaya M., Zubkova E. The use of forest ecosystem model EFIMOD for research and practical implementation at forest stand, local and regional levels. Ecological Modeling, 2006, v. 194, рр. 227-232.

[18] Chertov O.G., Komarov A.S., Bykhovets S.S., Kobak K.I. Simulated soil organic matter dynamics in forests of the Leningrad administrative area. Forest Ecology and Management, 2002, v. 169, рр. 29-44.

[19] Shanin V.N., Komarov A.S., Mikhailov A.V., Bykhovets Modeling carbon and nitrogen dynamics in forest ecosystems of Central Russia under different climate change scenarios and forest management regimes. Ecological Modeling, 2011, v. 222, рр. 22162-2275. doi:10.1016 j.ecolmodel.2010.11.009

[20] Shanin V., Komarov A., Bykhovets S. Modeling the dynamics of forest ecosystems at different levels of nitrogen disposition and climate change. Available at: http://www.nitrogen2011.org/oral_presentations/S17_1_Shanin.pdf

[21] Shanin V.N. Imitatsionnoe modelirovanie dinamiki lesnykh ekosistem pri razlichnykh lesokhoziaistvennykh i klimaticheskikh stsenariiakh. Diss. kand. biol. nauk [Modeling of forest ecosystems dynamics under different forest and climate scenarios. Cand. biol. sci. diss.]. Syktyvkar, IB Komi SC UrD RAS Publ., 2011, 18 р. (in Russian).

[22] Stocks B.J., Levine J.S. The extent and impact of forest fires in northern circumpolar countries. Global Biomass Burning: Atmospheric. Climatic and Biosphic Implications, 1991, рp. 197-202.

[23] Colombo S.J., Parker W.C., Luckai N., Dang Q., Cai T. The Effects of Forest Management on Carbon Storage in Ontario’s Forests. Climate Change Research Report CCRR-03, 2005, 123 p.

[24] Stinson G., Kurz W.A., Smith C.E., Nelson E.T., Dymond C.C., Metsaranta J.M., Boisvenue C., Rampley G.J., Li Q., White T.M., Blain D. An inventory-based analysis of Canada’s managed forest carbon dynamics, 1990 to 2008. Global Change Biology, 2011, v. 17, no. 6, р. 2227–2244. doi: 10.1111/j.1365-2486.2010.02369.x

[25] Liu S., Bond-Lamberty B., Hicke J.A., Vargas R., Zhao S., Chen J., Edburg S., Hu Y., Liu J., McGuire D., Xiao J., Keane R., Yuan W., Tang J., Luo Y., Potter C., Oeding J. Simulation the impacts of disturbances on forest carbon cycling in North America: Processes, data, models and challenges. Journal of Geophysical Research, 2011, v. 116, 22 p. doi: 10.1029/2010JG001585

[26] Heath L., Nichols M., Smith J., Mills J. FORCARB2. An Updated version of U.S. Forest Carbon Budget Model. General Technical Report. NRS-67. USDA Forest Service, Northern Research Station, 2010, 52 p. Available at: http://nrs.fs.fed.us/pubs/35613.

[27] Chumachenko S.I., Palenova M.M., Korotkov V.N. Prognoz dinamiki taksatsionnykh pokazatelei lesnykh nasazhdenii pri raznykh stsenariiakh vedeniia lesnogo khoziaistva: model’ dinamiki lesnykh nasazhdenii FORRUS-S[Forecast of the dynamics of the biophysical parameters of forest stands at different scenarios of forest management: the FORRUS-S, model of the dynamics of forest stands]. Ekologiia, monitoring i ratsional’noe prirodopol’zovanie [Ecology, monitoring and rational nature management], 2001, v. 314, рр. 128-146. (in Russian).

[28] Chumachenko S.I., Smirnova O.V. Modelirovanie razvitiia nasazhdenii v khode autogennykh suktsessii [Modeling of development of plantations in the course of autogenic succession]. Lesovedenie. [Sylviculture], 2009, no. 6, рр. 3-17. (in Russian).

[29] Shvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G., Vaganov E.A., Sukhinin A.I., Maksiutov Sh.Sh., MkKallum I., Lakida I.P. Vliianie prirodnykh pozharov v Rossii 1998-2010 gg. na ekosistemy i global’nyi uglerodnyi biudzhet [The influence of natural fires in Russia 1998-2010 on ecosystems and the global carbon budget]. Doklady Akademii nauk [Reports of the Academy of Sciences], 2011, v. 441, no. 4, рр. 544-548. (in Russian).

[30] Shvidenko A.Z., Shchepashchenko D.G. Klimaticheskie izmeneniia i lesnye pozhary v Rossii [Climate change and forest fires in Russia]. Lesovedenie [Sylviculture], 2013, no. 5, рр. 50-61. (in Russian).

[31] Kull S.J., Kurz W.A., Rampley G.J., Banfield G.E., Schivatcheva R.K., Apps M.J. Operatsionnaia model’ ucheta ugleroda Kanadskogo lesnogo sektora CBM-CFS3 versiia 1.0: rukovodstvo pol’zovatelia [The operating model of carbon accounting Canadian forest sector CBM-CFS3 version 1.0: User’s Guide]. Northern Forestry Centre, 2010, 112 р. (in Russian).

[32] Carbon Budget Model. Available at: http://www.nrcan.gc.ca/forests/climate-change/13107

[33] Malkhazova S.M., Minin A.A., Leonova N.B., Rumiantsev V.Iu., Soldatov M.S. Tendentsii vozmozhnykh izmenenii rastitel’nosti na Evropeiskoi territorii Rossii i Zapadnoi Sibiri [Trends of possible changes of vegetation in European Russia and Western Siberia]. Ekologo-geograficheskie posledstviia global’nogo potepleniia klimata XXI veka na Vostochno-Evropeiskoi ravnine i v Zapadnoi Sibiri [Ecological and geographical consequences of global climate warming in XXI century on the East European plain and in Western Siberia]. Moscow: MAKS Press Publ., 2011, рр. 342-376.

[34] Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Korovin G.N., Kurts V.A. Otsenka i prognoz uglerodnogo biudzheta lesov Vologodskoi oblasti po kanadskoi modeli CBM-CFS [Assessment and forecast of the carbon budget of the Vologda region of forests on the Canadian model CBM-CFS], Lesovedenie [Sylviculture], 2008, no. 6, р. 3-14. (in Russian).

[35] Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Kurts V.A. Vliianie ob¢emov lesopol'zovaniia na uglerodnyi balans lesov Rossii: prognoznyi analiz po modeli CBM-CFS3 [Effect of forest management on the volume of the carbon balance of forests in Russia: predictive analysis on CBM-CFS3 model]. Trudy SPbNIILH [Proceedings of the St. Petersburg Research Institute of Forestry], 2014, no.1, рр. 5-18. (in Russian).

[36] Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Shuliak P.P., Chestnykh O.A. Vliianie pozharov i lesozagotovok na uglerodnyi balans lesov Rossii [The impact of fires and logging on the carbon balance of forests in Russia]. Lesovedenie [Sylviculture], 2013, no. 5, рр. 36-49. (in Russian).

[37] Zamolodchikov D.G., Grabovskii V.I., Korovin G.N. Biudzhet ugleroda upravliaemykh lesov Rossiiskoi Federatsii s 1990-2050 gg: retrospektivnaia otsenka i prognoz [Carbon budget of the Russian Federation managed forests in 1990-2050: The retrospective evaluation and forecast]. Meteorologiia i gidrologiia [Meteorology and Hydrology], 2013, no.10, рр. 73-94. (in Russian).

[38] Zamolodchikov D., Grabovskii V., Kurts V. Upravlenie balansom ugleroda lesov Rossii: proshloe nastoiashchee i budushchee [Carbon balance management of Russian forests: Past, Present and Future]. Ustoichivoe lesopol’zovanie [Sustainable forest management], 2014, no. 2(39), рр. 23-31. (in Russian).

[39] Moiseev B.N., Filipchuk A.N. Metodika MGEIK dlia rascheta godichnogo deponirovaniia ugleroda i otsenka ee primeneniia dlia lesov Rossii [IPCC methodology for the calculation of the annual carbon sequestration and evaluation of its application for the Russian forest]. Lesnoe khoziaistvo [Forestry], 2009, no.4, рр.11-13. (in Russian).

[40] Moiseev B.N. Otsenka godichnogo deponirovaniia ugleroda po zapasu drevesiny v lesakh Rossii [Evaluation of the annual carbon sequestration on a stock of wood in the forests of Russia ]. Lesnoe khoziaistvo [Forestry], 2011, no.1, рр.16-18. (in Russian).

[41] Metodicheskie rekomendatsii po provedeniiu gosudarstvennoi inventarizatsii lesov: Prilozheniia [Guidelines for the State Forest Inventory in Russia, Applications]. Prikaz Rosleskhoza ot 10.11.2011 № 472 [Approved and put into effect by Order of the Russian Federal Forestry Agency from 10.11.2011 no. 472]. (in Russian).

[42] Metodika otsenki obshchego i godichnogo deponirovaniia uglerorda lesami Respubliki Belarus’ [Methods of assessing the total and the annual carbon sequestration by forests of the Republic of Belarus]. Approved and put into effect by Order of the Ministry of Forestry of the Belarus Republic from 28.03.2011, no. 81, Minsk: BGTU, LRUP «Belgosles» Publ., 2011, 19 р. (in Russian).

[43] Rozhkov L.N. Metodicheskie podkhody rascheta uglerodnykh pulov v lesakh Belarusi [Methodological approaches for calculating carbon pools in the forests of Belarus]. Ekologiia, lesovodstvo i okhotnich’e khoziaistvo. Trudy BGTU. Lesnoe khoziaistvo [Ecology, forestry and hunting. Proceedings of BGTU. Forestry], 2011. no. 1, рр. 62-70. (in Russian).

[44] Shatravko A.V., Rozhkov L.N. Uglerodnye potoki v lesakh Respubliki Belarus’ [Carbon flows in the Republic of Belarus forests]. Trudy BGTU [Ecology, forestry and hunting. Proceedings of BGTU. Forestry], 2012, № 1, рр. 314-317. (in Russian).

[45] Rozhkov L.N. Prognoz godichnykh potokov «stoka-emissii» uglekislogo gaza lesnoi ekosistemoi Belarusi [Forecast annual flows «stock-emission» of carbon dioxide forest ecosystem Belarus]. Trudy BGTU, Lesnoe khoziaistvo [Ecology, forestry and hunting. Proceedings of BGTU. Forestry], 2013, no. 1, pp. 100-102. (in Russian).

[46] Rozhkov L.N. Ustoichivoe lesopol’zovanie i sokrashchenie vybrosov uglekislogo gaza [Sustainable forest management and the reduction of carbon dioxide emissions]. Ekologiia, lesovodstvo i lesookhotnich’e khoziaistvo. Trudy BGTU. [Ecology, forestry and hunting. Proceedings of BGTU. Forestry], 2014, № 1, рр. 97-99. (in Russian).

[47] Zamolodchikov D.M. Sistemy otsenki i prognoza zapasov ugleroda v lesnykh ekosistemakh [The system of assessment and forecast of carbon stock in forest ecosystems]. Ustoichivoe lesopol’zovanie [Sustainable Forestry], 2011, no. 4 (29), рр. 15-22. (in Russian).

Author's information

Malysheva Nataliya Viktorovna — Cand. Sci. (Geographical), leading researcher of All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry (VNIILM), e-mail: nat-malysheva@yandex.ru

Moiseev Boris Nikolayevich — Cand. Sci (Agricultural), expert of the Working group on climate of Federal Forestry Agency, e-mail: bmoiseev@yandex.ru

Filipchuk Andrey Nikolayevich — Dr. Sci (Agricultural), Deputy Director of All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry (VNIILM), head of Analytical Studies on Status and Dynamics of Forests Department, e-mail: afilipchuk@yandex.ru

Zolina Tatiana Anatolievna — Senior researcher of All-Russian Research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry (VNIILM), e-mail: tzolina@gmail.com

 

2

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВЫСОКОПОЛНОТНЫХ СОСНЯКОВ РЕКРЕАЦИОННОГО НАЗНАЧЕНИЯ В БАЯНАУЛЬСКОМ ГНПП

15-20

УДК 630. 228.12

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-14-20

А.В. Данчева1, С.В. Залесов2

1 Казахский научно-исследовательский институт лесного хозяйства, 021704, Казахстан, г. Щучинск, ул. Кирова 58
2 Уральский государственный лесотехнический университет, 620110, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37

a.dancheva@mail.ru

Приводятся данные исследования состояния сосновых древостоев рекреационного назначения Баянаульского государственного национального природного парка (ГНПП). По физико-географическому районированию территория парка входит в Ерментау-Каркаралинскую область Центрально-Казахстанского мелкосопочника. Это регион умеренно-сухих и сухих степей с выраженным высотным поясом. Объектами исследования являлись молодняки II класса возраста и приспевающие высокополнотные сосновые древостои, произрастающие в сухих и свежих лесорастительных условиях. Определяли показатели жизненного состояния сосняков. Установлено, что все исследуемые сосняки характеризуются как ослабленные. Проведенное распределение деревьев по категориям крупности показало, что во всех исследуемых древостоях преобладают деревья, относящиеся к категории крупности «средние». Доля мелких деревьев достигает 25–36 %. Выявлена тесная взаимосвязь показателя жизненного состояния и категорий крупности деревьев, которая аппроксимируется уравнением линейной функции и функцией полинома второй степени. Проведено распределение запаса по категориям состояния. Установлено, что в естественных сосновых древостоях основная доля древесного запаса (до 70 % общего запаса) приходится на ослабленные деревья. В искусственных сосняках основную часть древесного запаса — до 55 % — составляют здоровые деревья. На долю древесного запаса сильно ослабленных и отмирающих деревьев в естественных и искусственных сосняках приходится в среднем 4...9 % общего древесного запаса, что указывает на их незначительное долевое участие в общем запасе древостоя. В результате проведенных исследований выявлено, что присутствие в составе исследуемых сосновых древостоев большого количества мелких деревьев с оценкой общего жизненного состояния (ОЖС) «сильно ослабленные» и «отмирающие» способствует уменьшению среднего показателя ОЖС всего древостоя, а следовательно, снижению их общей биологической устойчивости, пожароустойчивости и рекреационной привлекательности.

Ключевые слова: сосновые древостои, сухие и свежие лесорастительные условия, категории крупности, показатель жизненного состояния, рекреационное лесопользование

Ссылка для цитирования: Данчева А.В., Залесов С.В. Современное состояние высокополнотных сосняков рекреационного назначения в Баянаульском ГНПП // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 14–20. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-14-20

Список литературы

[1]  Оскорбин П.А., Бугаева К.С. Динамика структуры островных боров Красноярской лесостепи под влиянием рубок ухода // Хвойные бореальные зоны, 2007. XXIV. № 4–5. С. 408–413.

[2]  Горчаковский П.Л. Лесные оазисы Казахского мелкосопочника. М.: Наука, 1987. 158 с.

[3]  Огарь Н.П., Иващенко А.А. Баянаульский национальный парк // Заповедники и национальные парки Казахстана. Алматы: Алматыкiтап, 2006. С. 192–201.

[4]  Лесоустроительный проект Баянаульского государственного национального природного парка Павлодарской области. Пояснительная записка, 2006. Том I. 182 с.

[5]  ОСТ 56-69–83 Площади пробные лесоустроительные. Метод закладки. М: Гослесхоз СССР, 1983. 60 с.

[6]  Анучин Н.П. Лесная таксация: учебник для вузов. 5-е изд. М.: Лесная пром-сть, 1982. 552 с.

[7]  Данчева А.В., Залесов С.В. Экологический мониторинг лесных насаждений рекреационного назначения: учебное пособие. Электронное издание. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2015. 152 с.

[8]  Алексеев В.А. Диагностика повреждений деревьев и древостоев при атмосферном загрязнении и оценка их жизненного состояния // Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение. Ленинград: Наука, 1990. С. 38–53.

Сведения об авторах

Данчева Анастасия Васильевна — канд. с.-х. наук, научный сотрудник Казахского научно-исследовательского института лесного хозяйства и агролесомелиорации (ТОО «КазНИИЛХА»), e-mail: a.dancheva@mail.ru, kafri50@mail.ru

Залесов Сергей Вениаминович — д-р с.-х. наук, профессор, проректор по научной работе ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», e-mail: zalesov@usfeu.ru

THE CURRENT STATE OF HIGH-DENSITY RECREATIONAL PINE FORESTS in the «Bayanaul» SNNP

A.V. Dancheva1, S.V. Zalesov2

1Department of Forestry, Kazakh Scientific Research Institute of Forestry (KazSRIF), st. Kirov, 58, 021704, the town of Shchuchinsk, Republic of Kazakhstan 
2Ural State Forest Engineering University (USFEU), st. Sibirsky tract, 37, 620100, Ekaterinburg, Russia

a.dancheva@mail.ru

The result of the accomplished research of the state of pine forest recreational stands in the «Bayanaul» State National Nature Park (SNNP) are given in the article. According to the physical-geographical zoning the рark territory is a part of the Ermentau-Karkaralinsk region situated on the Central Kazakhstan hills. This region is mesoxerophytic and dry steppes with some prominent altitudinal belts. The objects of research were pine forests of sapling stage and ripening pine forests which grow in dry forest conditions (type of forest C2) and in the fresh forest conditions (type of forest C3). The state of pine forests was studied on the base of using the growing power index. The studies found that the growing power index of the pine forest stands was rated as «weakened». The trees were distributed according to the size category. It was revealed that in all the studied forest stands the trees belonging to the medium size category dominated. The proportion of «small» trees was up to 25–36 %. It was found that there was a close relationship between the growing power index and the size category of trees in the studied pine forests which was approximated by the linear and polynominal functions. The distribution of growing stock volume according to the growing power index was made. It was found out that in natural pine forest stands the main share of growing stock volume (up to 70 % of the total stock) were «weakened» trees; on the contrary, in pine forest plantations the share of «healthy» trees was up to 55 %. The growing stock volume of trees belonging to the categories «greatly weakened» and «dying» was not significant - less than 4–9 % of the total growing stock volume. As the result of the research carried out it was found that the availability of a large number of «small» trees in the composition of the studied pine stands, which were rated as «greatly weakened» and «dying», contributed to reducing the growing power index of the forest stand as a whole and to reducing its biological stability, its fire resistance and its recreational appeal.

Keywords: pine forest stands, dry and fresh forest conditions, size category, growing power index, recreational forest exploitation

Suggested citation: Dancheva A.V., Zalesov S.V. Sovremennoe sostoyanie vysokopolnotnykh sosnyakov rekreatsionnogo naznacheniya v Bayanaul’skom GNPP [The current state of high-density reacreational pine forest in the «Bayanaul» SNNP]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no.1, pp. 14–20. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-14-20

References

[1]  Oskorbin P.A., Bugaeva K.S. Dinamika struktury ostrovnykh borov Krasnoyarskoy lesostepi pod vliyaniem rubok ukhoda [Dynamics of the forests outlier of the Krasnoyarsk forest-steppe under the influence of thinning] Khvoynye boreal’nye zony [Сoniferous boreal zone]. 2007, v. XXIV, № 4-5. pp. 408-413. (in Russian)

[2]  Gorchakovskiy P.L. Lesnye oazisy Kazakhskogo melkosopochnika [Forest oasis of Kazakh hills]. Moscow: Nauka Publ., 1987, 158 p. (in Russian)

[3]  Ogar’ N.P., Ivashchenko A.A. Bayanaul’skiy natsional’nyy park [National Park of Bayanaul] Zapovedniki i natsional’nye parki Kazakhstana [Nature Reserves and National Parks of Kazakhstan]. Almaty: Almatykitap Publ., 2006, pp. 192-201. (in Russian)

[4]  Lesoustroitel’nyy proekt Bayanaul’skogo gosudarstvennogo natsional’nogo prirodnogo parka Pavlodarskoy oblasti [Forest estimation plan of Bayanaul State National Natural Park of Pavlodar region], v. I., 2006, 182 p. (in Russian)

[5]  OST 56-69-83. Ploshchadi probnye lesoustroitel’nye. Metod zakladki [OST 56-69-83. Plots of forest management. Method of laying of plots]. Moscow, 1983. 60 p. (in Russian)

[6]  Anuchin N.P. Lesnaya taksatsiya [Forest inventories]. Moskow: Forest Industry Publ., 1982. 552 p. (in Russian)

[7]  Dancheva A.V., Zalesov S.V. Ekologicheskiy monitoring lesnykh nasazhdeniy rekreatsionnogo naznacheniya [Ecological monitoring of recreational forest stand: a study guide]. Ekaterinburg: USFEU Publ., 2015. 152 p. (in Russian)

[8]  Alekseev V.A. Diagnostika povrezhdeniy derev’ev i drevostoev pri atmosfernom zagryaznenii i otsenka ikh zhiznennogo sostoyaniya [Diagnosis of damage to trees and forest stands at air pollution and assessment of their living conditions] Lesnye ekosistemy i atmosfernoe zagryaznenie [Forest ecosystems and air pollution]. Leningrad: Nauka Publ., 1990. pp. 38–53. (in Russian)

Author's information

Dancheva Anastassiya Vasilyevna — Cand. Sci. (Agricultural), research associate KazSRIFA, e-mail: a.dancheva@mail.ru

Zalesov Sergei Veniaminovich — Dr. Sci. (Agricultural), Prof., head of the chair «Forestry», vice-rector on scientific work. Ural state forest engineering university (USFEU), e-mail: zalesov@usfeu.ru

 

3

РЕСУРСЫ ЯГОДНЫХ КУСТАРНИЧКОВ В ЕЛЬНИКЕ МШИСТОМ СЕВЕРОУРАЛЬСКОЙ СРЕДНЕГОРНОЙ ЛЕСОРАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОВИНЦИИ

21-27

УДК 630.283.1:630.187

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-21-27

С.В. Залесов, И.А. Панин

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный лесотехнический университет», 620100, г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37

igorpanin1993@yandex.ru

Проанализированы биологические ресурсы дикорастущих ягодных кустарничков еловых насаждений мшистой группы типов леса в условиях Североуральской среднегорной лесорастительной провинции. Исследование проводилось на территории Карпинского лесничества Департамента лесного хозяйства Свердловской области. Выявлено, что среди ягодных кустарничков преобладают 2 вида. Это черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus L.) и брусника обыкновенная (Vaccinium vitis-idaea L.). Установлено, что практический интерес для организации заготовок черники обыкновенной представляют среднеполнотные спелые и перестойные насаждения. В таких насаждениях показатель надземной фитомассы черники в абсолютно сухом состоянии может достигать 494,3 кг/га, а урожай ягод — 175,3 кг/га в свежесобранном виде. При снижении полноты древостоя происходит разрастание травянистых видов и снижение фитомассы ягодных кустарничков до 82,9 кг/га в абсолютно сухом состоянии. Выявлено, что в живом напочвенном покрове молодняков и средневозрастных насаждений преобладают травянистые растения, которые угнетают ягодные кустарнички. По этой причине черника начинает плодоносить только в насаждениях 4 класса возраста. Установлено, что брусника обыкновенная встречается практически во всех насаждениях, но не образует густых зарослей и продуцирует незначительное количество плодов. Ее показатель надземной фитомассы в абсолютно сухом состоянии варьирует от 3,7 до 86,1 кг/га, а урожай ягод не превышает 1,5 кг/га в свежесобранном виде. Представленные данные надземной фитомассы и урожайности ягодных кустарничков могут быть использованы при планировании и организации заготовок дикорастущих ягод на территории Североуральской среднегорной лесорастительной провинции.

Ключевые слова: недревесная продукция, дикорастущие ягодники, черника, брусника, тип леса, ельники, ельник мшистый

Ссылка для цитирования: Залесов С.В., Панин И.А. Ресурсы ягодных кустарничков в ельнике мшистом Североуральской среднегорной лесорастительной провинции // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 21–27. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-21-27

Список литературы

[1]  Милосердов В.В., Милосердов К.В. Этапы развития российской кооперации: взлеты и падения // Экономика сельского хозяйства и перерабатывающих предприятий, 2012. № 4. С. 10–16.

[2]  Демина М.П., Вельм М.В. Рынок пищевых ресурсов леса: субъектно-объектная характеристика и особенности функционирования // Известия ИГЭА, 2013. № 2. С. 41–47.

[3]  Старицын В.В., Беляев В.В. О современном состоянии ресурсов брусники (Vaccinium vitis-idaea L.) и черники (Vaccinium myrtillus L.) в лесах Архангельской области // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Сер.: Естественные науки, 2014. № 2. С. 71–77.

[4]  Луганский Н.А., Залесов С.В., Щавровский В.А. Повышение продуктивности лесов: учеб. пособие. Екатеринбург: УГЛТА, 1995. 297 с.

[5]  Запаранюк А.Е. Повышение урожайности дикорастущих ягодников путем применения минеральных удобрений на Урале: дис. ... канд. с.-х. наук. Свердловск, 1984. 27 с.

[6]  Залесова Е.С., Панин И.А., Тукачева А.В. Изменение живого напочвенного покрова под влиянием осушительной мелиорации // Аграрное образование и наука, 2016. № 3. http://aon.urgau.ru/ru/issues/17/articles/301 (дата обращения 30.10.2016)

[7]  Донцов А.А., Олешко Г.И., Борисова Н.А. Запасы дикорастущих лекарственных растений в юго-восточных районах Свердловской области // Растительные ресурсы, 1984. Т. 20. Вып. 2. С. 177–182.

[8]  Олешко Г.И., Донцов А.А., Борисова Н.А. Запасы дикорастущих лекарственных растений в юго-западных районах Свердловской области // Растительные ресурсы, 1985. Т. 21. Вып. 4. С. 411–417.

[9]  Данчева А.В., Залесов С.В. Экологический мониторинг лесных насаждений рекреационного назначения. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2015. 152 с.

[10] ОСТ 56-69–83 Площади пробные лесоустроительные. М.: Изд-во стандартов, 1983. 20 с.

[11] Бунькова Н.П., Залесов С.В., Зотеева Е.А., Магасумо­ва А.Г. Основы фитомониторинга: учеб. пособие. Изд. 2-е, доп. и перераб. Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2011. 89 с.

[12] Данилов М.Д. Способы учета урожайности и выявление ресурсов дикорастущих плодово-ягодных растений и съедобных грибов: метод. пособие. Йошкар-Ола: Марийский политехнический институт имени. М. Горького, 1973. 36 с.

[13] Трифонов В.П. Новейшая тектоника на Урале // Геология СССР. М.: Недра, 1969. Т. XII. Ч. I. Кн. 2. С. 205–220.

[14] Колесников Б.П., Зубарева Р.С., Смолоногов Е.П. Лесорастительные условия и типы лесов Свердловской области. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1973. 176 с.

[15] Гедых В.Б. Развитие зарослей черники и ее урожай // Растительные ресурсы, 1979. Вып I. Т. XV. С. 10–19.

Сведения об авторах

Залесов Сергей Вениаминович — д-р с.-х. наук, профессор, проректор по научной работе, заведующий кафедрой лесоводства ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», e-mail: zalesov@usfeu.ru

Панин Игорь Александрович — аспирант кафедры лесоводства. ФГБОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет», e-mail: igorpanin1993@yandex.ru

RESOURSES OF BERRY SHRUBS IN MOSSY SPRUCE FORESTS OF THE NORTHERN URAL MIDDLE MOUNTAINS FOREST PROVINCE

S.V. Zalesov, I.A. Panin

Federal State budgetary educational institution of higher education «Ural State Forest Engineering University», 620100, Russia, Ekaterinburg, Sibirskiy Trakt Street 37

igorpanin1993@yandex.ru

The research has been carried out on the territory of the Karpinsky forestry district of the forestry management department in the Sverdlovsk region of Russian Federation. The study analyzed biological resourses of wild growing berry shrubs in mossy spruce forest type. The research revealed that bilberry (Vaccinium myrtillus L.) and cowberry (Vaccinium vitis-idaea L.) are predominant among berry shrubs. The middle-density mature and overmature forests are of practical interest for harvesting bilberry. The amount of bilberry epiterranean biomass in absolutely dry condition may reach 494,3 kg/ha, its crop capacity being in fresh form 175,3 kg/ha. When the stand density decreases, herbal plants begin to dominate and this results in decreasing of the berry shrub epiterranean biomass in absolutely dry condition to 82,9 kg/ha. The study discovered that herbal plants which supress the growth of berry shrubs are predominant in forest live cover of young and middle-aged forests. Therefore, bilberry shrubs begin to berry only in the 4-th age class stand. The research shows that cowberry can be found almost in every forest, but it does not form dense spinney and does not berry a lot. The amount of cowberry epiterranean biomass under absolutely dry conditions varies from 3,7 to 86,1 kg/ha and its berry crop does not exceed 1,5 kg/ha in fresh form. The given information about the epiterranean biomass and the yielding ability of berry shrubs can be used to plan and to organize harvesting of wild growing berries on the territory studied.

Keywords: non-wood forest products, wild growing berries, bilberry, cowberry, forest type, spruce forest, mossy spruce forest

Suggested citation: Zalesov S.V., Panin I.A. Resursy yagodnykh kustarnichkov v el’nike mshistom severoural’skoy srednegornoy lesorastitel’noy provintsii [Resourses of berry shrubs in mossy spruce forests of the northen ural middle mountains forest province] Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 21–27. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-21-27

Reference

[1]  Miloserdov V.V. Miloserdov K.V. Etapy razvitiya Rossiyskoy kooperatsii: vzlety i padeniya [Stages of development of Russian cooperation: UPS and downs]. Ekonomika sel’skogo khozyaystva i pererabatyvayushchikh pred-priyatiy [Economics of agricultural and processing enterprises], 2012, no. 4, pp. 10-16. (in Russian)

[2]  Demina M.P. Vel’m M.V. Rynok pishchevykh resursov lesa: sub’ektno-ob’ektnaya kharakteristika i osobennosti funktsionirovaniya [Market food resources of the forest: the subject-object characteristics and peculiarities of functioning]. Izvestiya IGEA [Proceedings of IGEA], 2013, no. 2, pp. 41-47. (in Russian)

[3]  Staritsyn V.V. Belyaev V.V. O sovremennom sostoyanii resursov brusniki (Vaccinium vitis-idaea L.) i cherniki (Vaccinium myrtillus L.) v lesakh Arkhangel’skoy oblasti [Modern condition of resources of cowberry (Vaccinium vitis-idaea L.) and blueberry (Vaccinium myrtillus L.) in forests of Arkhangelsk region] Bulletin of the Northern (Arctic) Federal University. Series: Natural-wide science, 2014, № 2, pp. 71-77. (in Russian)

[4]  Luganskiy N.A. Zalesov S.V. Shchavrovskiy V.A. Povyshenie produktivnosti lesov: uchebnoe posobie [Increase forest productivity: a tutorial]. Ekaterinburg: USFEU Publ., 1995. 297 p. (in Russian)

[5]  Zaparanyuk A.E. Povyshenie urozhaynosti dikorastushchikh yagodnikov putem primeneniya mineral’nykh udobreniy na Urale [Increasing the yield of wild berry plants by applying mineral fertilizers in the Urals]. Abstract of dissertation of сcandidate of agricultural Sciences. Sverdlovsk, 1984. 27 p. (in Russian)

[6]  Zalesova E.S. Panin I.A. Tukacheva A.V. Izmenenie zhivogo napochvennogo pokrova pod vliyaniem osushitel’-noy melioratsii [Changes of the living ground cover under the influence of drainage reclamation]. Agrarnoe obrazovanie i nauka [Agrarian science and education], 2016, no 3. Available at: http://aon.urgau.ru/ru/issues/17/articles/301 (30.10.2016). (in Russian)

[7]  Dontsov A.A. Oleshko G.I. Borisova N.A. Zapasy dikorastushchikh lekarstvennykh rasteniy v yugo-vostochnykh rayonakh Sverdlovskoy oblasti [Inventory of wild medicinal plants in South-Eastern Sverdlovsk region]. Rastitelnye Resursy, 1984, v. 20, no. 2, pp. 177-182. (in Russian)

[8]  Oleshko G.I. Dontsov A.A. Borisova N.A. Zapasy dikorastushchikh lekarstvennykh rasteniy v yugo-zapadnykh rayonakh Sverdlovskoy oblasti [Stocks of wild medicinal plants in South-Western Paradise-regions Sverdlovsk region]. Rastitelnye Resursy, 1985, v. 21, no. 4, pp. 411-417. (in Russian)

[9]  Dancheva A.V. Zalesov S.V. Ekologicheskiy monitoring lesnykh nasazhdeniy rekreatsionnogo na-znacheniya [Ecological monitoring of forest stands on recreational values]. Ekaterinburg: USFEU Publ., 2015, 152 p. (in Russian)

[10] OST 56 69 83 «Ploshchadi probnye lesoustroitel’nye» [OST 56 69 83 «Square test forest management»]. Moscow: Izd-vo standartov [Publishing standards], 1983. 20 p. (in Russian)

[11] Bun’kova N.P. Zalesov S.V. Zoteeva E.A. Magasumova A.G. Osnovy fitomonitoringa: Ucheb. posobie: izd. 2-e dopolnennoe i pererabotannoe [The basics of phytomonitoring: Tutorial: edition 2, revised and supplemented]. Ekaterinburg: USFEU Publ., 2011. 89 p. (in Russian)

[12] Danilov M.D. Sposoby ucheta urozhaynosti i vyyavlenie resursov dikorastushchikh plodovo-yagodnykh rasteniy i s’edobnykh gribov [Methods of accounting for productivity and identify the resources of wild fruit-berry plants and edible mushrooms]. Yoshkar-Ola: Mari Polytechnic Institute named after M. Gorky, 1973. 36 p. (in Russian)

[13] Trifonov V.P. Noveyshaya tektonika na Urale [Neotectonics in the Urals]. Geologiya SSSR. t. XII, p. I, book 2. Moscow: Nedra Publ., 1969. pp. 205-220. (in Russian)

[14] Kolesnikov B.P. Zubareva R.S. Smolonogov E.P. Lesorastitel’nye usloviya i tipy lesov Sverdlovskoy oblasti [Forest conditions and forest types in Sverdlovsk region]. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR, 1973. 176 p. (in Russian)

[15] Gedykh V.B. Razvitie zarosley cherniki i ee urozhay [The Development of thickets of blueberry and yield] Rastitelnye Resursy. 1979. v. I, t. XV, pp. 10-19. (in Russian)

Author's information

Zalesov Sergei Veniaminovich — Dr. Sci. (Agricultural), Prof., head of the chair «Forestry», vice-rector on scientific work. Ural State Forest Engineering University (USFEU), e-mail: zalesov@usfeu.ru

Panin Igor Aleksandrovich — pg. Ural State Forest Engineering University (USFEU), e-mail: igorpanin1993@yandex.ru.

 

4

ОЦЕНКА ПОДПОЛОГОВОГО ВОЗОБНОВЛЕНИЯ В СОСНЯКАХ ЮЖНОЙ ТАЙГИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

28-35

УДК 630.182.91.231

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-28-35

Н.М. Дебков1, А.С. Ильинцев2,3, А.С. Васильев4

1ФГБУН «Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН» 634055, г. Томск, Академический пр-т, 10/3 
2ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова» 163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17 
3ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства» 163062, г. Архангельск, ул. Никитова, 13 
4Департамент лесного хозяйства Томской области 634041, г. Томск, пр-т Кирова, 41

a.ilintsev@narfu.ru

Рассматривается состояние предварительного возобновления под пологом спелых и перестойных южнотаежных сосняков Томской области. Наличие предварительного возобновления хвойных пород деревьев под пологом хвойных древостоев является важным фактором, который при правильной организации лесозаготовок и последующего ухода за лесом позволяет предотвратить нежелательную смену хвойных древостоев на лиственные. Целью данной работы является выявление особенностей накопления подроста под пологом сосновых формаций в зависимости от условий произрастания (типов леса). Возобновительные процессы изучали на примере Тимирязевского лесничества Томской области, в междуречье рек Обь и Томь, на площади 226 тыс. га. Всего было проанализировано 25 тыс. выделов, из них количество спелых и перестойных выделов сосновой формации составило более 2,5 тыс шт. Установлено, что практически большинство спелых и перестойных сосновых насаждений обеспечено хвойным подростом предварительной генерации в количестве, достаточном для естественного лесовосстановления. Возобновление под пологом сосновых насаждений имеет смешанный состав с преобладанием крупного подроста хвойных пород. Единственное исключение — низкополнотные (0,3–0,4) сосняки осоково-сфагновые и сфагновые, где подроста недостаточно и, согласно действующим правилам, должны проектироваться культуры или комбинированное лесовосстановление. Сосновые насаждения гидроморфных типов леса необходимо исключить из расчетной лесосеки, поскольку лесопользование в них нецелесообразно как с экономической, так и с экологической точки зрения. В таких типах леса, как ягодно-мшистый, мшистый, разнотравный, мшисто-ягодный, следует ориентировать хозяйства на возобновление через минерализацию поверхности вырубок с оставлением источников обсеменения.

Ключевые слова: тип леса, древостой, состав, полнота, хвойные породы, естественное возобновление, подрост

Ссылка для цитирования: Дебков Н.М., Ильинцев А.С., Васильев А.С. Оценка подпологового возобновления в сосняках южной тайги Томской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 28–35. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-28-35

Список литературы

[1]  Дебков Н.М. Комплексная оценка природного потенциала формирования насаждений из подроста // Устойчивое лесопользование, 2013. № 2 (35). С. 18–30.

[2]  Мелехов И.С. Рубки и возобновления леса на Севере. Архангельск: Архангельское книжное издательство, 1960. 200 с.

[3]  Реймерс Н.Ф. Экология. М.: Россия молодая, 1994. 380 с.

[4]  Цветков В.Ф. Вопросы лесовозобновления в связи с рубками на Европейском Севере России // Некоторые вопросы лесоведения и лесоводства на Европейском Севере Росии: сб. науч. работ кафедры лесоводства и почвоведения. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2005. С. 29–76.

[5]  Дебков Н.М., Залесов С.В. Возобновительные процессы, под пологом насаждений, сформировавшихся из сохраненного подроста предварительной генерации // Аграрный вестник Урала, 2012. № 9 (101). С. 39–41.

[6]  Цветков В.Ф. Самовозобновление леса: текст лекций. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2008. 98 с.

[7]  Мелехов И.С. Лесоведение: учебник для вузов. М.: МГУЛ, 2002. 398 с.

[8]  Лесохозяйственный регламент Тимирязевского лесничества Томской области. Томск, 2013. 246 с.

[9]  Проект организации и ведения лесного хозяйства Тимирязевского лесхоза Агентства лесного хозяйства по Томской области. Томск, 2005. Т. 1. Кн. 1. 213 с.

[10] Крылов Г.В., Потапович В.М., Кожеватова Н.Ф. Типы леса Западной Сибири. Новосибирск: Зап.-Сиб. филиал АН СССР; Отд. леса, Зап.-Сиб. аэрофотолесоустроит. трест, Науч.-тех. о-во лесной пром-сти Новосиб. правл, 1958. 211 с.

[11] Правила лесовосстановления. Утв. Приказом МПР РФ от 16 июля 2007 г. № 183. М., 2007. 11 с.

Сведения об авторах

Дебков Никита Михайлович — канд. с.-х. наук, научный сотрудник Лаборатории мониторинга лесных экосистем Института мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, e-mail: nikitadebkov@yandex.ru

Ильинцев Алексей Сергеевич — младший научный сотрудник, аспирант ФБУ «Северный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», кафедра лесной таксации и лесоустройства Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: a.ilintsev@narfu.ru

Васильев Алексей Сергеевич — главный специалист Комитета государственного лесного и пожарного надзора Департамента лесного хозяйства Томской области, e-mail: vasiliv.a.s@mail.ru

THE EVALUATION OF REGENERATION UNDER THE PINE FOREST CANOPY OF SOUTHERN TAIGA IN THE TOMSK REGION

N.M. Debkov1, A.S. Il’intsev2,3, A.S. Vasil’ev4

1Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Academichesky ave., 10\3, 634055, Tomsk, Russia 
2Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Severnoy Dviny Embankment, 17, 163002, Arkhangelsk, Russia 
3Northern Research Institute of Forestry, Nikitov Str., 13, 163062, Arkhangelsk, Russia 
4 Department of Forestry of Tomsk Region, Kirov ave., 10\3, 634041, Tomsk, Russia

a.ilintsev@narfu.ru

The article deals with the state of regeneration under the canopy of mature and overmature pine forests in southern taiga of the Tomsk region. The availability of coniferous tree regeneration under the pine stand canopy is an important factor. This factor prevents an undesirable shift of coniferous stands to deciduous ones, with a proper organization of timber harvesting and subsequent thinning being provided. The purpose of this research is to determine the characteristics of the undergrowth accumulation under the pine forest canopy depending on the growing conditions, i.e. the forest type. The regeneration processes was studied on the 226 thousand hectare territory of the Timiryazev forest district in the Tomsk region, situated between the rivers Ob and Tom. 25 thousand forest plots and more than 2,500 plots of mature and overmature pine divisions were analyzed . As a result, the analysis has shown that most of mature and overmature pine forests have enough coniferous undergrowth which enables them to provide natural regeneration. The stand regenerated under the pine forest canopy has a mixed composition, with large undergrowth of coniferous species prevailing. The only exception is low-density (0,3–0,4) pine forests (sedge-sphagnum and sphagnum), where the undergrowth is not enough and, according to the current regulations, certain forest tree species should be planted to provide a mixed (both natural and man-made) reforestation. Pine stands of hydromorphic forest types should be excluded from the annual allowable cutting because forest management in them is inefficient from both economic and environmental points of view. In such forest types as berry-bog, bog, forb, bog-berry, some measures must be taken to fertilize the soil and to keep enough seed trees.

Keywords: forest type, forest stand, composition, density, softwood, natural regeneration, undergrowth

 

Suggested citation: Debkov N.M., Ilintsev A.S., Vasilev A.S. Otsenka podpologovogo vozobnovleniya v sosnyakakh yuzhnoy taygi Tomskoy oblasti [The evaluation of regeneration under the pine forest canopy of southern taiga in the Tomsk region]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no.1, pp. 28–35. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-28-35

References

[1]  Debkov N.M. Kompleksnaya otsenka prirodnogo potentsiala formirovaniya nasazhdeniy iz podrosta [Complex assessment of natural potential of the formation of stands of undergrowth]. Ustoychivoe lesopol’zovanie [Sustainable Forest Management] 2013, no. 2 (35), pp. 18–30. (in Russian)

[2]  Melekhov I.S. Rubki i vozobnovleniya lesa na Severe [Cuttings and regeneration in the North]. Arhangelsk: Arhangel’skoe knizhnoe izdatel’stvo Publ., 1960. 200 p. (in Russian)

[3]  Reymers N.F. Ekologiya [Ecology], Moscow, 1994, 380 p. (in Russian)

[4]  Tsvetkov V.F. Voprosy lesovozobnovleniya v svyazi s rubkami na Evropeyskom Severe Rossii [Issues of regeneration after cuttings in the European North of Russia] Nekotorye voprosy lesovedeniya i lesovodstva na Evropeyskom Severe Rosii: sb. nauch. rabot kafedry lesovodstva i pochvovedeniya [Some issues of sylvics and silviculture in the European North of Russia: collection of scientific papers], Arhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2005, рр. 29-76. (in Russian)

[5]  Debkov N.M., Zalesov S.V. Vozobnovitel’nye protsessy, pod pologom nasazhdeniy, sformirovavshikhsya iz sokhranennogo podrosta predvaritel’noy generatsii [Regeneration processes under the canopy of forest stands, formed from preserved undergrowth of preliminary generation]. Agrarian Bulletin of the Urals, 2012, no. 9 (101), pp. 39-41. (in Russian)

[6]  Tsvetkov V.F. Samovozobnovlenie lesa [Regeneration of the forest] Arhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2008. 98 p. (in Russian)

[7]  Melekhov I.S. Lesovedenie [Silvics] Moscow: MSFU Publ., 2002, 398 p. (in Russian)

[8]  Lesokhozyaystvennyy reglament Timiryazevskogo lesnichestva Tomskoy oblasti [Forestry regalement Timiryazev forest area of Tomsk region]. Tomsk, 2013, 246 p. (in Russian)

[9]  Proekt organizatsii i vedeniya lesnogo khozyaystva Timiryazevskogo leskhoza Agentstva lesnogo khozyaystva po Tomskoy oblasti [The project of organization and conducting of forestry Timiryazev Agency of the forestry of the Tomsk region]. Tomsk, 2005, 213 p. (in Russian)

[10] Krylov G.V., Potapovich V.M., Kozhevatova N.F. Tipy lesa Zapadnoy Sibiri [Forest types in Western Siberia]. Novosibirsk, 1958, 211 p. (in Russian)

[11] Pravila lesovosstanovleniya: utv. prikazom MPR Rossii ot 16.07.2007 № 183 [Terms reforestation: Approved. Order of MNR from 16.07.2007 no 183] Available at: http://www. rosleshoz.gov.ru (accessed 1 November 2014).

Author's information

Debkov Nikita Mikhaylovich — Cand. Sci. (Agriculture), Researcher at Institute of Monitoring of Climatic and Ecological Systems, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, e-mail: nikitadebkov@yandex.ru

Il’intsev Aleksey Sergeevich — Research Assistant at the Northern Research Institute of Forestry, pg. of Forest Assessment and Management Department at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: a.ilintsev@narfu.ru

Vasil’ev Aleksey Sergeevich — Specialist at Department of Forestry of Tomsk Region, e-mail: vasiliv.a.s@mail.ru

 

5

ВЛИЯНИЕ ОСУШИТЕЛЬНОЙ МЕЛИОРАЦИИ НА ВЫХОД ЖИВИЦЫ СОСНЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ ПОДЗОНЫ ТАЙГИ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

36-40

УДК 631.427.22

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

Н.О. Пастухова, О.П. Лебедева, Ю.И. Поташева

Лесотехнический институт Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, 163002, Архангельск, Наб. Северной Двины, 17

hope203@yandex.ru

Смолопродуктивность хвойных пород, и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) в частности, представляет собой биологическую способность дерева и древостоя в целом в сравнимых условиях за единицу времени выделять определенную массу живицы (ОСТ 13-80–79). Данная способность зависит от целого ряда лесоводственных и экологических факторов, которые определяются условиями произрастания древостоя. Отвод избытка влаги в почве обеспечивает улучшение аэрации корнеобитаемого слоя и повышение интенсивности процессов смолообразования и смоловыделения. Определение влияния осушения на выход живицы проводилось в средневозрастном сосновом древостое осушаемого кустарничково-сфагнового типа леса. В ходе исследований установлено: среднее значение длины потека живицы в осушаемом насаждении превышает данный показатель для заболоченного участка лесных земель. Способность выделять живицу у древостоя осушаемых территорий достоверно отличается от смолопродуктивности соснового древостоя в гидроморфных условий произрастания. С помощью корреляционного и регрессионного анализа доказано наличие линейной зависимости выхода живицы от расстояния между деревом и осушительным канолом. Отмечается повышение процента высокосмолопродуктивных деревьев на осушенных территориях по сравнению с заболоченными участками леса. Следовательно, основным фактором, влияющим на выход живицы соснового древостоя, является осушение заболоченных лесных земель. Мелиорация территорий повышает процент смолопродуктивных форм сосны, а также продуктивность древостоя в целом.

Ключевые слова: осушительная мелиорация, смолопродуктивность сосны, категория смолопродуктивности деревьев, длина потека живицы, метод четырех ранений

Ссылка для цитирования: Пастухова Н.О., Лебедева О.П., Поташева Ю.И. Влияние осушительной мелиорации на выход живицы сосны в условиях северной подзоны тайги Архангельской области // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 36–40. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

Список литературы

[1]  Буш К.К., Клявиньш Я.Я., Майке П.М., Сабо Е.Д. Осушение лесных земель. Ленинград: Гослесбумиздат, 1960. 160 с.

[2]  Дружинин Н.А., Дружинин Ф.Н., Пестовский А.С. Прижизненное и побочное пользование осушаемых лесов Вологодской области. Вологда: ИЦ ВГМХА, 2011. 192 с.

[3]  Елпатьевский М.М., Кирюшкин В.Н., Константинов В.К. Лесохозяйственное освоение болот. М.: Лесная пром-сть, 1978. 135 с.

[4]  Коновалов В.Н., Зарубина Л.В. Эколого-физиологические особенности хвойных на осушенных землях. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. 295 с.

[5]  Мамаев С.А. Основные принципы методики исследования внутривидовой изменчивости древесных растений. Индивидуальная и эколого-географическая изменчивость растений. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1975. С. 3–14

[6]  Мелехов В.И., Бабич Н.А., Корчагов С.А. Качественные характеристики сосны в культурах: учеб. пособие для вузов. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2005. 116 с.

[7]  Новоселов А.С., Федяев А.Л., Петрик В.В. Некоторые аспекты смолопродуктивности сосняков на объектах гидромелиорации в Вологодской области // Известия высших учебных заведений. Сер. Лесной журнал, 2009. № 5. С. 44

[8]  ОСТ 13-80–79. Подсочка сосны. Термины и определения. М.: Минлесбумдревпром, 1979. 20 с.

[9]  Рубцов В.Г., Книзе А.А. Ведение хозяйства в мелиорируемых лесах. М.: Лесная пром-сть, 1981. 116 с.

[10] Суханов В.И., Ярунов А.Я., Петрик В.В., Федяев А.Л. Технологические и лесоводственные методы интенсификации подсочных насаждений. Архангельск: АИЛиИХ, 1991. 32 с.

Сведения об авторах

Пастухова Надежда Олеговна — аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: hope203@yandex.ru

Лебедева Ольга Петровна — аспирант кафедры ландшафтной архитектуры и искусственных лесов Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: hope203@yandex.ru

Поташева Юлия Игоревна — канд. с.-х. наук, доцент кафедры геодезии и земельного кадастра Лесотехнического института Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, e-mail: hope203@yandex.ru

THE MARSHLAND RECLAMATION EFFECT ON SOFT RESIN YIELD OF PINUS SYLVESTRIS UNDER THE TAIGA NORTHERN SUBZONE CONDITIONS IN THE ARKHANGELSK REGION

N.O. Pastukhova, O.P. Lebedeva, Yu.I. Potasheva

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, 17, Severnaya Dvina Emb., Arkhangelsk, Russia

hope203@yandex.ru

The pine resin yield is primarily dependent on the stand growth conditions. Soil drainage provides better root aeration and increases the intensity of resin formation and resin exudation. The influence of drainage on resin exudation was studied on the territory of some plot areas, situated in the 108th compartment of the Ust-Dvinsk Arhangelsk forest district, with a middle-aged pine forest stand of drained shrub-sphagnum forest types. The pine resin yield was determined with a method of «four wounds» to the cardinal points. The wounds were made with a wedge-shaped hammer at an 45° angle at the upper part of the prepared surface; in 10 hours the resin drip length was measured and the average value of resin exudation was calculated. The drainage influence on the tree stand was determined by measuring the distance from each marked tree to the drainage canal. The research showed that the average resin drip length in drained plantations exceeds that of pines growing on the swamped areas of forest land. The resin exudation ability on drained areas is definitely different from the resin yield of pine stands under the hydromorphic growing conditions. The correlation ratio between the resin exudation and the distance from the tree to the drainage channel is revealed by the correlation and regression analyzes that prove a reliable linear relationship between the studied characteristics. The percentage of resin yield shows an increase of high resin productive pine trees on drained areas unlike those on the swamped ones. Therefore, draining of swamped areas of forest is the main criterion that effects the pine stands resin output. The forest area melioration increases the percentage of resin exuding pine species and the resin yield ability of the pine stand as a whole.

Keywords: hydro-drainage forest melioration, pine resin yield, the category of resin exuding pine tree ability, the resin drip length , a «four wounds» method

Suggested citation: Pastukhova N.O., Lebedeva O.P., Potasheva Yu.I. Vliyanie osushitel’noy melioratsii na vykhod zhivitsy sosny v usloviyakh severnoy podzony taygi Arkhangel’skoy oblasti [Effect of reclamation of marshland on soft resin yield of Pinus sylvestris] Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no.1, pp. 36–40. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-36-40

Reference

[1]  Bush K.K., Klyavin’sh Ya.Ya., Mayke P.M., Sabo E.D. Osushenie lesnykh zemel’ [Drainage of forest land]. Leningrad: Goslesbumizdat, 1960. 160 p. (in Russian)

[2]  Druzhinin N.A., Druzhinin F.N., Pestovskiy A.S. Prizhiznennoe i pobochnoe pol’zovanie osushaemykh lesov Vologodskoy oblasti [In vivo and incidental use of drained forests of the Vologda region]. Vologda: ITs VGMKhA Publ., 2011. 192 p. (in Russian)

[3]  Elpat’evskiy M.M., Kiryushkin V.N., Konstantinov V.K. Lesokhozyaystvennoe osvoenie bolot [Forestry development bogs]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1978. 135 p. (in Russian)

[4]  Konovalov V.N., Zarubina L.V. Ekologo-fiziologicheskie osobennosti khvoynykh na osushennykh zemlyakh [Ecological and physiological characteristics of conifers on reclaimed lands]. Arkhangelsk: Severnyy (Arkticheskiy) federal’nyy universitet Publ., 2010. 295 p. (in Russian)

[5]  Mamaev S.A. Mamaev S.A. Osnovnye printsipy metodiki issledovaniya vnutrividovoy izmenchivosti drevesnykh rasteniy. Individual’naya i ekologo-geograficheskaya izmenchivost’ rasteniy [Basic principles of research methodology of intraspecific variation of woody plants. Individual and ecological and geographical variability of plants]. Sverdlovsk: UNTs AN SSSR Publ., 1975. pp. 3-14. (in Russian)

[6]  Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Melekhov V.I., Babich N.A., Korchagov S.A. Kachestvennye kharakteristiki sosny v kul’turakh [Qualitative characteristics of pine cultures]. Arkhangelsk: Arkhangelsk State Technical University Publ., 2005, 116 p. (in Russian)

[7]  Novoselov A.S., Fedyaev A.L., Petrik V.V. Nekotorye aspekty smoloproduktivnosti sosnyakov na ob¢ektakh gidromelioratsii v Vologodskoy oblasti [Some aspects pine resin productivity on reclamation facilities in the Vologda region]. Izvestie vysshikh uchebnykh zavedeniy «Lesnoy zhurnal», 2009. № 5. pp. 44. (in Russian)

[8]  OST 13-80–79. Podsochka sosny. Terminy i opredeleniya [OST 13-80-79. Tapping of pine. Terms and Definitions]. Moscow: Minlesbumdrevprom Publ., 1979, 20 p. (in Russian)

[9]  Rubtsov V.G., Knize A.A. Vedenie khozyaystva v melioriruemykh lesakh [Management activities in reclaimed woods]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1981, 116 p. (in Russian)

[10] Sukhanov V.I., Yarunov A.Ya., Petrik V.V., Fedyaev A.L. Tekhnologicheskie i lesovodstvennykh metody intensifikatsii podsochnykh nasazhdeniy [Technological and silvicultural techniques intensification podsochnogo plantations]. Arkhangelsk, 1991. 32 p. (in Russian)

Author's information

Pastukhova Nadezhda Olegovna — pg. of the Department of landscape architecture and afforestation at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: hope203@yandex.ru

Lebedeva Ol’ga Petrovna — pg. of the Department of landscape architecture and afforestation at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: hope203@yandex.ru

Potasheva Yuliya Igorevna — Cand. Sci. (Agriculture), Assoc. Prof. of the Department of Geodesy and Cadastre at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: hope203@yandex.ru

 

6

О ПРОДУКЦИИ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА В КОНТЕКСТЕ ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

41-47

УДК 630.8

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-41-47

А.А. Изместьев

ФГБОУ ВО «Байкальский государственный университет» 664003, Россия, г. Иркутск, ул. Ленина, 11, izm77@rambler.ru

Экономический подход к организации того или иного вида хозяйственной деятельности предполагает сопоставление желаемого результата этой деятельности, в качестве которого выступает продукция (услуга) в стоимостном выражении, с затратами на достижение этого результата. Среди видов деятельности, воспроизводящих материальные блага, лесное хозяйство (ЛХ) — единственный вид, для которого установление продукции является вопросом дискуссионным на протяжении уже многих десятилетий. Основная причина нерешенности вопроса о продукции ЛХ кроется в главной его особенности — чрезвычайно длительном периоде выращивания лесов, беспрецедентно длительном в сравнении с любым другим производственном циклом. В теории и практике экономической организации ЛХ в России известны несколько подходов. Автор сравнивает их по основному показателю — периоду времени, по прошествии которого фиксируется результат лесохозяйственного производства. При существующем сметно-бюджетном подходе к финансированию ведения ЛХ лесхозами объектом формирования субсидий являются годовые объемы работ. Такая организация деятельности является административной. Сторонники другого подхода предлагают признать готовой продукцией в воспроизводстве леса ухоженные молодняки в возрасте смыкания крон. Данный подход не соответствует модели европейских государственных коммерческих лесохозяйственных организаций, так как основе его лежит все то же бюджетное финансирование промежуточных результатов лесохозяйственного производства. Логически завершенная и технологически обусловленная система экономической организации лесного хозяйства выстраивается только с позиции воспроизводства конечных продуктов и полезностей леса. Это суть третьего подхода, при котором доходы от реализации конечных продуктов лесного хозяйства сопоставляются с затратами, базой формирования которых является пространственно-временная модель воспроизводства леса. Данный вывод можно рассматривать как экономическое обоснование классического учения о лесном хозяйстве как о диалектическом единстве рубок и мероприятий по лесовосстановлению и уходу за лесом. Сделанный вывод не завершает исследований экономической организации лесного хозяйства. Далее анализ должен переходить в институциональную плоскость: в рамках каких форм организации лесных хозяйств возможна и целесообразна реализация пространственно-временной модели воспроизводства конечных ресурсов леса и какие институциональные условия для этого должны быть созданы?

Ключевые слова: лесное хозяйство, экономическая организация лесного хозяйства, продукция лесного хозяйства, главная особенность лесного хозяйства, доход лесного хозяйства, экономический механизм, модель воспроизводства леса

Ссылка для цитирования: Изместьев А.А. О продукции лесного хозяйства в контексте его экономической организации // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 41–47. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-41-47

Список литературы

[1]  Иванюта В.М., Кожухов Н.И., Моисеев Н.А. Экономика лесного хозяйства: учебник для вузов. М.: Лесная пром-сть, 1983. 272 с.

[2]  Петров А.П. Экономические отношения в лесном хозяйстве: из прошлого в будущее. Матер. к докл. на науч. дебатах «Экономика лесных отношений», г. Москва, 25 февраля 2016 г. http://www.cepl.rssi.ru/?q=node/265

[3]  Петров А.П., Мамаев Б.М., Тепляков В.К., Щетин- ский Е.А. Государственное управление лесным хозяйством: учеб. пособие. М.: ВНИИЦлесресурс, 1997. 304 с.

[4]  Петров А.П. Назад в будущее? // Российские лесные вести, 2014. 21 марта. http://lesvesti.ru/news/expert/7336/

[5]  Лесной кодекс Российской Федерации: Федеральный закон. Принят Государственной думой 22 января 1997 г. // Российская газета, 1997. 4 февраля. № 23.

[6]  Лобовиков Т.С. Концепция хозрасчетной организации лесохозяйственного производства // Лесное хозяйство, 1989. № 5. С. 8–12.

[7]  Петров А.П. Не в прошлое, а в будущее // Российские лесные вести. 2013. 16 авг. http://lesvesti.ru/news/expert/5658/

[8]  Изместьев А.А. Институциональные возможности повышения прозрачности и эффективности санитарных рубок лесхозов в рамках действующего законодательства // Управленец, 2015. № 4 (56). С. 4–8.

[9]  Моисеев Н.А. О продукции лесного хозяйства, ее себестоимости и цене // Лесной вестник, 2002. № 4. С. 14–20.

[10] Моисеев Н. А. Экономика лесного хозяйства: учеб. пособие. 2-е изд. М.: МГУЛ, 2008. 384 с.

[11] Орлов М.М. Лесоустройство: учебник. Л.: Издание журнала «Лесное хозяйство, лесопромышленность и топливо», 1927. Т. 1. 1120 с.

Сведения об авторе

Изместьев Александр Анатольевич — канд. экон. наук, доцент, Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации, доцент кафедры экономики и управления бизнесом (по внутреннему совместительству), ученый секретарь ученого совета ФГБОУ ВО «Байкальский государственный университет», e-mail: izm77@rambler.ru

ABOUT FORESTRY PRODUCTS IN THE CONTEXT OF ITS ECONOMIC ORGANIZATION

A.A. Izmest’ev

Baikal State University, 664003, Russia, Irkutsk, Lenina St., 11

izm77@rambler.ru

The economic approach to the organization of economic activity implies the comparison of desirable result of these activities to the cost needed to achieve this result, the result products (services) being in value term. If the above comparison is not available the economic working arrangement is, in fact, administrative. Among various types of activities to produce material benefits, forestry management is unique as its range of final products (services) has been questionable for already many decades. The main reason of the forestry product range problem being unsolved results from its main feature — the extremely long period of wood cultivation when compared to any production cycle. The theory and practice of forestry economic working arrangement in Russia have several approaches to the above problem. The time period after which the forestry production result is available is the basis for the comparison of these approaches in this article. In case of the existing cost estimate and budget approach to financing the forest management by a forest enterprise, the subsidy schemes are based on the annual amount of work. Such economic working arrangement is administrative. The supporters of another approach suggest recognizing the wood of well-groomed young growths at the age of turning them into the forested area as finished goods. This approach doesn’t conform with the model of the european state commercial forestry institutions as it implies budget financing of intermediate results of forestry production. The conclusion has been drawn that a logically completed and technologically caused system of the forestry economic working arrangement can be built only in terms of reproducing forest end products and its other benefits. It is an essence of the third approach which implies that the income from forest end product sales is compared with the costs which result from the space-time model of forest reclamation. This conclusion is considered to economically substantiate the classical doctrine of forestry as a dialectic unity of felling operations and reforestation ones to take care of forest stands. The drawn conclusion cannnot complete comprehensive research of the economic working arrangement used in forestry. Onwards, the analysis has to pass into the institutional plane: within what forms of the forestry working arrangement the implementation of the space-time model to reproduce forest end products becomes possible and reasonable and what institutional conditions must be created to provide this purpose?

Keywords: forestry, economic working arrangement in forestry, forestry products, the main feature of forestry, income of forestry, an economic mechanism, the model of forest reclamation

Suggested citation: Izmestev A.A. O produktsii lesnogo khozyaystva v kontekste ego ekonomicheskoy organizatsii [About forestry products in the context of its economic organization]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 41–47. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-41-47

References

[1]  Ivanyuta V.M., Kozhukhov N.I., Moiseev N.A. Ekonomika lesnogo khozyaystva [Forestry economics]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1983. 272 p. (in Russian)

[2]  Petrov A.P. Ekonomicheskie otnosheniya v lesnom khozyaystve: iz proshlogo v budushchee [The economic relations in forestry: from the past in the future]. Materialy k dokladu na nauchnykh debatakh «Ekonomika lesnykh otnosheniy», Moskva, 25 fevralya 2016 g. [Materials to the report on a scientific debate «Economy of the forest relations», on February 25, 2016]. Available at: http://www.cepl.rssi.ru/?q=node/265 (accessed 25 July 2016). (in Russian)

[3]  Petrov A.P., Mamaev B.M., Teplyakov V.K., Shchetinskiy E.A. Gosudarstvennoe upravlenie lesnym khozyaystvom [Public forest management]. Moscow, VNIITslesresurs’ Publ., 1997. 304 p. (in Russian)

[4]  Petrov A.P. Nazad v budushchee? [Back in the future?]. Rossiyskie lesnye vesti [Russian forest news], 2014, March 21. Available at: http://lesvesti.ru/news/expert/7336/ (accessed 18 July 2016). (in Russian)

[5]  Lesnoy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 29 yanvarya 1997 g. № 22-FZ [Forest code of the Russian Federation of January 29, 1997 № 22-FZ], www.consultant.ru. (in Russian)

[6]  Lobovikov T.S. Kontseptsiya khozraschetnoy organizatsii lesokhozyaystvennogo proizvodstva [Concept of the self-supporting organization of forestry production]. Lesnoe khozyaystvo [Forestry], 1989, no.5, pp. 8-12. (in Russian)

[7]  Petrov A.P. Ne v proshloe, a v budushchee [Not in the past, and in the future]. Rossiyskie lesnye vesti [Russian forest news], 2013, August 16. Available at: http://lesvesti.ru/news/expert/5658/ (accessed 18 July 2016). (in Russian)

[8]  Izmest’ev A.A. Institutsional’nye vozmozhnosti povysheniya prozrachnosti i effektivnosti sanitarnykh rubok leskhozov v ramkakh deystvuyushchego zakonodatel’stva [Institutional possibilities to increase transparency and efficiency of sanitary cuttings of forestries under the current legislation]. Upravlenets, 2015, no. 4(56), pp. 4-8. (in Russian)

[9]  Moiseev N.A. O produktsii lesnogo khozyaystva, ee sebestoimosti i tsene [About products of forestry, its cost value and the price]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2002, no. 4, pp.14-20. (in Russian)

[10] Moiseev N.A. Ekonomika lesnogo khozyaystva [Forestry economics]. Moscow, MGUL’ Publ., 2008. 384 p. (in Russian)

[11] Orlov M.M. Lesoustroystvo [Forest management], Leningrad: Lesnoe khozyaystvo, Lesopromyshlennost’ i Toplivo magazine’ Publ., 1927. 1120 p. (in Russian)

Author's information

Izmest’ev Aleksandr Anatol’evich — Cand. Sci. (Economics), Assoc. Prof., Honorary worker of higher education of the Russian Federation, Baikal State University, e-mail: izm77@rambler.ru

 

ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

 

7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА СМЕШАННОГО РЕЗАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ШПОН

48-53

УДК 674.416

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-48-53

А.Н. Чемоданов, Ренат Х. Гайнуллин, Ришат Х. Гайнуллин

Поволжский государственный технологический университет, 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, chemodanovan@volgatech.net

В литературе часто описывают получение шпона строганием поперек или вдоль волокон. Эти виды строгания достаточно хорошо изучены, экспериментальным путем получены поправочные коэффициенты, необходимые для расчетов энергосиловых параметров резания. Между тем определенный интерес представляет смешанное строгание. Для его обоснования необходим комплекс теоретических и экспериментальных исследований, разработка математической модели процесса смешанного резания, определение поправочных коэффициентов, заключение об эффективности реализации смешанного строгания, выработка предложений по проектированию необходимого оборудования. В статье отражены причины необходимости уточнения результатов исследования продольного и поперечного строгания и их неприменимости к получению шпона смешанным строганием. Описана методика расчета усилий резания при смешанном строгании древесины на шпон. Для разработки математической модели процесса строгания поставлена задача объемным методом определить усилия, возникающие в процессе строгания, а также получить значения поправочных коэффициентов для учета степени обжима и толщины шпона. Для сравнительной оценки способов строгания и выбора лучшего в качестве критериев оценки могут быть использованы качество поверхности (шероховатость) шпона и удельная энергоемкость процесса строгания. Такие данные необходимы по основным, образующим состав насаждений, породам, используемым в качестве сырья для производства шпона. Данные необходимо свести в таблицу для размещения в нормативно-справочной литературе с целью последующего использования.

Ключевые слова: древесина, шпон, смешанное строгание, поправочные коэффициенты, математическая модель

Ссылка для цитирования: Чемоданов А.Н., Гайнуллин Ренат Х., Гайнуллин Ришат Х. Определение силовых характеристик процесса смешанного резания древесины на шпон // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 48–53. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-48-53

Список литературы

[1]  Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты. М.: Лесная пром-сть, 1971. 344 с.

[2]  Любченко В.И. Резание древесины и древесных материалов: учеб. пособие для вузов. М.: Лесная пром-сть, 1986. 296 с.

[3]  Михеев И.И., Воронов В.А., Любченко В.И. Производство лущеного и строганого шпона. М.: Высш. шк., 1970. 246 с.

[4]  Гайнуллин Ренат Х. Обоснование технологических параметров продольного резания древесины на шпонострогальном станке. Дис. … канд. техн. наук: 05.21.01, 05.21.05; защищена 27.12.10; утв. 06.05.11. Йошкар-Ола, 2010. 153 с.

[5]  Гайнуллин Ренат Х., Гайнуллин Ришат Х. Патент 2373047 Россия. МПК B27L5/00. Способ изготовления строганого шпона. (РФ) № 2008140549/12; заявл. 13.10.2008; опубл. 20.11.2009, бюл. № 32.

[6]  Патент 2484952 Россия. МПК B27L5/06. Шпонострогальный станок. / Гайнуллин Ришат Х., Гайнуллин Ренат Х., Чемоданов А.Н., Анисимов С.Е., Царев П.Е. (РФ) № 2011147949/13; заявл. 24.11.2011; опубл. 20.06.2013, бюл. № 17.

[7]  Плахов В.Н. Производство строганого шпона. М.: Лесная пром-сть, 1975. 128 с.

[8]  Дешевой М.А. Механическая технология дерева. Л.: Кубуч, 1934. Ч. I. 550 с.

[9]  Манжос Ф.М. Дереворежущие станки. 2-е изд., перераб. М.: Лесная пром-сть., 1974. 456 с.

[10] Бершадский А.Л. Резание древесины. М.: Гослесбумиздат, 1955. 328 с.

[11] Ивановский Е.Г. Станки и инструменты по механической обработке древесины. Л.: ВЗЛТИ, 1959. 63 с.

[12] Чемоданов А.Н., Гайнуллин Ренат Х., Гайнуллин Ришат Х. Результаты исследования процесса смешанного резания древесины на шпон // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2016. Т. 20. № 6. С. 67–72.

Сведения об авторах

Чемоданов Александр Николаевич — канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой деревообрабатывающих производств ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», e-mail: chemodanovan@volgatech.net

Гайнуллин Ренат Харисович — канд. техн. наук, доцент кафедрой деревообрабатывающих производств ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», e-mail: gainyllinrh@yandex.ru

Гайнуллин Ришат Харисович — аспирант ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет», e-mail: rishat_000@mail.ru

THE DETERMINATION OF THE MIXED WOOD CUTTING PROCESS POWER CHARACTERISTICS IN VENEER-SAWING INDUSTRY

A.N. Chemodanov, Ren.Kh. Gainullin, Rish.Kh. Gainullin

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Volga State University of Technology» Lenin Sq., 3, Yoshkar-Ola, Republic of Mari El, 424000, Russia

chemodanovan@volgatech.net

The remarkable thing is that the scientific works by most of the authors are about veneer production with planing across or along grain. These types of planing are rather well-studied, there have also been found some correction factors which are necessary to calculate the cutting fuel cell indexes. Meanwhile, the mixed planing is of a particular interest. It is necessary to get the complex of both theoretical and experimental research to develop a mathematical model of the mixed cutting process, to determine the correction factors, to make the conclusion about the effeciency of implementation of mixed planing, and to suggest some offers on designing the necessary equipment. The article deals with the reasons which make it necessary to precise the results of longitudinal and transversal planing studies and to show the inapplicability of these results in the mixed planing veneer production. It describes the method of the cutting efforts calculation in the case of mixed wood planing. To develop a mathematical model of the planning process it is useful to determine the planing efforts during the volumetric procedure and to get the correction factors taking into account the crimp degree and the veneer thickness. The surface quality (veneer roughness) and energy intensity of the planning process can be used to make a comparative evaluation and a planing way choice. It is necessary to get such data on the composition forming species used as raw materials in the veneer production. The data need to be tabulated and published in regulatory reference books for the subsequent use.

Keywords: wood, veneer, mixed planing, correction factors, a mathematical model

Suggested citation: Chemodanov A.N., Gainullin Ren.Kh., Gainullin Rish.Kh. Opredelenie silovykh kharakteristik protsessa smeshannogo rezaniya drevesiny na shpon [The determination of the mixed wood cutting process power characteristics in veneer-sawing industry]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 48–53. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-48-53

References

[1]  Grube A.E. Derevorezhushchie instrumenty [Woodworking tools]. Moscow. Lesnaya promyshlennost’ Publ, 1971, 344 p.

[2]  Lyubchenko V.I. Rezanie drevesiny i drevesnykh materialov [Cutting of wood and wood materials], Moscow. Lesnaya promyshlennost’ Publ, 1986, 296 p. (in Russian)

[3]  Mikheev I.I., Voronov V.A., Lyubchenko V.I. Proizvodstvo lushchenogo i stroganogo shpona [Production of peeled and sliced veneer], Moscow, 1970. 246 p. (in Russian)

[4]  Gaynullin R.Kh. Obosnovanie tekhnologicheskikh parametrov prodol’nogo rezaniya drevesiny na shponostrogal’nom stanke [Substantiation of technological parameters of the longitudinal wood cutting on the slicing machine], Yoshkar-Ola, 2010, 153 p. (in Russian)

[5]  Gaynullin Ren.Kh., Gaynullin Rish.Kh. Sposob izgotovleniya stroganogo shpona [Sliced veneer manufacturing method], Patent RF, no. 2373047, 2009. (in Russian)

[6]  Gaynullin Rish.Kh., Gaynullin Ren.Kh., Chemodanov A.N., Anisimov S.E., Tsarev P.E. Shponostrogal’nyy stanok [Slicing machine], Patent RF, no. 2484952, 2013. (in Russian)

[7]  Plakhov V.N. Proizvodstvo stroganogo shpona [Production of veneer]. Moscow. Lesnaya promyshlennost’ Publ, 1975, 128 p. (in Russian)

[8]  Deshevoy M.A. Mekhanicheskaya tekhnologiya dereva [Mechanical wood technology], Leningrad, 1934, 550 p.

[9]  Manzhos F.M. Derevorezhushchie stanki [Wood-cutting machines]. Moscow. Lesnaya promyshlennost’ [Timber industry], 1986, 296 p. (in Russian)

[10] Bershadskiy A.L. Rezanie drevesiny [Wood cutting], Moscow, 1955, 328 p. (in Russian)

[11] Ivanovskiy E.G. Stanki i instrumenty po mekhanicheskoy obrabotke drevesiny [Machines and tools for mechanical wood processing], Leningrad, 1959, 63 p. (in Russian)

[12] Chemodanov A.N., Gainullin Renat Kh., Gainullin Rishat Kh. Rezul’taty issledovaniya protsessa smeshannogo rezaniya drevesiny na shpon [The results of the mixed wood cutting process research in veneer-sawing industry]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2016, v. 20, no. 6, pp. 67–72. (in Russian)

Author's information

Chemodanov Aleksandr Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Professor, Head of the woodworking Volga State University of Technology, e-mail: chemodanovan@volgatech.net

Gaynullin Renat Kharisovich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of woodworking Volga State University of Technology, e-mail: gainyllinrh@yandex.ru

Gaynullin Rishat Kharisovich — pg. Volga State University of Technology, e-mail: rishat_000@mail.ru

 

8

ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗАТОПЛЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

54-63

УДК 630.812.14

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-54-63

Е.А. Петрунина, С.Р. Лоскутов, А.С. Шишикин

Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 660036, г. Красноярск, ул. Академгородок д. 50, стр. 28, etruninal24@mail.ru

мин×С °Проведено сравнение результатов термического анализа свежесрубленной и затопленной древесины лиственницы сибирской, сосны обыкновенной, пихты сибирской и березы повислой из зоны затопления Богучанской ГЭС. Представлены термические характеристики древесины, полученные с помощью методов термогравиметрии (ТГ/ДТГ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) при нагревании в окислительной атмосфере со скоростью 10 –1 С соответственно. Установлены стадии термического разложения древесинного вещества опытных образцов в условиях программируемого нагрева, их температурные интервалы, убыль массы, скорость потери массы, температура максимумов на кривых ДТГ/ДСК; определены тепловые эффекты испарения связанной влаги и процесса термического разложения древесинного вещества. По результатам термогравиметрических измерений рассчитана энергия активации (°С и от 25 до 590 °от 25 до 750 ЕаС образцов затопленной и свежесрубленной древесины, проэкстрагированной горячей водой, положительно коррелирует с интегральным экзоэффектом°) термодеструкции компонентов древесинного вещества по кинетической модели Бройдо. Установлено, что изъятие водорастворимых веществ из древесины свежесрубленных и затопленных деревьев приводит к изменению температуры и амплитуды пиков ДТГ испарения влаги и термодеструкции углеводного комплекса древесины. При этом эндоэффект испарения гигроскопической влаги затопленной древесины (по сравнению со свежесрубленной) уменьшается на 12,8...23,2 %. Удаление водорастворимых веществ из древесины приводит к уменьшению интегрального теплового эффекта окисления (сгорания) на 2,9...19,6 %. Потеря массы в температурном диапазоне от 350...455 до 373...513) Qэкзо термического разложения — уравнений регрессии y = 0,2827x + 1,2208 (R2 = 0,905) и y = 0,303x + 1,0667 (R2 = 0,986) соответственно. Для древесины всех исследованных пород отмечается увеличение Еа термодеструкции целлюлозы после исчерпывающей экстракции водорастворимых веществ на 8,3...16,0 % (повышение термостабильности). При этом энергия активации термического разложения лигнина, кДж/моль в большинстве случаев остается практически на одном уровне: для древесины лиственниц — 20,4...18,7, сосны — 17,7...18,3, пихты — 19,2...22,9, березы — 16,0...18,0. В отношении гемицеллюлоз четкой закономерности не установлено — Еа изменяется хаотически в диапазоне 54,0...91,1 кДж/моль.

Ключевые слова: термогравиметрия, дифференциальная сканирующая калориметрия, затопленная древесина лиственницы сибирской, затопленная древесина сосны обыкновенной, затопленная древесина пихты сибирской, затопленная древесина березы повислой

Ссылка для цитирования: Петрунина Е.А., Лоскутов С.Р., Шишикин А.С. Термический анализ затопленной древесины // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 54–63. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-54-63

Список литературы

[1]  Куликов В.А., Леонтьева М.М. Использование древесины лиственницы в производстве клеевых конструкций. Л.: ЛДНТП, 1981. 28 с.

[2]  Урьясьева И.Д. Опыт подъема топляка. Лесоэксплуатация и лесосплав. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1984. Вып. 5. 28 с.

[3]  Расев А.И. Проблемы использования топляковой древесины в деревообрабатывающей промышленности // Строение, свойства и качество древесины 96: сб. науч. тр. М.: Изд-во МГУЛ, 1997. 378 с.

[4]  Иванов В.А. Обоснование технологии и оборудования для освоения и переработки древесины прибрежной зоны ложа водохранилищ. Дис. … д-ра техн. наук. СПб, 2008. 39 с.

[5]  Poletto M., Zattera A.J., Santana R.M.C. Thermal decomposition of wood: Kinetics and degradation mechanisms. Bioresource Technology, 2012, v. 126, pp. 7–12.

[6]  Лоскутов С.Р., Шапченкова О.А., Анискина А.А. Термический анализ древесины основных лесообразующих пород Средней Сибири // Сибирский лесной журнал, 2015. № 6. С. 17–30.

[7]  Tsujiyaama Sh.-I., Miyamori A. Assignment of DSC Thermograms of wood and its components. Thermochimica Acta, 2000, v. 351, pp. 177–181.

[8]  Brostow W., Menard K.P., Menard N. Combustion properties of several species of wood. Chem. Chem. Technol, 2009, v. 3, no. 3, pp. 173–176.

[9]  Barneto A.G., Hernandez R.B., Berenguer J.M. Thermogravimetric characterization of eucalyptus wood. O PAPEL, 2011, v. 72, no. 7, pp. 53–56.

[10] Sebio-Puñal T., Naya S., López-Beceiro J., Tarrio-Saaverda J. Artiaga R. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose, and lignin from five wood species. J. Therm. Anal. Calorim, 2012, v. 109, no. 3, pp. 1163–1167.

[11] Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. 320 с.

[12] Gao M., Sun C.Y., Wang C.X. Thermal degradation of wood treated with flame retardants. J. Therm. Anal. Calorim, 2006, v. 85, no. 3, pp. 765–769.

[13] Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978. 526 с.

[14] Mamleev V., Dourbigot S., Le Bras M., Lefebvre J. Three model-free methods for calculation of activation energy in TG. J. Therm. Anal. Calorim, 2004, v. 78, no. 3, pp. 1009–1027.

[15] Muralidhara K.S., Sreenivasan S. Thermal degradation kinetic data of polyester, cotton and polyester-cotton blended textile material. World Appl. Sci. J, 2010, v. 11, no. 2, pp. 184–189.

[16] Saiyed B.A. The study of thermal stability and decomposition in cadmium oxalate single crystals. IJERT, 2012, v. 1, iss. 8, pp. 1–5.

[17] Nakanishi M., Ogi N., Fukuda Y. Thermogravimetric analysis in steam and oxygen with gas chromatograph mass spectrometry for basic study of biomass gasification. J. Therm. Anal. Calorim, 2010, v. 101, no. 1, pp. 391–396.

[18] Poletto M., Dettenborn J., Pistor V., Zeni M., Zattera A.J. Materials produced from plant biomass. Part I: Evaluation of thermal stability and pyrolysis of wood. Materials Res, 2010, v. 13, no. 3, pp. 375–379.

[19] Jin W., Singh K., Zondlo J. Pyrolysis kinetics of physical components of wood and wood polymers using isoconversion method. Agriculture, 2013, no. 3, pp. 12–32.

[20] Шарков В.И., Куйбина Н.И., Соловьева Ю.П., Павлова Т.А. Количественный химический анализ растительного сырья. М.: Лесная пром-сть, 1976. 72 с.

[21] Богомолов Б.Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Лесная пром-сть, 1973. 399 с.

Сведения об авторах

Петрунина Елена Александровна — инженер Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, e-mail: epetruninal24@mail.ru

Лоскутов Сергей Реджинальдович — д-р хим. наук, академик ИАВС, зам. директора Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, e-mail: lsr@ksc.krasn.ru

Шишикин Александр Сергеевич — д-р биол. наук, зав. лабораторией техногенных лесных экосистем Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, e-mail: shishikin@ksc.krasn.ru

THERMAL ANALYSIS OF FLOODED WOOD

E.A. Petrunina, S.R. Loskutov, A.S. Shishikin

V.N. Sukachev Institute of Forest, Akademgorodok, 50, build 28, Krasnoyarsk, 660036, Russia

epetruninal24@mail.ru

This paper deals with thermal analysis of freshly cut vs. flooded wood samples of Siberian larch, Scots pine, Siberian fir, and drooping birch taken from the flood zone of Boguchany Hydropower Station. We have used the methods of thermogravimetry (TG/DTG) and differential scanning calorimetry (DSC) to obtain thermal characteristics of wood samples during heating in an oxidizing medium at 10 °С·min–1 in the ranges from 25 to 750 °С and from 25 to 590 °С, respectively. We have identified certain thermal wood decomposition stages including their temperature intervals, under programmed wood heating, and have determined the wood mass loss, the above loss rates, the temperatures at the peaks of DTG/DSC curves and the thermal effects of both the bound moisture evaporation and the thermal wood decomposition process. We used the thermogravimetric measurements and Broido kinetic model to calculate the activation energy (Еа) of wood components’ thermal destruction. It was found that the extraction of water-soluble substances from both freshly cut and sunken wood samples resulted in changing both temperatures and amplitudes of DTG peaks of moisture evaporation and in the wood carbohydrate complex thermodestruction. The endoeffect of hygroscopic moisture evaporation decreased by 12,8–23,2 % in sunken wood as compared to freshly cut samples. The extraction of water-soluble substances resulted in that the integral thermal effect of oxidation (combustion) decreased by 2,9–19,6 %. In a temperature range of (350...455)-(373...513) °С, weight losses of freshly cut and sunken wood samples, after they were subject to hot water extraction, showed a positive correlation with the integral exoeffect (Qexo) of thermal decomposition, with the respective regressions being y = 0,2827x + 1,2208 (R2 = 0,905) and y = 0,303x + 1,0667 (R2 = 0,986). After complete extraction of water-soluble substances, Еа of cellulose thermal destruction increased by 8,3–16,0 % (a thermostability increase) for all tree species of interest, whereas Еа of thermal decomposition of lignin remained the same for most of the species: 20,4–18,7 kJ/mole for larch, 17,7–18,3 kJ/mole for Scots pine, 19,2–22,9 kJ/mole fir, and 16,0–18,0 kJ/mole for birch. No clear regularity was observed for hemicelluloses. Its thermal destruction Еа changed “chaotically” from 54,0 kJ/mole to 91,1 kJ/mole.

Keywords: thermogravimetria, differential scanning calorimetry, sunken wood of Siberian larch, Scots pine, Siberian fir, and drooping birch, Siberian larch, Scots pine, Siberian fir, and drooping birch

Suggested citation: Petrunina E.A., Loskutov S.R., Shishikin A.S. Termicheskiy analiz zatoplennoy drevesiny [Thermal analysis of flooded wood], Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 54–63. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-54-63

References

[1]  Kulikov V.А., Leontyeva M.M. Ispolzovanie drevesiny listvennitsy v proizvodstve kleevykh konstruktsy [Using larch wood in the production of adhesive structures], Leningrad: LDNTP Publ., 1981. 28 p. (in Russian)

[2]  Ur’yas’eva I.D. Opyt podyma toplyaka. Lesoekspluatatsiya i lesosplav [Sinkers salvage. Forest exploitation and timber rafting]. Moscow: VNIPIEIlesprom Publ., 1984, vol. 5, 28 p. (in Russian)

[3]  Rasev А.I. Problemy ispolzovaniya toplyakovoy drevesiny v derevoobrabatyvayushchey promyshlennosti [Using submerged wood in the woodworking industry] Stroenie, svoystva i kachestvo drevesiny 96 [Wood structure, properties, and quality 96: Collected scientific papers], Moscow: MGUL Publ., 1997, 378 p. (in Russian)

[4]  Ivanov V.А. Obosnovanie tekhnologii i oborudovaniya dlya osvoeniya i pererabotki drevesiny pribrezhnoy zony lozha vodokhranilishch Diss. dokt. tekhn. nauk [Technology and equipment for extracting and processing wood from the costal zones of artificial seas: dissertation for the degree of doctor of technical sciences. Dr. tech. sci. diss.]. St. Petersburg, 2008. 39 p. (in Russian)

[5]  Poletto M., Zattera A.J., Santana R.M.C. Thermal decomposition of wood: Kinetics and degradation mechanisms. Bioresource Technology. 2012, vol. 126, pp. 7-12. (in Russian)

[6]  Loskutov S.R., Shapchenkova O.А., Аniskina А.А. Termicheskiy analiz drevesiny osnovnykh lesoobrazuyushchikh porod Sredney Sibiri [Thermal analysis of the main kinds of timber in Central Siberia], Sibirskiy lesnoy zhurnal, 2015, no. 6, pp. 17-30. (in Russian)

[7]  Tsujiyaama Sh-I., Miyamori A. Assignment of DSC Thermograms of wood and its components. Thermochimica Acta, 2000, v. 351, pp. 177-181.

[8]  Brostow W., Menard K.P., Menard N. Combustion properties of several species of wood. Chem. Chem. Technol, 2009, v. 3, no. 3, pp. 173-176.

[9]  Barneto A.G., Hernandez R.B., Berenguer J.M. Thermogravimetric characterization of eucalyptus wood. O PAPEL, 2011, v. 72, no. 7, pp. 53-56.

[10] Sebio-Puñal T., Naya S., López-Beceiro J., Tarrio-Saaverda J. Artiaga R. Thermogravimetric analysis of wood, holocellulose, and lignin from five wood species. J. Therm. Anal. Calorim, 2012, v. 109, no. 3, pp. 1163-1167.

[11] Obolenskaya А.V. Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy [Laboratory work on the chemistry of wood and cellulose]. Moscow: Ekologiya Publ., 1991, 320 p. (in Russian)

[12] Gao M., Sun C.Y., Wang C.X. Thermal degradation of wood treated with flame retardants. J. Therm. Anal. Calorim, 2006, v. 85, no. 3, pp, 765-769.

[13] Uendlandt U. Termicheskie metody analiza [Thermal methods of analysis], Moscow: Mir Publ., 1978, 526 p. (in Russian)

[14] Mamleev V., Dourbigot S., Le Bras M., Lefebvre J. Three model-free methods for calculation of activation energy in TG. J. Therm. Anal. Calorim. 2004, v. 78, no. 3, pp. 1009-1027.

[15] Muralidhara K.S., Sreenivasan S. Thermal degradation kinetic data of polyester, cotton and polyester-cotton blended textile material. World Appl. Sci. J. 2010, vol. 11, no. 2, pp. 184-189.

[16] Saiyed B.A. The study of thermal stability and decomposition in cadmium oxalate single crystals. IJERT. 2012, vol. 1, iss. 8, pp. 1-5.

[17] Nakanishi M., Ogi N., Fukuda Y. Thermogravimetric analysis in steam and oxygen with gas chromatograph mass spectrometry for basic study of biomass gasification. J. Therm. Anal. Calorim. 2010, v. 101, no. 1, pp. 391-396.

[18] Poletto M., Dettenborn J., Pistor V., Zeni M., Zattera A.J. Materials produced from plant biomass. Part I: Evaluation of thermal stability and pyrolysis of wood. Materials Res. 2010, v. 13, no. 3, pp. 375-379.

[19] Jin W., Singh K., Zondlo J. Pyrolysis kinetics of physical components of wood and wood polymers using isoconversion method. Agriculture, 2013, no. 3, pp. 12-32.

[20] Sharkov V.I., Kujbina N.I., Solovyeva Yu.P., Pavlova T.А. Kolichestvennyy khimicheskiy analiz rastitelnogo syrya [Quantitative chemical analysis of vegetable raw materials]. Moscow: Lesnaya promyshlennost’ Publ., 1976. 72 p. (in Russian)

[21] Bogomolov B.D. Khimiya drevesiny i osnovy khimii vysokomolekulyarnykh soyedineniy [Wood chemistry and the basics of high-molecular compound chemistry]. Moscow: Lesnaya рromyshlennost’ Publ., 1973, 399 p. (in Russian)

Author's information

Petrunina Elena Alexandrovna — Engineer of V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS, e-mail: epetruninaI 24@mail.ru

Loskutov Sergei Reginaldovich — Dr. Sci. (Chemistry), Fellow of the IAWS, V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS, e-mail: lsr@ksc.krasn.ru

Shishikin Alexander Sergeevich — Dr. Sci. (Biology), V.N. Sukachev Institute of Forest SB RAS, e-mail: shishikin@ksc.krasn.ru

 

9

ИЗМЕНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ ДРЕВЕСНОГО ТОПЛИВА ПРИ ТОРРЕФИКАЦИИ

64-68

УДК 674.047

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-64-68

М.Г. Ермоченков, А.Г. Евстигнеев

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1,ermochenkov@mgul.ac.ru

Торрефикация — это процесс низкотемпературного пиролиза древесины, используемый для улучшения свойств древесного топлива. Торрефицированное топливо имеет ряд преимуществ по сравнению с исходным. Термическая деструкция вызывает изменение массы и состава древесины с увеличением процентного содержания углерода, что приводит к увеличению теплоты сгорания (Q). Термодеструкция является многостадийным процессом. Степень разложения материала зависит от температуры, времени и кинетических параметров каждой стадии процесса. В статье приведены результаты исследования теплоты сгорания торрефицированной древесной биомассы и ее зависимость от степени термического разложения. Для проведения экспериментальных исследований была разработана и изготовлена экспериментальная установка. Проверка работоспособности установки показала, что погрешность определения теплоты сгорания составляет около 2 %. Для проведения экспериментальных исследований зависимости теплоты сгорания от степени термической деструкции были подготовлены образцы древесины при ее непредельном разложении. Термическая обработка образцов осуществлялась в среде инертного газа — гелия. Получены значения теплоты сгорания образцов древесного топлива с различной степенью термодеструкции. Предложена модель зависимости теплоты сгорания от относительной массы древесного топлива (ω). Приведены кинетические параметры многостадийного процесса термодеструкции в гелиевой среде для древесины сосны и березы. Представлена математическая модель, позволяющая определять относительную массу древесины как функцию температуры и времени. Получена в явном виде зависимость теплоты сгорания от ω.

Ключевые слова: торрефикация, теплота сгорания, термическая деструкция, кинетические параметры

Ссылка для цитирования: Ермоченков М.Г., Евстигнеев А.Г. Изменение теплоты сгорания древесного топлива при торрефикации // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 64–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-64-68

Список литературы

[1]  Кислицын А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. М.: Лесная пром-сть, 1990. 312 с.

[2]  Сафин Р.Р., Хасаншин Р.Р., Разумов Е.Ю., Оладышкина Н.А. Термомодифицирование древесины в среде топочных газов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2010. № 4 (73). С. 115–119.

[3]  Передерий С. Какие пеллеты лучше: черные или белые? СПб.: ЛесПромИнформ, 2012. № 3 (85). С. 158–164.

[4]  Ермоченков М.Г. Кинетика термической деструкции древесины в среде инертных газов // Технология и оборудование для переработки древесины: науч. тр. М.: МГУЛ, 2014. Вып. 370. C. 113–118.

[5]  Ермоченков М.Г. Прогнозирование свойств термически модифицированной древесины // Вестник МГУЛ — Лесной вестник, 2010. № 4 (73). С. 111–115.

[6]  Ермоченков М.Г. Внутренние источники теплоты и массы в древесине при термическом модифицировании // 14-й Минский Междунар. форум по тепломассообмену. Минск, 2012.

[7]  Кувик Т.Е. Кинетика термической деструкции древесины в приложении к прогнозированию свойств термомодифицированной древесины // 4-я Междунар. науч.-практ. конф. «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ». М.: МГАУ, 2011. Т. 2. С. 144–148.

[8]  Шведов Б.А. Энерго- и массообмен в материалах тепловой защиты многоразовых ракетно-космических систем. Дис. … д-ра техн. наук. М.: МЛТИ, 1990. 542 с.

[9]  Жигунов С.В. Тепломассообмен и кинетика термодеструкции при высокотемпературном нагреве композиционных материалов. Дис. ... канд. техн. наук. М.: МГУЛ, 1990. 184 c.

[10] Венгер А.Е., Фрайман Ю.Е. Исследование кинетики процессов термического разложения полимерных материалов посредством термогравиметрического анализа // ИФЖ, 1981. Т. 40. № 2. С. 278–287.

Сведения об авторах

Ермоченков Михаил Геннадьевич — канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: ermochenkov@mgul.ac.ru

Евстигнеев Алексей Георгиевич — зав. лабораторией, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: evstigneev@mgul.ac.ru

CHANGES OF THE CALORIFIC VALUE OF WOOD FUEL AFTER TORREFACTION

M.G. Ermochenkov, A.G. Evstigneev

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

ermochenkov@mgul.ac.ru

Torrefaction is the process of low-temperature pyrolysis of wood, used to improve the properties of wood fuel. Torrefied fuel has a number of advanyages as compared to the original one. Thermal degradation causes a change in wood mass and its composition with the carbon percentage increased which results in increasing a calorific value Q. Thermodestruction is a multistage process. The degree of the material decomposition depends on temperature, time and the kinetic parameters of each stage of the process. The results of studying the calorific value of torrefied wood biomass and its dependence on the degree of thermal expansion have been given in this article. To carry out the experimental studies, the experimental plant has been designed and built. The experimental verification of installation performance showed that the error in determining the calorific value of wood fuel is about 2 %. To carry out the experimental studies of the calorific value depending on the degree of thermal degradation, some wood samples were pre-processed under their limited deterioration conditions. The thermal treatment of the samples was carried out in an inert gas helium chamber. Different calorific values of the fuel wood samples depending on various degrees of thermal degradation have been determined. A model of the calorific value depending on the relative weight of wood fuel ω has been suggested. The kinetic parameters of multi-stage thermal degradation process in helium environment for pine and birch are given. A mathematical model allowing to determine the relative weight of the timber as a function of temperature and time has been developed. There has been obtained the dependence of the calorific value on ω in an explicit form.

Keywords: torrefication, a calorific value, thermal degradation, kinetic parameters

Suggested citation: Ermochenkov M.G., Evstigneev A.G. Izmenenie teploty sgoraniya drevesnogo topliva pri torrefikatsii [[Changes of the calorific value of wood fuel after torrefication]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 64–68. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-64-68

Reference

[1]  Kislitsin A.N. Piroliz drevesiny: himizm, kinetika, produkty, novye protsessy [Pyrolysis of Wood: chemistry, kinetics, products, new processes], Moscow: Lesnaya promyshlennost’ [Forest Industry], 1990, 312 p. (in Russian)

[2]  Safin R.R. Termomodifitsirovanie drevesiny v srede topochnyh gazov [Thermal modification of wood in the flue gas environment], Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoy vestnik, no. 4 (73), 2010, pp. 115-119. (in Russian)

[3]  Perederiy S. Kakie pellety luchshe: chernye ili belye? [What better pellets: black or white?]. SPb.: Lesprominform Publ., 2012, pp. 158-164. (in Russian)

[4]  Ermochenkov M.G. Kinetika termicheskoy destruktsyi drevesiny v srede inertnyh gazov [Kinetics of thermal degradation of wood in inert gases]. Tehnologiya i oborudovanie dlya pererabotki drevesiny [Scientific works], 2014, no. 370, pp. 113-118. (in Russian)

[5]  Ermochenkov M.G. Prognozirovanie svoystv termicheski modifitsirovannoy drevesiny [Predicting the properties of thermally modified wood]. Moscow State Forest University Bulletin – Lesnoi Vestnik, 2010, № 4 (73), pp. 111-115. (in Russian)

[6]  Ermochenkov M.G. Vnutrennie istochniki teploty i massy v drevesine pri termicheskom modifitsirovanii [Internal sources of heat and mass in the wood during the thermal modification]. 14-th Minsk International Forum on Heat and Mass Transfer, Minsk, 2012. (in Russian)

[7]  Kuvik T.E. Kinetika termicheskoy destruktsyi drevesiny v prilozhenii k prognozirovaniyu svoystv termomodifitsirovannoy drevesiny [Kinetics of thermal degradation of wood in the annex to predict the properties of wood thermomodified]. 4 Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya “Sovremennye energosberegaushye teplovye tehnologii (sushka и termovlazhnostnaya obrabotka materialov) SETT” [The Fourth International scientific-practical conference «Modern energy-saving heat technology (drying and hydrothermal treatment of materials) SETT»], Moscow, 2011, t. 2, pp. 144-148. (in Russian)

[8]  Shvedov B.A. Energo- i massoobmen v materialah teplovoy zashity mnogorazovyh raketno-kosmicheskih system Diss. dokt. tekhn. nauk [Energy and mass transfer in thermal protection materials reusable space-rocket systems. Dr. tech. sci. diss.]. Moscow, 1990. (in Russian)

[9]  Zhigunov S.V. Teplomassoobmen i kinetika termodestruktsyi pri vysokotemperaturnom nagreve kompozitsionnyh materialov. Diss. cand. tekhn. nauk [Heat and mass transfer and kinetics of thermal degradation at high temperature composite materials. Cand. tech. sci. diss.]. Moscow, 1990. (in Russian)

[10] Venger A.E., Frayman U.E. Issledovanie kinetiki protsessov termichesskogo razlozheniya polimernyh materialov posredstvom termogravimetrichesskogo analiza [Investigation kinetics of thermal decomposition of polymeric materials by TGA]. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 1981, v. 40, no. 2, pp. 278-287. (in Russian)

Author's information

Ermochenkov Mikhail Gennad’evich — Cand. Sci. (Tech.) Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: ermochenkov@mgul.ac.ru

Evstigneev Aleksey Georgievich — Head. of laboratory of the BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: evstigneev@mgul.ac.ru

 

10

ПРОЕКТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕБЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ, РАЗЛИЧНЫХ ПО УРОВНЮ ТЕХНИЧЕСКОЙ ОСНАЩЕННОСТИ И РЕЖИМАМ РАБОТЫ

69-76

 

УДК 684.4

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-69-76

В.А. Лавриченко, Б.М. Рыбин, И.А. Завражнова

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, valar@yandex.ru

При проектировании, реконструкции, техническом перевооружении предприятий главная проблема заключается в выборе максимально возможного объема выпуска продукции. С одной стороны, он ограничен спросом на продукцию и инвестиционными возможностями, с другой — эффективностью организации производства. В основу исследования положен метод проектного моделирования технико-экономических показателей предприятий. Он заключается в следующем: разрабатывается проект предприятия и определяются его основные технико-экономические показатели. Затем вносят изменения в изучаемые параметры при постоянных значениях остальных и снова рассчитывают все показатели. После нескольких итераций появляется возможность найти зависимости расчетных показателей от изменяемых параметров производства. Такой подход подобен планированию эксперимента в технических задачах. В работе на примере проектов мебельных предприятий с использованием компьютерной модели получены количественные значения зависимости технико-экономических показателей от факторов производственной мощности предприятия — технического уровня (производительности) и времени использования (режима работы). Знание взаимосвязей технико-экономических параметров и показателей, рассчитанных на проектной модели мебельного предприятия в компьютерном варианте, позволит инвесторам выбирать эффективные стратегии развития производства и осуществлять контроль управления действующего предприятия по главному экономическому критерию — стоимости.

Ключевые слова: проектное моделирование, эффективность, мебельное производство, уровень технической оснащенности, режим работы

Ссылка для цитирования: Лавриченко В.А., Рыбин Б.М., Завражнова И.А. Проектное моделирование эффективности мебельных предприятий, различных по уровню технической оснащенности и режимам работы // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 69–76. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-69-76

Список литературы

[1]  Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов. М.: Экономика, 2000. 10 с.

[2]  Дасковский В.Б., Киселев В.Б. Фактор времени при оценке эффективности инвестиционных проектов // Экономист. 2008. № 1. 55–67 с.

[3]  Лавриченко В.А. Совершенствование системы оценки инвестиционных проектов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2014. № 3 (18). С. 128–134.

[4]  Чернов В.А. Инвестиционный анализ. М.: Юнити, 2009. 160 с.

[5]  Иванов И.Н. Производственный менеджменд. Теория и практика. М.: Юрайт, 2014. 574 с.

[6]  Бурдин Н.А., Гукасян А.Г. Организация и финансирвоание инвестиций в лесопромышленном комплексе: учеб. пособие. М.: МГУЛ, 2008. 210 с.

[7]  Коупленд Т., Коллер Т., Муррин Д. Стоимость компаний: оценка и управление. М.: Олимп Бизнес, 2008. 575 с.

[8]  Макконнел К., Брю С.Л. Экономист: принципы, проблемы и политика, в 2 т. М.: Республика, 1995. Т. 2. 400 с.

[9]  Рыбин Б.М., Лавриченко В.А. Экономические расчеты в курсовом проектировании по технологии деревообработки: учеб.-метод. пособие. М.: МГУЛ, 2007, 14 с.

[10] Рыбин Б.М., Завражнова И.А., Андреева Ю.Г. Эффективность технологических процессов механической обработки деталей и узлов мебели из плитных материалов // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. научн. тр. М.: МГУЛ, 2014. Вып. 370. С. 48–52.

Сведения об авторах

Лавриченко Валерий Алексеевич — канд. экон. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: valar@yandex.ru

Рыбин Борис Матвеевич — д-р техн. наук, профессор кафедры древесиноведения и технологии деревообработки МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: rybin@mgul.ac.ru

Завражнова Ирина Анатольевна — старший преподаватель кафедры древесиноведения и технологии деревообработки МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: zavrazhnova@mgul.ac.ru

DESIGN MODELING OF EFFICIENCY AT FURNITURE ENTERPRISES WITH DIFFERENT TECHNICAL EQUIPMENT LEVEL AND VARIOUS WORKING TIME PATTERNS

V.A. Lavrichenko, B.M. Rybin, I.A. Zavrazhnova

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

valar@yandex.ru

When the design, reconstruction, technical re-equipment of a company is being carried out the main problem is the choice of techniques providing the maximum possible output. On the one hand, it is limited by the demand for products and the investment opportunities, on the other, by the industrial management efficiency. The research is based on the method of design modeling of the enterprise technical and economic performance. It is as follows: the company setup is developed and its main technical and economic indicators are determined. Then, some changes in the studied parameters are made at constant values of the others, and all the indicators are calculated again. After several iterations, it is possible to find the dependence of the calculated indices on the variable production parameters. This approach is similar to designing an experiment to solve a technological problem. In this paper, an example of furniture enterprise projects, using a computer simulation, provides the quantitative values of the tehnological and economic indicators dependence on the factors of the enterprise production capacity, i.e., its technical level (performance) and the working time pattern (operation). If the relationship of technical and economic parameters and the indicators, calculated at a project model furniture company in the CBT, are known it will allow investors to choose the efficient production strategy and to implement management control of a business, taking into account the main economic criterion — its cost.

Keywords: design modeling, efficiency, furniture production, technical equipment, operation

Suggested citation: Lavrichenko V.A., Rybin B.M., Zavrazhnova I.A. Proektnoe modelirovanie effektivnosti mebel’nykh predpriyatiy, razlichnykh po urovnyu tekhnicheskoy osnashchennosti i rezhimam raboty [Design modeling of efficiency at furniture enterprises with different technical equipment level and various working time patterns]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 69–76. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-69-76

References

[1]  Metodiheskie rekomendacii po ocenke investicionnih proektov [Guidelines on the assessment of investment projects] The official publication, Moscow: Economics Publ., 2000, 10 p. (in Russian)

[2]  Daskovski V.B., Kiselev V.B. Faktor vremeni pri ocenki effektivnosti investicionnih proektov [The time factor in assessing the effectiveness of investment projects] The Economist, 2008, no 1, pp. 55-56. (in Russian)

[3]  Lavrihenko V.A. Soverhenstvovanie sistemi ocenki investicionnih proektov [Improving the investment projects assessment system.] Moscow state university bulletin – Lesnoy vestnik, 2014, no. 3, pp. 128-134. (in Russian)

[4]  Chernov V.A. Inesticionni analiz [Investment analysis.], Moscow: Unity Publ., 2009. 160 p. (in Russian)

[5]  Proizvodstvenni menedhment. Teoriay i prakticka [Production menedzhmend. Theory and practice], Moscow: Yurayt Publ., 2014, 574 p. (in Russian)

[6]  Byrdin N.A., Ghukasyan A.G. Organizaciay i finonsirovanie invenstici v lesopromihlennom komplese [Organization and finansirvoanie investments in the timber industry] Moscow: MGUL Publ., 2008. 210 p. (in Russian)

[7]  Kouplend T., Koller T., Murrin D. Stoimost’ kompaniy: otsenka i upravlenie [Cost companies: Assessment and Management], Moscow: JSC «Olympus Business» Publ., 2008, 575 p. (in Russian)

[8]  Makkonnel Kempbell, Bryu Stenli L. Ekonomist: printsipy, problemy i politika [Principles, Problems and Policies], Moscow: Republic Publ., 1995, v. 2, 400 p. (in Russian)

[9]  Rybin B.M., Lavrichenko V.A. Ekonomicheskie raschety v kursovom proektirovanii po tekhnologii derevoobrabotki [Economic calculations in the course design for woodworking technology], Moscow: MGUL Publ., 2007, 14 p. (in Russian)

[10] Rybin B.M., Zavrazhnova I.A., Andreeva Yu.G. Effektivnost’ tekhnologicheskikh protsessov mekhanicheskoy obrabotki detaley i uzlov mebeli iz plitnykh materialov [The efficiency of technological processes of machining of parts and components of furniture from board materials] Technology and equipment for wood processing. Moscow: MGUL Publ., 2014, v. 370, pp. 48-52. (in Russian)

Author's information

Lavrichenko Valeriy Alekseevich — Cand. Sci. (Economics)? Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: valar@yandex.ru

Rybin Boris Matveevich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. Department of Wood-and Wood Technology BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: rybin@mgul.ac.ru

Zavrazhnova Irina Anatol’evna — Senior Lecturer Department of Wood-and Wood Technology, BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: zavrazhnova@mgul.ac.ru

 

11

К ВОПРОСУ ОЦЕНКИ БЛЕСКА ПРОЗРАЧНЫХ ЛАКОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА ДРЕВЕСИНЕ

77-83

УДК 684.4.059.1

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-77-83

Б.М. Рыбин, И.А. Завражнова

МГТУ им. Н.Э. Баумана, 141005 (Мытищинский филиал), Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, rybin@mgul.ac.ru

Блеск — одна из декоративных характеристик внешнего вида прозрачных покрытий на древесине. Покрытия на древесине по характеру отражения (блеску) условно подразделяются на зеркальные, глянцевые и матовые. Покрытия с зеркальным блеском создают изображения окружающих предметов без какого-либо искажения, так как эти покрытия обладают гладкой поверхностью, имеющей высоту неровностей, сравнимую с половиной длины волны видимого света. Матовые покрытия диффузно отражают падающие на них лучи света. Это связано с тем, что на поверхности таких покрытий создана искусственная шероховатость с помощью специальных средств. Промежуточную область составляют глянцевые покрытия, к которым не применяют специальных мер получения зеркального и диффузного отражения света. Такие покрытия дают изображение окружающих предметов более или менее искаженными. Для оценки блеска покрытий используют блескомеры с различными углами падения отражения света (20, 45, 60, 75, 80 и 85°). Такое разнообразие блескомеров связано с тем, что на их показания помимо лучей света, отраженных покрытием, оказывает влияние целый ряд факторов. Одним из факторов являются лучи света, отраженные древесиной, которые суммируются с лучами света от покрытия и тем самым вносят ошибку в контролируемый показатель блеска. Математически модель отражения света различными защитно-декоративными покрытиями на древесине позволила оценить долю световых потоков, фиксируемых блескомером, от поверхности покрытия и поверхности древесины. При оценке блеска зеркальных, глянцевых и матовых покрытий на показания блескомеров существенное влияние оказывает светлота древесины. Ее влияние на показания блескомеров для покрытий с шероховатой поверхностью (матовых) остается таким же, как и для зеркальных покрытий, но доля светового потока, отраженного поверхностью древесины, становится значительно больше по сравнению со световым потоком, отраженным лаковым покрытием. С увеличением угла падения отражения света доля светового потока, вносимая древесной подложкой в показания блескомера, уменьшается, но является существенной при оценке блеска контролируемой поверхности. Результаты работы могут быть использованы для обоснования условий оценки блеска различных защитно-декоративных покрытий на древесине.

Ключевые слова: блеск покрытий, светлота поверхности древесины, шероховатость поверхности покрытия

Ссылка для цитирования: Рыбин Б.М., Завражнова И.А. К вопросу оценки блеска прозрачных лаковых покрытий на древесине // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 77–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-77-83

Список литературы

[1]  Буглай Б.М., Рыбин Б.М. О методах оценки блеска матированных покрытий // Деревообрабатывающая промышленность, 1981. № 10. С. 2–5.

[2]  Рыбин Б.М. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов: учебник для вузов. М.: МГУЛ, 2007. 508 с.

[3]  Мешков В.В. Основы светотехники. Ч. 1. М.: Энергия, 1979. 367 с.

[4]  Топорец А.С. Зеркальное отражение от шероховатой поверхности // Оптика и спектроскопия, 1964. Т. 16. Вып. 1. С. 102.

[5]  Топорец А.С. Зеркальное отражение от зеркальной поверхности // Оптика и спектроскопия, 1968. Т. 24. Вып. 1. С. 128–131.

[6]  Топорец А.С. Фотометрический метод определения средней высоты микронеровностей шероховатой поверхности // Оптико-механическая промышленность, 1969. № 6. С. 60–64.

[7]  Лукьянов В.С., Рудзит Я.А. Параметры шероховатости. М.: Издательство стандартов, 1979. 162 с.

[8]  Рыбин Б.М. Исследование влияния светлоты подложки на показания прибора ФБ-2 при оценке блеска зеркальных лаковых покрытий // Сб. науч. тр. МЛТИ, 1982. Вып. 140. С. 39–42.

[9]  Мельников Ю.Ф. Светотехнические материалы: учеб. пособие для техникумов. М.: Высш. шк., 1978. 151 с.

[10] Рыбин Б.М. Оценка блеска прозрачных лаковых покрытий // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал, 1990. № 6. С. 53–58.

[11] Рыбин Б.М., Жуков Е.В. Метод определения показателя преломления прозрачных лаковых покрытий // Деревообрабатывающая промышленность, 1984. № 7. С. 9–10.

[12] Рыбин Б.М. Оценка блеска матированных лаковых покрытий фотоэлектрическими блескомерами // Сб. науч. тр. МЛТИ, 1983. Вып. 149. С. 52–55.

Сведения об авторах

Рыбин Борис Матвеевич — д-р техн. наук, профессор кафедры древесиноведения и технологии деревообработки МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: rybin@mgul.ac.ru

Завражнова Ирина Анатольевна — старший преподаватель кафедры древесиноведения и технологии деревообработки МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: zavrazhnova@mgul.ac.ru

ESTIMATION OF GLOSS OF TRANSPARENT LAQUER COATING ON WOOD

B.M. Rybin, I.A. Zavrazhnova

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

rybin@mgul.ac.ru

Gloss is one of the decorative characteristics of transparent coatings on wood. In practice, according to the reflection (gloss) characteristics all wood coatings are divided into high-luster, glossy and matte-finished. High-luster coatings create images of the surrounding objects without any distortion, because such coatings have a smooth surface with the ribbing height which is comparable with half the wavelength of visible light. Matte finish diffusely reflects light rays. This is due to the fact that the surface of such coatings has man-made roughness produced with special tools. The intermediate region belongs to glossy coatings which are not subject to special measures to obtain specular or diffuse reflection of light. Such coatings give an image of the surrounding objects more or less distorted. To assess the gloss of coatings some glossmeters with different incidence angles of light reflection (20°, 45°, 60°, 75°, 80° and 85°) have been used. Such a variety of glossmeters is due to the fact that their readings can be influenced by a number of factors in addition to the light rays reflected by the coating. One of them covers rays of light reflected by wood which are added to rays of light from the coating and, thereby, this results in an error in a controlled measure of gloss. A mathematical model of light reflection of different protective and decorative coatings on wood allowed us to estimate the proportion of the light fluxes picked up by glossmeters from the surface of the coating and the surface of the wood. It has been fiund that while assessing high-luster, glossy and matte-finished surfaces the glossmeter readings were significantly influenced by the wood colour. Its influence on the glossmeter readings for a coating with a rough surface (matte) remains the same as for the high-luster coatings, but the proportion of the light flux reflected by the wood surface increases as compared to the light flux reflected by lacquer finish if the wood colour is fair. It has been discovered that as the incidence and reflex angle increases, the proportion of the luminous flux made by the wood substrate in the glossmeter readings decreases, but it is still significant in the evaluation of the controlled surface gloss. The research results can be used to substantiate certain conditions of assessing the gloss of various protective and decorative coatings on wood.

Keywords: glitter coatings, the lightness of the wood surface, the surface roughness of the coating.

Suggested citation: Rybin B.M., Zavrazhnova I.A. K voprosu otsenki bleska prozrachnykh lakovykh pokrytiy na drevesine [Estimation of gloss transparent laquer coating on wood]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 77–83. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-77-83

References

[1]  Buglay B.M., Rybin B.M. O metodakh otsenki bleska matirovannykh pokrytiy [Methods for assessing the glitter frosted coatings], Moscow: Wood industry Publ., 1981, no 10, pp. 2-5. (in Russian)

[2]  Rybin B.M. Tekhnologiya i oborudovanie zashchitno-dekorativnykh pokrytiy drevesiny i drevesnykh materialov [Technology and equipment of protective and decorative coatings of wood and wood-based materials], Moscow: MSFU Publ., 2007, 508 p. (in Russian)

[3]  Meshkov V.V. Osnovy svetotekhniki [Fundamentals of lighting]. Moscow: Energy Publ., 1979, P. I, 367 p. (in Russian)

[4]  Toporets A.S. Zerkal’noe otrazhenie ot sherokhovatoy poverkhnosti [Specular reflection from rough surfaces] Optics and spectroscopy, T. 16. vol. 1. 1964. pp. 102. (in Russian)

[5]  Toporets A.S. Zerkal’noe otrazhenie ot zerkal’noy poverkhnosti [Specular reflection from the mirror surface] Optics and spectroscopy, T. 24. vol. 1. 1968. pp. 128-131. (in Russian)

[6]  Toporets A.S. Fotometricheskiy metod opredeleniya sredney vysoty mikronerovnostey sherokhovatoy poverkhnosti [Photometric method for the determination of the average height of asperities of rough surface] Optomechanical industry, 1969, no 6, p. 60-64. (in Russian)

[7]  Luk’yanov V.S., Rudzit Ya.A. Parametry sherokhovatosti [Roughness parameters] Publishing house of standards, 1979, 162 p. (in Russian)

[8]  Rybin B.M. Issledovanie vliyaniya svetloty podlozhki na pokazaniya pribora FB-2 pri otsenke bleska zerkal’nykh lakovykh pokrytiy [Investigation of the effect of the lightness of the substrate on the readings of FB-2 in the evaluation of gloss mirrored lacquer coatings], Collection of scientific works MLTI, 1982, v. 140, pp. 39-42. (in Russian)

[9]  Melnikov Y. F. Svetotehnicheskie materiali [Lighting materials] / Y. F. Melnikov // textbook for technical schools. Moscow: Higher school Publ., 1978, 151 p. (in Russian)

[10] Rybin B.M. Otsenka bleska prozrachnykh lakovykh pokrytiy [Evaluation of gloss transparent lacquer coating] News of higher educational institutions. Forestry journal, 1990, no. 6, pp. 53-58. (in Russian)

[11] Rybin B.M., Zhukov E.V. Metod opredeleniya pokazatelya prelomleniya prozrachnykh lakovykh pokrytiy [Method for the determination of refractive index of transparent varnish coatings] Wood industry, 1984, no. 7, pp. 9-10. (in Russian)

[12] Rybin B.M. Otsenka bleska matirovannykh lakovykh pokrytiy fotoelektricheskimi bleskomerami [Evaluation of Shine Matt varnish coatings photovoltaic blastomere] Collection of scientific works MLTI, 1983, v. 149, pp. 52-55. (in Russian)

Author's information

Rybin Boris Matveevich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. Department of Wood-and Wood Technology BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: rybin@mgul.ac.ru

Zavrazhnova Irina Anatol’evna — Senior Lecturer Department of Wood-and Wood Technology, BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: zavrazhnova@mgul.ac.ru

 

12

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕТУЛИНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ОКОРКИ ДРЕВЕСИНЫ В КАЧЕСТВЕ КОМПЛЕКСНОГО СОРБЕНТА

84-87

УДК 662.638

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-84-87

Г.Н. Кононов1, А.В. Кудряшов1, А.Н. Веревкин1, Ю.В. Сердюкова1, К.Л. Косарев2

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1 2 ООО «Биовет-фермент», 117570, г. Москва, ул. Днепропетровская, 18 Б

verevkin@mgul.ac.ru

В процессе переработки на целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих предприятиях образуется большое количество березовой коры. Содержание коры составляет примерно 12,5 % массы древесины. По анатомическому строению березовая кора разделяется на две зоны: внутренний слой, непосредственно примыкающий к камбию, состоящий в основном из ситовидных элементов (луб), и наружный слой, выполняющий защитную функцию (береста). Внутренний и наружный слои коры, имеющие различное функциональное назначение и строение, существенно отличаются друг от друга и по химическому составу. Эти слои значительно различаются количественным содержанием углеводной части, представляющей собой комплекс полисахаридов (целлюлоза, гексозаны, пентозаны), а также ароматической части (лигнин). Наиболее богат экстрактивными веществами наружный слой коры — береста, в экстрактах которой преобладают пентациклические тритерпеноиды ряда лупана и β-амирина; их смесь называется бетулином, а основным компонентом является бетулинол. Березовая кора содержит смесь сложных полиэфиров, содержащих высокомолекулярные жирные кислоты и гидроксикислоты, называемую суберином. Бетулин и его производные проявляют широкий спектр биологической активности. Суберин и протолигнин вследствие полифункциональности и развитой поверхности обладают хемосорбционными свойствами, а резервные питательные вещества, которые накапливаются в лубе в виде низкомолекулярных сахаров, белков и жиров, представляют интерес как источник питательных веществ. В работе рассмотрены анатомические особенности строения коры березы. Выработаны предложения по использованию коры березы в качестве основы биологически активного комплексного сорбента широкого спектра действия, в котором активным компонентом будут выступать бетулин и протолигнин.

Ключевые слова: кора березы, бетулин, суберин, протолигнин, сорбент

Ссылка для цитирования: Перспективы использования бетулинсодержащих отходов окорки древесины в качестве комплексного сорбента / Кононов Г.Н., Кудряшов А.В., Веревкин А.Н., Сердюкова Ю.В., Косарев К.Л. // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 84–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-84-87

Список литературы

[1]  Черняева Г.Н., Долгодворова С.Я., Бондаренко С.М. Экстрактивные вещества березы. Красноярск: Институт леса и древесины АН СССР, 1986. 123 с.

[2]  Веселов А.А. Использование древесных отходов фанерного и спичечного производств. М.: Лесная пром-сть, 1987. 160 с.

[3]  Кононов Г.Н. Химия древесины и ее основных компонентов: учеб. пособие для студентов специальностей 260200, 260300. М.: МГУЛ, 2002. 259 с.

[4]  Коровин В.В. Структурные особенности коры березы пушистой (Betula pubescens Ehrh.) // Научные доклады высшей школы. Биологические науки, 1970. № 11. С. 55–60.

[5]  Перелыгин Л.М. Строение древесины. М.: АН СССР, 1954. 200 с.

[6]  Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник для вузов. СПб.: СПбГЛТА, 1999. 628 с.

[7]  Кислицын А.Н. Экстрактивные вещества бересты: выделение, состав, применение. Обзор // Химия древесины, 1994. № 3. С. 3–28.

[8]  Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: учеб. пособие для вузов. М.: Экология. 1991. 320 с.

[9]  Шарков В.И. Количественный химический анализ растительного сырья. М.: Лесная пром-сть, 1976. 72 с.

[10] Воскресенский В.Е. Обоснование эффективной технологии и параметров оборудования для разделения березовой коры на компоненты. Дис. … д-ра техн. наук: 05.21.05. СПб., 1998. 351 с.

Сведения об авторах

Кононов Георгий Николаевич — канд. техн. наук, доцент кафедры химии МГТУ им. Н.Э. Баумана, чл.-корр. РАЕН, ученый секретарь секции «Химия и химическая технология древесины» РХО им. Д.И. Менделеева, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Кудряшов Антон Владимирович — аспирант МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Веревкин Алексей Николаевич — канд. хим. наук, доцент кафедры химии МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Сердюкова Юлия Владимировна — доцент кафедры химии МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Косарев Константин Леонидович — канд. техн. наук, инженер-технолог ООО «Биовет-фермент», e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

PPROSPECTS OF USING THE BETULIN CONTAINING WOOD DEBARKING WASTE AS A COMPLEX SORBENT

G.N. Kononov 1, A.V. Kudryashov 1, A.N. Verevkin 1, Yu.V. Serdyukova 1, K.L. Kosarev 2

1 BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia 2 ООО «Biovet-ferment», st. Dnepropetrovskaya, 18 B, Moscow, 117570, Russia

verevkin@mgul.ac.ru

During the recycling process all pulp, paper-making and wood-processing enterprises produce enormous amount of birch bark. Bark content is about 12.5 % by weight of the wood. As far as its anatomical structure is concerned, birch bark is divided into two zones: the inner layer (bast), directly adjoining the cambium and mainly consisting of sieve elements, and the outer layer, performing the protective function (birch bark). The inner and outer layers of birch bark, which have distinctive functional purpose and structure, differ significantly from each other in chemical composition. These layers are significantly different in quantitative content of the carbohydrate part, containing complex polysaccharides (cellulose, hexosans, pentosans), and that of the aromatic part (lignin). It is also important to note that the outer layer of birch bark is the most rich one in extraneous substances which are found in the extracts with dominating pentacyclic triterpenoids of a variety of lupane and β-amyrin, this mixture being called betulin with the main component that is betulinol. In addition, birch bark contains a mixture of polyester resins, including the high molecular fatty acids and hydroxyacids, this mixture being called suberin. Betulin and its derivatives exhibit a broad spectrum of biological activity. Suberin and protolignin due to their multi-functionality and well-developed surface possess chemisorption properties, and reserved nutrients that accumulate in the phloem in the form of low molecular weight sugars, proteins and fats, are of great interest as a source of nutrients. In this paper the anatomical features of the birch bark structure have been discussed, and a lot of research has been carried out; the above research can result in suggesting the use of birch bark as the basis of a biologically active complex sorbent with a broad operational range in which the active component will be betulin and protolignin.

Keywords: birch bark, betulin, suberin, protolignin, sorbent

Suggested citation: Kononov G.N., Kudryashov A.V., Verevkin A.N., Serdyukova Yu.V., Kosarev K.L. Perspektivy ispol’zovaniya betulinsoderzhashchikh otkhodov okorki drevesiny v kachestve kompleksnogo sorbenta [Prospects of using the betulin containing wood debarking waste as a complex sorbent]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, № 1, pp. 84–87. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-84-87

References

[1]  Chernyaeva G.N., Dolgodvorova S.Ya., Bondarenko S.M. Ekstraktivnye veshchestva berezy [Birch extractives]. Krasnoyarsk: Institute of forest and wood AS USSR Publ., 1986, 123 p. (in Russian)

[2]  Veselov A.A. Ispol’zovanie drevesnykh otkhodov fanernogo i spichechnogo proizvodstv [The use of wood waste of plywood and match industries]. Moscow: Forest industry Publ., 1987, 160 p. (in Russian)

[3]  Kononov G.N. Khimiya drevesiny i ee osnovnykh komponentov: Uchebnoe posobie dlya studentov spetsial’nostey 260200, 260300 [Wood chemistry and its main components: a textbook for students majoring in 260200, 260300]. Moscow: MSFU Publ., 2002, 259 p. (in Russian)

[4]  Korovin V.V. Strukturnye osobennosti kory berezy pushistoy (Betula pubescens Ehrh.) [Structural features of the bark birch (Betula pubescens Ehrh.)]. Nauchnye doklady vysshey shkoly. Biologicheskie nauki [Scientific reports of high school. Biological sciences.], 1970, no. 11, pp. 55–60. (in Russian)

[5]  Perelygin L.M. Stroenie drevesiny [Wood structure]. Moscow: AS USSR Publ., 1954, 200 p. (in Russian)

[6]  Azarov V.I., Burov A.V., Obolenskaya A.V. Khimiya drevesiny i sinteticheskikh polimerov [Chemistry of wood and synthetic polymers]. St. Petersburg: SPbFTA Publ., 1999, 628 p. (in Russian)

[7]  Kislitsyn A.N. Ekstraktivnye veshchestva beresty: vydelenie, sostav, primenenie. Obzor [Birch bark extractives: isolation, structure and application. Overview] Khimiya drevesiny. [Wood chemistry], 1994, no. 3, pp. 3-28. (in Russian)

[8]  Obolenskaya A.V., El’nitskaya Z.P., Leonovich A.A. Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy [Laboratory works on chemistry of wood and cellulose] Moscow: Ecology Publ., 1991, 320 p. (in Russian)

[9]  Sharkov V.I. Kolichestvennyy khimicheskiy analiz rastitel’nogo syr’ya [Quantitative chemical analysis of plant raw materials] Moscow, Forest industry Publ., 1976, 72 p. (in Russian)

[10] Voskresenskiy V.E. Obosnovanie effektivnoy tekhnologii i parametrov oborudovaniya dlya razdeleniya berezovoy kory na komponenty Diss. dokt. tekhn. nauk [Justification efficient technology and equipment parameters for the separation of components on a birch bark. Dr. tech. sci. diss.] St.-Petersburg, 1998, 351 p. (in Russian)

Author's information

Kononov Georgiy Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of Department of Chemistry BMSTU, corresponding member of the Russian Academy of Natural Sciences, the scientific secretary of section «Chemistry and engineering chemistry of wood» RHO of D.I. Mendeleyev, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Kudryashov Anton Vladimirovich — pg. of BMSTU, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Verevkin Alexey Nikolaevich — Cand. Sci (Chemistry), Assoc. Prof. of Department of Chemistry BMSTU, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Serdyukova Yulia Vladimirovna — Assoc. Prof. of Department of Chemistry MSTU after N.E. Bauman, e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

Kosarev Konstantin Leonidovich — Cand. Sci. (Tech.), engineer-technologist of «Biovet-ferment», e-mail: verevkin@mgul.ac.ru

 

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

 

13

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕМЕНТАХ ПНЕВМОСИСТЕМ

88-94

УДК 621.039.546:621.039.52.034.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-88-94

В.В. Лозовецкий, А.А. Шадрин, М.В. Кохреидзе, С.А. Катков

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

lozovetsky@mail.ru

Представлена модель движения засыпки измельченной древесины и продуктов на ее основе в цилиндроконическом бункере, которая базируется на представлении таких засыпок как некоторой квазиньютоновской жидкости с эффективной вязкостью, зависящей от физико-механических свойств, характерных для материалов такого типа. Получены уравнения, описывающие граничные условия процесса, учитывающие проскальзывание частиц засыпки на стенках цилиндроконического бункера. Предложены универсальные граничные условия, основанные на физико-механических свойствах засыпки измельченной древесины и продуктов на ее основе, позволяющие аналитически описать движение таких сыпучих сред в бункерах с одним центральным разгрузочным отверстием. Предложенная модель существенно снижает затраты на создание надежных систем для транспортировки аналогичных сред, используемых в различных технологических процессах. Описаны экспериментальная установка и методики проведения исследования. Эксперименты проведены на моделях бункеров с одним центральным разгрузочным отверстием с учетом критериев теории подобия позволили получить данные, характеризующие влияние угла наклона конической части бункера, диаметра разгрузочного отверстия и физико-механических свойств засыпки на процесс гравитационного движения измельченной древесины и продуктов на ее основе. Получены формулы скорости проскальзывания древесных частиц в элементах бункера пневмотранспорта, изменения скорости частиц в засыпке на оси и стенках модели бункера на входной и выходной границе. Результаты расчетов процессов, протекающих в исследуемом бункере системы пневмотранспорта, с использованием этого универсального граничного условия для вихревой функции и полученные экспериментальные данные хорошо согласуются между собой, что позволяет проводить сравнительный анализ технико-экономической эффективности различных проектных решений.

Ключевые слова: древесно-стружечные материалы, квазиньютоновская жидкость, коэффициенты внутреннего и внешнего трения, коэффициент кажущейся вязкости, функция тока, вихревая функция

Ссылка для цитирования: Лозовецкий В.В. Шадрин А.А., Кохреидзе М.В., Катков С.А. Экспериментально-аналитические исследования движения древесно-стружечных материалов в элементах пневмосистем // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 88–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-88-94

Список литературы

[1]  Крымасов В.Н. Сыпучая среда как модель неньютоновской жидкости // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомная водородная энергия и технология. М., 1980. Вып. 2. С. 138–141.

[2]  Дженике Э.В. Нагрузка на бункеры. Ч. 2: Основные понятния // Труды Американского общества инженеров-механиков. Конструирование и технология машиностроения. М.: Мир, 1973. № 2. С. 254–258.

[3]  Николаевский В.Н. Определяющие уравнения пластического деформирования сыпучих сред // Прикладная математика и механика, 1971. Т. 35. № 6. С. 411–420.

[4]  Гениев Г.А. Вопросы динамики сыпучей среды. М.: Госстройиздат, 1958. 178 с.

[5]  Josseling de Iong G. The daible sliding free rotating model for granular assemblies. Geotechnique, 1971, v. 21, pp. 155–163.

[6]  Hill R. The mathematical theory of plasticity clarenden. Oxford, 1956, 347 p.

[7]  Goodman M.A., Cowin S.L. A continuum theory for granular materials. Arch., Rat. Mech. Anal., 1972, v. 44, pp. 249–260.

[8]  Druker D., Prager W. Soil mechanles and plastic analysis or limit design. Quart. Appl., Math, 1952, v. 10, pp. 157–165.

[9]  Bedenig D. Theoretisches Model zur Beschreibung des Kugelhaufenflieβverhaltens im Core eines Kugelhaufenreaktors. Nucl., Engng. and Desing, 1967, no. 6, pp. 479–488.

[10] Лозовецкий В.В., Крымасов В.Н. Гидромеханические и тепловые процессы в ядерных реакторах с микротвэльным топливом. М.: ВИНИТИ РАН, 2003. 326 с.

[11] Bedenig D. Untersuchungen zum Strömungsverhalten eines Kugehaufens im Core eines Kugehaufenreaktors. Dissertation Technische Hochschule. Wien. EUROATOM, 1966, no. 3284d. 171 p.

[12] Крымасов В.Н., Лозовецкий В.В., Мордвинцев В.М. Расчет движения шаровых твэлов в активной зоне ВТГР // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Атомная водородная энергия и технология. 1990. Вып. 2. С. 44–46.

[13] Jilly D.K. On the computatical stability of numerical solution of time-dependent nonlinear geophysical fluid dynamics problems. U.S. Weather Bureau Monthly Weather Review, 1965, pp. 93.

[14] Ревуженко А.Ф. Механика упруго-пластических сред и нестандартный анализ. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2000. 426 с.

[15] Крымасов В.Н. Движение сыпучей среды как неньютоновской жидкости. Отчет ИАЭ. Инв. № 35/248182, 1982.

[16] Поттер Д. Вычислительные методы в физике. М.: Мир. 1975. 326 с.

[17] Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. М.: Наука, 1969. 421 с.

Сведение об авторах

Лозовецкий Вячеслав Владимирович — д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, e-mail: lozovetsky@mail.ru

Шадрин Анатолий Александрович — д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, e-mail: shadrin@mgul.ac.ru

Кохреидзе Мурман Васильевич — канд. техн. наук, доцент МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1, e-mail: kohreidze-murman@mail.ru

Катков Сергей Александрович, аспирант МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская обл., г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1., e-mail: katkovsa@ya.ru

EEXPERIMENTAL AND ANALYTICAL STUDIES OF THE MOVEMENT OF HOGGED WOOD MATERIALS IN THE PARTS OF PNEUMATICS SYSTEMS

V.V. Lozovetskiy, A.A. Shadrin, M.V. Kokhreidze, S.A. Katkov

BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

lozovetsky@mail.ru

There has been introduced a model of hogged wood and its particle-based products bunkerage in a conical-cylindrical hopper, the model being based on the conception of such fillings as some quasi-Newton liquid with an effective viscosity which depends on the physical and mechanical properties characteristic of this type of content. The equations describing their boundary conditions, taking into account the filling particle slippage on the walls of the conical-cylindrical hopper. There have been proposed some universal boundary conditions based on the use of physical and mechanical properties of the backfill hogged wood and its particle-based products which allows to analytically describe the movement of granular materials in a hopper with a single central dumping hole, which significantly reduces the cost of developing reliable systems to transport similar materials used in various technological processes. The experimental setup and the research techniques have been described. The experiments were carried out on some models of a hopper with a single central dumping hole, taking into account the similarity theory criteria which allowed us to obtain data describing the impact of a hopper conical portion bevel angle, of the dumping hole diameter and physico-mechanical properties on the process of gravitational movement of hogged wood and its particle-based products. There has been found the dependence for the rate of wood particles slipping inside the parts of a pneumatic hopper, as well as the change in the particle speed during the filling process on the axis and the walls of the hopper model at the inlet and outlet boundaries. The results of the calculated processes occurring in the pneumatic transportation system under study with the use of these universal boundary conditions for the vortex functions and the obtained experimental results are in good conformity with each other, which allows to make comparative analysis of technical and economic efficiency of various design decisions.

Keywords: chipboard materials, qasi-Newton liquid, the coefficients of inner and external friction, the ratio of the apparent viscosity, the flow function, the vortex function

Suggested citation: Lozovetskiy V.V., Shadrin A.A., Kokhreidze M.V., Katkov S.A. Eksperimental’no-analiticheskie issledovaniya dvizheniya drevesno-struzhechnykh materialov v elementakh pnevmosistem [Experimental andanalytical studies of the movement of hogged wood materials in the parts of pneumatics systems]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 88–94. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-88-94

References

[1]  Krymasov V.N. Sypuchaya sreda kak model’ nen’yutonovskoy zhidkosti [Granular medium as a model of neo-Newtonian fluid] Voprosy atomnoy nauki i tekhniki [Problems of atomic science and technology] Moscow, 1980, v. 2, pp. 138-141. (in Russian)

[2]  Dzhenike E.V. Nagruzka na bunkery. Chast’ 2. Osnovnye ponyatiya. Trudy Amerikanskogo obshchestva inzhenerov-mekhanikov. Konstruirovanie i tekhnologiya mashinostroeniya [Load bins. Part 2. Basic concepts. Proceedings of the American society of mechanical engineers. Design and mechanical engineering] Moscow: Mir Publ., 1973, no. 2, pp. 254-258. (in Russian)

[3]  Nikolaevskiy V.N. Opredelyayushchie uravneniya plasticheskogo deformirovaniya sypuchikh sred [Constitutive equations for plastic deformation of granular media] AMM, 1971, T. 35, no. 6, pp. 411-420. (in Russian)

[4]  Geniev G.A. Voprosy dinamiki sypuchey sredy. [The problems of dynamics of granular media] Moscow: Gosstroyizdat Publ., 1958, 178 p. (in Russian)

[5]  Josseling de Iong G. The daible sliding free rotating model for granular assemblies. Geotechnique. 1971, v. 21, pp. 155-163.

[6]  Hill R. The mathematical theory of plasticity clarenden. Oxford, 1956, 347 p.

[7]  Goodman M.A., Cowin S. L. A continuum theory for granular materials. Arch., Rat. Mech. Anal., 1972, v. 44, pp. 249-260.

[8]  Druker D., Prager W.. Soil mechanles and plastic analysis or limit design. Quart. Appl., Math. 1952, v. 10, pp. 157-165.

[9]  Bedenig D., Theoretisches Model zur Beschreibung des Kugelhaufenflieβverhaltens im Core eines Kugelhaufenreaktors. Nucl., Engng. And Desing, 1967, no. 6, pp. 479-488.

[10] Lozovetskiy V.V., Krymasov V.N. Gidromekhanicheskie i teplovye protsessy v yadernykh reaktorakh s mikrotvel’nym toplivom. [Hydro-mechanical and thermal processes in nuclear reactors microvellum fuel] Moscow: VINITI RAN Publ., 2003, pp. 326. (in Russian)

[11] Bedenig D. Untersuchungen zum Strömungsverhalten eines Kugehaufens im Core eines Kugehaufenreaktors. − Dissertation Technische Hochschule. Wien. EUROATOM, 1966,no 3284d. pp. 171.

[12] Krymasov V.N., Lozovetskiy V.V., Mordvintsev V.M. Raschet dvizheniya sharovykh tvelov v aktivnoy zone VTGR. [Calculation of the motion of spherical fuel elements in the reactor HTGR. Problems of atomic science and technology.] Moscow, 1990, v. 2, pp. 44-46. (in Russian)

[13] Jilly D.K. On the computatical stability of numerical solution of time-dependent nonlinear geophysical fluid dynamics problems. U.S. Weather Bureau Monthly Weather Review. 1965, pp. 93.

[14] Revuzhenko A.F. Mekhanika uprugo-plasticheskikh sred i nestandartnyy analiz. [Mechanics of elastic-plastic media and non-standard analysis] Ed NSU. Novosibirsk, 2000, 426 p. (in Russian)

[15] Krymasov V.N. Dvizhenie sypuchey sredy kak nen’yutonovskoy zhidkosti. [The movement of the granular medium as a non-Newtonian fluid] Otchet IAE. Inv. № 35/248182. 1982. (in Russian)

[16] Potter D. Vychislitel’nye metody v fizike Computational methods in physics] Moscow: Mir Publ.. 1975. pp. 326. (in Russian)

[17] Fihtengol’ts G.M. Kurs differentsial’nogo i integral’nogo ischisleniya. [Course of differential and integral calculus] Moscow: Nauka. Publ. 1969. 421 p. (in Russian)

Author's information

Lozovetskiy Vyacheslav Vladimirovich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: lozovetsky@mail.ru

Shadrin Anatoliy Aleksandrovich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: shadrin@mgul.ac.ru

Kokhreidze Murman Vasil’evich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), 1st Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: kohreidze-murman@mail.ru

Katkov Sergey Aleksandrovich — pg. BMSTU (Mytishchi branch), 1st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia, e-mail: katkovsa@ya.ru

 

14

ИССЛЕДОВАНИЕ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ ОТКРЫТОГО БАРЖЕВОГО МОДУЛЯ

95-100

УДК 630.378

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-95-100

С.В. Посыпанов, А.В. Коробицын

ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова» 163002, г. Архангельск, наб. Сев. Двины, 17

s.posypanov@narfu.ru

При недостатке дорог в основных лесных регионах РФ обеспечить экономическую доступность значительной доли древесного сырья можно только при использовании развитой сети средних и малых рек. Одним из экологически щадящих и экономичных способов транспортировки лесоматериалов по воде являются судовые перевозки. Однако возможности применения обычных судов на средних и малых реках весьма ограничены. Рассматриваемые в статье открытые баржевые модули (ОБМ) являются альтернативой этим судам на таких реках. Из ОБМ предполагается формирование баржевых составов, размеры которых определяются количеством установленных в них модулей и диктуются путевыми условиями конкретных рек в данный период. Использование ОБМ обеспечивает возможности транспортировки лесоматериалов недостаточной плавучести, уменьшение осадки лесотранспортных единиц. Для выполнения инженерных расчетов, связанных с проектированием и эксплуатацией ОБМ, нужны сведения о сопротивлении воды движению этих устройств, в частности равномерному. Опираясь на положения гидромеханики, авторы установили первичные факторы, определяющие силу сопротивления воды равномерному движению ОБМ. Представлено символическое решение задачи в критериальной форме. Обоснована возможность исключения числа Рейнольдса из перечня определяющих факторов. Итоговое символическое решение записано как зависимость коэффициента сопротивления воды равномерному движению ОБМ от числа Фруда, а также ширины и длины модуля, отнесенных к его осадке. Для получения этой зависимости в явном виде проведены эксперименты на моделях. По результатам экспериментов для указанного коэффициента получена регрессионная модель. Использование ее совместно с формулой Ньютона позволяет определять силу сопротивления воды равномерному движению ОБМ. В результате анализа модели установлено, что увеличение скорости движения ОБМ и длины модуля, отнесенной к его осадке, в пределах приятых диапазонов варьирования приводит к небольшому возрастанию коэффициента сопротивления соответственно на 3...11 и 7...15 %. Наибольшее влияние на коэффициент оказывает ширина модуля, отнесенная к осадке. Изменение относительной ширины модуля в пределах принятого диапазона приводит к увеличению коэффициента сопротивления на 50...60 %.

Ключевые слова: транспорт лесоматериалов, открытый баржевой модуль, сопротивление воды, равномерное движение

Ссылка для цитирования: Посыпанов С.В., Коробицын А.В. Исследование равномерного движения открытого баржевого модуля // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 95–100. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-95-100

Список литературы

[1]  Посыпанов С.В. Экологические и экономические аспекты транспорта древесины из удаленных лесных массивов // Эколого- и ресурсосберегающие технологии и системы в лесном и сельском хозяйстве: сб. науч. тр. Воронеж: ВГЛТА, 2014. Вып. № 3. Ч. 4 (8–4). С. 135–139.

[2]  Суров Г.Я., Барабанов В.А., Кудрявцев Г.В. Контейнер. Пат. 147720 U1 Российская Федерация, МПК B65D88/00. Заявитель и патентообладатель САФУ. № 2014125335/12; заявл. 23.06.2014; опубл. 20.11.2014.

[3]  Суров Г.Я., Посыпанов С.В., Коробицын А.В. Технические решения для транспортировки по воде круглых лесоматериалов с недостаточной плавучестью // Актуальные направления научных исследований ХХI века: теория и практика: сб. науч. тр. Воронеж: ВГЛТУ, 2015. Вып № 9. Ч. 3 (20–3). С. 92–95.

[4]  Коробицын А.В., Посыпанов С.В. Организация разгрузки устройств для транспортировки лесоматериалов ограниченной плавучести по воде // Актуальные направления научных исследований ХХI века: теория и практика: сб. науч. тр. Воронеж: ВГЛТУ, 2015. Вып. № 8. Ч. 2 (19–2). С. 236–238.

[5]  Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. 2-е изд., доп. и перераб. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.

[6]  Корпачев В.П., Рябоконь Ю.И. Сопротивление воды движению лесотранспортных единиц в водном потоке. Красноярск: РИО СТИ, 1978. 62 с.

[7]  Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1982. 568 с.

[8]  Родионов П.М. Метод подобия и его применение к решению задач лесосплава. Л.: ЛТА, 1982. 84 с.

[9]  Пижурин А.А. Основы научных исследований в деревообработке. М.: МГУЛ, 2005. 305 с.

[10] Kleinstreuer С. Modern Fluid Dynamics. Springer Netherlands, 2010.

[11] Larsson L., Stern F., Visonneau M. Numerical ship hydrodynamics. Springer Netherlands, 2014.

[12] Weisberg S. Applied Linear Regression: Third edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2005, 329 p.

Сведения об авторах

Посыпанов Сегрей Валентинович — канд. техн. наук, доцент ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова», e-mail: s.posypanov@narfu.ru

Коробицын Андрей Владимирович — аспирант ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова», e-mail: andreykorob@bk.ru

INVESTIGATION OF AN OPEN BARGE MODULE UNIFORM MOTION

S.V. Posypanov, A.V. Korobitsyn

Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov (NARFU), nab. Severnoy Dviny, 17, 163002, Arkhangelsk, Russia

s.posypanov@narfu.ru

Taking into consideration the low density of roads in the basic forest regions of Russia, accessibility of wood resources can be provided by using a network of the medium-scale and small rivers. One of eco-friendly and feasible methods of transportation of forest products is haulage by vessels. However, the use of conventional vessels at the medium-scale and small rivers is restrained. The paper presents an alternative: the open barge modules (OBM). Forming of barge trains consisting of the OBMs has been proposed. The train dimensions are to be determined by the conditions of a given river during the desired season. The usage of OBMs provides transportation of the low floatability logs and minimization of a vessel’s draft. The designing and usage of an OBM have to be based on information concerning water resistance — particularly to the uniform motion of a floating vessel. The examination of relevant publications proved the necessity of the proposed study. Based on the hydromechanics provisions, the primary factors of the resistance force to an OBM uniform motion were determined. The criterial form of the task solution has been presented. Excluding the Reynolds number from the determining factors has been explained. The resulting symbolic solution presents the dependence of a coefficient of water drag resistance to a uniform OBM motion on the Froude number and on a module’s length/beam, relatively to its draft. To discover the above dependence in an explicit form some experiments with the modules under study were carried out. As a resulting of these experiments, the regression equation for the drag coefficient was developed. Applying the equation together with the Newton formula enables us to determine the force of water resistance to a uniform OBM motion . The investigation of the model allows to make the following conclusion: the increase of the OBM velocity and of its relative length gives the increase of the water resistance coefficient as follows 3…11 % and 7…15 % correspondingly. The most significant factor is the module’s beam related to draft; its variation within a given range causes 50..60 % increase of a resistance coefficient.

Keywords: round wood transportation, open barge module, water resistance, uniform motion

Suggested citation: Posypanov S.V., Korobitsyn A.V. Issledovanie ravnomernogo dvizheniya otkrytogo barzhevogo modulya [Investigation of an open barge module uniform motion]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 95–100. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-95-100

References

[1]  Posypanov S.V. Ekologicheskiye i ekonomicheskiye aspekty transporta drevesiny iz udalennykh lesnykh massivov [Ecological and economic aspects of forest products transportation from the remote woodlands]. Ekologo- i resursosberegayushchie tekhnologii i sistemy v lesnom i sel’skom khozyaystve: sborn. nauchn. tr. po material. mezhdunarod. zaoch. nauch.-prakt. konf. [Ecological and resource-saving technologies and systems in forestry and agriculture: Proc. International Open Scient.-Pract. Conf.] Voronezh: VGLTA Publ., 2014, v. 3, part 4 (8–4), pp. 135-139. (in Russian)

[2]  Surov G.Ya., Barabanov V.A., Kudryavtsev G.V. RF Patent No. 147720 U1, MPK B65D88/00 [Applicant and patent holder: NARFU No. 2014125335/12, appl. 23.06.2014; publ. 20.11.2014.] (in Russian)

[3]  Surov G.Ya., Posypanov S.V., Korobitsyn A.V. Tekhnicheskiye resheniya dlya transportirovki po vode kruglykh lesomaterialov s nedostatochnoy plavuchesti [Technical solutions of low-buoyant round wood water transportation] Proc. Actual trends of scientific researches in XXI century: theory and practice. Voronezh, 2015, no. 9, p. 3 (20–3), pp. 92-95. (in Russian)

[4]  Korobitsyn A.V., Posypanov S.V. Organizatsiya razgruzki ustroystv dlya transportirovki po vode lesomaterialov s nedostatochnoy plavuchesti [Arrangement of discharging of faciliries for of low-buoyant round wood water transportation] Proc. Actual trends of scientific researches in XXI century: theory and practice. Voronezh, 2015, no. 8, p. 2 (19-2), pp. 236-238. (in Russian)

[5]  Voytkunskiy Ya.I. Soprotivleniye dvizheniyu sudov [Resistance to vessels motion]. Leningrad: Sudostroyeniye Publ., 1988, 288 p. (in Russian)

[6]  Korpachyov V.P. Soprotivleniye vody dvizheniyu lesotransportnykh edinits v vodnom potoke [Water resistance to motion of the rafting units in a water current] Krasnoyarsk: STI, 1978, 62 p. (in Russian)

[7]  Voytkunskiy Ya.I. Gidromekhanika [Hydromechanics] Leningrad: Sudostroyeniye Publ., 1982, 568 p. (in Russian)

[8]  Rodionov P.M. Metod podobija i yego primeneniye k resheniyu zadach lesosplava [The resemblance method and its appliance to the problems of timber floating] Leningrad: LTA Publ., 1982, 84 p. (in Russian)

[9]  Pizhurin А.А. Osnovy nauchnykh issledovanij v derevoobrabotke [Basis of scientific researches in woodworking] Moscow: MGUL Publ., 2005, 305 p. (in Russian)

[10] Kleinstreuer С. Modern Fluid Dynamics. Springer Netherlands, 2010.

[11] Larsson L., Stern F., Visonneau M. Numerical ship hydrodynamics. Springer Netherlands, 2014.

[12] Weisberg S. Applied Linear Regression: Third edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2005. 329 p.

Author's information

Posypanov Sergey Valentinovich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. at the Northern Research Institute of Forestry, Forest Assessment and Management Department at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: s.posypanov@narfu.ru

Korobitsyn Andrey Vladimirovich — pg. at the Northern Research Institute of Forestry, Forest Assessment and Management Department at the Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, e-mail: andreykorob@bk.ru

 

15

ВЛИЯНИЕ ЧИСЛА СОРТИМЕНТОВ НА ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ БЕРЕГОВОГО СКЛАДА

101-107

УДК 630.378

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-101-107

С.П. Карпачев, В.И. Запруднов, А.Н. Комяков, М.А. Сорокин

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

karpachev@mgul.ac.ru

Изучены вопросы влияния сокращения сортиментов на транспортно-технологические показатели работы берегового склада. Ликвидация части накопителей при сокращении числа сортиментов может привести к переполнению накопителей с массовыми сортиментами, что приведет к аварийной остановке сортировочной системы. Слишком большое число резервных накопителей ведет к большим капитальным затратам. Рассматривались две стратегии перевода сокращаемых сортиментов в массовые, в которых длина сокращаемых сортиментов принималась:

— равной длине того сортимента, куда переводятся сокращаемые (стратегия 1),

— одинаковой и равной 6,5 м (стратегия 2).

После сокращения числа сортиментов по стратегии 1 производительность берегового склада не только не возросла, но даже несколько упала. Объяснить это можно тем, что при постоянном объеме число бревен после сокращения числа сортиментов возросло с 457 426 до 543 670 шт. Увеличение числа бревен приводит к уменьшению интенсивности их поступления в накопители, что и объясняет отсутствие роста производительности. После сокращения числа сортиментов по стратегии 2 производительность берегового склада возросла. Объяснить это можно тем, что при постоянном объеме число бревен после сокращения числа сортиментов уменьшилось с 457 426 до 415 177 шт. Уменьшение числа бревен приводит к увеличению интенсивности их поступления в накопители, что и вызвало рост производительности.

Ключевые слова: сортименты, береговой склад, накопители бревен

Ссылка для цитирования: Карпачев С.П., Запруднов В.И., Комяков А.Н., Сорокин М.А. Влияние числа сортиментов на транспортно-технологические показатели работы берегового склада // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 101–107. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-101-107

Список литературы

[1]  Карпачев С.П., Куприн Б.В. Моделирование на ЭВМ сокращения числа сортиментов на технологию берегового склада // Технология и механизация лесопромышленного производства: сб. науч. тр. М.: МЛТИ, 1989. Вып. 212. С. 47–53.

[2]  Карпачев С.П., Шмырев В.И., Шмырев Д.В. Моделирование доставки круглых лесоматериалов потребителям автопоездами // Экологические системы и приборы, 2016. № 2. C. 18–22.

[3]  Карпачев С.П. Логистика. Моделирование технологических процессов береговых складов. М.: МГУЛ, 2005. 132 с.

[4]  Карпачев С.П., Шмырев В.И., Шмырев Д.В. Моделирование раскряжевки хлыстов сучкорезно-раскряжевочной установкой и штабелевкой сортиментов погрузчиками разного типа // Транспорт: наука, техника, управление, 2016. № 3. С. 58–61.

[5]  Карпачев С.П., Шмырев В.И., Шмырев Д.В. Моделирование разгрузки пачек хлыстов и укладки их в плот сплоточно-транспортно-штабелевочными агрегатами // Транспорт: наука, техника, управление, 2016. № 1. С. 57–59.

[6]  Карпачев С.П., Лозовецкий В.В., Щербаков Е.Н. Моделирование логистических систем лесных материалопотоков // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. РАН ВИНИТИ, 2011. № 8. С. 16–20.

[7]  Комяков А.Н., Карпачев С.П. Применение большегрузных плавучих контейнеров для нужд биоэнергетики // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2010. № 4 (73). С. 104–107.

[8]  Карпачев С.П., Щербаков Е.Н., Солдатова Е.В. Моделирование технологических процессов освоения древесины на ложе водохранилищ // Вестник МГУЛ — Лесной вестник, 2013. № 1. С. 56–61.

[9]  Карпачев С.П., Щербаков Е.Н. Транспортная единица для лесосплава. Патент № 2013147054/11(073109) от 31.03.2014.

[10] Карпачев С.П. Транспорт технологической щепы по воде в мягких контейнерах. Дис. ... канд. техн. наук. М., 1985. С. 17.

Сведения об авторах

Карпачев Сергей Петрович — д-р техн. наук, профессор, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: karpachev@mgul.ac.ru,

Запруднов Вячеслав Ильич — д-р техн. наук, профессор, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: zaprudnov@mgul.ac.ru,

Комяков Алексей Николаевич — канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: komyakov@mgul.ac.ru,

Сорокин Михаил Александрович — старший преподаватель, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: sorokin@mgul.ac.ru,

THE INFLUENCE OF THE NUMBER OF TIMBER ASSORTMENTS ON THE TECHNOLOGY OF A BANKING GROUND

S.P. Karpachev, V.I. Zaprudnov, A.N. Komyakov, M.A. Sorokin

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

karpachev@mgul.ac.ru

The effect of reducing timber assortments on the technological performance of the banking ground has been considered. The elimination of a part of the timber assortments to reduce the number of timber storage decks can result in the storage overflow with a massive assortment of logs, which will cause an emergency stop of the sorting system. Too many reserve timber storage decks bring about large capital costs. Two strategies of turning the reduced timber assortments into mass ones have been regarded here where the length of logs can be as follows:

— the length is equal to the length of the reduced timber assortments (strategy 1),

— the length of the reduced timber assortments is the same and equal to 6.5 m (strategy 2).

After reducing the number of assortments in strategy 1 the performance of the banking ground failed to rise and even fell slightly. This can be explained by the fact that at a constant volume, the number of logs in the reduced amount of timber assortments increased from 457 426 logs to 543 670 ones. Increasing the number of logs results in a decrease in the intensity of their receipt into a storage which explains the lack of productivity growth. After reducing the number of assortments on the strategy 2 the performance of the banking ground grew. This can be explained by the fact that at a constant volume the number of logs with fewer timber assortments according to strategy 2 decreased from 457 426 logs to 415 177 logs. Decreasing the number of logs leads to an increase in the intensity of their receipt into a storage that caused the productivity growth.

Keywords: timber assortments, a banking ground, timber storage decks

Suggested citation: Karpachev S.P., Zaprudnov V.I., Komyakov A.N., Sorokin M.A. Vliyanie chisla sortimentov na transportno-tekhnologicheskie pokazateli raboty beregovogo sklada [The influence of the number of timber assortments on the technology of a banking ground]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 101-107. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-101-107

References

[1]  Karpachev S.P., Kuprin B.V. Modelirovanie na EVM sokrashcheniya chisla sortimentov na tekhnologiyu beregovogo sklada [Modeling on a computer reducing the number of timber assortments on the technology of banking ground.]. Moscow: MSFU Publ., № 212, 1989, pp. 47-53. (in Russian)

[2]  Karpachev S.P., Shmyrev V.I., Shmyrev D.V. Modelirovanie dostavki kruglykh lesomaterialov potrebitelyam avtopoezdami [Simulation of delivery roundwood customers autotrain] Ekologicheskie sistemy i pribory [Environmental systems and devices] 2016, № 2, pp. 18-22. (in Russian)

[3]  Karpachev S.P. Logistika. Modelirovanie tekhnologicheskikh protsessov beregovykh skladov [Modelling of processes of coastal warehouses]. Moscow: MSFU Publ., 2005, 132 p. (in Russian)

[4]  Karpachev S.P., Shmyrev V.I., Shmyrev D.V. Modelirovanie raskryazhevki khlystov suchkorezno-raskryazhevochnoy ustanovkoy i shtabelevkoy sortimentov pogruzchikami raznogo tipa [Simulation of bucking and piling of assortments of various types] Transport: nauka, tekhnika, upravlenie [Transport: science, technology, management], VINITI RAS 2016, no. 3, pp. 58-61. (in Russian)

[5]  Karpachev S.P., Shmyrev V.I., Shmyrev D.V. Modelirovanie razgruzki pachek khlystov i ukladki ikh v plot splotochno-transportno-shtabelevochnymi agregatami [Simulation of the unloading of bundles of whips and stacking them in the raft by units] Transport: nauka, tekhnika, upravlenie [Transport: science, technology, management], VINITI RAS, 2016, no. 1, pp. 57-59. (in Russian)

[6]  Karpachev S.P., Lozovetskiy V.V., Shcherbakov E.N. Modelirovanie logisticheskikh sistem lesnykh materialopotokov [Modeling the logistic systems of forest material flow] Transport: nauka, tekhnika, upravlenie [Transport: science, technology, management]. VINITI RAS 2011, no. 8, pp. 16-20. (in Russian)

[7]  Komyakov A.N., Karpachev S.P. Primenenie bol’shegruznykh plavuchikh konteynerov dlya nuzhd bio-energetiki [The Use of heavy floating containers for bioenergy] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, no. 4 (73), 2010, pp. 104-107. (in Russian)

[8]  Karpachev S.P., Shcherbakov E.N., Soldatova E.V. Modelirovanie tekhnologicheskikh protsessov osvoeniya drevesiny na lozhe vodokhranilishch [Modeling of technological development of wood on the bed of the reservoir] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, no. 1, 2013, pp. 56-61. (in Russian)

[9]  Karpachev S.P., Shcherbakov E.N. Transportnaya edinitsa dlya lesosplava [Transport unit for rafting]. Patent no. 143038 from 09.06.2014 (in Russian).

[10] Karpachev S.P. Transport tekhnologicheskoy shchepy po vode v myagkikh konteynerakh. Diss. cand. tech. nauk [Transport of wood chips on the water in soft containers. Cand. tech. sci. diss.] Moscow, 1985, pp. 17. (in Russian)

Author's information

Karpachev Sergey Petrovich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: karpachev@ mgul.ac.ru

Zaprudnov Vyacheslav Il’ich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: zaprudnov@mgul.ac.ru

Komyakov Aleksey Nikolaevich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: komyakov@mgul.ac.ru

Sorokin Mikhail Aleksandrovich — Senior Lecturer BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: sorokin@mgul.ac.ru

 

16

ТЕХНОЛОГИИ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ПРОЦЕССОВ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

108-117

УДК 630.323.13

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-108-117

В.И. Запруднов, С.П. Карпачев, М.А. Быковский

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

zaprudnov@mgul.ac.ru

Приведены современные технологические процессы лесосечных работ, которые должны разрабатываться с таким расчетом, чтобы при выполнении каждой рабочей операции и всего их комплекса в нормальном производственном режиме при соответствующих видах рубок исключалось недопустимое отрицательное воздействие на все элементы биогеоценозов. Установлено, что на выбор парка машин для проведения лесосечных работ влияет широкий комплекс природно-производственных условий, характерных для данного предприятия (таксационная характеристика, параметры среды, виды и способы рубок, объемы лесозаготовок по каждому из видов и способов рубок и т. д.). В основу классификации условий применения парка машин положена возможность высококачественного выполнения всего комплекса основных лесосечных работ с учетом влияния условий эксплуатации на работу машин. Определено влияние лесорастительных условий на технологические процессы лесосечных работ и выбор системы машин, которая определяется вероятностью их реализации с минимальным повреждением элементов леса в процессе рубок. Предложено при выборе лесной техники принимать во внимание способ заготовки древесины (хлыстовой или сортиментной) и природно-производственные условия. Выбор оптимальных параметров оборудования определяется прежде всего производительностью лесозаготовительной техники, которая оправдывала бы затраты на ее приобретение. Однако не стоит пренебрегать и показателями экологических требований — воздействие техники на лес должно быть минимальным. В работе расмотрены три группы методов выбора машин для проведения лесосечных работ. Главным отличительным признаком для отнесения метода к определенной группе является его точность. Приведено процентное соотношение различных технологий заготовки и вывозки древесины из лесосек в общем объеме лесозаготовок в Российской Федерации с указанием основных технологических операций и основного лесозаготовительного оборудования.

Ключевые слова: лесосечная работа, парк лесосечных машин, лесовозобновление, лесозаготовительная техника, технологии заготовки древесины

Ссылка для цитирования: Запруднов В.И., Карпачев С.П., Быковский М.А. Технологии и технические средства процессов лесосечных работ // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 108–117. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-108-117

Список литературы

[1]  Григорьев И.В, Жукова А.И., Григорьева О.И., Иванов А.В. Средощадящие технологии разработки лесосек в условиях северо-западного региона Российской Федерации: учебно-научное издание. СПб.: ЛТА, 2008. 174 с.

[2]  Лесной кодекс Российской Федерации: от 4 декабря 2006 г. № 200 ФЗ. 41 с.

[3]  Редькин А.К. Технология и оборудование лесозаготовок: учеб.пособие для вузов, направление бакалавриата «Лесное дело», специальность «Лесное хозяйство». М.: МГУЛ, 2010. 178 с.

[4]  Игнатов В.И., Макуев В.А., Сиротов А.В. Техническая эксплуатация и технология ремонта машин и оборудования лесного комплекса. М.: МГУЛ, 2006. 337 с.

[5]  Обыдёнников В.И. Лесовозобновление после сплошных рубок с применением агрегатной техники. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988. Вып. 7. 28 с.

[6]  Мясищев Д.Г. Малая механизация для трелевки при рубках ухода. Архангельск: Гос. техн. ун-т, 2008. 120 с.

[7]  Григорьев И.В., Каляшов В.А. Современные тенденции развития техники и технологии лесосечных работ // Леспроминновации, 2005. № 1. С. 6–8.

[8]  Макуев В.А. Критерии формирования парка лесосечных машин // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2010. № 1 (70). С. 82–84.

[9]  Быков В.В., Тесовский А.Ю. Справочник по технологическим и транспортным машинам лесопромышленных предприятий и техническому сервису. М.: МГУЛ, 2000. 532 с.

[10] Прохоров Л.Н., Зинин В.Ф., Желдак В.И. Система технологий и машин (СТМ) для рубок ухода за лесом // Лесная информация, 2004. № 5. С. 25–36.

[11] Черноиванов В.И., Бледных В.В., Северный А.Э. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: учебное пособие. Москва–Челябинск, 2005. 992 с.

Сведения об авторах

Запруднов Вячеслав Ильич — д-р техн. наук, профессор кафедры ЛТ-8, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: zaprudnov@mgul.ac.ru

Карпачев Сергей Петрович — д-р техн. наук, профессор кафедры ЛТ-8, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: karpachev@mgul.ac.ru

Быковский Максим Анатольевич — канд. техн. наук, доцент кафедры ЛТ-8, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: bykovskiy@mgul.ac.ru

TECHNOLOGIES AND TECHNICAL EQUIPMENT USED IN LOGGING OPERATIONS

V.I. Zaprudnov, S.P. Karpachev, M.A. Bykovskiy

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

zaprudnov@mgul.ac.ru

There have been considered some modern technological processes of logging operations which should be developed in such a way that when performing both each operation and a complex of operations as a whole in a normal production mode, with appropriate types of felling, any unacceptable negative impacts on all ecosystem elements could be eliminated. It has been found that the choice of a load and haul fleet needed to carry out logging operations depends on a wide range of environmental and production conditions peculiar to an enterprise (stand conditions, environmental settings, types and methods of logging, the harvesting volume for each type and method of logging, etc.). The classification of the load and haul fleet exploitation conditions was based on the possibility to successfully perform the full range of major logging operations, taking into account the influence of operating conditions on the macine operation. The influence of forest conditions on the technological process of logging operations and on the choice of a machine type was determined, the above choice resulting from by the possibility to carry on logging operations with a minimal damage to the elements of the forest during the felling process. It has been proposed to choose forestry equipment taking into account the method of timber harvesting (tree-length or cut-to-length methods) and both environmental and production conditions. The choice of equipment with optimal parameters is determined primarily by its performance which would warrant its acquisition costs. However, the environmental requirements should not be neglected, i.e., the technology impact on the forest ecosystem should be minimal. The paper presents three groups of methods of choosing machines to carry out logging operations. The main reason for including a method into a particular group is its accuracy. The relationship of technologies used for harvesting timber and its transportation from felling areas in the total timber harvesting volume in the Russian Federation with the description of the main technological operations and main logging equipment has been presented.

Keywords: logging operations, a load and haul fleet, reforestation, logging technology, wood harvesting technology

Suggested citation: Zaprudnov V.I., Karpachev S.P., Bykovskiy M.A. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva protsessov lesosechnykh rabot [Technologies and technical equipment used in logging operations]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 108–117. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-108-117

References

[1]  Grigoriev I.V., Zhukova A.I., Grigorieva O.I., Ivanov A.V.. Sredoshchadyashchie tekhnologii razrabotki lesosek v usloviyakh severo-zapadnogo regiona Rossiyskoy Federatsii [Environmentally friendly technologies the development of cutting areas in the North-West region of the Russian Federation]. SPb.: LTA Publ., 2008, 174 p. (in Russian)

[2]  Lesnoy kodeks Rossiyskoy Federatsii [Forest codex of the Russian Federation] from 4 December 2006. 200 FZ, 41 p. (in Russian)

[3]  Redkin A.K. Tekhnologiya i oborudovanie lesozagotovok [Technology and equipment of logging]. Moscow: MSFU Publ., 2010, 178 p. (in Russian)

[4]  Ignatov V.I., Makeev V.A., Sirota A.V. Tekhnicheskaya ekspluatatsiya i tekhnologiya remonta mashin i oborudovaniya lesnogo kompleks [Maintenance and repair of machines and equipment of forest complex]. Moscow: MSFU Publ., 2006, 337 p. (in Russian)

[5]  Obydennikov V.I. Lesovozobnovlenie posle sploshnykh rubok s primeneniem agregatnoy tekhniki [Reforestation after clear-cutting with the use of aggregate equipment] Environmental protection, v. 7, Moscow: NIPIEIlesprom, 1988, 28 p. (in Russian)

[6]  Myasishchev D.G. Malaya mekhanizatsiya dlya trelevki pri rubkakh ukhoda [Small machines for skidding when thinning]. Arkhangelsk: Arkhangelsk state technical university, 2008, 120 p. (in Russian)

[7]  Grigoriev I.V., Kalyashov V.A. Sovremennye tendentsii razvitiya tekhniki i tekhnologii lesosechnykh rabot [Modern trends in technique and technology of logging operations] Lesprominform, no. 1, 2005, pp. 6-8. (in Russian)

[8]  Makuev V.A. Kriterii formirovaniya parka lesosechnykh mashin [Criteria for formation of the park logging machines] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2010, no. 1 (70), pp. 82-84. (in Russian)

[9]  Bykov V.V., TesovskiyA.Yu. Spravochnik po tekhnologicheskim i transportnym mashinam lesopromyshlennykh predpriyatiy i tekhnicheskomu servisu [Handbook of technological and transport machines for timber companies and technical services], Moscow: MSFU Publ., 2000, 532 p. (in Russian)

[10] Prokhorov L.N., Zinin V.F., Zheldak V.I. Sistema tekhnologiy i mashin (STM) dlya rubok ukhoda za lesom [The system of technologies and machines (STM) for thinning of the forest]. Forest information, no. 5, 2004, pp. 25-36. (in Russian)

[11] Chernoivanov V.I., Blednykh V.V., Severnyy A.E. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont mashin v sel’skom khozyaystve [Maintenance and repair of machinery in agriculture: a training manual] Moscow-Chelyabinsk, 2005. 992 p.

Author's information

Zaprudnov Vyacheslav Il’ich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: zaprudnov@mgul.ac.ru

Karpachev Sergey Petrovich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: karpachev@ mgul.ac.ru

Bykovskiy Maksim Anatol’evich — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: bykovskiy@mgul.ac.ru

 

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

 

17

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ВЗАИМОВЛИЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ПО УРОВНЯМ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ

118-124

УДК 681.3

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-118-124

В.А. Дорошенко, Л.В. Друк, А.Э. Герасимов

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

gerasimov.anton.rus@gmail.com

При решении задач многокритериального выбора вариантов технических средств для структурного и параметрического синтеза распределенных по уровням систем управления применяется методы на основе: ориентированных графов с переходом к композиции гиперграфов и соответствующих им матриц; представления распределенных систем управления иерархическими структурами с последующим применением метода анализа иерархий. В реальных исходных условиях не всегда имеется возможность с помощью данных методов представить структуру распределенных систем управления в виде ориентированных графов или иерархической структуры, потому что в таких системах могут существовать обратные связи между уровнями. В настоящей работе предлагается математическое описание распределенных по уровням систем сборки изделий в приборостроении с различными зависимостями между уровнями. Уровням соответствуют подсистемы и связи между ними. В каждую подсистему входят компоненты (технические средства), включающие множества элементов. Исходная структура представлена в виде сетевой структуры компонентов с обратными связями. Для выявления влияния компонентов и элементов в сетевой структуре предложено математическое описание в виде квадратичной суперматрицы. Строки и столбцы этих матриц соответствуют элементам компонентов распределенной системы сборки изделий. Суперматрица компонентов является основой для выявления системы влияния технических средств соответствующих уровней и подсистем. Матрицы элементов суперматрицы позволяют определить системы влияния элементов технических средств на одном уровне и влияния на элементы других уровней структуры систем сборки изделий. Проведено сравнение взаимосвязанных компонентов, указанных в суперматрице. Сравнение влияния компонентов выполнено с помощью метода анализа иерархий, основой которого являются матрицы парных сравнений и шкала Саати. В результате вычислительных операций с матрицей парных сравнений выделен вектор приоритетов влияния компонентов. Значения вектора приоритетов являются весовыми коэффициентами, на которые умножаются матрицы элементов компонентов. В результате формируется взвешенная суперматрица. Обработка этой матрицы позволяет определить векторы приоритетов элементов, которые показывают взаимовлияние элементов технических средств в распределенной системе сборки изделий. Дан пример формирования исходной суперматрицы компонентов системы сборки изделий. Приведена вычислительная процедура матрицы парных сравнений компонентов и определения вектора влияния компонентов (технических средств) сетевой структуры сборки изделий в приборостроении. Оценка выделенных приоритетов выполнена с помощью определения индекса согласованности и коэффициента отношения согласованности исходной суперматрицы парных сравнений.

Ключевые слова: распределенные по уровням системы, сетевая структура, исходные суперматрицы, взвешенная суперматрица, предельная суперматрица, матрицы парных сравнений, векторы приоритетов, взаимовлияние компонентов, обратные связи компонентов, индекс согласованности, отношение согласованности

Ссылка для цитирования: Дорошенко В.А., Друк Л.В., Герасимов А.Э. Математическое описание взаимовлияния технических средств распределенных по уровням систем управления с обратными связями // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 118–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-118-124

Список литературы

[1]  Усачев М.С., Дорошенко В.А. Математическое описание компоновки распределенных систем управления с оценкой структурной избыточности и сложности // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2013. № 3 (95). С. 196–202.

[2]  Герасимов А.Э., Дорошенко В.А., Друк Л.В. Методы формирования и оценки множества исходных вариантов для синтеза распределенных систем управления // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. науч. тр. М.: МГУЛ, 2014. Вып. 370. С. 153–161.

[3]  Семенов С.С., Воронов Е.М., Полтавский А.В., Крянев А.В. Методы принятия решений в задачах оценки качества и технического уровня сложных технических систем. М.: ЛЕНАНД, 2016. 520 с.

[4]  Саати Т. Принятие решений, методы анализа иерархий. М.: Радиосвязь, 1993. 278 с.

[5]  Дорошенко В.А., Друк Л.В., Герасимов А.Э. Формирование и многокритериальная оценка исходных вариантов технических средств для синтеза распределенных систем управления на основе анализа иерархий // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2015. № 6. С. 174–179.

[6]  Герасимов А.Э., Усачев М.С., Друк Л.В., Дорошен- ко В.А. Анализ вариантов технических средств распределенных систем управления с применением парных сравнений и нечетких множеств // Технология и оборудование для переработки древесины: сб. науч. тр. М.: МГУЛ, 2015. Вып. 377. С. 184–195.

[7]  Черноруцкий Н.Г. Методы принятия решений. СПб.: БХВ Петербург, 2005. 416 с.

[8]  Саати Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. Аналитические сети. М.: Изд-во ЛКН, 2008. 360 с.; М.: ЛЕНАНД, 2015. 360 с.

[9]  Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций: учеб. пособие. М.: ЛЕНАНД, 2015. 306 с.

[10] Аверченков В.И., Подвесовский А.Г., Брундасов С.М. Автоматизация многокритериального выбора программно-технических решений на основе семантического расширения иерархических и сетевых моделей // Вест­ник Волгоградского государственного технического университета, 2004. № 5. С. 105–111.

Сведения об авторах

Дорошенко Виктор Андреевич — д-р техн. наук, профессор, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

Друк Лариса Викторовна — канд. техн. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

Герасимов Антон Эдуардович — аспирант, МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

THE MATHEMATICAL DESCRIPTION OF THE INTERACTION OF TECHNICAL MEANS DISTRIBUTED ACCORDING TO THE CONTROL SYSTEM LEVELS WITH FEEDBACK

V.A. Doroshenko, L.V. Druk, A.E. Gerasimov

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

gerasimov.anton.rus@gmail.com

When solving multi-criteria choice of hardware options for the problems of structural and parametric synthesis which are distributed according their control level, the following methods can be used: techniques based on directed graphs and hypergraphs transition to compositions and their respective matrices, methods based on the idea of distributed hierarchical structures of control systems and then applying the analytic hierarchy process. The actual baseline is not always possible using these methods to present the structure of distributed control systems in the form of directed graphs and hierarchical structure because feedbacks between the levels may exist in such systems. In this paper we have proposed a mathematical description of the product assembly systems distributed according their level, the above systems being used in instrument engineering with various dependencies between levels. The level of the respective sub-systems and the links between them are considered. Each subsystem includes some components (hardware) comprising a plurality of elements. The original structure is a network structure of components with feedback. To determine the effect of the components and elements in the network structure, the mathematical description of quadratic supermatrices has been suggested. The rows and the columns of the matrix correspond to the elements of componentsof a distributed product assembly system. The component supermatrices are the basis for identifying the system of impact of technical means of the corresponding levels and subsystems. The matrices of the supermatrix elements allow the system to determine the impact of items of technical means on the same level and the impact on other elements of the structure of the above product assembly systems. The first stage of research was to carry out the comparison of related components indicated in supermatrices. The comparison of the component influence was made by using the analytic hierarchy process which is based on the matrix of pairwise comparisons and on the Saaty scale. As a result of computational operations with a matrix of pairwise comparisons, the vector of component influence priorities has been found. The influence priorities vector values are weighting coefficients by which the element component matrices are multiplied. The result is a weighted supermatrix. Processing of this matrix allows to determine the element priority vectors that show the interaction of hardware elements in the distributed product assembly system. This work gives an example of the formation of the original component supermatrices of a product assembly system. It also shows the computational procedure of the matrix of pairwise comparisons of components and that of determining the component (hardware) influence vector within the network product assembly structures in instrument engineering. In this paper the evaluation of the identified priorities has been carried out by determining the compatability index and the coefficient of the ratio of compatability of the original pairwise comparison supermatrices.

Keywords: a level-distributed system, a network structure, the original supermatrix, weighted supermatrices, limit supermatrices, a matrix of pairwise comparisons, priority vectors, component interaction, component feedback , the consistency index, the ratio of coherence

Suggested citation: Doroshenko V.A., Druk L.V., Gerasimov A.E. Matematicheskoe opisanie vzaimovliyaniya tekhnicheskikh sredstv raspredelennykh po urovnyam sistem upravleniya s obratnymi svyazyami [The mathematical description of the interaction of technical means distributed according the control system levels with feedback]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 118–124. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-118-124

References

[1]  Usachev M.S., Doroshenko V.A. Matematicheskoe opisanie komponovki raspredelennykh sistem upravleniya s otsenkoy strukturnoy izbytochnosti i slozhnosti [The mathematical description of the layout of distributed systems, Power Management of the evaluation of the structural redundancy and complexity] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik., 2013, № 3 (95), pp. 196-202. (in Russian)

[2]  Gerasimov A.E., Doroshenko V.A., Druk L.V. Metody formirovaniya i otsenki mnozhestva iskhodnykh variantov dlya sinteza raspredelennykh sistem upravleniya [Methods of forming and evaluating a variety of source options for the synthesis of distributed control systems]. Technology and equipment for processing of wood, v. 370, Moscow: MSFU Publ., 2014, p. 153 161. (in Russian)

[3]  Semenov S.S., Voronov E.M., Poltavskiy A.V., Kryanev A.V. Metody prinyatiya resheniy v zadachakh otsenki kachestva i tekhnicheskogo urovnya slozhnykh tekhnicheskikh sistem [Methods of decision making in the problems of assessing the quality and technical level of complex technical systems]. Moscow: LENAND, 2016, 520 p. (in Russian)

[4]  Saati T. Prinyatie resheniy, metody analiza ierarkhiy [Decision making, analytic hierarchy process]. Moscow: Radiosvyaz’ Publ., 1993, 278 p. (in Russian)

[5]  Doroshenko V.A., Druk L.V., Gerasimov A.E. Formirovanie i mnogokriterial’naya otsenka iskhodnykh variantov tekhnicheskikh sredstv dlya sinteza raspredelennykh sistem upravleniya na osnove analiza ierarkhiy [Formation and multi-criteria evaluation of the initial versions of the technical means for the synthesis of distributed control systems based on the analytic hierarchy] Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik, 2015, no. 6, pp. 174-179. (in Russian)

[6]  Gerasimov A.E., Usachev M.S., Druk L.V., Doroshenko V.A. Analiz variantov tekhnicheskikh sredstv raspredelennykh sistem upravleniya s primeneniem parnykh sravneniy i nechetkikh mnozhestv [Analysis of options for hardware distributed control systems with the use of paired comparisons and fuzzy sets] Technology and equipment for wood processing: Sat. scientific. tr., v. 377, Moscow: MSFU Publ., 2015, p. 184-195. (in Russian)

[7]  Chernorutskiy N.G. Metody prinyatiya resheniy [Methods of decision-making]. SPb.: BHV Peterburg, 2005, 416 p. (in Russian)

[8]  Saati T. Prinyatie resheniy pri zavisimostyakh i obratnykh svyazyakh [Decision-making at the dependencies and feedbacks]. Analiticheskie seti. Moscow: Publisher LCN, 2008, 360 p; LENAND, 2015, 360 p. (in Russian)

[9]  Andreychikov A.V., Andreychikova O.N. Sistemnyy analiz i sintez strategicheskikh resheniy v innovatike [System analysis and synthesis of strategic decisions in Innovation] Mathematical, heuristic and intelligent methods of system analysis and synthesis of innovations, Moscow: LENAND Publ., 2015, 306 p. (in Russian)

[10] Averchenkov V.I., Podvesovskiy A.G., Brundasov S.M. Avtomatizatsiya mnogokriterial’nogo vybora programmno-tekhnicheskikh resheniy na osnove semanticheskogo ierarkhicheskikh i setevykh modeley [Automate multi-criteria selection of software and tech-technical solutions based on semantic hierarchical and network models] Bulletin of the sovereign-governmental Volgograd Technical University, 2004, v. 5, pp. 105-111. (in Russian)

Author's information

Doroshenko Viktor Andreevich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

Druk Larisa Viktorovna — Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

Gerasimov Anton Eduardovich — pg. BMSTU (Mytishchi branch), e-mail: gerasimov.anton.rus@gmail.com

 

18

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МАРШРУТОВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ

125-130

УДК 629.786

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-125-130

М.М. Матюшин, Д.А. Зеленов, Е.В. Бакланов

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (ФГУП ЦНИИмаш), 141070, Московская область, г. Королев, ул. Пионерская, д. 4

baklanov@mcc.rsa.ru

В настоящее время при оперативном управлении космическими аппаратами (КА) существует возможность выбора маршрутов передачи данных с задействованием различных контуров, включающих наземные и орбитальные средства доставки информации. В то же время инструмент для определения оптимальных маршрутов, увязывающий возможности передачи данных через различные контуры, отсутствует и оптимальные маршруты выбираются в ручном режиме руководителем полета, с привлечением большого количества специалистов. Применение систем ретрансляции, установка на КА абонентской аппаратуры, унификация командной и телеметрических радиолиний, объединение объектов наземной и космической инфраструктуры в единую систему передачи информации будет способствовать увеличению количества возможных маршрутов доставки данных при оперативном управлении КА. При планируемом росте орбитальной группировки КА, развитии наземной и космической инфраструктуры актуальной задачей становится выбор оптимальных маршрутов передачи данных; ее решение повысит эффективность оперативного управления КА. Этот выбор основан на сводном критерии, определяющем оптимальность исходя из текущей ситуации. Предложены подходы к разработке инструмента для определения оптимальных маршрутов доставки данных с задействованием средств наземного и космического базирования. Выроботаны критерии оптимальности, представлены графоаналитические модели системы выбора оптимальных маршрутов при оперативном управлении космическими аппаратами.

Ключевые слова: оперативное управление, космические аппараты, передача данных, критерии оптимальности, маршруты

Ссылка для цитирования: Матюшин М.М., Зеленов Д.А., Бакланов Е.В. Выбор оптимальных маршрутов передачи данных при оперативном управлении космическими аппаратами // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 125–130. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-125-130

Список литературы

[1]  Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами: учеб. пособие: в 2 ч. М.: Изд-во МГГУ им. Н.Э. Баумана, 2009.

[2]  Матюшин М.М., Зеленов Д.А., Соколов Н.Л., Бакла- нов Е.В. Базовый ЦУП Роскосмоса как высокотехнологичный инструмент управления сложными системами космического назначения // Тр. XVII Междунар. конф. «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». Самара: Институт проблем управления сложными системами РАН. 2015.

[3]  Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир, 1978. 432 с.

[4]  Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. СПб.: Питер, 2012. 680 с.

[5]  Алиев Т.И. Сети ЭВМ и телекоммуникации, 2011.

[6]  Овчинников В.А. Графы в задачах анализа и синтеза структур сложных систем. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 423 c.

[7]  Микрин Е.А. Бортовые комплексы управления космических аппаратов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 245 c.

[8]  Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. М.: Наука, 200 с.

[9]  Радиосистемы передачи информации: учеб. пособие для вузов / В.А. Васин, В.В. Калмыков, Ю.Н. Себекин, А.И. Сенин, И.Б. Федоров. М.: Горячая линия Телеком, 2005. 472 c.

[10] Сомов А.М. Распространение радиоволн и антенны спутниковых систем связи: учеб. пособие для вузов. М.: Горячая линия Телеком, 2015. 456 c.

[11] Sanjay K. Chaturvedi. Network Reliability: Measures and Evaluation. Scrivener Publishing LLC. Published 2016 by John Wiley & Sons, Inc.

Сведения об авторах

Матюшин Максим Михайлович — д-р техн. наук, зам. генерального директора по управлению полетами — начальник ЦУП, ФГУП ЦНИИмаш, область научных интересов: технологии системного анализа и моделирования управления космическими полетами, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

Зеленов Денис Александрович — канд. техн. наук, зам. начальника ЦУП по науке, ФГУП ЦНИИмаш, область научных интересов: управление полетами космических аппаратов, инновационные технологии в космической деятельности, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

Бакланов Евгений Владимирович — инженер 1 категории, ФГУП ЦНИИмаш, область научных интересов: оптимизация процесса передачи данных при управлении полетом космических аппаратов, инновационные технологии в космической деятельности, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

THE CHOICE OF AN OPTIMAL DATA TRANSFER PATH AT THE OPERATIONAL SPACECRAFT CONTROL

M.M. Matyushin, D.A. Zelenov, Ye.V. Baklanov

Central Research Institute for Engineering Technology, 4, st. Pionerskaya, Korolev, Moscow region, 141070, Russia

baklanov@mcc.rsa.ru

Currently, with the operational control of a spacecraft (SC), there is a choice of various data transfer paths including ground-based and orbiting means of information delivery. At the same time, a tool for determining optimal routes which could link the transfer of data through the various contours is not available, and optimal routes are selected manually by a shift flight director, with the involvement of a large number of specialists. The activation of the data relay system, the installation of the subscriber equipment on board a SC, the unification of command and telemetry links, incorporating the objects of ground and space infrastructure into a single data transfer system will increase the number of possible paths of delivering data that are urgent for the operational control of a SC. The plan to increase the orbital group of a SC, the development of ground and space infrastructures results in the fact that the urgency of solving the problem of choosing the optimal data transfer path for the operational control of a spacecraft will only grow. The development of a tool determining the optimal data transfer paths using ground-based and orbiting means will enhance the effectiveness of operational control by determining optimal routes for data transfer based on the combined criteria, finding an optimal path depending on the situation. This article deals with the solution of actual problems and offers some approaches to the development of a tool determining the optimal data transfer paths by using ground-based and orbiting means . The article includes a set of optimality criteria which are presented by the graphical-analytical models to select the optimal paths at the operational control of a spacecraft.

Keywords: operational control, a spacecraft, data transfer, optimality criteria, paths, routes

Suggested citation: Matyushin M.M., Zelenov D.A., Baklanov Ye.V. Vybor optimal’nykh marshrutov peredachi dannykh pri operativnom upravlenii kosmicheskimi apparatami [The choice of an optimal data transfer path at the operational spacecraft control]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 125–130. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-125-130

References

[1]  Solov’ev V.A., Lysenko L.N., Lyubinskiy V.E. Upravlenie kosmicheskimi poletami [Mission control]. Moscow: Bauman MSTU Publ., 2009, pp. 902. (in Russian)

[2]  Matyushin M.M., Zelenov D.A., Sokolov N.L., Baklanov E.V. Bazovyy TsUP Roskosmosa kak vysokotekhnologichnyy instrument upravleniya slozhnymi sistemami kosmicheskogo naznacheniya [Basic MCC of the Russian space Agency as a high-tech tool in the management of complex systems for space application»] Trudy XVII mezhdunarodnoy konferentsii «Problemy upravleniya i modelirovaniya v slozhnykh sistemakh [Proceedings of the XVII international conference «Problems of control and modeling in complex systems»]. Samara: Institut problem upravleniya slozhnymi sistemami Rossiyskoy akademii nauk (RAN) Publ., 2015, 400 p. (in Russian)

[3]  Kristofides N. Teoriya grafov. Algoritmicheskiy podkhod [Graph theory. Algoritmic approach]. Moscow: Mir Publ., 1978, pp. 175-214. (in Russian)

[4]  Tanenbaum E., Uezeroll D. Komp’yuternye seti [Computer networks]. Saint Petersburg: Piter Press, pp. 43-186.

[5]  Aliev T.I. Seti EVM i telekommunikatsii [Computer networks and telecommunications]. Saint Petersburg: ITMO, 2011, pp. 54-61. (in Russian)

[6]  Ovchinnikov V.A. Grafy v zadachakh analiza i sinteza struktur slozhnykh system [Graphs in problems of analysis and synthesis of structures of difficult systems]. Moscow: Bauman MSTU, 2014, pp. 423. (in Russian)

[7]  Mikrin E.A. Bortovye kompleksy upravleniya kosmicheskikh apparatov [Avionics spacecraft control]. Moscow: Bauman MSTU, 2014, p. 245. (in Russian)

[8]  Larichev O.I. Nauka i iskusstvo prinyatiya resheniy [The art and science of decision-making]. Moscow: Nauka Publ., 1979, pp. 28-88. (in Russian)

[9]  Vasin V.A., Kalmykov V.V., Sebekin Yu.N., Senin A.I., Fedorov I.B. Radiosistemy peredachi informatsii [Radio systems of information transmission]. Moscow: Goryachaya liniya Telekom Publ., 2005, pp. 291-377. (in Russian)

[10] Somov A.M. Rasprostranenie radiovoln i antenny sputnikovykh sistem svyazi [Radiowave propagation and antennas for satellite communication systems]. Moscow: Goryachaya liniya Telekom Publ., 2015, pp. 5-50. (in Russian)

[11] Sanjay K. Chaturvedi. Network Reliability: Measures and Evaluation. Scrivener Publishing LLC. Published 2016 by John Wiley & Sons, Inc., 248 p.

Author's information

Matyushin Maksim Mikhaylovich — Dr. Sci. (Tech.), Deputy Director General for Mission Control — Head of PMU, TsNIImash, scientific interests — System Analysis and Mission Control Simulation Technology, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

Zelenov Denis Aleksandrovich — Cand. Sci. (Tech.), Deputy Head of the PMU for Science, TsNIImash, scientific interests — Office space missions, innovative technologies in space activities, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

Baklanov Evgeniy Vladimirovich — Engineer, TsNIImash, scientific interests — Optimizing data transfer process in the management of the spacecraft mission, innovative technologies in space activities, e-mail: baklanov@mcc.rsa.ru

 

19

СКАЧОК КОНДЕНСАЦИИ ПРИ ЗАПУСКЕ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ

131-136

УДК 536.248.2

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-131-136

А.Н. Шульц

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

shultsalek@mail.ru

Запуск тепловой трубы (ТТ) из замороженного состояния теплоносителя (натрия) является самым опасным периодом ее работы. В этот момент может наступить прекращение замкнутой циркуляции теплоносителя, перегрев стенки испарителя и ее прожог. Главной причиной является наступление капиллярных ограничений. Из всех видов потерь давления основными считают потери: на прокачку жидкого теплоносителя; при фазовых переходах; на перенос паровой фазы; при этом структура парового потока не исследовалась. В данной работе представлены результаты экспериментального исследования нестационарных температурных полей при запуске натриевой ТТ. Структуру парового потока изучали при запуске ацетоновой ТТ. Исследование структуры парового потока проводили оптическими методами контроля. Для этого использовали интерферометр Маха — Цендера, теневой прибор Теплера, метод «светового ножа». Обнаружены частицы жидкой фазы, вихревые структуры в испарителе и конденсаторе, конденсационный скачок на выходе из испарителя. Появление частиц жидкой фазы в паровом потоке объясняется гетерогенной объемной конденсацией, наступающей в результате как гетерофазных флуктуаций из самого пара, так и появления зародышей новой фазы в виде капель, выброшенных из фитиля. Скачок конденсации обнаружен на выходе из испарителя в виде каустической линии. Кратковременный перегрев стенки натриевой тепловых труб (ТТ) при запуске ее из замороженного состояния объясняется наступлением капиллярных ограничений в результате возможного появления конденсационного скачка и потерь на вращение вихревых структур в испарителе и конденсаторе.

Ключевые слова: гетерофазные, интерферометр, Теплер, вихревые структуры, замороженный

Ссылка для цитирования: Шульц А.Н. Скачок конденсации при запуске тепловых труб // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 131–136. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-131-136

Список литературы

[1]  Шульц А.Н., Быстров П.И., Гончаров В.Ф., Харченко В.Н. Исследование нестационарного тепло- и массообмена в жидкометаллических тепловых трубах // Матер. VI Всесоюз. конф. по тепломасообмену. Минск: ИТМО АН БССР, 1980. Т. IV. С. 94–99.

[2]  Шульц А.Н. Восстановление работоспособности тепловой трубы // Электроника и счетно-решающая техника в лесной и деревообрабатывающей промышленности: науч. тр. МЛТИ. М.: МЛТИ, 1980. № 129. С.173–176.

[3]  Шульц А.Н. Перенос тепла, массы и импульса в испарительно-конденсационных теплообменниках. Дис. … д-ра техн. наук: 01.04.14: защищена 22.12.2006. М., 2006. С. 233–246.

[4]  Шульц А.Н. Выбор оптических методов исследования течений неравновесного парового потока // Вестник МГУЛ – Лесной вестник, 2006. № 6 (48). С. 135–140.

[5]  Шульц А.Н. Оптические неоднородности в неравновесном потоке тепловых труб // Вестник МГУЛ — Лесной вестник, 2006. № 6 (48). С. 140–149.

[6]  Шульц А.Н., Данилов С.А., Ивлютин А.И. Влияние объемной конденсации на тепломасообмен в низкотемпературной тепловой трубе при наличии неконденсируемого газа // Тр. Второй Всесоюз. конф. «Теплофизика и гидрогазодинамика процессов испарения и конденсации». Рига, 1988. Т. II. C. 10–11.

[7]  Шульц А.Н. Экспериментальный стенд для исследования оптических неоднородностей в неравновесном паровом потоке тепловых труб // Вестник МГУЛ — Лесной вестник, 2006. № 3 (45). С. 203–206.

[8]  Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. 2-е изд. М.: Энергоиздат, 1981. 472 с.

[9]  Шульц А.Н. Определение энтальпии неравновесного парового потока // Тр. Рос. Нац. конф. по теплообмену (РНКТ-4); Москва. 23–27 октября 2006. М., 2006. Т.5. С. 329–332.

[10] Шульц А.Н. Потери энергии в паровом потоке тепловых труб // Сб. науч. тр. докторантов и аспирантов. М.: МГУЛ, 2006. Вып. 334 (7). С. 24–26.

Сведения об авторах

Шульц Александр Николаевич — д-р техн. наук, профессор кафедры физики МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: shultsalek@mail.ru

CONDENSATION SHOCK AT THE START-UP OF HEAT PIPES

A.N. Schults

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

shultsalek@mail.ru

The start-up of heat pipes (HP) after the frozen state of the heat carrier (sodium) is the most dangerous period of their operation. At this moment there can occur the heat carrier closed circulation cut-off, an overheat of the evaporator wall and its burn-through. The capillary restrictions are the main reason for the above facts. Among all types of pressure losses the main ones are considered to be as follows: losses caused by pumping the liquid heat carrier; losses upon phase transitions; pressure losses upon a steam phase transfer. At the same time the structure of a steam flow has not been investigated yet. In this paper the results of the pilot study of non-stationary temperature fields at a start-up of a sodium HP are presented. The structure of a steam flow has been studied at a start-up of an acetonic HP. The research of a steam flow structure was carried on by optical control methods. The M-Z (Mach-Zender) interferometer, the Toepler shadow (“schlieren”) technique and a laser light sheet method were used to carry out the research. To the purpose, some particles of a liquid phase, vortex structures in the evaporator and the condenser, a condensation shock at the evaporator outlet have been found. Some liquid phase particles available in a steam flow can be explained by the heterogeneous volume condensation occurring as as a result of both heterophase fluctuations from the steam and the birth of germs of a new phase in the form of drops which have been thrown out from a wick. The condensation shock in the form of a focal curve was found at the evaporator outlet. The short-term overheat of a sodium HP wall at its start-up after the frozen state is explained by certain capillary restrictions as a result of a possible condensation shock and that of some losses resulting from vortex structure rotation in the evaporator and the condenser.

Keywords: heterophase, the interferometer, Toepler, vortex structures frozen

Suggested citation: Schults A.N. Skachok kondensatsii pri zapuske teplovykh trub [Condensation shock at the start-up of heat pipes]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no. 1, pp. 131–136. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-131-136

References

[1]  Schults A.N., Bystrov P.I., Goncharov V.F., Harchenko V.N. Issledovanie nestacionarnogo teplo- i massoobmena v zhidkometallicheskih teplovyh trubah [Issledovaniye non-stationary warm and a mass exchange in the zhidkometallicheskikh thermal pipes]. Teplomassoobmen–VI: Materialy VI vsesoyuznoy konferencii po teplomasoobmenu. Minsk: ITMO AN BSSR, 1980, T. IV, pp. 94-99. (in Russian)

[2]  Shults A.N. Vosstanovlenie rabotosposobnosti teplovoy truby [Maintenance of a thermal pipe] Elektronika i schetno-reshayushchaya tekhnika v lesnoy i derevoobrabatyvayushchey promyshlennosti. Nauchnye trudy MLTI. Moscow: MLTI, 1980, vol. 129, pp. 173-176. (in Russian)

[3]  Shults A.N. Perenos tepla, massy i impul’sa v isparitel’no-kondensacionnyh teploobmennikah [Transfer of heat, weight and an impulse in vaporizing and condensation heat exchangers]. Dr. tech. sci. diss. 01.04.14. Moscow: 2006, 272 p, pp. 233-246. (in Russian)

[4]  Shults A.N. Vybor opticheskih metodov issledovaniya techeniy neravnovesnogo parovogo potoka [Choice of optical methods of a research of currents of a nonequilibrium steam stream] Moscow State Forest University Bulletin — Lesnoy Vestnik, 2006, no. 6 (48), pp. 135-140. (in Russian)

[5]  Shults A.N. Opticheskie neodnorodnosti v neravnovesnom potoke teplovyh trub/ [Opticheskiye of heterogeneity in a nonequilibrium stream of thermal pipes] Moscow State Forest University Bulletin — Lesnoy Vestnik, 2006, no. 6 (48), pp. 140-149. (in Russian)

[6]  Shults A.N., Danilov S.A., Ivlyutin A.I. Vliyanie ob’emnoy kondensacii na teplomasoobmen v nizkotemperaturnoy teplovoy trube pri nalichii nekondensiruemogo gaza [Influence of volume condensation on тепломасообмен in a low-temperature thermal pipe in the presence of not condensed gas]. Trudy II vsesoyuznoy konferencii «Teplofizika i gidrogazodinamika processov ispareniya i kondensacii», Riga: 1988, T. II, pp. 10-11. (in Russian)

[7]  Shults A.N. Yeksperimental’nyy stend dlya issledovaniya opticheskih neodnorodnostey v neravnovesnom parovom potoke teplovyh trub [The experimental stand for a research of optical not uniformity in a nonequilibrium steam stream of thermal pipes]. Moscow State Forest University Bulletin — Lesnoy Vestnik, 2006, no. 3 (45), pp. 203-206. (in Russian)

[8]  Deych M.E., Filippov G.A. Gazodinamika dvuhfaznyh sred [Gazodinamika two-phase sred]. Moscow: Yenergoizdat: 1981, 472 p. (in Russian)

[9]  Shults A.N, Opredelenie yental’pii neravnovesnogo parovogo potoka [Definition of an enthalpy of a nonequilibrium steam stream] Trudy RNKT-4; 23-27 oktyabrya 2006. Moscow: 2006, t. 5, pp. 329-332. (in Russian)

[10] Shults A.N. Poteri yenergii v parovom potoke teplovyh trub [Losses of energy in a steam stream of thermal pipes]. Sb. nauch. tr. doktorantov i aspirantov. Moscow: MGUL, vol. 334 (7), 2006, pp. 24-26. (in Russian)

Author's information

Schulz Alexander Nikolaevich — Dr. Sci. (Tech.), Prof. of Department of physics of FN-4, BMSTU, e-mail: shultsalek@mail.ru

 

20

СХОДЯЩАЯСЯ И РАСХОДЯЩАЯСЯ ПЛОСКАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ВОЛНА В ИДЕАЛЬНОЙ СЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ

137-140

УДК 534.631

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-137-140

А.В. Шмаков, П.С. Серебренников, Н.В. Шипов, Т.В. Чернова

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

ashmakov62@gmail.ru

Рассматривается задача распространения плоской цилиндрической волны в идеальной сжимаемой жидкости. Структура решения имеет вид интегрального уравнения с переменным верхним пределом. Существенной особенностью полученного решения является отсутствие разрыва параметров на фронте акустической волны. Решение волнового уравнения для сходящейся и расходящейся осесимметричной цилиндрической волны авторами статьи было распространено на случай неосесимметричной цилиндрической волны применительно к системе уравнений идеальной сжимаемой жидкости. Система уравнений идеальной сжимаемой жидкости в цилиндрической системе координат записана в безразмерном виде. Решение системы дифференциальных уравнений найдено в виде разложения в ряд Фурье по угловой координате. Введение автомодельной переменной позволило привести систему уравнений в частных производных к системе уравнений в обыкновенных производных. Решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений получено в явном виде, представляющем комбинацию полиномов Чебышева первого и второго рода для сходящейся и расходящейся волны соответственно. Параметры давления и скорости, характеризующие акустическую волну, распространяющуюся в жидкости, описаны в виде интегральных уравнений. Ядрами интегральных уравнений являются частные решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Переходные функции интегральных уравнений определяются из граничных условий. Условия на границе раздела могут быть заданы численно. Изложенная в статье методика может быть применена для решения плоской нестационарной задачи гидроупругости цилиндрической оболочки с жидкостью.

Ключевые слова: идеальная сжимаемая жидкость, волновое уравнение, интегральное уравнение

Ссылка для цитирования: Шмаков А.В., Серебренников П.С., Шипов Н.В., Чернова Т.В. Сходящаяся и расходящаяся плоская цилиндрическая волна в идеальной сжимаемой жидкости // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 137–140. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-137-140

Список литературы

[1]  Григолюк Э.И., Горшков А.Г. Нестационарная гидроупругость оболочек. Л.: Судостроение, 1974, 208 с.

[2]  Горшков А.Г., Медведский А.Л., Рабинский Л.Н., Тарлаковский Д.В. Волны в сплошных средах. М.: Физматлит, 2004. 467 с.

[3]  Гузь А.Н., Кубенко В.Д. Теория нестационарной аэрогидроупругости оболочек. Киев: Наукова думка, 1982. 410 с.

[4]  Замышляев Б.В., Яковлев Ю.С. Динамические нагрузки при подводном взрыве. Л.: Судостроение, 1967, 387 с.

[5]  Липницкий Ю.М., Ляхов В.Н., Фельдштейн В.А. Нестационарное взаимодействие ударной волны с упругой цилиндрической оболочкой // Ученые записки ЦАГИ, 1976. Т. 7. № 1. С. 80–88.

[6]  Мнев Е.Н., Перцев А.К. Гидроупругость оболочек. Л.: Судостроение, 1970. 286 с.

[7]  Слепян Л.И. Нестационарные упругие волны. Л.: Судостроение, 1972. 374 с.

[8]  Смирнов В.И. Решение предельной задачи для волнового уравнения в случае круга и сферы // ДАН СССР, 1937. Т. 14. № 1.

[9]  Шмаков А.В. Частные автомодельные решения волнового уравнения в задачах гидродинамики // Обозрение прикладной и промышленной математики, 2008. Т. 15. Вып. 4. С. 723–724.

[10] Харкевич А.А. Неустановившиеся волновые явления. М.-Л.: Гостехиздат, 1950. 283 с.

Сведения об авторах

Шмаков Андрей Вячеславович — канд. физ.-мат. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: ashmakov62@gmail.ru

Серебренников Павел Семенович — канд. физ.-мат. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Шипов Николай Викторович — канд. физ.-мат. наук, доцент, МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Чернова Татьяна Владимировна — старший преподаватель, МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

CONVERGENT AND DIVERGENT PLANE CYLINDRICAL WAVE IN AN IDEAL COMPRESSIBLE FLUID

A.V. Shmakov, P.S. Serebrennikov, N.V. Shipov, T.V. Chernova

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

ashmakov62@gmail.ru

The article deals with the problem of propagation of plane cylindrical waves in ideal compressible fluids. The structure of the solution has the form of integral equations with a variable upper limit. An essential feature of the obtained solution is the lack of a parameter gap at the front of the acoustic wave. In the work by Smirnov V. I., DAN SSSR,1937,vol. 14, No. 1, there has been given the solution of the wave equation for an axisymmetric convergent and divergent cylindrical waves. The authors of the article have extended V.I. Smirnov’s approach to cover the case of non-axisymmetric cylindrical waves with respect to the system of equations of ideal compressible liquid.The system of equations of ideal compressible fluid in cylindrical coordinate system is written in a dimensionless form. The solution of the differential equation system is sought in the form of decomposition into the Fourier series in the angular coordinate. Introducing the self-simulated variable resulted in a system of partial differential equations turned into a system of equations with ordinary derivatives. The solution of a system of ordinary differential equations is given explicitly, that is a combination of Chebyshev polynomials of the first and second kind for diverging and converging waves, respectively. The parameters of pressure and speed that characterize the acoustic wave propagation in fluids are described by integral equations. The kernels of integral equations are particular solutions of systems of ordinary differential equations. Transitional functions of the integral equations are determined from the boundary conditions. The conditions at the interface can be specified numerically. The technique described in the article can be applied to solve the plane time-dependent problem of hydroelasticity of a cylindrical shell containing liquid.

Keywords: ideal compressible liquid, an integrated equation, a wave equation

Suggested citation: Shmakov A.V., Serebrennikov P.S., Shipov N.V., Chernova T.V. Skhodyashchayasya i raskhodyashchayasya ploskaya tsilindricheskaya volna v ideal’noy szhimaemoy zhidkosti [Convergent and divergent plane cylindrical wave in an ideal compressible fluid]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, vol. 21, no. 1, pp. 137–140. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-137-140

References

[1]  Grigolyuk E.I., Gorshkov A.G. Nestacionarnaya gidrouprugost’ obolochek [Non-stationary hydroelasticity of covers]. Leningrad: Shipbuilding, 1974, 208 p. (in Russian)

[2]  Gorshkov A.G., Medvedsky A.L., Rabinsky L.N., Tarlakovsky D.V. Volny v sploshnyh sredah [Waves in continuous environments] Moscow: Fizmatlit, 2004, 467 p. (in Russian)

[3]  Guz A.N., Kubenko V.D. Teoriya nestacionarnoy ayerogidrouprugosti obolochek [Theory of non-stationary aero hydroelasticity of covers]. Kiev: Naukova a thought, 1982, 410 p. (in Russian)

[4]  Zamyshlyaev B.V., Yakovlev Yu.S. Dinamicheskie nagruzki pri podvodnom vzryve [Dynamic loadings at underwater explosion]. Leningrad: Shipbuilding, 1967, 387 p. (in Russian)

[5]  Lipnitsky Yu.M., Lyakhov V.N., Feldstein V.A. Nestacionarnoe vzaimodeystvie udarnoy volny s uprugoy cilindricheskoy obolochkoy [Non-stationary interaction of a shock wave with an elastic cylindrical cover]. Scientific notes of TsAGI, 1976, t. 7, no. 1, p. 80-88. (in Russian)

[6]  Mnev E.N., Pertsev A.K. Gidrouprugost’ obolochek [Hydroelasticity of covers]. Leningrad: Sudostroyeny, 1970, 286 p. (in Russian)

[7]  Slepyan L.I. Nestacionarnye uprugie volny [Non-stationary elastic waves]. Leningrad: Sudostroyeny, 1972, 374 p. (in Russian)

[8]  Smirnov V.I. Reshenie predel’noy zadachi dlya volnovogo uravneniya v sluchae kruga i sfery [The solution of the limit problem for the wave equation in the case of the circle and the sphere]. DAN SSSR [Proceedings of the USSR Academy of Sciences], 1937, t. 14, no. 1. (in Russian)

[9]  Shmakov A.V., Chastnye avtomodel’nye resheniya volnovogo uravneniya v zadachah gidrodinamiki [Private automodel solutions of the wave equation in problems of hydrodynamics]. The Review of applied and industrial mathematics, 2008, t. 15, vol. 4, pp. 723-724. (in Russian)

[10] Harkevich A.A. Neustanovivshiesya volnovye yavleniya [Unsteady wave phenomena]. Moscow-Leningrad: Gostexizdat, 1950, 283 p. (in Russian)

Author's information

Shmakov Andrey Vyacheslavovich — Cand. Sci. (Physico-Mathematical), Assoc. Prof., BMSTU, e-mail: ashmakov62@gmail.ru

Serebrennikov Pavel Semenovich — Cand. Sci. (Physico-Mathematical), Assoc. Prof., BMSTU, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Shipov Nikolay Viktorovich — Cand. Sci. (Physico-Mathematical), Assoc. Prof., BMSTU, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Chernova Tat’yana Vladimirovna — Senior Lecturer, BMSTU, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

 

21

ЧЕМУ МОЖНО И СЛЕДУЕТ УЧИТЬ СТУДЕНТОВ

141-144

УДК 519.62

DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-141-144

А.И. Рубинштейн, О.М. Полещук, Т.В. Чернова

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Мытищинский филиал), 141005, Московская область, г. Мытищи, ул. 1-я Институтская, д. 1

rubinshtein_aleksandr@mail.ru

Студенты с трудом воспранимают математику. Скорее всего, это объясняется ощущением, что математика есть набор неясно откуда появившихся формальных задач, решение которых неясно что дает, но получение которого связано с «эквилибристикой», выдаваемой за «науку». Думается, что стоит предъявить учащимся ряд реальных технических устройств, математические модели функционирования, да и просто идеи их создания, описываемые простыми дифференциальными уравнениями, решение которых по силам аккуратным студентам первого или второго курсах обычных технических вузов (или даже просто нахождение экстремума функции одного переменного). Все дело в использовании некоторых фактов, подмеченных внимательными наблюдателями — физиками. К числу таких фактов относится, например, принцип Ферма: свет (даже в неоднородной среде) распространяется по пути, проходимому за наименьшее время. Поэтому, например, в однородной среде свет распространяется по прямой. Это легко проверить с помощью «потайного» фонаря — коробки с узкой щелью, внутри которой находится источник света (лампа или свеча). Этот факт (принцип Ферма) позволяет получить закон отражения от прямого и изогнутого экрана. Все видели в солнечный день, как блестит, перемещаясь, яркая точка на фасаде многооконного здания (например, гостиницы «Космос» на ВДНХ) когда вы перемещаетесь вдоль него. Это светится стационарная точка. Закон преломления — закон Снеллиуса — получается, если применить принцип Ферма к границе раздела двух сред с различными плотностями (т. е. сред с различными скоростями распространения света). А отсюда и объяснения явления рефракции — мы видим солнечный диск еще около минуты после его ухода за горизонт. Полное внутреннее отражение (следствие закона Снеллиуса) ведет к созданию световода — очень важного изобретения. Прожектор, радиотелескоп, разные типы радиолокационных антенн — все это принцип Ферма. В статье обсуждаются эти и другие случаи изучения достаточно просто исследуемых математических моделей.

Ключевые слова: оптимальный контроль, ньютоновские лучи, кеплеровские лучи, радар

Ссылка для цитирования: Рубинштейн А.И., Полещук О.М., Чернова Т.В. Чему можно и следует учить студентов // Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2017. Т. 21. № 1. С. 141–144. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-141-144

Список литературы

[1]  Понтрягин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука, 1976. 392 с.

[2]  Рубинштейн А.И. Математика на службе физики и техники. М.: МГУЛ, 2015. 238 с.

[3]  Фельд Я.Н., Бененсон Л.С. Антенны сантиметровых волн. М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1958. 315 с.

[4]  Цлаф Л.Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения. М.: Наука, 1966. 192 с.

[5]  Филиппов А.Ф. Сборник задач по дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1979. 100 с.

[6]  Cea J., Optimisation theorie et alqorithmes, Paris, 1971. 227 p.

[7]  Abadie J. Non linear programming, North Holland, Amsterdam, 1967. pp. 19-36.

[8]  Beltrami E.J. Methods of non linear analysis and optimisation, Academic Press, 1969. pp. 297-306.

[9]  Wilde D.J., Beightler C.J. Foundations of optimisation,PreseticeHall, 1967. 197 p.

[10] Fletcher R. Optimization. Academic Press, 1969. 383 p.

Сведения об авторах

Рубинштейн Александр Иосифович — д-р физ.-мат. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: rubinshtein_aleksandr@mail.ru

Полещук Ольга Митрофановна — д-р техн. наук, профессор МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Чернова Татьяна Владимировна — старший преподаватель МГТУ им. Н.Э. Баумана, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

WHAT YOU CAN AND SHOULD TEACH STUDENTS

A.I. Rubinshtein, O.M. Poleshchuk, T.V. Chernova

BMSTU (Mytishchi branch), 1 st. Institutskaya, 141005, Mytischi, Moscow reg., Russia

rubinshtein_aleksandr@mail.ru

Mathematics is perceived by students with a significant complexity. Most likely, this is due to the feeling that mathematics is a set of formal tasks of uncertain origin and it is unclear where their solutions can be applied and what they can result in, but the process of finding a solution is associated with the «balancing act» masquerading as «science.» I think that if you show the audience a number of real technical devices, the mathematical model of their functioning and just the idea of their creation can be described by simple differential equations which can be easily solved by some careful first-year or second-year students of technical universities. Or they can be engaged in finding the extremum of a function of one variable. A proper use of some facts noticed by some attentive observers in physicsis is of essence. Such factors include, for example, Fermat’s principle, i.e., light (even in a heterogeneous environment) propagates along the path passable in the shortest time. So, for example, in a homogeneous medium light travels in a straight line. It is easy to check using a dark lantern which is a box with a narrow slot and with a source of light(lamp or candle) inside. This fact (Fermat’s principle) allows to obtain the law of reflection from a straight screen and a curved one (on a sunny day one can see a shining bright dot which is moving along the multi-window façade of the building (for example, the «Cosmos» hotel) when one is walking along it). It is a stationary point shining. The law of refraction, i.e., Snell’s law, is obtained if we apply Fermat’s principle to the interface of two media with different densities (i.e. environments with different speeds of light propagation). Hence the phenomenon of refraction is explained: we see the solar disk for another minute after it went under. The total internal reflection (Shell’s law consequence) has resulted in discovering optical fiber which is a very important invention. A searchlight, a radio telescope, different types of radar antennas are based on the Fermat’s principle. This paper discusses these and other cases of studying simply investigated mathematical models.

Keywords: an optimal control, Newton’s and Kepler’s lays, a radar

Suggested citation: Rubinshtein A.I., Poleshchuk O.M., Chernova T.V. Chemu mozhno i sleduet uchit’ studentov [What you can and should teach students]. Lesnoy vestnik / Forestry Bulletin, 2017, v. 21, no 1, pp. 141–144. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-1-141-144

References

[1]  Pontraygin L.S. Matematicheskaja teorija optimal’nyh processov [The mathematical theory of the optimal processes], Moscow, Nauka, 1976, 392 p. (in Russian)

[2]  Rubinstein A.I. Matematika na sluzhbe fiziki i tehniki [Mathematics on the service of Physics and enginecring], MGUL, 2015, 238 p. (in Russian)

[3]  Field J.N., Benenson L.S. Antenny santimetrovyh voln [The acrials of the centimetrical waves, WAEA of name N.E.Zukovsky], Moscow, 1958, 315 p. (in Russian)

[4]  Tslaf L.J. Variacionnoe ischislenie i integral’nye uravnenija [The version calculation and integralic calculation], Moscow, Nauka, 1966, 192 p. (in Russian)

[5]  Filippov A. F., Sbornik zadach po differencial’nym uravnenijam [Collection of problems on differential equations], Moscow, Nauka, 1979, 100 p. (in Russian)

[6]  CEA J., Optimisation theorie et alqorithmes, Paris, 1971, 227 p.

[7]  Abadie J. Non linear programming, North Holland, Amsterdam, 1967, pp. 19-36.

[8]  Beltrami E.J. Methods of non linear analysis and optimisation, Academic Press, 1969, pp. 297-306.

[9] Wilde D.J. Beightler C.J., Foundations of optimisation, Presetice Hall, 1967, 197 p.

[10] Fletcher R. Optimization. Academic Press, 1969, 383 p.

Author's information

Rubinshteyn Aleksandr Iosifovich — Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Prof., BMSTU, e-mail: rubinshtein_aleksandr@mail.ru

Poleshchuk Ol’ga Mitrofanovna — Dr. Sci. (Tech.), Prof., BMSTU, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru

Chernova Tat’yana Vladimirovna — Senior Lecturer, BMSTU, e-mail: caf-math@mgul.ac.ru