Повышение экологической безопасности технологий освоения водных объектов на основе вездеходной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат технических наук Самойленко, Дмитрий Валерьевич

• Самойленко, Дмитрий Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Самойленко, Дмитрий Валерьевич

Введение

1. Актуальность совершенствования и разработки новых транспортных технологий освоения водных объектов

1.1. Условия экологической безопасности водных объектов, их водоохранных зон и прибрежных защитных полос, вовлекаемых в хозяйственную деятельность

1.2. Анализ состояния водных объектов, расположенных на территориях с преобладанием лесных ресурсов

1.3. Анализ лесных ресурсов, расположенных в зоне малых водных объектов

1.4. Техника и технологии, предрасположенные для транспорта лесных грузов на территории расположения малых водных объектов

1.5. Перспективные направления организации транспорта лесных грузов в условиях бездорожья

1.6. Задачи исследований

2. Разработка экологически безопасных средств транспортировки лесных грузов на базе вездеходных машин и механизмов

2.1. Разработка схем вездеходных модулей для транспорта лесных грузов через водные преграды

2.2. Кинематические схемы вездеходного модуля, предназначенного для транспортировки лесоматериалов в условиях преодоления водных преград

2.3.Исследование гидродинамических характеристик плавающих вездеходных платформ

2.4. Моделирование исследуемых объектов и процессов

2.5. Экспериментальные исследования

2.6.Выводы

3. Разработка экологически безопасных транспортных технологий для работы на малых водных-объектах 106 3.1 .Технико-эксплуатационные характеристики вездеходных модулей

3.1.1. Колесный водоходный движитель

3.1.2. Методика расчета гусеничного водоходного движителя

3.1.3. Определение плавучести вездехода

3.1.4. Расчет плавучести корпуса

3.1.5. Расчет плавучести пневмогусеницы низкого давления

3.1.6. Анализ плавучести вездеходов различной компоновки 119 3.2.Техно логические схемы транспорта грузов в зоне малых водных объектов

4. Эффективность применения разработанных технологий 132 ■t- 5. Основные выводы и рекомендации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение экологической безопасности технологий освоения водных объектов на основе вездеходной техники»

Наметившийся в настоящее время переход от сплошных рубок, преобладавших в России до 90х годов, к выборочным, делает строительство лесовозных дорог малорентабельным, а в ряде случаев - экономически нецелесообразным. В свою очередь экологические ограничения по хозяйственному освоению водных объектов вывели малые и средние реки из разряда лесосплавных.

На фоне вышесказанного разрабатываются программы хозяйственного и рекреационного освоения территорий с преобладанием лесных ресурсов и развитой сетью водных объектов. Существующие транспортные технологии при отсутствии оборудованных дорог не способны решить поставленные задачи без нанесения вреда природной среде. Это делает актуальной разработку новых экологически безопасных технологий, обеспечивающих транспорт лесных грузов и освоение аварийной древесины.

В настоящей работе рассматриваются транспортные технологии на основе вездеходной техники и механизмов, в конструкциях которых используются шины низкого давления, обеспечивающие значительное снижение удельной нагрузки на грунт, повышая тем самым экологическую безопасность транспортных работ. Одновременно в условиях преодоления водных преград при изменении глубин в широком диапазоне шины низкого давления могут быть использованы как искусственный подплав для лесотранспортных единиц. Следовательно, создается возможность непрерывного перемещения лесоматериалов по схеме «земля - вода - земля» без проведения перегрузочных операций.

Целью настоящей работы является разработка научных и практических основ для широкого применения новых экологически безопасных технологий транспорта грузов на территории расположения малых водных объектов. Для достижения поставленной цели сформулированы нижеследующие задачи.

1. Произвести анализ и систематизацию существующих технологий транспортного освоения территорий с развитой сетью водных объектов.

2. Разработать экологически безопасные технологии освоения водных объектов на основе очистки их от аварийной древесины и перевозки лесных грузов.

3. Разработать измерительный комплекс для экспериментального исследования параметров перемещения лесотранспортных средств в водной среде и при выходе из воды на берег.

4. Разработать рекомендации по экологически безопасным схемам использования и конструктивным особенностям транспортных средств для освоения водных объектов.

Исследования выполнены в Марийском государственном техническом университете (МарГТУ).

Научная новизна заключается в разработке технологии транспортного освоения малых водных объектов при соблюдении экологической безопасности. Для этого:

- разработаны рекомендации по экологически безопасным схемам использования и конструктивным особенностям транспортных средств, обеспечивающих пересечение водных объектов;

- разработан измерительный комплекс с использованием компьютерных технологий для экспериментальных исследований параметров перемещения транспортных средств в водной среде и при выходе из воды на берег;

- исследованы гидродинамические характеристики грузовых платформ вездеходного модуля;

- разработаны рекомендации по использованию экологически безопасных транспортных технологий для хозяйственного освоения лесных территорий с разветвленной сетью водных объектов.

Методы исследования.

В процессе проведения исследований были использованы теоретические и экспериментальные методы. Теоретические исследования основывались на использовании уравнений гидростатики и гидродинамики. Экспериментальные исследования проводились с использованием компьютерных технологий на моделях в масштабе моделирования 1:20.

Практическая значимость.

Разработанные технологические схемы могут быть использованы:

- административными органами управления и планирования хозяйственной деятельности;

- учреждениями, занимающимися проектированием и изготовлением вездеходных машин и механизмов;

- производственными организациями, занимающимися транспортными перевозками на территориях с развитой сетью водных объектов.

Реализация результатов работы.

Результаты работы используются в научном и образовательном процессах МарГТУ при изучении курсов «Комплексное использование и охрана водных ресурсов», «Гидравлика» и в выполнении НИР и НИРС.

Внедрение в производство.

Получен акт о внедрении в учебный процесс результатов научных исследований в процессе подготовки диссертационной работы «Повышение экологической безопасности технологий освоения водных объектов на основе вездеходной техники» в МарГТУ.

Получены акты о принятии решения внедрить разработанные в настоящей диссертационной работе технологии перемещения грузов с использованием вездеходной техники на двух предприятиях.

Публикации и апробации работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Рациональное использование водных ресурсов в системе управления регионом» (Йошкар-Ола, 2001 г.), на научной конференции по итогам научно-исследовательской работы Марийского государственного технического университета (Йошкар-Ола, 2003 г.), на Всероссийской междисциплинарной научной конференции «Глобализация и проблемы национальной безопасности России в 21 веке» (Йошкар-Ола, 2003 г.). Материалы диссертации опубликованы в 6 научных статьях.

Достоверность результатов.

Достоверность результатов основывается на достаточном объеме экспериментального материала и его обработке с применением компьютерных информационных технологий. Приборы, использованные в лабораторных экспериментах, прошли тарировку.

Результаты исследований, изложенные в работе, не противоречат известным положениям гидромеханики, базируются на доказанных законах процесса движения объектов в жидкости.

Личный вклад автора.

- разработаны рекомендации по экологически безопасным схемам и конструктивным особенностям транспортных средств, обеспечивающих пересечение водных объектов;

- исследованы гидродинамические характеристики грузовых платформ вездеходного модуля;

- разработаны рекомендации по использованию экологически безопасных транспортных технологий для хозяйственного освоения лесных территорий с разветвленной сетью водных объектов.

- разработан измерительный комплекс с использованием компьютерных технологий для экспериментальных исследований параметров перемещения транспортных средств в водной среде и при выходе из воды на берег.

Положения, выносимые на защиту.

1. Схемы вездеходных модулей для экологически безопасного транспорта лесных грузов на территории расположения малых водных объектов.

2. Теоретическая модель процесса выхода вездеходного модуля из воды на берег.

3. Измерительный комплекс для экспериментальных исследований выхода модели из воды на берег.

4. Результаты экспериментальных исследований перемещения моделей вездеходных модулей из воды на берег.

5. Экологически безопасные транспортные технологии для хозяйственного освоения лесных территорий с разветвленной сетью водных объектов.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы 110 наименований и 3 приложения. Объем основной части работы без приложений составляет 144 стр., таблиц 21, рисунков 94.

Заключение диссертации по теме «Экология», Самойленко, Дмитрий Валерьевич

5. Основные выводы и рекомендации

Анализ предлагаемой работы позволяет отметить положительные результаты, которые могут быть использованы в практической деятельности.

1. Анализ техники и технологий, предрасположенных к экологическому режиму эксплуатации позволил не только обозначить перспективные направления их конструктивных изменений, но и «подсказал» направления совершенствования технологических схем транспорта грузов.

2. Разработаны рекомендации по экологически безопасным схемам и конструктивным особенностям транспортных средств, обеспечивающих пересечение водных объектов.

3. Исследованы гидродинамические характеристики грузовых платформ вездеходного модуля.

4. Разработан и создан контрольно-измерительный комплекс для проведения экспериментальных исследований гидродинамических характеристик перемещающихся объектов.

5. Рекомендовано использование шин низкого давления с целью сохранения и защиты экологического состояния водоохранных зон водных объектов.

6. Разработаны экологически безопасные транспортные технологии освоения водных объектов при расчистке их от аварийной древесины и перевозке лесных грузов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Самойленко, Дмитрий Валерьевич, 2005 год

1. Автомобильный поезд и безопасность движения/Под общ. ред. Я.Х. Закина. М.: Транспорт, 1991.-126с.

2. Автомобильный транспорт леса: Справочник/Под общ. ред. В.А. Горбачевского. М.: Транспорт, 1973.-376с.

3. Агейкин, Я.С. Вездеходные колесные и комбинированные движители/Я.С. Агейкин. М.: Машиностроение, 1972.-184с.

4. Аксенов, П.В. Многоосные автомобили. М.: Машиностроение, 1989.-279с.

5. Алябьев, В.И. Оптимизация производственных процессов на лесозаготовках/В.И. Алябьев. М.: Лесн. пром-сть, 1977.-232с.

6. Андрианов, Ю.С. Вывозка лесоматериалов самозагружающимисяавтопоездами: Учебное пособие. Йошкар-Ола.: МарГТУ,2001.-98с.

7. Антонов, Д.А. Теория устойчивость движения многоосных автомобилей / Д.А. Антонов. М.: Машиностроение, 1978. - 216 с.

8. Армадеров, Р.Г. Движители транспортных средств высокой проходимости/Р.Г. Армадеров, Н.Ф. Бочаров, А.В. Филюшкин. -М.:Транспорт, 1972.- 104 с.

9. Афанасьев, Л.Л. Автомобильные перевозки/Л.Л. Афанасьев. Л.: Автотрансиздат, 1959.-347с.

10. Бабков, В.Ф. Проходимость колесных машин по грунту / В.Ф. Бабков, А.К. Бируля, В.М. Сиденко. М.: Автотрансиздат, 1959. - 189 с.

11. Балаболкин, Р.К. Эксплуатация автомобилей и гусеничных транспортеров/Р.К. Балаболкин, В.М. Купцов. М.: Транспорт, 1975.-93с.

12. Басин, A.M. Ходкость и управляемость судов/А.М. Басин. М.: Транспорт, 1977. - 455 с.13