ХАРВАРДЕР ИЛИ ФОРВЕСТЕР?

СПЛОШНЫЕ И ВЫБОРОЧНЫЕ РУБКИ ЛЕСА ПРИ ПОМОЩИ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Рис.1. Харвардер

Для мелких и малообъемных лесозаготовительных предприятий, которые преобладают в лесном комплексе Российской Федерации, при остром дефиците вальщиков леса универсальные лесозаготовительные машины, или одномашинные лесозаготовительные комплексы, становятся одним из наиболее предпочтительных вариантов для проведения лесосечных работ как при сплошных, так и при выборочных рубках.

В сравнении с классическими многомашинными лесозаготовитель­ными комплексами (например, харве­стер и форвардер), они требуют зна­чительно меньше капиталовложений, операторов, затрат на их перемеще­ние с лесосеки на лесосеку, что при дефрагментированном лесосечном фонде (с преобладанием небольших по площади и ликвидному запасу древесины лесосек), характерном для таких предприятий, становится значимым фактором.

В Российской Федерации пода­вляющее большинство юридических лиц, указавших в ОКВЭД уставной деятельности направление «лесозаго­товка» и занимающихся этим видом деятельности, относятся по объему этого производства к мелким, то есть заготавливающим до 100 тыс. м3 дре­весины в год. Более того, большая часть таких лесозаготовительных предприятий и организаций даже не мелкие, а малообъемные, с объемом заготовки древесины до 25 тыс. м3 в год. При таких объемах заготовки, и часто – в условиях сильно дефраг­ментированного лесосечного фонда, включающего разрозненные, неболь­шие по площади и запасу ликвидной древесины лесосеки, использование высокопроизводительных машинных комплексов (например, валочно-паке- тирующая машина + скиддер + про­цессор, или харвестер + форвардер) экономически бесполезно, поскольку в основном эти дорогие машины будут простаивать и приносить убы­ток, а не доход.

Традиционно малообъемные лесозаготовки ориентированы на сортиментную механизированную заготовку древесины, которую при помощи бензиномоторных пил осуществляют вальщики леса. Они могут работать по скандинавской технологии (под форвардер), про­изводя валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку на пасеке, а затем форвардер собирает заго­товленные сортименты, трелюет на погрузочный пункт и раскладывает в соответствующие штабели групп сортировки. Используется и техно­логия с трелевкой хлыстов, когда на пасеке производится валка деревьев вершинами на волок, обрезка сучьев с укладкой кроновой части на трелевочные волока, последую­щая трелевка хлыстов за вершины и их раскряжевка на верхнем складе бензиномоторными пилами на разделочно-раскаточной эстакаде и раскатка и укладка в соответству­ющие штабели групп сортировки.

Менее распространен, но хорошо известен вариант, при котором после механизированной валки на пасеках деревья трелюют за комли на верхний склад, где установлен делимбер для обрезки сучьев, а далее на разделочно-раскаточной эстакаде выполняется раскряжевка хлыстов бензиномоторными пилами, после чего раскатка и укладка в соответствующие штабели групп сортировки. Кроме того, известен, но почти не встречается в практике отечественных лесозаготовительных предприятий вариант, когда после механизированной валки деревьев их дальнейшая обработка – обрезка сучьев и раскряжевка стволов на сортименты на пасеке или верхнем складе – выполняется при помощи мобильных сучкорезно-раскряжевоч­ных машин (процессоров).

Все эти технологические вари­анты лесосечных работ требуют минимум 3-4 рабочих – вальщиков леса, операторов, при довольно низ­кой выработке за человеко-день, не сравнимой с выработкой оператора лесозаготовительной машины.

Необходимо учитывать и серьез­ный кадровый дефицит рабочих на лесозаготовительных предприятиях, связанный прежде всего со старе­нием сотрудников, непопулярностью рабочих лесозаготовительных про­фессий у молодежи вкупе с суще­ственным, особенно по сравнению с уровнем 2008 года, оттоком из лесозаготовительных предприятий гастарбайтеров.

В таких условиях одним из наибо­лее рациональных решений представ­ляется использование одномашинных лесозаготовительных комплексов – универсальных лесозаготовитель­ных машин, которые обеспечивают и валку деревьев, и производство из них сортиментов, и трелевку на верхний склад, или погрузочный пункт, а также укладку сортиментов в штабели групп сортировки.

Из теории организации лесо­сечных работ известно, что лесо­заготовительные бригады подраз­деляются на следующие виды:

• функциональные (функциональные звенья) – выполняют одну-две опе­рации технологического процесса, отделенные во времени от осталь­ных;
• комплексные (малые комплекс­ные) – выполняют операции тех­нологического процесса от валки деревьев до укладки лесоматери­алов в требуемом виде в штабели на верхнем складе или погрузочном пункте;
• укрупненные комплексные – выполняют все операции лесосечных работ от валки деревьев до погрузки лесоматериалов на автолесовозы;
• сквозные – выполняют все операции лесосечных работ, а также вывозку заготовленной древесины.

По аналогии с лесозаготовитель­ными бригадами системы машин для лесосечных работ можно под­разделить на два вида:

• комплексные (выполняют опе­рации от валки деревьев до укладки лесоматериалов в тре­буемом виде в штабели на верх­нем складе или погрузочном пункте), например, харвестер + форвардер или валочно-пакети- рующая машина (ВПМ) + скид­дер + процессор;
• укрупненные комплексные – в упомянутые системы машин добавляется погрузчик.

Часто погрузка лесоматериалов на автолесовозы уже входит в сле­дующую технологическую цепочку- вывозки заготовленной древесины, в этом случае на вывозке использу­ются самопогружающиеся лесовоз­ные автопоезда.

Такие многомашинные лесоза­готовительные комплексы можно заменять одномашинными – харва- дерами, форвестерами, валочно-тре- левочно-процессорными машинами (ВТПМ), выполняющими также весь комплекс лесосечных работ, закре­пляемых за комплексной лесозаго­товительной бригадой. Все они осна­щаются харвестерными головками.

Безусловно, производительность одномашинных комплексов ниже, чем многомашинных, но в рассматри­ваемых природно-производственных условиях это не является серьез­ными недостатком. При этом они требуют меньших капиталовложе­ний, меньшего числа операторов, но работающих в комфортных условиях, в отличие от вальщиков леса.

Харвардеры представляют собой комбимашины, служащие одновре­менно харвестером и форвардером. Разрабатывают лесосеки обычно по классической параллельной схеме с замкнутыми пасечными волоками. Но поскольку после валки деревьев, в процессе обрезки сучьев и рас­кряжевки, харвардер укладывает получаемые сортименты сразу в тележку, при движении от лесовоз­ного уса ему приходится собирать пачку сортиментов, а затем разво­рачиваться вместе с ней, нарушая известное правило работы любых трелевочных тракторов «лес не надо везти в лес». В свою очередь, это увеличивает удельный расход топлива на кубометр заготовленной древесины. Так что для харвардера рациональнее использование клас­сических схем разработки лесосек валочно-трелевочными машинами, поскольку, по сути, он такая же машина, только трелюет не деревья с кроной, а получаемые на пасеках сортименты. При приемлемой несу­щей способности почвогрунтов и при неглубоком снеге для сплош­ной рубки без сохранения подроста хозяйственно-ценных пород можно использовать схемы разработки лесосек лентами, параллельными или перпендикулярными усу лесо­возной дороги. При низкой несущей способности почвогрунтов, при глу­боком снеге, при сплошной рубке с сохранением равномерно распре­деленного подроста хозяйственно­ценных пород и при выборочных рубках, для разработки лесосеки харвардером лучше использовать схемы с холостыми волоками.

Для харвардера выполнять раскряжевку «на грунт» и впо­следствии, при движении к усу лесовозной дороги, собирать заготов­ленные сортименты нерационально, поскольку при помощи харвестерной головки захватывать сортименты с земли неудобно, а кроме того, головка неизбежно будет зацеплять абразив, что приведет к ускоренному затуплению сучкорезных ножей и пильной гарнитуры.

Форвестеры, как известно, пред­ставляют собой машину-трансфор­мер, которая попеременно может использоваться как харвестер и как форвадер, после смены технологи­ческого оборудования. Ярким при­мером такой машины может служить Ponsse Buffalo Dual. По производи­тельности форвестер, при прочих равных условиях, будет уступать харвардеру, поскольку необходимо время на трансформацию – смену технологического оборудования, а также на сбор заготовленных им на пасеках сортиментов в режиме работы харвестера.

В снегопад или перед ним боль­шой запас сортиментов форвестер, работая в режиме харвестера, заго­товить не может, поскольку сорти­менты будут занесены снегом и их будет сложно обнаружить при сборе в режиме форвардера. Сле­довательно, в таких условиях на форвестере придется чаще менять технологическое оборудование, что дополнительно снизит производи­тельность в сравнении с харавардером, при прочих равных условиях.

И харвардер, и форвестер рабо­тают по скандинавской технологии лесосечных работ, производя сорти­менты на пасеках.

Еще одним концептом уни­версальной лесозаготовительной машины является валочно-тре- левочно-процессорная (ВТПМ). Поскольку процессор в техноло­гии лесозаготовительного произ­водства – это сучкорезно-раскря­жевочная машина, то по видам и последовательности выполняемых технологических операций ВТПМ следует считать валочно-трелевочно- сучкорезно-раскряжевочной маши­ной. В отличие от харвардера или форвестера, которые относятся к валочно-сучкорезно-раскряжевочно- трелевочным машинам.

В принципе, ВТПМ представляет собой ВТМ, оснащенную не захватно-срезающим устройством (ЗСУ), а харвестерной головкой.

Например, KonradHighlander 6WD – это широкозахватная полно­поворотная универсальная колесная лесозаготовительная машина, у кото­рой на конце стрелы гидроманипуля­тора крепится харвестерная головка, а на раме установлено кониковое зажимное устройство, куда уклады­ваются комли срезанных деревьев.

В классическом варианте ВТПМ заходит на длину ленты набора пачки и, двигаясь в сторону уса лесо­возной дороги, срезает деревья и укладывает их комлевые части в кониковый зажим. Собрав на тех­нологической остановке все доступ­ные деревья, машина с зажатыми кониками перемещается до следу­ющей технологической остановки и продолжает срезать деревья, пока не соберет полноценную пачку. На верхнем складе ВТПМ поштучно выгружает заготовленные деревья из коникового зажима, посредством обрезки сучьев и раскряжевки пре­вращает их в сортименты и уклады­вает в штабели.

При необходимости сохранять подрост хозяйственно-ценных пород машина сначала прорубает пасеч­ный трелевочный волок, укладывая деревья сбоку по ходу движения, комлями в сторону уса лесовозной дороги. Дойдя до конца пасеки, ВТПМ разрубает ленты на полупасеках, укладывая заготовленные деревья в кониковый зажим, и попутно под­бирает спиленные ранее и уложен­ные сбоку от волока деревья. При­чем в случае почвогрунтов с низкой несущей способностью ВТПМ может обрезать крону деревьев, выруба­емых на пасечном волоке для его укрепления. То есть будет работать в режиме валочно-сучкорезно-трелевочно-раскряжевочной машины. При таком варианте деревья валятся вершинами на волок, что позволяет сохранять равномерно распределен­ный на полупасеках подрост.

При проведении выборочных рубок леса харвардеры и форвестеры работают по принципу обыч­ных харвестеров, только харвардер не оставляет сортименты на земле. Правда, в силу специфики работы, однозахватному харвардеру сложно протискивать поваленное дерево через стену леса, для того чтобы, совместив его с продольной осью тележки сортиментов, выполнить в нее раскряжевку. Поэтому для выборочных рубок эффективнее использовать двухзахватный харвардер, оснащенный широкозахватным ЗСУ, как у классических валочно- пакетирующих машин, способным выносить срезанные деревья с полу­пасек в вертикальном положении, и процессорной головкой, произво­дящей раскряжевку в тележку для сортиментов.

Сегодня двухзахватные харавардеры, как и двузахватные хар­вестеры, не выпускаются, хотя технологическая вариативность их применения довольно высокая, поскольку при необходимости они могут работать почти по всем техно­логическим схемам освоения лесосек с помощью широкозахватных ВПМ, без последующего использования скиддеров и процессоров.

Рис. 2. ВТПМ KonradHighlander 6WD

Конечно, при использовании в качестве ВТМ одна ВТПМ не смо­жет полностью загрузить работой процессор, и его придется задей­ствовать как функциональное звено, возможно, в паре с погрузчиком. А две ВТПМ, работающие в каче­стве ВТМ, загрузят процессор пол­ностью, и, если доукомплектовать их погрузчиком, можно передать такой бригаде функции укрупненной лесозаготовительной.

Рис. 3. Двухзахватный харвардер

Вместе с тем использование ВТПМ в качестве ВТМ представляется нерациональным и не рекоменду­ется для широкого распростране­ния, поскольку ЗСУ классической ВТМ значительно легче харвестерной головки. Следовательно, при прочих равных условиях, полезная грузоподъемность ВТМ больше, а удельный расход топлива на один кубический метр заготовленной и стрелеванной древесины меньше, чем в случае ВТПМ. И при необхо­димости значительного увеличе­ния объема заготовки древесины в единицу времени и перехода с одномашинного лесозаготовитель­ного комплекса на многомашинный, рациональнее использовать ВТПМ в качестве классического харвестера (то есть по скандинавской техно­логии лесосечных работ) с добав­лением в систему одного или двух форвардеров. То же можно сказать и о форвестере. Если предпочтение отдается канадской технологии лесо­сечных работ, ВТПМ следует пере­оснастить классической ЗСУ вместо харвестерной головки, по примеру двухзахватного харвардера. Тогда получается компоновка классической современной ВТМ.

Рис. 4. Валочно-трелевочная машина

Если в последнем варианте ВТПМ оснастить ЗСУ от ВПМ, позволяю­щим выносить деревья с полупасек в вертикальном положении, то, как уже было отмечено, вариативность их технологического применения относительно использования двух­захватных харвардеров существенно расширится. Ограничением в таком случае будут масса ВТПМ и длина вылета гидроманипулятора – с тем чтобы опрокидывающий момент от веса дерева, поднятого в ЗСУ на вылете манипулятора, не лишил машину устойчивости.

Таким образом, при дефиците вальщиков леса использование одномашинных лесозаготовитель­ных комплексов представляется перспективным вариантом прове­дения малообъемных лесосечных работ. Современные одномашинные лесозаготовительные комплексы – харвардеры, форвестеры, ВТПМ оснащены харвестерными голов­ками, поскольку в России, как и в мире, доминирует сортиментная технология лесосечных работ. При значительном увеличении объема заготовки древесины в единицу времени и переходе с одномашин­ного лесозаготовительного ком­плекса на многомашинный, гораздо эффективнее использовать ВТПМ в качестве классического харвестера в сочетании с одним или двумя форвардерами. То же можно сказать и про форвестер. Харвардер в силу специфики конструкции менее пер­спективен для работы в составе многомашинных лесозаготовитель­ных комплексов.