Наука, техника, изобретения

Библиотека

наука

Современные технологии и производство

Детская энциклопедия
оглавление

Техника помогает рубить лес, заготовлять древесину, восстанавливать леса

Ручная пила и топор да еще лошадка, запряженная в сани,- вот и вся "техника" лесоруба в недалеком прошлом. Непрерывная цепь машин и механизмов, сопровождающих дерево от пня в лесу до лесопильного, фанерного, мебельного, целлюлозно-бумажного, лесохимического комбинатов,- такова лесная техника сегодня.

Давайте проследим весь путь дерева - от леса до предприятия, куда оно поступает на обработку и переработку.

Лесозаготовители приходят в лес вооруженные бензомоторной пилой. Бензиновый двигатель пилы мощностью 2,2 кВт приводит в движение бесконечную цепь с крепкими зубьями, которые подпиливают дерево. Затем в пропил быстро вставляют металлический клин. Тот же двигатель пилы раздвигает боковые стороны клина и валит дерево. За дело берутся лебедки. Канаты захватывают деревья, втаскивают их на специальные трелевочные тракторы, которые вывозят деревья из чащи леса к лесовозным дорогам.

Но не слишком ли это долгий и сложный путь? Нельзя ли соорудить универсальную машину, способную выполнять сразу несколько рабочих операций? Конечно, можно. Советские конструкторы уже создали такие машины. Это валочно-погрузочные комбайны или валочно-пакетирующие машины. Они сейчас применяются все шире и шире.

Внешне лесной комбайн похож на мощный экскаватор. Только у экскаватора на стреле подвешен ковш, а здесь - мощный захват, который своими челюстями зажимает дерево на любой высоте. В нижней части комбайна - пила. Спиленное дерево не падает на землю, его цепко держит захват. Мощная "рука" комбайна переносит дерево и мягко укладывает его на автоприцеп.

Теперь надо вывезти срубленные деревья из лесу. И в первую очередь следует проложить дороги. Ста-
ринная пословица недаром говорит: не конь везет, а дорога. Поэтому прокладывают лесовозные дороги, строят мосты и насыпи, узкоколейные железные дороги, выстилают путь бревнами, кладут бетонные плиты или утрамбовывают снег и намораживают слой льда, готовя ледяные дороги. Все это люди делают, конечно, с помощью машин - автомобильных и тракторных подъемных кранов, бульдозеров, корчевателей, специальных машин, трамбующих и замораживающих снег, и т. д.

Следующий этап - первичная обработка спиленных деревьев. С них надо удалить сучья, ветки, кору, распилить. Делают это на участке, где дерево спилено, или на специальных лесных складах. На лесных складах эти операции сделать легче, удобнее и дешевле. Ведь здесь можно установить более мощные, стационарные машины, подвести электроэнергию. На участках могут работать только переносные бензомоторные сучкорезки, а на лесных складах -мощные сучкорезные станки я автоматические пилы. Окорочные станки "раздевают" здесь дерево - снимают с него кору. Именно снимают - металлические кулачки с силой прижимаются к бревну и сдвигают, стаскивают, сдирают шершавый покров деревьев.

В лесу обычно остается громадное количество отходов: сучья, вершины, обрезки бревен, опилки, хвоя. В нашей стране с огромным лесным хозяйством одних только сучьев набирается десятки миллионов кубических метров. Их собирали в кучи и сжигали. Это, конечно, очень невыгодно и неразумно. Пропадало ценнейшее сырье, необходимое лесохимическим и гидролизным заводам, целлюлозно-бумажным комбинатам, предприятиям строительной индустрии и т. д. Теперь на тех складах, куда деревья привозят целиком, с кроной, такие отходы уже в значительной мере собирают.

Отсюда их отправляют на различные предприятия, где из них делают витаминную хвойную муку и лечебные хвойные пасты, древесный спирт, кормовые дрожжи, глюкозу, древесностружечные плиты для строительства, картон, бумагу, целлюлозу и многое другое. А некоторые лесные склады сами частично перерабатывают отходы. Для этого здесь устанавливают прессы, из которых выходят плотные строительные плиты, мельницы для размола сухой хвои, всевозможные дробилки и сушилки для щепы, стружки и коры.

Кроме того, лес может стать новым и обильным источником корма для сельскохозяйственных животных. Листья с молодых веток березы по питательности не уступают хорошему сену. Тополиные листья можно приравнять к самым лучшим кормовым травам. Наконец, "иголки" хвойных деревьев - это кладезь витаминов и микроэлементов. Листья и "иголки" можно перерабатывать в зеленый корм на специальных передвижных фабриках. Там зеленую массу измельчают, подсушивают и превращают таким образом в питательные хлопья или в витаминную муку.

Лес - великое богатство. Расходовать это богатство надо разумно и бережливо. Каждая веточка, кусок коры или хвойная "иголка" должны пойти в дело.

Однако потери древесины при заготовке леса еще велики. Ученым, инженерам, конструкторам предстоит очень многое сделать в этой области: создать новые машины, более рационально организовать весь производственный процесс. Необходимо применять способы быстрой и без потерь перевозки бревен, транспортировки стружки и щепок. Необходимы принципиально новые аппараты для склейки, сушки, пропитки древесины. Сейчас разрабатываются химические вещества, придающие дереву особую стойкость к влаге, огнестойкость, твердость или гибкость.

Но вернемся к рассказу о странствиях срубленного дерева. Итак, его спилили, очистили и вывезли из лесу. Что же с ним происходит дальше?

Дальнейший путь лесного богатства проходит главным образом по рекам и озерам. В трюмах речных и озерных судов перевозят древесину только наиболее ценных пород, а также готовые шпалы и доски. Большую часть древесины сплавляют по рекам в плотах - до 600 м длиной. Такой плот - это многие тысячи кубических метров древесины. Трудно вручную "построить" эту плавучую громадину, связать бревна проволокой в пучки, а затем соединить отдельные пучки металлическими канатами. Сейчас эта работа все больше поручается машинам. Очень хорошо, например, выполняет ее плавучий сортировочно-сплоточный агрегат. Это замечательное устройство работает автоматически, фотоэлементы измеряют длину бревен - они могут быть от 4 до 6,5 м и более. Нажатием кнопки рабочий отправляет бревно к одному из транспортеров агрегата. Как только в конце транспортера накопится достаточно бревен, включаются лебедки и механизмы, которые сжимают пучок бревен, обвязывают его проволокой, обрубают проволоку и выталкивают пучок к месту сборки плота.

Наконец лес плывет по реке. Но машины продолжают помогать человеку и здесь. Буксиры тянут плот. Плавучие землесосы углубляют дно, срезают отмели, копают небольшие каналы, спрямляют русла рек и подготавливают плотам прямую дорогу.

Мощные захваты для обрезки сучьев.

Работает машина-грузчик.

Валочно-трелевочная машина грузит на себя деревья.

Полуавтоматическая линия. Мощные пилы разделывают бревна по заданной программе.

Плавучие подъемные краны, вооруженные клыками-захватами, подымают затонувшие бревна, освобождая мелкие места и конечные пункты сплава от "топляков" - лежащих на дне бревен. Гидравлические ускорители - трехлопастные винты, вращаемые электродвигателями,- создают искусственное ускоренное течение, подгоняя бревна туда, где их сортируют, соединяют в плоты или выгружают.

Существует еще сплав леса молем, когда бревна сплавляют по реке "россыпью", ничем между собой не скрепленными. При таком способе транспортировки (от него надо поскорее отказаться) потери древесины велики.

А на берегу, к машинам фабрик и комбинатов, которые будут перерабатывать древесину, лес понесут плавучие и наземные подъемные краны и бревнотаски - длинные тросы со скребками-захватами.

И вот дерево превращается в пиломатериалы. Цифры докладывают: ежегодно миллионы кубических метров отличной древесины превращаются в прах и дым. Разумеется, опилки не только сжигают. Мебельщики применяют прессованные опилки в виде плит для крышек шкафов, столов, диванов. Опилки смешивают с бетоном и полимерами, получая строительные материалы и детали. Из них делают глюкозу, спирт, кормовые дрожжи.

И все же пусть их будет поменьше. Но можно ли пилить без опилок? Ответ напрашивается сам собой - надо пилить пилой без зубьев. Тем более что "беззубая пила" хорошо освоена человечеством -это обыкновенный нож или ножницы. Инженеры создали ножницы для древесины - стальные заостренные клинья, сжимаемые с помощью специальных гидроцилиндров. Это делается так: тракторный двигатель приводит в действие насос, который качает жидкость в гидроцилиндр, жидкость давит в цилиндре на поршень, поршень ползет вперед, и клин перерезает дерево. "Тракторные ножницы" уже работают, но они громоздки, и соревнование с ними пока, безусловно, выигрывает легкая и проворная пила.

Пытаются резать древесину и ножами. Но не простыми, а вибрирующими. Электрические вибраторы делают 10 тыс. колебаний в минуту и заставляют дрожать мелкой дрожью нож. Вибрирующий нож передней кромкой лезвия режет брусок, и одновременно боковые стороны ножа уплотняют древесину. Место разреза получается чистым, гладким, опилок нет. Такой нож хорошо режет дощечки толщиной до 2 см, но перед бревнами и досками он бессилен.

В роли пилы способна выступить и струя воды. Сжатая в компрессоре давлением в несколько сотен мегапаскалей, она вылетает из крохотного отверстия "водяной пушки" с такой силой, что ее тончайшая серебристая струйка легко, словно бритва бумагу, перерезает ствол дерева. Проводят опыты по резанию древесины лучом лазера.

Пока все эти способы исследуются лишь на опытных установках. Но ученые и конструкторы продолжают работать, ищут новые методы и пути. И скоро получат путевку в жизнь новые, более экономичные лесопильные машины и механизмы.

Для того чтобы экономнее и лучше использовать древесину, ее облагораживают, видоизменяют: пропитывают под давлением синтетическими смолами, металлическими сплавами или особыми химическими составами. Так получают древопластик, металло-древопластик, пластифицированную древесину. Дерево приобретает новые, совсем не присущие ему свойства. Пропитанное химическими составами, оно не гниет, не разбухает в воде, обретает невиданную гибкость. Пропитанное дешевым металлическим сплавом, становится очень прочным, особо твердым и начинает хорошо проводить тепло. Из такой "металлической древесины" можно делать детали машин. Применение улучшенной, облагороженной древесины помогает экономить и древесину и металл.

Вот деревья и закончили свое механизированное путешествие. Дальше путь их лежит на заводы и фабрики, где умелые руки людей, вооруженных замечательной техникой, превратят древесину в целлюлозу, древесную массу, бумагу, картон и искусственное волокно, древесностружечные и древесноволок-нистые плиты, в мебель, паркет и двери для новых домов и во многое, многое другое. Успешно развивается лесохимическая промышленность, выпускающая тысячи разных продуктов - от канифоли, скипидара и уксусной кислоты до пластмасс и красителей.

А на те участки, где лесорубы срубили ели и сосны, пихты и кедры, березы и лиственницы, приходят специалисты-лесоводы. Они высаживают здесь молодые деревца и охраняют их. Это необходимо не только для того, чтобы источник древесины не иссякал. Ведь лес - это и хороший климат, и чистый воздух, и полноводные реки, и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, и драгоценная пушнина, и различная дичь, грибы, ягоды и многое другое, полезное для человека.

Восстанавливать лес, сажать его на больших территориях невозможно без машин. Во-первых, нужны семена. Специальные машины, вооруженные вибраторами, помогают собирать кедровые или еловые шишки. Шарнирной металлической рукой они захватывают ствол дерева и трясут его. За один день машина стряхивает шишки с 200 деревьев.

Лесная бороздная сажалка за один час может нарезать почву и высадить саженцы полосой, протянувшейся на 2 км. Канавокопатели помогают осушать топи, преобразуя их в земли, удобные для посадки леса. Корчевателъные машины мощными клыками вырывают из земли пни и кусты, тоже подготавливая новые земли для лесопосадок. Машины тушат лесные пожары, опрыскивают и опыляют деревья, защищая их от насекомых-вредителей.