МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА РОТОРА-МЕТАТЕЛЯ ЛЕСОПОЖАРНОЙ ГРУНТОМЕТАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

Работа описывает теоретические исследования математических, физических и имитационных моделей изучения грунтометательной техники, в частности, взаимодействие ротора-метателя с почвогрунтом. Изменения и новшества, проводимые мировым сообществом, получают развитие во многих направлениях, связанных с защитой леса от неконтролируемых лесных пожаров. Распространение неконтролируемого лесного низового пожара по горючему биотопливу происходит беглыми набегами по подстилке и по основаниям стволов деревьев с различной скоростью, а высота пламени без принятия мер достигнет верхушки дерева. Нами предложен вариант лесопожарного грунтомета, который выполняет технологический процесс с подъемом пласта грунта над поверхностью почвы, а затем уже трехступенчатый ротор-метатель производит выбрасывание почвогрунта в заданном направлении. Процесс метания грунта в количестве, достаточном для тушения лесной наземной кромки огня, представляет собой сложную систему взаимодействия рабочего органа со средой сыпучих элементов. Основная проблема, на наш взгляд, связана с недостаточным объемом грунта, подаваемым существующими агрегатами. Исследуется вопрос о формализованном моделировании движения грунта в процессе работы ротора лесопожарного грунтомета. При современном развитии цифровых технологий процесс принятия решения о способах модернизации технического оборудования немыслим без проектирования рабочего процесса. Для постоянного развития модели формальные соотношения должны содержать параметры, характеризующие влияние условий эксплуатации оборудования. Таким образом, непрерывное проведение вычислительного эксперимента позволит не только оценивать параметры рабочего процесса, но и управлять оптимизацией самой модели для определения наиболее эффективных значений ее параметров. На первом этапе моделирования было принято решение, что основным параметром эффективности модернизации станет величина средней дальности полёта грунта. Формульные соотношения для модели были получены в рамках физики полёта материальной точки под углом к горизонту при минимальном влиянии внешней среды (пренебрежимо малой вязкости воздуха). На первом этапе моделирования с помощью электронных таблиц была проведена оценка зависимости p(t) с помощью электронных таблиц, которая показала, что давление в системе стабилизируется за доли секунды. Таким образом, с помощью соотношений модели можно определять в результате вычислительного эксперимента величину средней дальности полёта грунта.