Устройство для подготовки лыжных трасс «Габоша»®

Опубликовано: skisport.ru

УДК 625.768.5 : 685.659.3

THE TRAILER FOR THE CONSTRUCTION OF SKI ROUTS

Ю.В. Григорьев (МГТУ имени Н.Э. Баумана, СОК «ГАБО»), В.К. Милованов, (ООО «Транспортная техника»), Г.В. Фищенко (СОК «ГАБО»)

Описана конструкция и технические характеристики буксируемого снегоходом устройства (бороны-волокуши) шириной 1,5 метра для подготовки и текущего ухода за снегоходными и лыжными трассами. Высота зубчатых рыхлителей над плоскостью передней и задней лыж, между которыми они установлены, регулируется в зависимости от нагрузки. Это обеспечивает способность одинаково эффективно работать по глубокому, влажному и слежавшемуся снегу. Представлены выявленные в ходе двухлетней эксплуатации преимущества устройства перед самоходными машинами типа «ратрак» и известными боронами.

Два почти революционных изменения характеризуют обстановку в деле передвижения по снегу. Первое – это почти полное вытеснение в спорте классического лыжного хода коньковым. Второе – это превращение снегохода из орудия производства немногочисленных охотников и забавы любителей техники в обычное средство передвижения, пригодное для использования в качестве буксировщика.

Лыжня для классического хода может быть создана проходом десятка лыжников. Иное дело лыжня для конькового хода: даже для любительских прогулок она должна быть совершенно гладкой, плотной и иметь ширину не менее двух метров. Такую лыжню можно построить только с помощью специализированных устройств. Характерным видом деформации трасс для конькового хода является образование продольного бугра (горба) в середине, который требуется удалять, перераспределяя снег и выравнивая трассу. После обильных снегопадов трассу надо строить практически заново. Вывод: лыжню для конькового хода надо готовить особым образом, с применением специальной техники и за ней надо ухаживать.

Для указанных целей известны и широко применяются гусеничные самоходные машины, известные в спортивной среде под общими названиями: в США - "Snow-Cat", в Европе - "RaTrac", а в России - «ратрак». Все они вначале интенсивно рыхлят снег фрезой, а затем заглаживают взрыхлённую массу финишёрами, представляющими собой сравнительно гибкие пластины с профилированной нижней частью. Стоимость импортных машин превышает 10 млн. рублей и они очень дороги в эксплуатации. Стоимость отечественных, например [1], – приблизительно вдвое меньше. Те и другие требуют высококвалифицированного обслуживания. Вполне рентабельные в местах массового спорта, на горнолыжных курортах, вблизи городов-миллионников, а в Западной Европе – в пределах сравнительно компактного альпийского массива, в России с её громадными расстояниями и низкой плотностью населения подобные машины решить проблему массового вовлечения населения в лыжный спорт не могут: их приобретение и эксплуатация в малонаселённой местности экономически не оправдываются. Кроме того, как показал двухлетний опыт эксплуатации ратрака «Pisten Bully 100» на Габовской лыжне [2], у них есть и принципиальные недостатки, о чём будет сказано ниже.

Специфическими для целей строительства лыжных трасс требованиями являются:

- возможно большая продолжительность рабочего сезона;

- способность работать со всеми видами снега – свежевыпавшего: в мороз или в оттепель, старого плотно прикатанного, промёрзшего после оттепели;

- способность срезать бугры и перераспределять снежную массу равномерно по поверхности трассы;

- стойкость к ударам об деревья, зацепам на ходу за камни или корни;

- ремонтопригодность в условиях неспециализированных мастерских;

- для прицепных устройств – невысокое потребное тяговое усилие, учитывая, что тягачами обычно служат снегоходы в общей массе которых преобладают сравнительно маломощные «Бураны»;

- невысокая стоимость приобретения и владения.

Как показывает опыт США [3], наиболее подходящим орудием для повсеместного строительства снежноуплотнённых, в том числе и лыжных, трасс являются прицепные бороны-волокуши, простые в изготовлении и надёжные в эксплуатации, буксируемые любыми транспортными средствами, способными передвигаться по неглубокому снегу. Конструктивно несложные, они легко масштабируются, позволяя подобрать устройство, по ширине соответствующее возможностям имеющегося тягача.

Простейшие прицепные устройства, по существу представляющие собой широкую лыжу или платформу с плоским или профилированным [4] дном, неспособны выравнивать бугристые и обледеневшие трассы. и потому непригодны для подготовки лыжных и трасс, которые в ходе эксплуатации деформируются, а после оттепели покрываются коркой льда.

Наиболее часто используемые волокуши состоят из плоской рамы, внутри которой установлено несколько рыхлителей, выполненных в виде зубчатых гребёнок или плоских горизонтальных ножей. С задней частью рамы скреплена широкая короткая лыжа с профилированной нижней поверхностью [3, 5, с. 80]. Они хороши при небольшой толщине свежевыпавшего сухого снега и при идеально ровном основании трассы, например на полях и замёрзших водоёмах. В толстом и, в особенности, тяжёлом увлажнённом снегу они вязнут, а на обледенелых трассах просто застревают, врезаясь зубьями или ножами в лёд, и тяговых усилий, на которые способны снегоходы, становится недостаточно для продуктивной работы. В начале и в конце сезона, когда толщина снежного покрова невелика, рыхлители цепляются за бугорки и корни, обычные для любительских трасс, вызывая опасные рывки.  

Описываемое прицепное устройство, или универсальная борона-волокуша, свободная от вышеуказанных недостатков, разработана членами Спортивно-оздоровительного клуба СОК «ГАБО» [2] совместно с ООО «Транспортная техника». Созданная в Габовском сельском поселении Дмитровского района Московской области, она получила название «Габоша»^®.

«Габоша» (рис. 1) представляет собой снабжённую дышлом прицепную борону с установленными на лыжах двумя поперечными зубчатыми рыхлителями и одним или двумя резаками для прокладки лыжни классического хода.

Главным её отличием от известных борон является возможность точно регулировать высоту гребёнок-рыхлителей над уровнем трассы благодаря введению в конструкцию дополнительной, передней лыжи, создающей опорную базу относительно которой может изменяться величина выступания рыхлителей и угол их установки относительно плоскости передней и задней лыж [6]. Это, казалось бы, незначительное усовершенствование существенно расширяет технологические возможности бороны.

Основой бороны (рис. 2 и 3) является неразъёмный узел, содержащий боковые полозья, или лонжероны 1, скреплённые спереди – с дышлом 2, сзади – с задней лыжей 3 и посредине – с зубчатыми рыхлителями 4. Передняя лыжа 5 скреплена с рычагами 6, установленными с возможностью поворота на оси 7 и соединёнными с устройством 8 регулировки высоты подъёма лыжи 5. По боковым и задним кромкам задней лыжи 3 установлены гибкие полиуретановые финишёры 9 с профилированной нижней поверхностью. Назначение финишёров состоит в образовании на поверхности трассы продольных гребней по структуре напоминающих вельвет. Боковые финишёры, установленные под углом 15º к горизонтали, служат для заглаживания краёв лыжни, предотвращающего образование ступеньки. Гребни ускоряют упрочнение подготовленной трассы в ходе её выстаивания, а после срезания их вершин кантами лыж, превращаются в тонкий слой из снежных кристаллов, улучшающий скольжение и создающий опору кантам.

С задней лыжей шарнирно скреплены рычаги 10 с установленными на них резаками-лыжепрокладчиками 11. Для регулировки степени заглубления резаков служит устройство 12. В комплект поставки бороны могут входить один или два резака. Приводы устройств регулировки высоты 8 и 12 могут быть ручными, как показано на рисунках, или дистанционными от актуаторов с электроприводом, управляемых водителем снегохода.

Передний рыхлитель 4-1 обычно устанавливается на 1..2 см выше заднего, что снижает тяговое усилие при обработке плотных и обледенелых трасс. Передний рыхлитель начинает срезать бугор, а задний, расположенный немного ниже, продолжает срезку, выравнивая трассу. На сравнительно ровной трассе работает в основном задний рыхлитель, а передний лишь срезает особо выступающие бугорки. При толстом слое выпавшего снега или при рыхлом влажном снеге рыхлители могут быть подняты и устройство работает в режиме заглаживания не создавая большого вала снега.

Рыхлители установлены под острым углом к поверхности трассы и во время движения создают вращение снежного вала перед собой, что улучшает структуру снега, способствует его лучшему смерзанию и, в определённой степени, очищают его от иголок и веточек, выполняя тем самым функцию фрезы.

Исполнение с актуаторами имеет преимущество, если трасса проложена по пересечённой местности, когда для перед подъёмами приходится оперативно уменьшать тяговое усилие, поднимая рыхлители, а также управлять резаками, не сходя с тягача.

Переход от дышла 2 к полозьям 1 сделан гладким, чтобы предотвратить цепляние за деревья. Двухлетний опыт эксплуатации в лесистой местности показал, что удары о деревья никаких видимых повреждений не вызывают.

Габаритные размеры «Габоши» указаны на рис. 2 и 3. Её масса составляет 107 кг.

Снегоход средней мощности типа типа «Arctic Cat Bearcat 570» с 565-кубовым (62 л.с.) двигателем обеспечивает скорость обработки не менее 20 км/ч. Скорость обработки вдвое более мощным снегоходом типа «Arctic Cat Pantera 7000» с 1049-кубовым (172 л.с.) двигателем достигает 40 км/ч и лимитирована только качеством получаемого вельвета и нарезаемой классической лыжни. Поэтому вначале трасса выравнивается и уплотняется на большой скорости, а затем окончательно отделывается проходом на скорости 20 км/ч.

Основой массового лыжного спорта в России является множество лыжных трасс при небольших населённых пунктах. Для них ратрак избыточен по своим возможностям и недоступен как по цене приобретения, так и по стоимости эксплуатации. Опыт эксплуатации «Габоши» на лыжне «СОК ГАБО» и ещё нескольких лыжных трассах Московской области выявил её серьёзные преимущества перед такими, казалось бы, непревзойдёнными машинами как ратраки:

1. Скорость первичной обработки трассы превышает вдвое скорость ратраков и достигает 40 км/ч.

2. Скорость обработки оттаявших и затем промороженных, льдистых трасс достигает 20 км/ч, тогда как фреза ратрака удовлетворительно перемалывает плотную мёрзлую снеголедяную массу при скорости не свыше 3...5 км/ч.

3. Используя «Габошу» удаётся создавать лыжню приемлемого качества при толщине снежного покрова от пяти сантиметров. Практически это означает, что лыжный сезон может начинаться на месяц раньше и заканчиваться на полмесяца-месяц позже, чем при использовании ратраков.

4. «Габоша» практически нечувствительна к боковым ударам об деревья, тогда как стоимость ремонта ратрака после соударения начинается приблизительно от тысячи евро.

5. Эффективно управлять «Габошей» может любой водитель снегохода после 15-минутного инструктажа. Никакие ошибки управления не приводят к выходу «Габоши» из строя.

6. Хотя из-за малой ширины обработки требуется два или три прохода там, где для ратрака достаточно одного, итоговое время подготовки трассы оказыватся одинаковым из-за большей скорости «Габоши», а стоимость израсходованного топлива, как минимум, вдвое меньше.  

В сравнении с другими известными боронами «Габоша» одинаково эффективна при обработке глубокого (до 20 см) и липкого оттепельного снега. Благодаря регулировке высоты рыхлителей над плоскостью лыж, удаётся избежать зацепов и рывков на плохо спланированных любительских и лесных трассах. При обработке очень запущенных бугристых трасс до получения идеально ровной трассы шириной 3 метра может потребоваться до шести проходов. Но, поскольку скорость обработки на прямых участках достигает 40 км/ч, время подготовки трассы остаётся вполне приемлемым. Оно в большей степени зависит от количества крутых поворотов, вынуждающих снижать скорость, чем от количества проходов.

«Габоша» также является эффективным средством для прокладки снегоходных трасс. Хотя снегоходы являются вездеходным видом транспорта, хождение их по целине, неэкономично. А специально подготовленная снегоходная трасса, даже хорошего качества, при интенсивном движении быстро разбивается, на ней вырастают бугры, снижающие скорость до неприемлемого уровня. На открытой местности проблема решается появлением многочисленных параллельных объездов. В лесистой местности это невозможно. По соображениям безопасности снегоходная трасса должна быть, как минимум, втрое шире снегохода. Строительство такой трассы требует специальной техники. После обильных снегопадов трассу надо строить практически заново, а на открытых местах, где её задувает – обрабатывать ежедневно. Вывод: снегоходные трассы надо готовить особым образом, с применением специальной техники и за ними надо ухаживать.

Использование единственно снегоходов как средства для прокладки снегоходных трасс, так сказать, утаптывание трассы снегоходами, не может быть эффективным как по затратам моторесурса и топлива, так и по достигаемому качеству трассы. Изредка посылать за двадцать километров бульдозер до утонувшей в снегах деревни с двумя десятками жителей не только расточительно, но и бессмысленно, поскольку трассу быстро заметёт до полной незаметности. Использование «Габоши» позволяет буквально за час-полтора двумя проходами освежить двадцатикилометровую трассу до приемлемого для снегоходов состояния. Поэтому описанное устройство является пока практически единственным экономически приемлемым техническим средством для поддержания надёжной снегоходной связи с небольшими удалёнными посёлками.   

Со 2-го квартала 2018 года «Габоша» производится серийно в четырёх модификациях: с одним или двумя резаками и ручной регулировкой высоты рыхлителей и резака, а также с одним или двумя резаками и дистанционным управлением высоты рыхлителей и резака. Конструкция «Габоши» защищена тремя патентами России.

Список литературы

1. http://ratrak.ru/ratraki/

2. http://gabo.su/

3. Guidelines for Snowmobile Trail Groomer Operator Training. Project manager Kim Raap // International Association of Snowmobile administrators, 2005.

4. Патент РФ № 2459031 с приоритетом от 29.07.2010 «Устройство для уплотнения снега».

5. И. Кузьмин. Подготовка лыжных трасс // Лыжный спорт,   № 54, 2012, с. 72.

6. Патент РФ № 2549718 с приоритетом от 18.12.2013 «Прицепное устройство для подготовки лыжных трасс».

THE TRAILER FOR LAYING COMPACTED SNOW TRAILS

Yurii Grigorev, associate professor of the Moscow State Technical University named N. Baumann, Valentin Milovanov, general director of the “Transportnaya Technica LLC”: Timur Umirseitov, engineer-designer of the “Transportnaya Technica LLC”, Gennadii Fishenko, the President of the Sports and Health “GABO”, inventor

The design and technical characteristics of the snowmobile towed harrow-scraper with a width of 1.5 meters for training and routine care ski and snowmobile trails. The height of the gear rippers above the plane of the front and rear skis, between which they are installed, is regulated depending on the load. This provides the ability to work equally effectively on deep, moist and caked snow. The advantages of the harrow over "ratrak" type self-propelled groomers and famous harrows revealed during the two-year operation are presented.

References

1. http://ratrak.ru/ratraki/

2. http://gabo.su/

3. Guidelines for Snowmobile Trail Groomer Operator Training. Project manager Kim Raap / / International Association of Snowmobile administrators, 2005.

4. RF patent № 2459031 priority of 29.07.2010 "Device for compacting snow".

5. I. Kuzmin. Preparation of ski trails / Ski sports, No. 54, 2012, p. 72.

6. RF patent № 2549718 priority from 18.12.2013 "Tow hitch for the preparation of ski trails".