Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали методику, позволяющую снизить риск аварий на лесных дорогах зимой. В ее основе — повышение коэффициента сцепления шин со снежным покрытием. Для определения оптимальных размеров фрикционных материалов и плотности их распределения по покрытию исследователи создали интеллектуальную систему на основе нейросети.
Зимние дороги — это не только вызов для водителей, но и важный элемент логистики, особенно в лесной промышленности. По данным Росстата, в 2024 году в России перевезено 28,2 млн тонн лесных грузов. В лесной местности низкая интенсивность движения, полностью убирать снег нецелесообразно, поэтому его разравнивают и уплотняют, формируя покров. Нередко на такой поверхности снижается общая управляемость транспорта. В Пермском Политехе нашли решение этой проблемы.
Ученые впервые предложили использовать коэффициент сцепления колес со снежным покрытием. А для повышения безопасности на лесных дорогах — наносить на снежный покров фрикционные материалы: частицы песка или камня. Далее исследователи разработали интеллектуальную систему, которая моделирует цифровую версию дороги и строит зависимость коэффициента сцепления от таких факторов, как температура, влажность, толщина и плотность покрытия, а также размер и плотность распределения частиц.
Вычисления показали, что оптимальная величина коэффициента сцепления колес со снежным покрытием может быть обеспечена при использовании частиц каменного материала размером 15 мм с плотностью распределения 6 кг/м2. При этом плотность самой снежной поверхности должна составлять не менее 0,65 г/см3. Ожидаемое значение коэффициента сцепления при этом составило 0,445, что соответствует норме.
«Для частиц 5–10 мм распределение каменных материалов на снежных покровах должно соответствовать не менее чем 4,5 кг/м2. Для 5–20 мм — не менее 7 кг/м2, для 15–20 мм — не менее 8 кг/м2, а для 5–15 мм — не менее 6 кг/м2. Соблюдение этих пропорций позволит обеспечить безопасное движение лесовозного транспорта в зимний период», — рассказал ведущий инженер кафедры «Автомобильные дороги и мосты» ПНИПУ Виталий Задворнов.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале «Деревообрабатывающая промышленность». Работы проведены в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030».
