Снегоборцы

(Окончание. Начало см. «ОС» № 12, 2004 г. и № 1, 2005 г.)

Снегоуборочная техника сильно эволюционировала за последние сто лет, однако даже наличие в отдельно взятом регионе парка высокопроизводительных машин для уборки снега еще не дает гарантии качественного содержания дорог, улиц и аэродромов.

Бецема БЦМ-84 для перевозки и распределения ХКМ

Безусловно, основными средствами для очистки покрытий от снега являются плужно-щеточные и роторные снегоочистители, автогрейдеры и другая механизация. Но убрать снег – полдела. После уборки остается тонкий слой снега, который, слеживаясь, образует наледь. Чтобы его удалить и тем самым предотвратить скользкость покрытий, требуются иные машины – ветровые, тепловые, разбрасыватели реагента и песка. Помимо них применяют и вовсе экзотические аппараты – гладилки и катки.

В городах и на загородных дорогах снег убирают машинами с плужно-щеточными рабочими органами, затем настает черед машин, предназначенных для распределения противогололедных материалов. На аэродромах свежевыпавший и мокрый снег убирают также плужно-щеточными машинами и тракторами, грейдерами и роторами. За ними следом идут тепловые и ветровые машины. Следует также принять во внимание, что борьба с гололедицей на дорожных и аэродромных покрытиях заключается либо в предупреждении ее образования путем своевременной очистки покрытий от воды, слякоти или обработки поверхности покрытий химреагентами до начала или в период образования льда, либо в удалении уже сформировавшегося гололеда. Поэтому обзор следует начать с самых распространенных средств для предупреждения гололеда.

РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Нанесение противогололедных материалов (ПГМ) является, пожалуй, наиболее эффективным способом борьбы с гололедицей на транспортных магистралях. Системы распределения ПГМ (поваренная соль, песок, зола), смонтированные на тракторах и автомобилях, применяют с 1920 годов. На данный момент используют три типа материалов: инертные (песок и щебень для уменьшения коэффициента скольжения и увеличения сцепных качеств); твердые реагенты (соляные, песчано-соляные гранулированные смеси, кальцинированный хлорид кальция, чешуированный хлорид кальция двух-четырехводный или чешуированный хлорид магния) и жидкие химические реагенты (ацетаты калия и ХКМ – хлорид кальция модифицированный с ингибиторами коррозии).

Раньше для борьбы с гололедом и обеспечения безопасного движения в зимнее время использовали песок, золу и поваренную соль. В 1990-х годах для обеспечения чистоты и снижения нагрузки на водоочистные сооружения перешли к использованию противогололедной смеси с повышенным содержанием технической соли и пониженным – песка. Однако негативное воздействие на окружающую среду и неблагоприятные последствия применения технической соли и песчано-соляной смеси, а также других противогололедных реагентов (ПГР), созданных на основе использования отходов, заставили отказаться от них. Новые технологии обработки покрытий требуют соответствующей технической оснащенности машин и экологически безопасных ПГР.

Севдормаш КОРРА-12

Мировой опыт подтверждает, что наилучшие перспективы по качеству имеют хлориды кальция, магния, натрия (CaCl2, MgCl2, NaCl) и соли уксусной кислоты (кальциевомагниевый КМа и калиевый КАц ацетаты). В Москве перешли на использование хлоридов кальция (жидкого и твердого) и магния и ПГМ на основе солей уксусной кислоты.

Для распределения инертных материалов, гранулированных многокомпонентных смесей на основе хлоридных солей и твердых реагентов применяют бункера с лотковыми, центробежными или дисковыми (тарельчатыми) распределителями. Бункер устанавливают на раму грузового автомобиля, специального шасси (ТЕТР, Рекстром), трактора (Белдортехника, КрВЗ), автомобильного или тракторного прицепа (ДКТ, Лидсельмаш, Сатол, РЭРМЗ). Среди конструкций встречаются и простейшие системы без податчика (обычно для навески на тракторы), и бункерные кузова с транспортером, подающим реагенты или материалы на разбрасыватель, валковыми мешалками, пластинчатыми дозаторами и мельничными валиками. Машины Дормаш, Мосдормаш, Сатол, Экомтех и Schmidt оборудованы системой увлажнения ПГР и пультом со счетчиком разбрасывания EpoBasic. Автоматическая система дозирует подачу раствора независимо от скорости машины.

Тепловая машина АИСТ-5ТМ

В качестве емкости для жидких реагентов используют базовые автоцистерны, грузовые машины со специально оборудованным кузовом для установки нескольких баков-кассет, автомобильные и тракторные прицепы и даже транспортные полуприцепы с цистерной. В России такой полуприцеп с цистерной вместимостью 20 000 л для перевозки ХКМ и нейтральных жидких растворов плотностью 1,4 т/м³ с 2001 года выпускает компания «Бецема». На базовый трехосный тягач МАЗ спереди может быть установлена система распределения ПГР. Жидкие реагенты распределяются с помощью водяных насосов центробежного типа. Простота конструкции позволяет без сложных переделок использовать и поливочно-моечные машины с низконапорной системой орошения. Оборудование распределения жидких ПГР для цистерн КО-829А, КО-713-01 и КДМ-130 на шасси ЗИЛ-433362 с 2000 года выпускает ЗАО «Доркомтехника».

В отдельную группу следует выделить машины для распределения реагентов на взлетно-посадочных полосах (ВПП), рулежных дорожках (РД), рулежных полосах (РП) и перронах аэродромов. В отличие от машин, используемых в городе и на патрульной поливке магистралей, их оборудуют штанговыми опрыскивателями, увеличивающими рабочую зону при поливке до 12...15 м (Севдормаш КОРРА-12). Шланги смонтированы на складывающейся раме, закрепленной на раме автомобиля «Урал-4320-1912» или МАЗ-5443. Для распределения ПГР служат четыре роторных электрораспылителя с диаметром форсунки 4 мм. Два центробежных насоса обеспечивают высокую производительность при малом давлении и низкой потребляемой мощности (28 В, 72 А).

Тепловой агрегат ТМ-59Г

При химическом способе гололедные образования с аэродромных покрытий удаляют с помощью химреагентов (АНС, карбамид). Для борьбы с гололедицей применяют и гранулированные реагенты. Реагент АНС может применяться на покрытиях всех типов. Он эффективно плавит лед при температуре воздуха до –12 °С за 10...30 мин в зависимости от толщины ледяной пленки и температуры окружающей среды. Применение АНС на цементобетонных покрытиях, возраст которых менее двух лет, запрещается. Карбамид, который эффективно действует при температуре воздуха не ниже –5 °С, разрешается применять только на асфальтобетонных покрытиях. Применение карбамида на цементобетонных покрытиях запрещается. Эффективность плавления льда карбамидом при указанной температуре окружающей среды такая же, как АНС.

При таких жестких температурных ограничениях появляется резон применить другие способы для удаления снега и гололеда.

ГАЗОСТРУЙНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ

Для удаления гололедицы тепловым способом применяют тепловые машины. Наличие значительной тепловой энергии в струе авиадвигателей позволяет в отдельных случаях эксплуатировать ветровые машины для удаления льда с покрытий, но надо учитывать, что к.п.д. ветровых машин на работах по удалению гололеда меньше, чем тепловых машин. При удалении гололедных образований с аэродромных покрытий ветровые машины рекомендуется использовать только в комплексе с тепловыми машинами для сдувания воды и не сцепленных снежно-ледяных образований после прохождения тепловых машин.

Ветровая машина АИСТ-5ВМ

Газоструйные тепловые машины относятся к средствам механизации производственных процессов в авиации и предназначены для плавления снега, наледи за счет воздействия тепловой (100...400 С°) газовой струи авиационного двигателя. Их производительность от 1 до 16 га/ч. Рабочий орган тепловой машины – модуль газогенератора, навешенный под рамой прицепа одноосного тягача («Амкодор 9561»), прицепа (Севдормаш ТМГ-3А-01, Мценск КОММАШ ТМ-59Г) или на раме автомобиля (АИСТ-5М).

Очистку от снега покрытия ВПП и РД производят, как правило, вдоль продольной оси покрытий от оси к обочинам по схеме от центра к краю или от края к центру, а очистка РП на перроне и МС – от края к центру. При наличии бокового ветра схема очистки меняется со смещением в подветренную сторону. При сильном боковом ветре очистку покрытий от снега следует проводить в одну сторону, по направлению ветра. Для большей эффективности необходимо учитывать существующий уклон полосы. Удаление гололедицы и предупреждение образования льда проводят химическим и тепловым способами. При выборе способа очистки следует все-таки учитывать, что производительность удаления гололедных образований химическим способом выше, чем тепловым.

ГАЗОСТРУЙНЫЕ ВЕТРОВЫЕ МАШИНЫ

Пламеструйный агрегат Overaasen

Как и газоструйные тепловые машины, ветровые установки относятся к средствам механизации производственных процессов в авиации, но их сфера применения более широкая: они предназначены для очистки твердых покрытий аэродромов от влаги, снега, посторонних предметов за счет кинетического воздействия газовой струи авиационного двигателя – генератора воздушного потока. В этом их главное различие. Ветровая машина по принципу действия похожа на пылесос с той лишь разницей, что поток воздуха направлен в сторону от двигателя.

Ветровые машины, в просторечии именуемые турбинками, эксплуатируют везде – от Елизово до Калининграда, от Мурманска до Сочи. Максимальное их воздействие в зимний период заключается в подсушке. В основном же ветровые машины используют для быстрой и эффективной очистки поверхности ВПП от посторонних предметов. Модуль продувочного реактивного двигателя навешивают под рамой прицепа одноосного тягача (СКБМ-ОС-1), полуприцепа («Амкодор 9463») или на раме автомобиля (АИСТ-5ВМ, АИСТ-5ВМУ, СКБМ ОС-12). На раме вместо кузова установлен надрамник, на котором смонтированы моторама авиадвигателя, топливная емкость и бронеперегородки. Моторама предназначена для крепления авиадвигателя и верхнего колена газоотводящего канала. Нижнее колено газоотводящего канала крепится к раме шасси. В кабине автомобиля установлены пульт управления и контроля, а также рычаг закрытия пожарного крана. Пульт управления с помощью электрокабелей соединен с пусковой панелью, аэродромным источником питания, аккумуляторами, датчиком двигателя, электромеханизмами управления клапаном перепуска и положением поворотного сопла. Рычаг закрытия пожарного крана с помощью гидросистемы соединен с краном, установленным в топливной системе низкого давления.

Газоструйная противогололедная машина СКБМ ОС-1 в составе одноосного тягача МоАЗ-546П

Ветровые машины впечатляют прежде всего своей чудовищной производительностью – за час работы АИСТ-5ВМ, например, очищает 90 га, сжигая 1700 кг топлива.

Однако ветровые машины не рекомендуется применять для очистки покрытий от снега в интервале температур от 0 до –7 °С. При работе тепловых и ветровых машин на ВПП и РД следует принимать меры, исключающие повреждение светосигнального оборудования, снижение частоты вращения авиадвигателей, направление струи двигателя в сторону от огней и др., а работа на перроне и МС ветровых и тепловых машин должна производиться в сторону от зданий, сооружений и ВС. Эти ограничения в 1950-е годы при недоверии к химреагентам дали жизнь совершенно экзотическому виду уборки – пламеструйному сжиганию снега.

ПЛАМЕСТРУЙНЫЕ АГРЕГАТЫ

Гололед, как известно, представляет собой тонкий слой плотного льда толщиной преимущественно от 0,5 до 4 мм, образующийся, как правило, в диапазоне температур воздуха от 0 до –6 °С при охлаждении и замерзании переохлажденных капель дождя, мороси или тумана. Гололедные образования могут также появляться при замерзании на покрытии воды или слякоти при понижении температуры ниже 0 °С, а также при резком колебании температуры воздуха (кристаллизация водяного пара на поверхности покрытия, минуя жидкую фазу). Близкими по своим свойствам к гололеду являются образования, возникающие при замерзании оплавленного снега от воздействия газовоздушных струй авиадвигателей самолетов, ветровых и тепловых машин. А пока конструкторы укрощали реактивную тягу, одним из эффективных средств борьбы с гололедом, к тому же почти не оказывающим воздействие на грунты, считалось плавление снега и наледи направленной струей открытого пламени.

Амкодор 9561

Пламеструйные агрегаты относятся к тепловым средствам удаления снега и наледи. Целесообразность применения этих курьезов техники, даже на пике их популярности в конце 1960-х годов, ставилась под сомнение. Изначально их предполагалось применять на ВПП, РД и РП аэродромов, но из-за низкой производительности при работе на больших площадях, а также в силу ряда положительных побочных эффектов, достигаемых за счет конструкции (отсутствие направленного газоструйного потока воздуха), наиболее целесообразным считалось применение на перронах аэродромов, складских и товарных дворах, в портах, а также на территориях с ограниченным пространством: грузовых дворах заводов и фабрик, маневровых площадках портов, автодорожных пересечениях с многопутными железнодорожными переездами на сортировочных станциях. Именно там технологически было оправдано использование направленной струи открытого пламени с целью быстро растопить снег и наледь. Однако на аэродромах эти машины не прижились – перепад температур приводил к быстрому разрушению дорожных одежд, и были случаи возгорания битумных заплат. В Европе такие агрегаты выпускала компания O/veraasen. На данный момент эти агрегаты эксплуатируют в некоторых северных странах Европы. Агрегат, как правило, монтируют на шасси колесного трактора, фронтального погрузчика или автомобилей с пониженными транспортными скоростями типа Bremah, Unimog, Reynolds Boughton и др. Топливо (бензин или керосин) подается из бака по топливной магистрали к горелкам, закрепленным на штанге. Горючее поджигается у форсунок электрозапалом или факелом, а дальше лед переходит из одного агрегатного состояния в другой. Все просто – снег испаряется! Теперь гололед нам не страшен!