РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН В СТВОЛЕ И ВЕТВЯХ
(ВИБРАЦИОННЫЕ ПЛОДОУБОРОЧНЫЕ МАШИНЫ)
Теоретическое исследование закономерностей распространения волн в стволе
и ветвях при колебаниях затруднительно из-за невозможности учесть
влияние всех случайных факторов на процесс волнообразования. В связи с
этим исследование закономерностей распространения волн в стволе и ветвях
проводилось экспериментальным путем с помощью скоростной киносъемки
(кинооператор И. А. Кост).
Процесс волнообразования в стволе и ветвях изучали на сливовых деревьях
сорта Тулеу грае с ярко выраженным проводником (стволом), примерно
одинаковых по размерам и по количеству скелетных ветвей. Высота
центральных стволов была 4,5 м, длина первой пары скелетных ветвей 3 м,
место прикрепления их к стволу на высоте 90 см от земли с углом
отхождения от вертикали 35°; вторая пара скелетных ветвей имела
параметры соответственно 2,2 м, 180 см и 35°.
Съемку выполняли в Молдавии при скорости 500—600
кадров в секунду. Амплитуду вынужденных колебаний ствола устанавливали
15, 20 и 25 мм. Каждую амплитуду колебаний проверяли на четырех круговых
частотах: 62,8; 73; 84; 94 с-1 при •обхвате ствола на расстоянии 50—120
см от земли. Опыты проводили по 3 раза на каждом режиме работы.
Обработка материалов киносъемки показала, что при установившихся режимах
работы вибратора в стволе и ветвях образуются стоячие волны. В местах
образования узлов ствол ъ ветвь практически не получают колебаний,
поэтому плоды, расположенные вблизи узлов, не могут оторваться от
места прикрепления. На основании этого сделан один из важных выводов —
для высокой полноты съема плодов необходимо охватывать вибрацией все
участки ствола и ветвей, что может быть достигнуто сообщением стволу и
ветвям ' колебаний с переменной частотой и амплитудой.
Установлено также, что длина волны уменьшается по мере уменьшения
жесткости ствола и ветвей, а амплитуда колебаний при этом увеличивается.
Этим объясняется опадание плодов, в первую очередь, с верхних частей
деревьев, большой разброс их и даже обламывание верхних частей ствола и
ветвей. На основании наблюдений сделан второй важнейших вывод —
колебания дерева с плодами необходимо начинать при частоте не более 2/3
оптимальной, что обеспечит попадание плодов на улавливающее
приспособление, позволит улучшить полноту съема за счет охвата
переменной вибрацией всех участков ствола и ветвей и исключит поломку
верхних частей дерева.
Скоростной съемкой установлено, что при понижении места захвата
увеличиваются амплитуды колебаний ствола и ветвей при одних и тех же
режимах работы вибратора. Эти наблюдения позволили сделать третий важный
вывод — для обеспечения высокой полноты съема плодов при минимально
возможном времени колебания дерево необходимо захватывать по возможности
ниже от земли, а скелетную ветвь необходимо захватывать на 1/3 ее длины
от места прикрепления к стволу.
Имея экспериментальные данные по закономерностям распространения волн в
стволе и ветвях и зная место положения плода на ветви, можно подсчитать
амплитуду колебаний его точки подвеса, полагая, что частота колебаний
передается Точке подвеса полностью. Этот вывод подтвержден результатами
дешифровки материалов скоростной киносъемки.