Предлагается разраб отка роботизированного устройства для обслуживания кормового стола в коровнике, осуществляющего подталкивание кормовой смеси к ограждению кормового стола и делающего его более доступным для животных. Дозатор концентрированных кормовых добавок позволяет улучшить вкусовые качества кормовой смеси, тем самым повысив уровень потребления корма животными и их продуктивность. Моделирование и проектирование узлов разрабатываемого устройства осуществлялись с использованием ПО Компас 3-D; имитационное моделирование системы управления электропривода устройства разрабатывалось в среде Matlab/Simulink; программное обеспечение для контроля параметров работы предлагаемого устройства разрабатывалось инструментами Visual Studio code на языке C-Sharp. Разработанный на основе имитационной модели электропривод позволил создать лабораторный образец роботизированной платформы. Разработанное устройство способно перемещаться в ручном и автоматическом режиме по предварительно заданной траектории. Программное обеспечение, устанавливаемое на ПК, отслеживает процесс работы устройства, его позиционирование в коровнике, количество и вид дозируемых кормовых добавок, уровень заряда АКБ. Отмечено, что внедрение разработанного устройства в технологический процесс кормления крупного рогатого скота снизит трудозатраты на кормление животных.

Самыми трудоёмкими этапами технологии послеуборочной обработки семян трав являются вытирание и очистка их от примесей. Для вытирания семян из пыжины клевера и других бобовых и злаковых трав, а также скарификации твёрдых семян бобовых трав разработана клеверотёрка-скарификатор КС-0,2. Её недостатком является отсутствие в конструкции устройства для очистки вытертых семян от примесей, что затрудняет их дальнейшую очистку на последующих машинах технологической линии. Для устранения данного недостатка клеверотёрка-скарификатор была оборудована пневмосепарирующим устройством для очистки вытертых семян от лёгких примесей. Цель исследования – экспериментальное обоснование основных конструктивно-технологических параметров пневмосепарирующего устройства клеверотёрки-скарификатора, обеспечивающего эффект очистки от лёгких примесей не менее 60%. Исследования проводили по общепринятым методикам с применением планирования многофакторного эксперимента на лабораторной установке клеверотёрки при очистке семян красного клевера от лёгких примесей. Результаты исследования показали, что максимальное значение эффекта очистки от лёгких примесей (96,7%) достигается при минимальной подаче исходного материала 200 кг/ч; 42,85° угла наклона скатной доски; максимальной глубине пневмосепарирующего канала 0,11 м. Исходя из конструктивных соображений и максимальной пропускной способности клеверотёрки-скарификатора в качестве оптимального было выбрано следующее сочетание факторов: подача исходного материала – 300 кг/ч; угол наклона скатной доски – 45°; глубина пневмосепарирующего канала – 0,09 м. При данном сочетании факторов эффект очистки от лёгких примесей соответствует требованиям технического задания и составляет 75,2%. Таким образом, проведённое исследование позволило обосновать основные конструктивно-технологические параметры пневмосепарирующего устройства клеверотёрки-скарификатора.

Применение микроэлементов в виде хелатного удобрения может повысить урожайность и лежкость клубней картофеля. При обработке посадок после смыкания ботвы тракторным агрегатом возможно сильное повреждение растений колесами трактора. В таком случае целесообразно использовать дроны. Целью исследований являлась сравнительная оценка влияния инновационных препаратов, содержащих серу и микроэлементы (Fe, Zn, Mn, Cu, Mo, Co, B) в хелатной форме, и препарата Акварин-12 на урожайность и лёжкость клубней картофеля сортов Удача и Колобок, а также предварительный расчёт ширины распыла (захвата) при опрыскивании посадок картофеля данными препаратами с помощью дрона. Исследования проводили в 2018-2019 гг. на дерново-подзолистой супесчаной почве. Опыт выполняли в соответствии с требованиями методики полевого опыта и методики исследований по культуре картофеля. Опыт был заложен согласно схеме, методом систематического размещения делянок в четырехкратной повторности с густотой посадки 44,4 тыс. кустов/га, шириной междурядий 75 см. Установлено, что применение испытуемых препаратов позволило повысить урожайность на 3,4…8,7 т/га (12…37%) и снизить общие потери при хранении на 1,6…2,3%. Рассчитано, что при высоте полёта дрона 9 м величина ширины распыла или ширины захвата опрыскивания составила 10,4 м. При проведении полевых испытаний на поле площадью 120×20 м с высотой растений до 1,0 м дрон справился с задачей за 15 мин (включая дозаправку). Существенная прибавка урожайности и снижение общих потерь при хранении подтверждают целесообразность использования при выращивании картофеля препаратов с микроэлементами в хелатной форме.

В статье рассмотрены вопросы разработки системы критериев и показателей для формирования и развития вторичного рынка подержанной сельскохозяйственной техники (ВРПТ) с целью оптимизации машинно-тракторного парка. Отмечено, что машинно-тракторный парк АПК РФ на 35…40% недоукомплектован самой востребованной сельхозтехникой. Около 60% хозяйств региональных агрокомплексов ориентированы на приобретение техники вторичного рынка на условиях ее технической готовности и стоимости, не превышающей 60…65% стоимости новой. Представлены современная концепция развития отечественного рынка сельскохозяйственной техники и методология формирования ВРПТ. Перечислены основные задачи по формированию вторичного рынка подержанной сельскохозяйственной техники и представлена информационно-функциональная структура ВРПТ. Системное развитие ВРПТ в АПК России позволит в ближайшие 3-4 года повысить уровень технической готовности сельскохозяйственных машин на 5…7% и увеличить машинно-тракторный парк (МТП) АПК на 50…55 тыс. тракторов, 10…12 тыс. зерноуборочных комбайнов и 3…3,5 тыс. кормоуборочных комбайнов. Формирование ВРПТ в АПК России позволит, кроме увеличения МТП, значительно усилить инженерно-техническую систему АПК. У сельхозтоваропроизводителей появится возможность упрощения процедуры поиска потенциальных поставщиков и потребителей сельскохозяйственной техники, а также формирования реальных цен на подержанные ресурсы и предоставления участникам ВРПТ гарантий по исполнению сделок.

В статье представлены предложения по улучшению экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу. Исследованы возможности снижения выбросов токсичных компонентов с отработавшими газами газодизеля, работающего на сжиженных пропан-бутановых смесях. Эксперименты, проведенные в диапазоне изменения нагрузки от 10 до 100% и частот вращения 1400…2000 об/мин, показали, что газодизель обеспечивает достаточно высокий уровень замещения дизельного топлива газовыми смесями. Указаны основные направления уменьшения выбросов токсичных компонентов отработавших газов за счет оптимизации регулирования двигателя: изменение мощности двигателя при воздействии на подачу топлива, газа и дросселирование воздушного заряда на впуске. Регулирование обеспечивает обогащение первых сгорающих порций для снижения оксидов азота и сохранение обеднения основного заряда в пределах воспламеняемости газовоздушного заряда для уменьшения окиси углерода и углеводородов. Установлено, что при переходе на работу по газодизельному циклу «качественное» регулирование мощности только за счет подачи газа обеспечивает снижение выбросов оксидов азота газодизелем по сравнению с дизелем практически во всем диапазоне нагрузки. При высоких нагрузках (более 80%) обеспечивается стабильная работа двигателя при замещении 90% дизельного топлива на газ. При этом во всем диапазоне нагрузки концентрация оксидов азота уменьшается не менее чем на 15…20% по сравнению с дизелем. Однако отмечается повышенный выброс углеводородов и окиси углерода с отработавшими газами. Экспериментальными исследованиями установлено, что оптимизация параметров регулирования газодизеля позволяет снизить массовый выброс оксидов азота с отработавшими газами в 2…3 раза и многократно уменьшить выброс продуктов неполного сгорания – окиси углерода и углеводородов. Подтверждена гипотеза о возможности улучшения экологических характеристик дизеля при использовании газообразного углеводородного топлива и организации работы двигателя по газодизельному циклу

Рассмотрены теоретические основы формирования покрытия при вневанном способе микродугового оксидирования (МДО) применительно к точечному противоэлектроду. Математически обоснованы зависимости скорости роста толщины покрытия от электрических, геометрических и химических параметров процесса МДО. Разработан алгоритм расчета производительности процесса МДО, обусловленный скоростью роста толщины покрытия. Проверка разработанной методики экспериментального выбора режимов вневанного МДО алюминиевых сплавов с электронейтральным соплом проводилась с целью получения покрытия на небольшом участке детали с плоской поверхностью. В эксперименте при неизменном расстоянии «Сопло-изделие», равном 10 мм, расстояние «Электрод-изделие» принимало значения 5, 10, 20, 30 мм. В качестве «плоской» поверхности принимался торец прутка диаметром 50 мм из сплава Д16Т на основе алюминия, электродом служил пруток из стали 08X18H10T диаметром 6 мм. В качестве электролита применялся состав для ванного способа: 8 г КОН, 30…35 г Na2SiO3, 1 г нанопорошка искусственного алмаза на 6 л дистиллированной воды. Продолжительность процесса МДО составляла 120 мин. Экспериментально установлено, что увеличение расстояния «Электрод-изделие» снижает потенциал формирования покрытия, что вызывает снижение силы тока в электрохимической цепи. Анализ толщины МДО-покрытия выявил, что 5…15 мм – это оптимальное расстояние от электрода и сопла до изделия, при котором обеспечивается стабильная толщина покрытия более 100 мкм, на площади, равной и большей площади сечения сопла, подающего электролит. Экспериментально подтверждена целесообразность применения разработанной математической модели и методики выбора режимов процесса при вневанном способе микродугового оксидирования. Экспериментальными исследованиями установлено, что предлагаемая схема ведения процесса МДО обеспечивает увеличение производительности (скорости роста толщины) нанесения покрытия на 20% и снижение энергопотребления на 25%.

Величина износа деталей рабочих органов машин, эксплуатирующихся в абразивной среде, во многом определяет их ресурс. Однако в ряде случаев остановка техники связана с изломами исполнительных органов вследствие их истирания. В этом случае работоспособное состояние изделия определяется допускаемыми напряжениями. Теоретические исследования по нахождению математических зависимостей, связывающих износ и допускаемые напряжения, актуальны. Кроме того, они имеют общий характер и могут быть применены к различным по природе материалам: металлу, полимеру, композиту. Целью исследований является теоретическое исследование влияния внешних силовых факторов на прочность консольно-закрепленных деталей различных геометрических форм в процессе их абразивного изнашивания в период эксплуатации при равномерном их нагружении, то есть теоретическое определение величины предельного износа детали по допускаемым напряжениям. В результате исследования получено математическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между максимально допустимыми напряжениями и величиной предельного износа консольно-закрепленной детали при равномерном нагружении, которая позволяет вычислить значения максимальных растягивающих напряжений в ее сечениях. Установлено, что максимальные растягивающие напряжения характерны для места защемления балки независимо от ее формы.

Посевные качества семян – такие, как всхожесть, энергия прорастания, масса 1000 семян и др., являются одной из составляющих получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Технологические приёмы обработки семян и зерна энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) предполагают использование различных типов СВЧ-устройств, различающихся как по принципу действия, так и по конструктивному исполнению. По сути процесс СВЧ-обработки семян аналогичен процессу термообработки диэлектрических материалов. Следовательно, в зависимости от поставленной цели обработки СВЧ-устройства должны обеспечивать избирательность СВЧ-нагрева, высокий коэффициент преобразования СВЧ-энергии в тепловую, равномерность СВЧ-обработки объёма материала, защиту СВЧ-генератора и электромагнитную безопасность. При СВЧ-обработке семян важно обеспечить равномерность обработки объёма семян и автоматически поддерживать оптимальные режимы обработки (режимы СВЧ-нагрева). Для СВЧ-обработки семян предлагается конструкция установки. Особенностью предлагаемой конструкции является то, что обработка семян производится на движущейся ленте под излучателем с контролем и управлением процессом по скорости и конечной температуре нагрева, а также обеспечением согласования СВЧ-источника с нагрузкой (слоем семян на транспортёрной ленте). Предлагается также алгоритм реализации микропроцессорного управления устройством. Таким образом, предлагаемая конструкция установки для обработки семян в слое под излучателем на движущейся транспортёрной ленте, а также технологический алгоритм согласования СВЧ-источника с нагрузкой позволяют обеспечить гарантированное соблюдение режимов обработки в строго заданных диапазонах конечной температуры и скорости СВЧ-нагрева материала, а также защиту СВЧ-источника от отражённых электромагнитных волн.

В Центральной части РФ доказано эффективное использование современных электрифицированных дождевальных машин кругового действия. Их конструкции выбирают в зависимости от агротехнических требований к поливу, в том числе изменения диаметра водораспределительного трубопровода. Однако при изменении диаметра трубопровода изменяется нагрузка на электропривод опорных тележек дождевальных машин, что приводит к соответствующему изменению энергопотребления. В свою очередь это также изменяет нагрузку насоса водоподачи. В работе ставится задача определения оптимального изменения диаметра трубопроводом по критерию минимума энергопотребления с учетом ряда допущений. Рассмотрена зависимость изменения нагрузки на электропривод опорной тележки от изменения диаметра трубопровода одной секции. Установлено, что уменьшение диаметра на 27% (например, переход диаметра с 219 на 159 мм) приводит к уменьшению нагрузки на электропривод на 38%. Однако это также приводит к увеличению потерь напора, создаваемого электродвигателем насоса, соответственно к увеличению нагрузки и энергопотреблению на 0,8…3,8%. На первый взгляд, эффект очевиден, однако мощность электродвигателя насоса водоподачи в 10…25 раз больше мощности электродвигателя опорной тележки. На основе коэффициентов подобия составляющих полива (водоподачи и водораспределения) получена зависимость общего энергопотребления от изменения диаметра водораспределительного трубопровода. Дифференцированием полученной функции получена зависимость величины оптимального диаметра для конкретных условий эксплуатации. Построены графики зависимостей энергопотребления от изменения диаметра с учетом некоторых ограничений: подачи насоса, статического напора, количества секций дождевальной машины.

Изменение мощности электродных водонагревателей в зависимости от качества воды является основным их недостатком. Для устранения этого недостатка и повышения надёжности и качества работы водонагревателя разработана электродная система нагрева воды и проведен анализ её режима работы. В статье рассматривается агрегатированная система электродного нагрева воды, состоящая из однофазного электродного водонагревателя, подключаемого к однофазной сети через вентильно-конденсаторный преобразователь с дозируемой передачей энергии. Для регулирования и стабилизации мощности нагрева накопительная ёмкость преобразователя выполнена разделённой на отдельные секции. Выполненный формульный анализ режима нагрузки агрегатированной системы позволяет оптимизировать её режим работы. С целью повышения безопасности и удобства эксплуатации установки в электрической схеме предусмотрены дополнительные блокировки соответствующих электрических цепей. Сделан вывод о целесообразности использования однофазных электродных водонагревателей включением через вентильно-конденсаторный преобразователь с дозированной передачей энергии позволяющим регулировать и стабилизировать мощность нагрева и тем самым повысить электробезопасность, функциональность, надёжность электродных водонагревателей, а также обеспечить существенное повышение качества работы.

В статье рассмотрена специфика использования VR-лаборатории в качестве структурного подразделения и компонента организационно-педагогических условий подготовки обучающихся в отраслевых вузах Министерства сельского хозяйства Российской Федерации. Заложено определение понятия VR-лаборатории как одного из узловых компонентов организационно-педагогических условий реализации программ высшего аграрного образования, обозначена дуальность направленного формирования компетенций (общепрофессиональных и профессиональных) за счёт использования оборудования VR-лаборатории в качестве как объекта изучения, так и средства обучения. Даны рекомендации по внедрению VR-лаборатории в организационную и управленческую структуру образовательных организаций высшего образования, а также рекомендации по её кадровому и контентному наполнению, с учётом возрастных особенностей представителей профессорско-преподавательского состава. С использованием нотации BPMN2.0 разработана и предложена к использованию информационная модель процесса самостоятельной подготовки обучающихся в рамках VR-лабораторий отечественных аграрных вузов. Отмечено, что применение средств виртуальной реальности в программах высшего аграрного образования демонстрирует ряд преимуществ, среди которых – обеспечение безопасных контролируемых условий практик, возможность наглядной трансляции передового производственного опыта регионов России и зарубежья, преодоление проблемы ограниченности натурных анатомических, геолого-минералогических, технических и других образцов независимость от погодных условий и географической удалённости. Создание в аграрном вузе VR-лаборатории в соответствии с разработанной информационной моделью и своевременным пополнением базы образовательного контента позволит поддерживать устойчивый темп цифровизации образовательного процесса и повысит конкурентоспособность выпускников на рынке труда.

В статье показано, что необходим комплексный межотраслевой подход к решению вопросов системного управления энергосбережением в сельском хозяйстве и обоснования рациональных мер экономической поддержки внедрения энергосберегающих технологий, машин, проектов со стороны государства. Таким требованиям отвечает энергоэкономический (биоэнергетический) метод оценки. Энергоэкономическая оценка заключается в сопоставлении в единых единицах измерения затрат на возделывание растений или обслуживание животных с результатами производства и имеет преимущественно общегосударственное стратегическое значение. На основе такого обоснования могут быть разработаны экономические ориентиры и стимулы для внедрения новых энергоэффективных технологий, машин и проектов, направленных на использование возобновляемых источников энергии. Приведен подход к совершенствованию методологии энергоэкономической оценки аграрных технологий и проектов при использовании в технологических процессах возобновляемых источников энергии. Обосновано, что для обеспечения достоверности энергоэкономической оценки в связи с постоянными технологическими и организационными изменениями и цифровизацией техники и экономики необходимо продолжить исследования в направлении совершенствования методологии оценки, уточнения и регулярного обновления энергетических эквивалентов.

За годы программно-целевого управления развитием сельского хозяйства России отрасль добилась существенного увеличения объёмов производства. Особые результаты достигнуты в производстве зерновых культур. Это позволило удовлетворить потребности внутреннего рынка и нарастить объёмы поставок на внешние рынки. Несмотря на ряд достигнутых положительных результатов в сельском хозяйстве за время программно-целевого управления, особенно в период действия антироссийских санкций и проводимой политики импортозамещения, в полной мере не решена проблема обеспечения отрасли средствами производства. Это сдерживает реализацию экспортного потенциала России. Для дальнейшего увеличения объёмов производства сельхозпродукции требуется техническое перевооружение отрасли, что повысит эффективность производства. В этих целях необходимо оценить выполнение целевых программ в решении проблемы технического перевооружения. Исследование проведено на основе системного подхода с использованием актуальных материалов официальной статистики. В период реализации целевых программ наблюдаются крайне низкие темпы технического перевооружения сельского хозяйства, сохраняется высокая доля устаревшей сельхозтехники, тракторов и комбайнов импортного производства, снижается энергообеспеченность отрасли. Недостаточная обеспеченность сельского хозяйства средствами производства сдерживает темпы роста производительности труда. Установленные в Государственной программе целевые показатели обновления сельхозтехники являются низкими и перевыполняются на протяжении нескольких предшествующих лет, и они не свидетельствуют о высоких темпах технического перевооружения сельского хозяйства. Полученные результаты исследования служат основой для корректировки действующего механизма программно-целевого управления развитием сельского хозяйства.