Из ранее известных подходов в использовании теорий в практике влагообеспеченности растения наиболее перспективным является подход, основанный на биоэнергетической теории продуктивности. Сделан краткий обзор теорий и открытий в практике влагообеспеченности растения и методов ее оценки. Предложено оценивать потребность растений в воде количеством, которое необходимо израсходовать на транспирацию, чтобы испарительным охлаждением снизить температуру листа растения до значения температурного оптимума фотосинтеза. Показано, что оптическое излучение, наряду с фотосинтезным, оказывает и другие воздействия на растение (тепловое, фотопериодическое, фотоморфогенное и др.). Предложено перевести показатели (критерии), характеризующие основные условия внешней среды на термодинамическую основу. Цель исследований - обоснование аналитической зависимости учета влияния облученности и температуры на влагообеспеченность растений. При помощи экспериментальных замеров и расчетов испаряемой воды получены две выборки расходов испарительного охлаждения, которые имеют одинаковые характеристики. На основе анализа результатов исследований получена аналитическая зависимость испаряемой воды при постоянной освещенности в виде полинома второй степени. Указано, что после момента включения освещения сначала идет снижение испаряемой воды, а после наступает фаза активного фотосинтеза и происходит рост испаряемой воды. Установлено, что с учетом биоэнергетических аспектов обеспечение растения водой следует осуществлять из средней величины, равной 0,7 г/ч, а с наступлением активной фазы фотосинтеза ежечасно вносить поправку согласно выведенной зависимости.

Качество уборки лука определяется работой выкапывающего рабочего органа, так как в зависимости от его типа и технологических параметров зависят конструктивно-технологические параметры сепарирующих устройств. Представлены результаты исследований по обоснованию оптимальных технологических параметров выкапывающего лемеха для уборки корнеплодов и лука в зависимости от изменения физико-механических свойств материала, взаимодействующего с исследуемым рабочим органом (глубина подкапывания и поступательная скорость движения). Обоснованы основные конструктивные и технологические параметры исследуемого подкапывающего рабочего органа. Получены формулы, позволяющие определить оптимальный радиус кривизны формы рабочей поверхности подкапывающего лемеха в полярных координатах и дифференциального уравнения движения частицы почвы по поверхности лемеха для подкапывания корнеплодов и лука. Представлены результаты исследований по обоснованию конструкции подкапывающего лемеха по наибольшей скорости подъема частицы почвы в зависимости от формы его рабочей поверхности. Установлено, что подкапывающий лемех с рабочей поверхностью, выполненной по спирали Архимеда, способен обеспечивать наиболее качественный процесс извлечения корнеплодов и луковиц из почвы.

Обоснована схема конструкции фрезерной двухбарабанной машины для обработки почвы при современных грядовых технологиях возделывания овощных культур. Проведенные полевые испытания опытных образцов машины, разработанной совместно Федеральным агроинженерным центром ВИМ и Российским государственным аграрным университетом - МСХА имени К.А. Тимирязева, показали, что данная конструкция не всегда обеспечивает рыхление верхнего слоя почвы в соответствии с агротехническими требованиями для формирования гряд. Предложена математическая модель для компьютерных расчетов основных параметров рабочих органов машины-грядообразователя - диаметров и частот вращения фрезерных барабанов. Выполнено компьютерное моделирование и проведены расчеты кинематических показателей работы машины - подачи на нож и степени крошения (толщины стружки, отрезаемой ножами фрезерных барабанов), а также энергетических показателей, действующих на фрезерные барабаны сил сопротивления почвы, крутящих моментов, а также мощности передаваемой через вал отбора мощности трактора. Описанная математическая модель работы машины учитывает различные почвенные условия. Разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции машины путем оснащения привода заднего фрезерного барабана от гидромотор-редуктора. В результате аналитических исследований определено, что для повышения качества обработки почвы и снижения энергетических затрат необходимо плавное регулирование частоты вращения заднего фрезерного барабана в пределах 150...200 мин^-1. Модернизированный фрезерный грядообразователь способен обеспечить качественное рыхление почвы на глубину до 12 см с измельчением пожнивных остатков и мульчирование поверхности поля зубьями заднего барабана под посадку картофеля, топинамбура в системе элитного семеноводства, а также нарезку гряд при возделывании моркови, салата и других овощей в открытом грунте для всех природно-климатических зон России.

Методы определения жизнеспособности биологических объектов основаны на выявлении различий в их реакции на воздействие внешних параметров среды. Для анализа существующих методов определения жизнеспособности семян и создания предпосылок для разработки экспрессного метода оценки этого показателя использованы основы анализа процессов вещественно-энергетических преобразований материальных систем при протекании в них биотехнологических процессов. Общим подходом анализа биотехнологических процессов, протекающих при хранении и последующей их циклической активизации, являются закономерности многовариационных превращений энергии, т.е. по существу это термодинамический подход. Согласно этому положению, биосистема зерновки сравнивалась с четырьмя системами: изолированной, энергетически консервативной, динамически стационарной и динамически квазистационарной. Формализованы энергетические условия, при которых биосистемы под влиянием внешних воздействий скачкообразно переходят в другое качественное состояние. По форме переходного процесса судят о жизнеспособности исследуемых зерновок. Теоретически обосновано, что оценку жизнеспособности семян экспрессным методом можно производить только в результате катастрофического перехода из одного физиологического состояния семени в другое в результате экстремальных воздействий с контролем внутренней энергии, преобразующейся при ответной физиологической реакции. Предложено получать информацию о преобразовании внутренней энергии семенами пшеницы с помощью измерений биоэлектрических параметров.

Разработка технологии и средств очистки доильно-молочного оборудования, позволяющей минимизировать использование синтетических поверхностно-активных веществ и других химикатов, является актуальной задачей в связи с решением задач повышения качества получаемого молока. Озонирование является перспективным экологичным методом обработки воды, позволяющим эффективно воздействовать на большое число различных загрязнителей искусственного и естественного происхождения с одновременным обеззараживанием воды. Для изучения вопроса о возможности применения озонирования в технологии очистки доильно-молочного оборудования в воде различной жесткости были взяты следующие современные моющие средства: ЩМС-5 (патент РГАУ-МСХА), МИГ-МД (Россия, Пенза), Chloracept D (США), Dayrial (Франция). Предложен способ очистки поверхности нержавеющей стали марки 08Х10НТ1 от остатков молока путем озонирования моющего раствора. В лабораторных условиях экспериментальным путем определены зависимости коэффициентов очистки от жесткости воды. При очистке озонированными моющими растворами концентрацией 0,5% и температуре 40...70°C в мягкой воде (жесткость Ж = 1...3°) все изученные моющие средства показывали высокую эффективность очистки (коэффициент очистки более 90%). В воде средней жесткости (Ж = 6±1°) коэффициенты очистки имели значения: ЩМС-5 (озонированный раствор) - 93%; МИГ-МД - 89%; Dayryal -90%; Chloracept D - 90%. В жесткой воде (Ж = 12°) при тех же условиях коэффициенты очистки имеет следующие показатели: ЩМС-5 (озонированный раствор) - 92%; МИГ-МД - 83%; Dayryal - 87%; Chloracept D - 84%. В очень жесткой воде (Ж = 15°) получены следующие результаты: ЩМС-5(озонированный раствор) - k = 91%; МИГ-МД -k = 79%; Dayryal - k = 85%; Chloracept D - k = 80%. На основе проведенного исследования для моющего средства ЩМС-5 с применением озонирования предлагаются следующие режимы очистки: концентрация моющего раствора -5 г/л; температура - 40°C; время очистки - 10-15 мин; жесткость воды - до 15 мг-экв/л.

Сформулирована оценка масштаба загрязнения сельскохозяйственных земель радионуклидами в результате чернобыльской аварии, представлена классификация земель по степени загрязнения радионуклидами цезия-137 и стронция-90. Описаны наиболее распространенные технологии снижения поступления радионуклида в сельскохозяйственную продукцию, приведены нормы внесения извести и минеральных удобрений на загрязненных полях Брянской области. Рассмотрена последовательность расположения зерновых культур в порядке убывания коэффициентов перехода цезия-137 из почвы в растение. Приведены результаты оценки состояния зараженных сельскохозяйственных угодий Брянской области через 25 лет после аварии. Рассмотрены проблемы вторичного очагового загрязнения земель под действием ветровой и водной эрозии. Описан ряд новых технических решений, направленных на связывание цезия-137 почвенным поглощающим комплексом и перемещение его за пределы корнеобитаемого слоя почвы, а также предложены способы извлечения его из почвы, а именно: посев многолетних трав с последующим вывозом сена в специальные хранилища и глинование загрязненного верхнего слоя почвы с последующим перемещением его на более глубокое расположение относительно основной массы поглощающих корней растений. Рассмотрено несколько сорбентов, применяемых для удаления радионуклида цезия-137. Описана технология перемещения цезия-137 в сорбент посредством испарения и капельного орошения; изучена возможность промывки стронция-90 за пределы корнеобитаемого слоя почвы с последующим образованием слаборастворимой соли. Предложенные технические решения дают возможность снижения общего поступления нуклидов в сельскохозяйственную продукцию или ликвидации очагов локального накопления радионуклидов.

Проведен анализ различных материалов, используемых для высокопрочных износостойких покрытий режущих лезвий почвообрабатывающих рабочих органов. При выборе способа упрочнения деталей необходимо принимать во внимание максимально возможную толщину упрочненного слоя, проплавление и адгезию твердого сплава в основной металл, производительность и критерий «цена-качество». По критерию «цена-качество» наилучшие свойства из производимых отечественной металлургической промышленностью имеет сталь 30ХГСА. Упрочняющие материалы в виде твердосплавных порошков, электродов, проволоки российского производства в основном соответствуют по твердости и износостойкости зарубежным аналогам, но по прочности сцепления с основным металлом, адгезионным свойствам, отслоению и выкрашиванию фрагментов упрочняющего слоя при ударных нагрузках зачастую уступают в 1,5...2,5 раза. Разработана конструкция нового лемеха, состоящая из остова и накладного выдвижного долота. Материал остова лемеха и долота - сталь 30ХГСА, упрочняющий материал - твердосплавный порошок ФБХ-6-2 + 35%WC, метод упрочнения - плазменная наплавка толщиной от 0,5 до 4,5 мм. Результаты полевых испытаний показали преимущество опытных лемехов с накладным долотом по ресурсу в 2,5...4 раза, по прочности - в 3...5 раз.

Рассмотрены вопросы формирования качества при мелкосерийном машиностроительном и ремонтном производстве. Анализ процессов механической обработки деталей в машиностроительном и ремонтном производстве должен включать в себя мониторинг внутреннего и внешнего брака по заранее определенным категориям, которые систематизируются в виде таблиц. Для выявления внутреннего брака при механической обработке деталей предложено использовать контрольный листок с дополнительными графами для оценки количества брака и потерь по всей номенклатуре дефектов. В разработанной форме контрольного листка показано, что при обработке валов можно оценить внутренние потери, которые включают в себя потери от неисправимого брака и потери от исправимого брака, а также потери от снижения стоимости продукции из-за низкого качества. Отмечено, что полученная информация должна регистрироваться по всем видам обрабатываемых поверхностей. Указана необходимость составления отчетов за различные периоды времени и изучения динамики анализируемых показателей. На основе анализа количества дефектов и потерь от них необходимо разрабатывать корректирующие и предупреждающие действия по их снижению. Применение инструментов контроля качества должно учитываться при идентификации процессов, оценки затрат и потерь и сведения их в формы отчетности. Система отчетности должна содержать сведения о потерях от брака, затратах на предупреждение дефектов и затрат на контроль. Анализ совокупных сведений о затратах на качество приведет к снижению потерь от брака и повышению эффекта от функционирования системы менеджмента качества на машиностроительных и ремонтных предприятиях.

Снижение эксплуатационных затрат на поддержание в работоспособном состоянии техники возможно путем рационального восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственных машин, на основе разработки оригинальной технологической оснастки, например, для дисковых рабочих органов. Выполнен критический обзор приспособлений для фиксирования деталей различных форм и назначения. Выявлен основной их недостаток -невозможность прочного закрепления в токарном станке и фиксирования деталей типа «диск» с гарантией точности при их обработке, а также сложность конструкции устройств, что сказывается на трудоемкости выполнения работ. С целью устранения недостатков, разработано приспособление по способу закрепления диска сошника в токарном станке при упрочнении с помощью левой и правой оправок. Конструкция имеет следующие размеры: наружный диаметр оправок - 45 мм, резьбовое соединение - М16, размер шестигранных торцевых гаек «под ключ» - 24, общая длина приспособления в сборе - 258 мм, правая оправка имеет длину 50 мм, левая оправка, снабженная прижимающей торцевой поверхностью диаметром 60 мм. Общее усилие затягивания резьбового соединения - 200 Н. При этом минимальный коэффициент запаса по усталостной прочности конструкции равен 16; эквивалентные нормальные напряжения в теле приспособления не превышают 3,5 МПа; коэффициент запаса по усталостной прочности равен 2,637; перемещение рабочей кромки диска составляет 1,034 мм. Аналитический расчет в программном комплексе АРМ Win Machine подтвердил, что при обработке диска в сборе обеспечиваются прочность и жесткость конструкции приспособления. Апробация установки приспособления на токарном станке с имитацией обработки подтвердила работоспособность технического решения.

Инвестиции играют первостепенную роль в обеспечении эффективности функционирования экономической системы и всего общественного воспроизводства, поскольку непосредственно влияют на возможность экономического роста в долгосрочной перспективе. Основным видом инвестиций в сельское хозяйство России являются инвестиции в основной капитал. Группировка регионов по размеру инвестиций показала, что различия между группами по коэффициенту обновления по тракторам составляет 0,9%, а по комбайнам - 1,7%, то есть чем выше размер инвестиций, тем шире возможности по обновлению сельскохозяйственной техники. В качестве одного из показателей, отражающих процесс воспроизводства техники, был взят коэффициент обновления и выбытия тракторов и проведены расчеты влияния размера инвестиций и уровня нагрузки на один трактор с изменением данных коэффициентов по отношению к воспроизводству тракторов. Исследования показали, что чем выше размер инвестиций, тем процесс обновления превышает процесс выбытия тракторов. При высоком уровне инвестиций и нагрузке на один трактор достигается снижение выбытия за счет проводимых мероприятий по ремонту и содержанию сельскохозяйственной техники.

Для получения информации о состоянии сельскохозяйственных объектов автоматического управления перспективно использование централизованного принципа сбора данных, при котором информация от многочисленных датчиков передается по беспроводным каналам связи. Датчики комплектуются приемо-передающими устройствами, для питания которых требуется электрическая энергия. С целью снижения энергопотребления предложено осуществлять ступенчатую передачу данных, при которой каждый элемент телеметрической системы является одновременно и источником информации, и ретранслятором информации от соседних элементов. Показано, что с увеличением количества ступеней «приема-передачи» объем потребляемой энергии экспоненциально снижается. Благодаря алгоритму функционирования координатора и маршрутизатора такая система способна к самоорганизации и самовосстановлению. При выходе из строя каких-либо элементов сети, а также в случае изменения их положения в пространстве система без участия оператора определяет новую траекторию передачи сигналов и предписывает ее каждому элементу по служебному каналу. Для повышения экономии энергии и эффективности связи предложено дополнить алгоритм подключения датчиков их поочередной коммутацией. При этом в каждый момент времени осуществляется подключение к пункту обработки информации только одного датчика по кратчайшей траектории через ограниченное количество работающих элементов сети. С целью достижения экономии энергии остальные элементы находятся «в спящем режиме». Указано, что частота опроса датчиков должна удовлетворять двум альтернативным требованиям: недопустимости потери информации при быстром изменении состояния объекта управления и необходимости непризнания информации достоверной, если она получена до завершения переходных процессов в линии связи. На основании оценки соотношения уровней полезного сигнала в приемной антенне и шумов, а также с учетом искажений при восстановлении и дискретизации информации выведены формулы для определения искомой частоты.

В статье изложен жизненный и творческий путь Василия Николаевича Болтинского, действительного члена и вице-президента ВАСХНИЛ, Героя Социалистического Труда, лауреата Сталинской и Государственной премий, Заслуженного деятеля науки и техники. Ученик и соратник основоположника учения земледельческой механики академика В.П. Горячкина, Василий Николаевич относится ко второму поколению ученых и специалистов, которые внесли существенный вклад в развитие отечественных отраслей тракторостроения и механизации сельского хозяйства. В.Н. Болтинский провел и обобщил результаты испытаний более 25 моделей импортных и отечественных тракторов. Его рекомендации широко использовались в практической деятельности конструкторских организаций при разработке отечественных сельхозмашин, как наиболее полно отвечающих почвенно-климатическим условиям страны. Значительный цикл его работ направлен на повышение эффективности топливной экономичности тракторных двигателей. Его монография «Работа тракторного двигателя при неустановившейся нагрузке» (1949 г.) открыла новый этап в развитии теории трактора, позволила раскрыть динамику установившегося и неустановившегося тяговых процессов. Это позволило вскрыть дополнительные возможности повышения технического уровня тракторов. Наряду с работой в государственных научных комиссиях, В.Н. Болтинский осуществлял научное руководство и координацию научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по решению государственной проблемы «Повышение рабочих скоростей движения машинно-тракторных агрегатов». Решение этой проблемы привело к увеличению производительности машинно-тракторных агрегатов в 1,5...2 раза. Параллельно с исследовательской работой, В.Н. Болтинский активно занимался преподавательской деятельностью, 20 лет возглавлял кафедру «Тракторы и автомобили». Под его руководством была разработана программа по курсу «Конструкция и расчет тракторов и автомобилей» (1934 г.) для подготовки инженерных кадров. Его учебник «Автотракторные двигатели» (1935 г.), выдержал семь изданий, был переведен на китайский, болгарский, корейский и румынский языки. По его учебникам обучались практически все студенты технических вузов соответствующего профиля. Им подготовлено 40 кандидатов и докторов наук.