Для повышения эффективности уборки кукурузы на зерно роторное молотильно-сепарирующее устройство, имеющее массивный ротор и увеличенную длину пути активной сепарации зерновой массы при обмолоте, требует совершенствования. Уменьшение размеров роторных молотильных устройств возможно путём обеспечения останавливающего воздействия на свободное зерно, летящее в выгрузное окно в конце камеры обмолота, что достигается посредством применения воздушной завесы выгрузного окна. При этом сход свободным зерном будет находиться на регламентированном уровне при уменьшенной длине ротора и, соответственно, укороченной длине пути активной сепарации зерновой массы. Останавливающее воздействие на свободно летящее в выгрузное окно зерно должно обеспечивать его перемещение в нижнюю часть зоны домолота, где целесообразно установить вибрационный участок деки, интенсифицирующий сепарацию. Управление действием воздушной завесы требует определения общей для основных ботанических групп кукурузы формы профиля зерна и его эффективной площади контакта с воздушным потоком. Проведена аппроксимация построенных в среде Компас-3D фронтальных и профильных проекций зерна зубовидной и кремнистой кукурузы, взятой из комля, середины и носка початка. Установлены значения обобщённых коэффициентов в полиномах, определяющих усреднённую геометрию для профиля зерна кукурузы и эффективной площади контакта зерна с воздушным потоком. При этом среднее значение эффективной площади контакта с воздушным потоком находится в пределах 76…82 мм². Полученные значения коэффициентов позволяют рассчитать параметры воздушной завесы выгрузного окна роторного молотильно-сепарирующего устройства для кукурузы с уменьшенной на 10…15% длиной ротора. Предложено испытать усовершенствованное роторное молотильно-сепарирующее устройство в условиях обмолота початков кукурузы с влажностью более 14% и без предварительного снятия листовой обертки.

Использование мощных тракторов и широкозахватных сельскохозяйственных машин, оказывающих сильное уплотняющее воздействие на почву, обусловлено рентабельностью агропромышленного производства. Отсутствие целостного системного подхода к снижению антропогенного уплотняющего воздействия колёсных движителей и рабочих органов современной энергонасыщенной тяжёлой техники на почву агроландшафтов требует совершенствования технологии в определении оптимального давления воздуха в шинах колёс сельскохозяйственных тракторов. С этой целью разработана интеллектуальная технология определения оптимального давления воздуха в шинах различных типов сельскохозяйственных тракторов. Задача решалась путём обработки «больших» массивов данных об эксплуатируемых машинно-тракторных агрегатах и агроландшафте с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Сбор и анализ первичных данных, необходимых при обучении нейронной сети, проведены на полях Республики Адыгея при возделывании озимого ячменя и озимой пшеницы с применением техники, использующей шины низкого давления Michelin AXIOBIB2. Применялась нейронная сеть прямого распространения Feed forward neural network. В качестве факторов, поступающих на вход нейронной сети, использовались 14 параметров: типы почвы, техники и покрышек; координаты поля; наличие и вид навесного оборудования; время года; вид обработки почвы; гранулометрический состав, влажность и плотность почвы; диаметры колес; скорость движения техники; уклон поля; агрофон. В условиях поставленной задачи основной целевой функцией являлась урожайность. Предобученная на значительном количестве исходных данных нейронная сеть при вводе необходимых данных рассчитывает оптимальное давление воздуха в шинах. На основании созданного программного обеспечения в дальнейшем планируется создание системы автоматической регулировки подкачки шин в зависимости от входящих факторов, вносимых в режимах оффлайн и онлайн.

Бесконтактная оценка промеров головы молочных коров с использованием трёхмерных камер позволит облегчить процесс бонитировки. Для разработки бесконтактной оценки экстерьера крупного рогатого скота с использованием автоматических видеокамер необходимо обоснование рациональных конструктивных и режимно-технологических параметров функционирования системы. С помощью цифрового зрения определялись необходимые параметры работы системы – промеры головы (длина головы, длина лба и наибольшая ширина лба). Исследовались 15 взрослых животных зебувидного типа чёрно-пёстрой породы ростом 1300…1500 мм. Для обеспечения охвата головы коровы в любом положении применялись три трехмерные камеры: две расположены над животным на высоте 2 м от пола (минимальное расстояние от камеры до головы составляло 500…800 мм), одна – перед животным на расстоянии не менее 2 м от головы и на высоте 1,3…1,5 м от пола. Сигнал идентификационной антенной сигнала от RFID метки животного инициировал получение трёхмерного снимка со скоростью 5…10 кадров/с. Используя промеры головы, система в автоматическом режиме определяет индексы широколобости и большеголовости. В результате исследований обоснованы рациональные параметры расположения трёхмерных камер. Эффективность съёмки системы и точное измерение промеров головы обеспечиваются при наклоне головы коровы относительно камеры под углом 45° и расположении верхней камеры на уровне 2 м от пола. При наклоне головы под углом 65° и выше съёмка осуществляется фронтальной камерой, расположенной на расстоянии не менее 2 м от головы и на высоте 1,3…1,5 м от пола. В последующих работах планируется обосновать рациональные конструктивные и режимно-технологические параметры функционирования макета.

Приготовление гранулированных кормов для аквакультуры из влажного сырья целесообразно выполнять в корзинном грануляторе. Процесс работы корзинного гранулятора плохо изучен, а рациональные параметры его работы не получили научного обоснования. Разработан корзинный гранулятор, обеспечивающий гранулирование влажного сырья и позволяющий получать корм для рыб и их мальков в виде гранул диаметром 0,5…2 мм и влажностью 25…40%. Выполнили экспериментальные исследования для установления рациональных параметров гранулирования, обеспечивающих высокую производительность. Исследования процесса гранулирования влажного сырья проводили при частоте вращения трех экструзионных лопастей гранулятора: 37,8; 45,8; 50,3 об/мин и производительности, соответственно, 231, 274 и 291 кг/ч. Экспериментально установлено, что процесс формирования гранул в корзинном грануляторе является циклическим и состоит из периодов формирования гранулы, обратного движения материала и релаксации. Увеличение частоты вращения рабочих органов гранулятора приводит к снижению продолжительности цикла воздействия рабочего органа на материал за счет уменьшения периода релаксации, в то время как продолжительность периодов формирования гранулы и обратного движения материала остается постоянной. При увеличении частоты вращения длительность периода релаксации и всего цикла воздействия рабочего органа снижается почти линейно, но при повышении частоты более 47 об/мин их продолжительность снижается незначительно. Производительность корзинного гранулятора может быть повышена за счет увеличения как количества рабочих органов, так и частоты их вращения, но эти способы имеют ограничения в связи с увеличением энергоемкости процесса и особенностью конструкции гранулятора. В дальнейших исследованиях для обоснования рациональной продолжительности периодов рабочего цикла корзинного гранулятора необходимо изучить влияние реологических свойств сырья и его влажности на процесс гранулирования.

Оптимальный выбор энергетического средства и подходящего комплекса технологического оборудования затруднен в связи с многообразием производственных условий (размер и конфигурация полей, энергоемкость технологического процесса, засоренность камнями, наличие препятствий и разворотной полосы) и специфичностью природно-климатических факторов. С целью оценки влияния топографических особенностей полей фермы Целот (Эритрея) на производительность посевного агрегата, включающего в себя пневматическую сеялку Nardi Dora (DORA 600) и трактор New Holland T6090, проведено исследование 23 участков площадью около 107 га. Изучалось изменение показателя эффективности посевного агрегата в зависимости от размера и показателей формы участка (площадь, выпуклость, отношение периметра к площади, индекс компактности, индекс квадратного периметра, прямоугольность и шероховатость профиля поверхности поля). Площадь поля определялась с помощью ArcGIS10.7.1, пространственная информация о рельефе – с использованием Locus GIS offline land survey. Полученные данные обрабатывались в приложении Google Earth Pro и ArcGIS. Взаимосвязь индексов изучалась с помощью многомерного регрессионного анализа. Для выяснения влияния индексов размера и формы поля на производительность посевного агрегата проведено двумерное исследование параметров, реагирующих на эти индексы. Эксперимент показал варьирование коэффициента эффективности использования времени смены от 30,1 до 65,7% при низких и переменных показателях использования времени смены. Топографические особенности поля существенно влияют на коэффициент эффективности использования времени в полевых условиях. При проектировании полей рекомендовано учитывать топографические особенности, создавать подходящие полосы поворота для маневрирования, устранять препятствия в пределах рабочей зоны.

Выращивание бахчевых культур – это трудоемкий процесс, в котором основные затраты приходятся на обработку посевов от сорняков и уборку продукции. До наступления порога вредоносности сорняков требуется трех- или четырехкратная обработка междурядий культиваторами, что способствует уплотнению почвы. Уменьшить число обработок можно рыхлением междурядий до 0,1…0,12 м устройством, способным воздействовать на корневую систему сорняка. Установлено, что на процесс вычесывания сорняков влияет передаточное отношение между роторами вычесывающего устройства. С целью определения оптимального значения передаточного отношения на технологический процесс проведены исследования в лабораторных и полевых условиях. В почвенном канале при варьировании передаточного отношения от 1,0 до 4,0 и глубине обработки 0,05 и 0,1 м определяли отрезок пути, на котором скобы взаимодействуют с почвой. В полевых условиях при передаточном отношении 1,0…4,5 с интервалом 0,5 измеряли длину корней сорняков, удаляемых из почвы, при глубине обработки 0,05 и 0,1 м. В результате исследований установлено, что оптимальная длина следов отрезков передних (0,35 м) и задних (0,08 м) скоб наблюдалась при передаточном отношении, равном 4,0. Наибольшая длина корней сорняков, извлеченных на поверхность за счет работы лезвия скобы (0,26…0,32 м), отмечена при передаточном отношении 4,0 и глубине 0,1 м. Сделан вывод о том, что эффективность обработки почвы зависит от передаточного отношения между передним и задним роторами и от глубины обработки. Наибольшая эффективность для вычесывания корней сорняков получена при передаточном отношении между роторами вычесывающего устройства, равном 4,0.

Цифровые технологии в сельском хозяйстве являются актуальными в управлении производственными процессами, при обработке данных, в процессе мониторинга и анализа состояния почвы и растений, обеспечении качества и безопасности продукции. С целью оценки уровня цифровизации и готовности внедрения цифровых технологий в АПК проведен анализ сельскохозяйственных товаропроизводителей 24 регионов из 8 федеральных округов. Первичные данные для оценки уровня цифровизации получены из федеральных и региональных ведомств. Учитывались 6 показателей: совместимость техники, оборудования и устройств с цифровой инфраструктурой; количество оцифрованных сельхозугодий; количество сотрудников предприятий, прошедших цифровое профилирование; количество точек интеграции с IoT-устройством, техникой оборудованием, облачными сервисами; площадь покрытия территорий сельхозпредприятий высокоскоростными сетями; количество сельхозтехники с ИТ-оборудованием. В результате исследований для субъектов РФ с различным уровнем цифровизации даны рекомендации. Для эффективной реализации цифровых технологий субъектам РФ, имеющим низкий уровень цифровизации, следует активно привлекать и грамотно реализовывать государственную поддержку для приобретения современного оборудования и повышения цифровых компетенций. Субъектам с высоким уровнем цифровизации следует уделить внимание подготовке кадров и стимулировать предоставление инвестиций. Субъектам, имеющим средний уровень цифровизации, необходимо сосредоточиться на совершенствовании технической базы и обучении персонала. Для дальнейшего развития цифровизации АПК необходимыми являются финансирование, квалифицированные кадры, компетентные в ИТ-технологиях, отечественные разработки в области цифровых сервисов и платформ, устранение неравномерности распределения ИТ-ресурсов между регионами Российской Федерации.

Переработка жировых отходов мясоперерабатывающих предприятий, не подлежащих захоронению, является актуальной проблемой. В работе предложена технология переработки жировых отходов, позволяющая в химическом реакторе осуществить синтез продукта в одну стадию, без разделения технологии на два этапа: гидролиза триглицеридов и получения амидов жирных кислот. Технология переработки жирсодержащих отходов была реализована на лабораторной установке. Полученный целевой продукт был проанализирован с использованием ИК-спектроскопии. В результате была уточнена структурная формула, определены функциональные группы, а также установлены промежуточные химические соединения в процессе синтеза. Установлены соотношения реагентов: технический жир в количестве 65,3…72,4 мас.%, моноэтаноламин – 14,5…17,0 масс.% и борная кислота – до 100 масс.% смеси. Время протекания реакции 1,5 ч. В качестве показателя контроля качества, полученного ПАВ, выбран защитный эффект. Для изготовления защитных материалов от коррозии проведен подбор растворителя. В качестве растворителей выбраны индустриальное масло И-20, дизельное топливо и масло SN-150. Электрохимические исследования, проведенные на потенциостате-гальваностате AVTOLABPGSTAT302N, позволили определить механизм действия ПАВ в качестве ингибитора коррозии. Установлена его оптимальная концентрация в растворе 15% и защитный эффект (защитная эффективность) – 99,33%. Для повышения достоверности результатов защитной антикоррозионной эффективности ПАВ, были проведены испытания в камере влажности в течении 60 суток на металлических пластинах из Ст3. Результаты испытаний показали высокую эффективность ПАВ, используемого в качестве ингибитора коррозии (Z более 90%).

При дефектации коренных опор блока цилиндров важно снизить вероятность появления ошибок при контроле, в результате которых деталь может быть неправильно принята или неправильно забракована. Неправильное забракование коренной опоры блока цилиндров слева и справа от границы поля допуска приводит к необходимости замены блока цилиндров. Неправильное принятие опоры по наименьшему размеру может привести к неплотному прилеганию крышки к опоре и вероятному обрыву. Неправильное принятие опоры по наибольшему размеру способствует появлению зазора между вкладышами и последующему их проворачиванию. С целью снижения вероятности появления указанных ошибок при допусковом контроле произведена оценка неправильно принятых и неправильно забракованных коренных опор при дефектации с использованием нутромеров: НИ 100-160 0,01; НИ-ПТ160-0,001; НИЦ-ПТ 160-0,002. Произведен анализ 20 блоков цилиндров, в каждом из которых контролю подверглось 5 коренных опор. Рассчитано, что при программе ремонта 1000 двигателей ЯМЗ в год применение НИ-ПТ160-0,001 позволяет снизить потери от неправильного забракования в 2,13 раза и потери от неправильного принятия в 1,88 раза по сравнению с использованием НИ 100-160 0,01. Применение НИЦ-ПТ 160-0,002 является нерациональным по причине возможности увеличения потерь (дискретность отсчета в два раза грубее разряда измеряемой величины). Предлагаемую методику можно применять при дефектации других деталей двигателя: например, при контроле внутреннего диаметра гильзы цилиндров и нижней головки шатуна.

Диагностика электротехнических компонентов гидротехнического оборудования АПК в планируемые интервалы обслуживания при непрерывном анализе остаточного ресурса позволяет снизить затраты на эксплуатацию оборудования. Применение недорогого универсального диагностического оборудования в комплексе с первичным анализом состояния агрегатов позволяет выявлять 60…80% предотказных состояний. С целью возможности и эффективности применения комплексного подхода к первичной диагностике электротехнических компонентов гидротехнического оборудования АПК рассмотрены наиболее распространенные электродвигатели насосных агрегатов, электрогидравлические распределители и коммутационное оборудование. При комплексной диагностике применялись методы с использованием тепловизора, систем обработки вибрационного сигнала и систем контроля токового сигнала. Проводился анализ виброграмм контрольных точек оборудования, методами акустической и вибрационной диагностики оценивалось состояние подшипниковых узлов, кавитационных характеристик насосов, производился поиск утечек гидравлического оборудования, выявлялись зоны пробоя силовых кабелей в соответствии с методическими указаниями по определению места повреждения силовых кабелей напряжением до 10 кВ РД 34.20.516-90. Показано применение методики диагностики состояния объектов с применением термограмм поверхности при типовых дефектах. Приведены параметры токовых сигналов с катушек электромагнитов при неисправности распределительной аппаратуры. Дана сравнительная оценка методов диагностики с расчетным определением эффективности. Установлено, что метод комбинированной диагностики с использованием анализа внешних тепловых полей позволяет в 2 раза сократить время предварительной диагностики неисправностей со стабильным прогнозом времени отказа за 2-3 месяца до критического состояния. Это снижает затраты на выявление отказов агрегатов и упрощает планирование процедур технического обслуживания.

Проблема возникновения несчастных случаев при эксплуатации объектов электроэнергетики является актуальной на протяжении длительного времени. Анализ несчастных случаев позволяет разработать мероприятия по повышению производственной безопасности на объектах агропромышленного комплекса и электрических сетях, осуществляющих электроснабжение сельскохозяйственных объектов и предприятий. С этой целью рассмотрены несчастные случаи, произошедшие в электросетевых компаниях Российской Федерации за 2014-2022 гг. Для проведения исследований использовались данные ПАО «Россети» о несчастных случаях в электросетевых компаниях из программного комплекса Synergy Center. В программу вносились данные по расследованию несчастных случаев по форме № 1 согласно приказу Минтруда России от 20 апреля 2022 гг. № 223. В программный комплекс внесен 191 несчастный случай, в котором пострадали 200 чел. за период 2014-2022 гг. В результате анализа выявлено 58% случаев летального исхода. Наиболее частым поражающим фактором, ставшим причиной 65 несчастных случаев (34%), является пробой диэлектрического воздушного промежутка вследствие нарушения допустимого расстояния до токоведущих частей оперативным персоналом электросетевых компаний. Причиной возникновения 53 несчастных случаев (28%) являлось нарушение правил охраны труда при работе с электроустановками. Максимальное количество несчастных случаев происходило с 08:00 до 16:00 в периоды март-май и июль-август. Из 191 пострадавших сотрудников 114 чел. (57%) – это оперативный персонал (электромонтеры), из них 108 чел. (54%) имели стаж работы от 3 до 10 лет. Сделаны выводы о необходимости внедрения устройств сигнализации и блокировки обратной трансформации, повышения квалификации персонала и обучения его с помощью технологии виртуальной реальности на цифровых двойниках электросетевых объектов. Предложенные организационные и технические мероприятия позволят снизить количество несчастных случаев в электросетевых компаниях Российской Федерации.

Возрастающий спрос на среднее профессиональное образование актуализировал внимание к вопросам дидактического обеспечения преемственности образовательных программ в системе «Колледж-вуз» и обоснования возможности сокращения сроков профессиональной подготовки специалистов при сохранении ее качества в условиях Университетского комплекса. Реализация образовательных программ среднего профессионального образования в рамках Университетского комплекса «РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева» и специфика профессионально-педагогического образования обусловили необходимость развития его инфраструктуры – организации Технологического колледжа и Центра технологической поддержки образования. Результаты анкетирования 254 студентов Технологического колледжа подтвердили необходимость и востребованность разработки вузовских преемственных образовательных программ с сокращенным сроком обучения. Методология проектирования преемственных образовательных программ складывается из последовательных логически взаимосвязанных этапов: аналитико-конструктивного, проверочно-реализующего, коррекционно-оптимизирующего. Первый этап является наиболее сложным и трудоемким, разработчикам программ необходимо определить инвариантyю составляющую среднего профессионального и высшего образования, с учетом которой разработать преемственную программу подготовки бакалавра в сокращенные сроки. На последующих этапах преемственная образовательная программа реализуется, и осуществляются ее оценка и корректировка. В ходе исследований была разработана преемственная образовательная программа по направлению подготовки 44.03.04 «Профессиональное обучение (по отраслям)» на основе образовательной программы колледжа 44.02.03 «Педагогика дополнительного образования (в области технического творчества)», обеспечивающая подготовку педагогов профессионального обучения в сокращенные сроки в соответствии с требованиями ФГОС ВО.