Отсутствие оптимальных комплексных решений при выборе наиболее эффективной технологии приготовления и раздачи кормов на фермах крупного рогатого скота обусловливает необходимость разработки соответствующих рекомендаций. Исследования проведены с целью разработки рекомендаций по выбору оптимальной технологии приготовления и раздачи кормов КРС с учетом критерия минимизации эксплуатационных расходов, рассчитанных на основе технологических карт поточно-технологической линии приготовления и раздачи кормов для ферм с поголовьем до 1500 гол. и более. Рассмотрены три варианта технологии: первый – основной состав машин с прицепным миксером; второй – с роботизированным кормоцехом; третий – технология кормления КРС с самоходным миксером. Учитывали марки машин, выполняемые функции, количество задействованных единиц, вместимость бункера смесителя, количество обслуживаемых животных единицей техники за один цикл, равномерность дозирования, установленную мощность, тип энергетической установки и количество обслуживающего персонала. Разработанная в среде Microsoft Excel математическая модель поточно-технологической линии приготовления и раздачи кормов на фермах крупного рогатого скота позволила на основе технологических карт рассчитать технико-экономические показатели технологий приготовления и раздачи кормов. Представленная технологическая карта процесса приготовления и раздачи корма для КРС на фермах по производству молока включает в себя эксплуатационные расходы, капитальные вложения и затраты труда с учетом всех трех базовых технологий кормления. Наименьшие эксплуатационные расходы (прямые затраты) в 404,83 руб/т отмечены в технологии кормления КРС с самоходным миксером (вариант 3). Предлагаемые рекомендации и прикладная программа, выполненная в виде имитационной системы, позволят специалистам в режиме диалога с ЭВМ рассчитывать возможные последствия принимаемых решений, анализировать результаты и выбирать наилучший вариант проектируемого объекта.

Обеззараживающая обработка почвы в теплицах позволяет очистить ее от патогенной микрофлоры и летучих органических веществ и улучшить качество производимой растительной продукции. Электродный нагрев почвы и эффективность различных его схем пока не изучены. Цель исследований – определение показателей тепловой эффективности электродного обеззараживающего нагрева слоя почвы. С помощью вычислительных моделей COMSOL Multiphysics выполнено моделирование электродного нагрева образцов почвы в среднем от 20,7 до 87,1°C влажностью 5 и 20% с использованием электродов различной формы (стержневых цилиндрических, плоских пластинчатых и дисковых). Электрический потенциал электродов составлял +150…-150 В. Время нагрева – 60 с. Размеры расчетной области: длина – 800 мм, ширина – 400 мм, глубина – 300 мм; размеры нагреваемого образца почвы – 200 х 200х60 мм. Глубина погружения электродов в почву составляла 100 мм. Проведено расчетное моделирование нагрева образца почвы пластинчатыми электродами при наличии электроизоляции, изменении количества электродов (2, 3, 8, 14) и их взаимного расположения. Установили зависимость необходимой для нагрева разности потенциалов на электродах от свойств почвы, геометрии электродов и их размещения в обрабатываемом слое почвы. Выявили, что дисковые электроды обеспечивают наилучшую равномерность температурного поля в нагреваемом образце за счет цилиндрического расположения линий электрического потенциала между электродами. Повышение эффективности устройств прямого обеззараживающего нагрева слоя почвы достигается уменьшением расстояния между электродами, увеличением их количества, использованием электроизолирующих материалов. Равномерный нагрев объема почвы и высокая энергетическая эффективность нагрева 96,32% достигаются при полной изоляции поверхности электродов и образца почвы. Разработанные расчетные модели позволят проектировать энергоэффективные устройства, обеспечивающие прямой электрический равномерный нагрев обрабатываемого слоя почвы.

Отопление животноводческих помещений способствует нормализации микроклимата. Применяемые в животноводческих помещениях электрокалориферные установки требуют периодической чистки трубчатых электронагревателей – они не вырабатывают нормативный срок службы и пожароопасны. Водяные и паровые калориферы отличаются высокой стоимостью монтажа и обслуживания. Альтернативой упомянутым калориферам может служить простая по конструкции, надежная и удобная в монтаже отопительная установка аэродинамического нагрева. В основе ее работы заложен роторный нагрев теплоносителя (воздуха) в теплоизолированной рабочей камере с двумя присоединительными патрубками, замкнутыми воздуховодом-теплообменником. Для исследования возможности использования установки аэродинамического нагрева в отопительных системах животноводческих помещений изготовлены ее опытный образец и макет помещения. Целью исследований являлась разработка математической модели прогнозирования температуры теплоносителя и температуры воздуха в отапливаемом помещении в зависимости от параметров установки, окружающей среды и характеристик ограждений помещения. В осенне-зимний период 2025 г. в Брянском ГАУ проведены исследования опытного образца отопительной установки аэродинамического нагрева с целью получения исходных данных для реализации полученной математической модели. Составлено уравнение теплового баланса установки за бесконечно малый промежуток времени. На основании решения полученного дифференциального уравнения построены искомые зависимости. Их анализ и сравнение с опытными данными показали, что полученная математическая модель позволяет прогнозировать температуру теплоносителя и температуру воздуха в отапливаемом помещении в зависимости от параметров установки, окружающей среды и характеристик помещения с точностью 3,4…6,2%. Результаты исследований позволят определять требуемые параметры отопительной установки в зависимости от заданной температуры в отапливаемом помещении.

Уборка зерна методом очеса на корню позволяет увеличить производительность комбайна в 1,4…1,6 раза при уменьшении расхода ГСМ на 30%. Резервом для улучшения показателей процесса уборки зерна очесом является адаптация комбайна к работе с очесанным зерновым ворохом. В частности, целесообразно выполнить предварительную сепарацию свободного зерна и направить его непосредственно на очистку комбайном, минуя молотильное устройство. Гипотеза исследований заключается в возможности использования в качестве сепаратора барабана-ускорителя комбайна КЗС-1218. Цель исследований заключается в экспериментальной проверке выдвинутой гипотезы. На базе барабана-ускорителя разработана стационарная экспериментальная установка. Эксперимент заключался в определении доли свободного зерна, прошедшего сквозь подбарабанье, в зависимости от частоты вращения барабана (355, 527 и 700 мин-1). Объектом исследований был очесанный ворох озимой пшеницы Московская 56 влажностью 12%, включавший в себя 80% свободного зерна, 10% соломистых частиц и 10% половы. Каждый вариант опыта выполнен в трехкратной повторности. В результате установлено, что по мере уменьшения частоты вращения барабана-ускорителя доля зерна, прошедшего сквозь отверстия подбарабанья, увеличивается с 88 до 97%. Таким образом, гипотеза экспериментально доказана. При этом имеется резерв для совершенствования параметров конструкции.

В результате модернизации зерноочистительной машины МПО-30Р «Велес» в отводе ее пневмосепарирующего канала установлена расширительная камера, после чего сепаратор стал работать в режимах предварительной, первичной и вторичной очистки зерна с выделением фуражной фракции во второй аспирации. Изготовлен опытный образец модернизированной зерноочистительной машины. Исследования проведены с целью оценки процесса функционирования второй аспирации универсальной зерноочистительной машины МПО-30Р-01 «Велес» в производственных условиях. Сепаратор МПО-30Р-01 «Велес» установили в технологическую линию (производительность в семенном режиме работы – до 10 т/ч) зерноочистительно-сушильного комплекса в качестве машины предварительной очистки зерна. Агротехническая оценка второй аспирации проводилась на предварительной очистке ячменя влажностью 18,5% при подаче 6,0 т/ч. Исходным материалом являлся зерновой ворох, прошедший начальную очистку от легких примесей в пневмосепарирующем канале первой аспирации машины МПО-30Р-01 «Велес», от крупных и мелких примесей на соответствующих решетах. Установлено, что применение машины МПО-30Р-01 «Велес» с расширительной камерой в режиме предварительной очистки ячменя обеспечивает эффект осаждения фуражного зерна в расширительной камере 97,3%. В пневмосепарирующем канале второй аспирации эффект выделения легких примесей составил 61,7%, а фуражного зерна – 18,1%, соответственно потери в отходы полноценного зерна 0,002% и фуражного зерна 0,429%. Выделенная фуражная фракция, содержащая 78,30% фуражного и 13,23% полноценного зерна, может использоваться при приготовлении кормов животным. Модернизированная машина МПО-30Р-01 «Велес» рекомендуется для применения на пунктах послеуборочной обработки зерна в качестве универсальной зерноочистительной машины.

Высокая скорость коррозии электрооборудования на животноводческих комплексах (ЖК) является серьезной проблемой. Для прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования ЖК необходимо учитывать пространственно-временную неоднородность концентрации аммиака и сероводорода, температуру и влажность. Исследования направлены на разработку комплексной математической модели, позволяющей прогнозировать скорость электрохимической коррозии токоведущих элементов (меди и алюминия) с учетом меняющихся параметров микроклимата. Предлагаемая модель основана на системе уравнений, объединяющей электрохимические, электрические и тепловые процессы. Для верификации модели использовали установку с климатической камерой, системой точного контроля температуры и влажности, газовым дозатором и газоанализатором «ОКА-Т-Н₂S-NH₃». Проверка адекватности модели заключалась в сравнении расчетных значений скорости коррозии с экспериментальными данными, не использовавшимися при калибровке модели. Исходные данные модели включали в себя физико-химические свойства материалов и значения скорости коррозии меди и алюминия, полученные в климатической камере при варьировании концентраций аммиака (0…50 ppm) и сероводорода (0…20 ppm), температуры (20…30°C) и относительной влажности (70…90%). Установили, что повышение относительной влажности с 70 до 90% приводит к увеличению скорости коррозии в 1,6…2,3 раза в зависимости от материала и состава газовой среды. Выявили чувствительность скорости коррозии меди к концентрации сероводорода (порядок реакции – 0,85) и алюминия к концентрации аммиака (порядок реакции – 0,72). При концентрации аммиака 0…50 ppm и фоновом содержании сероводорода 10 ppm скорость коррозии меди возрастает с 0,11 до 0,26 мм/год, алюминия – с 0,105 до 0,225 мм/год. Для сероводорода в диапазоне 0…20 ppm и фоновом содержании аммиака 20 ppm скорость коррозии меди изменяется от 0,16 до 0,35 мм/год, алюминия – от 0,063 до 0,142 мм/год. Коэффициент детерминации 0,92 свидетельствует о высоком уровне соответствия модели экспериментальным данным. Разработанная модель позволит выявлять остаточный ресурс электрооборудования, прогнозировать рост сопротивления контактов и перейти к предиктивной системе технического обслуживания.

Повышение энергоэффективности предпосевной обработки почвы является актуальной задачей в условиях роста стоимости ресурсов. Исследования проведены с целью экспериментального определения оптимальных режимов (глубины и скорости) работы комбинированного агрегата АКК-6, обеспечивающих максимальную урожайность при минимальных энергозатратах. Комбинированный почвообрабатывающий посевной агрегат АКК-6 совмещает рыхлительные лапы, дисковые батареи и кольчато-шпоровый каток. Полевой опыт проведен в 2025 г. в лесостепной зоне, тип почвы – чернозем типичный. В двухфакторном плане эксперимента учитывали глубину обработки 20 и 25 см и скорость движения агрегата 8 и 10 км/ч. Тяговое сопротивление измеряли динамометрической сцепкой, расход топлива – бортовой системой «Технотон», урожайность яровой пшеницы сорта Дарья определяли прямым комбайнированием. Качество обработки почвы оценивали по показателям глыбистости, выравненности поверхности, урожайности, учитывали агрофизические показатели. Статистическую обработку данных произвели в программах Microsoft Excel и Python (библиотеки SciPy, statsmodels). Установлено, что с увеличением глубины обработки почвы с 20 до 25 см повышаются тяговое сопротивление на ~27% и расход топлива на ~19%. Увеличение скорости с 8 до 10 км/ч привело к снижению удельного расхода топлива на 7…9%, при этом качество обработки почвы ухудшилось: глыбистость увеличилась на 1,0…1,5 балла, выравненность поверхности снизилась в 1,5…1,7 раза. Максимальная урожайность 44,2 ц/га достигнута при глубине обработки почвы 25 см и скорости движения агрегата 8 км/ч, что на 5,2% выше контроля (20 см и 8 км/ч соответственно). Дисперсионный анализ подтвердил высокую значимость влияния режима обработки почвы на урожайность (F = 103,71; p < 0,001). С целью снижения энергоемкости и повышения продуктивности яровой пшеницы рекомендуем на почвах чернозема типичного проводить предпосевную обработку комбинированным агрегатом АКК-6 на глубину 24…26 см со скоростью 8…9 км/ч.

В условиях необходимости снижения уровня выбросов парниковых газов актуальны исследования по выявлению перспективных концептуальных направлений применения альтернативных видов топлива, накопителей и источников энергии в энергетических установках сельскохозяйственных мобильных средств. Анализ публикаций, патентов и экспертных мнений позволил составить долгосрочный прогноз применения альтернативной энергетики в сельскохозяйственных тракторах. При прогнозировании моделировали два сценария развития: базовый и стагнационный. Базовый сценарий предусматривал реализацию планов по полному исключению выбросов парниковых газов в атмосферу, а стагнационный допускал дальнейшее применение преимущественно традиционных источников энергии. По двум сценариям рассчитаны стоимости энергоносителей, накопителей и основных компонентов для применения альтернативной энергии в тракторах на период 2024-2050 гг. С учетом полученных значений рассчитана прогнозная себестоимость моточаса эксплуатации тракторов тяговых классов 1,4; 3 и 5 на дизельном топливе, рапсовом масле, компримированном природном газе, аккумуляторных батареях и водородных топливных элементах на период до 2050 г. Установлено, что в ближайшем будущем экономически целесообразным может стать использование сельскохозяйственных тракторов тяговых классов 1,4; 3 и 5 с двигателями внутреннего сгорания на газомоторном топливе при условии решения проблем размещения газобаллонного оборудования на борту трактора. Перспективными являются исследования, нацеленные на повышение КПД двигателей внутреннего сгорания и снижение выбросов вредных веществ, развитие инфраструктуры передачи и хранения газомоторного топлива на предприятиях. Кроме того, высокий потенциал применения имеют электрические тракторы, и востребованы исследования по созданию электрических трансмиссий с учетом режимов работы техники, совершенствованию накопителей электрической энергии, систем преобразования и управления, созданию инфраструктуры по их зарядке. Также будут интересны исследования по модернизации систем питания двигателей для работы на чистом биотопливе и очистки выхлопных газов от оксидов азота.

Прогнозировать свойства фрикционного покрытия для деталей машин, полученного в результате термомеханических и диффузионных процессов, можно при установлении корреляции параметров морфологии, элементного распределения и условий синтеза покрытий. С целью установления взаимосвязи этих факторов исследованы структура и состав медно-алюминиевого покрытия, синтезированного методом in situ фрикционного натирания на стальных подложках. Морфология поверхности и поперечного сечения изучена с помощью сканирующей электронной микроскопии в режиме обратно рассеянных электронов. Для количественной характеристики сложной системы трещин выполнен фрактальный анализ методом равномерных сеток. Глубинное распределение элементов Cu, Al, O и толщина слоев определены методом спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния (RBS). Полученное медно-алюминиевое покрытие характеризуется выраженной многоуровневой структурой. Данные RBS подтвердили формирование многослойной системы, включающей в себя поверхностную оксидную пленку Al₂O₃ (~5…15 нм), слой, обогащенный алюминием с градиентом меди, переходную диффузионную зону и медную подложку. СЭМ-анализ выявил масштабно-инвариантную организацию дефектов: от мозаичной полигонизации (20…80 мкм) до ультрамелкозернистой субструктуры (0,5…2 мкм) – и наличие оксидных включений (50…200 нм). Фрактальная размерность трещиноватой сети 1,917±0,076 свидетельствует о ее высокой степени самоподобия в диапазоне масштабов 10…300 мкм. Плотность дефектов на микроуровне достигает 45,7%. Трещинообразование обусловлено комбинированным действием термомеханических напряжений и хрупкости интерметаллидных фаз, возникающих в условиях активной междиффузии. Одновременно фрикционный нагрев активирует поверхностное окисление. Раскрытие фундаментальной связи между параметрами фрикционного процесса, фрактальной природой дефектов и составом покрытий позволит целенаправленно задавать свойства биметаллическим системам.

Сельскохозяйственная техника, как основной производственный актив предприятия, нуждается в специальной информационной системе управления. Управление надежностью эксплуатируемой сельскохозяйственной техники представляет собой актуальную и сложную задачу. Низкий уровень внедрения средств поддержки принятия решений и субъективное управление процессами технического обслуживания и ремонта без учета факторов и данных объективного контроля приводят к неэффективным управленческим решениям. Исследования проведены с целью разработки интеллектуальной модели управления надежностью эксплуатируемой сельскохозяйственной техники на принципах процессного подхода, с учетом допустимого уровня вероятности безотказной работы (риска), ремонтопригодности, условий эксплуатации и стоимости потерь, ориентированной на максимальное выведение инженера из процесса формирования управленческих решений. В основе разработанной модели заложена искусственная интеллектуальная система управления с набором базовых алгоритмов в сочетании с устройствами дистанционного сбора информации о техническом состоянии составных частей машин. Разработан алгоритм автономного составления и редактирования графика технического обслуживания с учетом технико-экономических и субъективных критериев. Внедрение предлагаемой автоматизированной интеллектуальной модели управления позволит сократить на 40% затраты времени специалистов на типовые управленческие задачи и заменить человека при формировании не менее половины управленческих решений, связанных с поддержанием работоспособности машин. Разработанная интеллектуальная модель управления может быть применима для тракторов, уборочных комбайнов, навесных и прицепных сельскохозяйственных машин. Она позволит реализовать технологию бережливого управления надежностью техники, отражает основную концепцию и принцип действия цифрового двойника инженера по эксплуатации машин.

Коррозия сельскохозяйственной техники при контакте с минеральными удобрениями представляет серьезную проблему, приводящую к значительным экономическим потерям и снижению ее эксплуатационных характеристик. Исследования проведены с целью проверки гипотезы об антикоррозионном защитном действии хелатного комплекса меди и его способности образовывать защитные пленки на поверхности металлов. Исследовали коррозионное воздействие на конструкционную сталь Ст3, применяемую при изготовлении элементов сельскохозяйственной техники, водных растворов минеральных удобрений: карбамида, аммиачной селитры, двух видов азотно-фосфорно-калийно-серосодержащих удобрений и микроудобрения, включающего в себя хелатный комплекс меди. Диапазон концентрации растворов 0,5…3% по массе обусловлен приближением к реальным условиям эксплуатации сельскохозяйственной техники. В качестве контрольной среды использовали дистиллированную воду. Коррозионную стойкость определяли в соответствии с ГОСТ 9.908-85. Гравиметрическим методом установлено, что аммиачная селитра проявляет наиболее высокую коррозионную активность – 1,2172…1,8937 г/м²·ч, превышающую контрольный образец в 8,5 раза, в то время как хелатный комплекс меди демонстрирует выраженные ингибирующие свойства со скоростью коррозии 0,0008…0,0019 г/м²·ч, что на 99% ниже контроля. Электрохимические исследования выполняли в потенциодинамическом режиме с использованием потенциостата Autolab PGSTAT 302N. Потенциодинамические измерения, проведенные в соответствии с ГОСТ 9.509-89, показали, что хелат меди является анодным ингибитором, смещающим потенциал коррозии в положительную сторону на 0,34…0,59 В. Подтверждена гипотеза и установлен механизм защитного действия хелата меди через образование адсорбционной пленки на поверхности стали. Для снижения коррозионной активности рабочих растворов, контактирующих с элементами сельскохозяйственной техники, предложено использовать хелат меди как бифункциональное средство (микроудобрение + ингибитор коррозии).

Преимуществом применения комплексных калибров при контроле геометрических параметров деталей шпоночных соединений является значительное снижение трудоемкости контроля. Основной сложностью применения комплексных калибров является необходимость проектирования набора, состоящего из комплексных калибра-пробки и калибра-призмы, с учетом нормируемых значений контролируемых параметров данного соединения, а также регулярное их воспроизводство по мере износа. Цель исследований – спроектировать набор комплексных калибров для контроля размеров и геометрических параметров вала со шпоночным пазом и отверстия муфты со шпоночным пазом, обеспечивающих собираемость соединения вала с цепной муфтой, установленных на универсальном редукторе Н 090.40.000 завода Моссельмаш. В качестве теоретической основы исследований и разработки послужили нормативные документы, регламентирующие требования к допускам контролируемых параметров и размерам комплексных калибров. Методология базируется на комплексном подходе включая анализ технической документации, расчетно-теоретические методы и проектирование конструкций калибров. В результате произведенных расчетов установлено, что толщина контрольной шпонки в калибре-пробке и калибре призме с учетом допуска на изготовление составит 13,995^-0,005. Размер калибра-пробки для контроля наименьшего внутреннего размера муфты – 49,995^-0,004. Размер проходного калибра-пробки с учетом высоты контрольной шпонки – 53,5^-0,25. Установлено, что наименьший предельный размер толщины контрольной шпонки калибра-пробки и калибра-призмы составляет 13,985 мм. Наименьший предельный размер диаметра изношенного калибра-пробки – 49,982 мм. Контроль при поверке (калибровке) установленных размеров калибра-пробки и калибра-призмы, находящихся в эксплуатации, позволит своевременно выявить их износ. Применение спроектированного набора комплексных калибров обеспечит высокую точность контроля и надежность оценки собираемости шпоночного соединения вала редуктора с цепной муфтой. Результаты данной работы могут использоваться в машиностроении при техническом контроле шпоночных соединений.

Причины аварийных отключений в сельских электрических сетях и их последствия учитываются при прогнозировании вероятных ущербов от отключений и подборе мероприятий по повышению надежности электроснабжения сельских потребителей. Исследования проведены с целью выявления численных показателей количества и последствий аварийных отключений в сельских электрических сетях 0,4 кВ. На основе анализа статистических данных о количестве аварийных отключений и причинах их возникновения в электрических сетях 0,4 кВ Орловской области рассчитали время восстановления и время восстановления электроснабжения, отключенную мощность и количество обесточенных точек подключения в электрических сетях 0,4 кВ. Наиболее частыми причинами отключений отмечены повреждения в сетях потребителей (53%), перегорание предохранителей, схлестывание проводов (6…7%). Невыявленные причины составляют 9…11%. Значимость причин по количеству отключений, времени перерывов в электроснабжении и восстановлению, отключенной мощности может отличаться. Отключенная мощность и количество обесточенных точек напрямую зависят от количества отключений. На основе рассчитанных количественных данных рекомендуем реализовать мероприятия по повышению надежности электроснабжения сельских электрических сетей 0,4 кВ: совершенствовать конфигурацию электрических сетей, провести секционирование линий электропередачи, оснастить сети средствами мониторинга параметров режимов работы, заменить голые провода изолированными. Проведенные исследования решают проблему выявления количества и последствий аварийных отключений в сельских электрических сетях 0,4 кВ при анализе эффективности функционирования систем электроснабжения сельских потребителей.

Вызовы для российского агропромышленного комплекса обусловливают необходимость внедрения новых организационно-управленческих моделей и модернизации аграрного университета для синхронизации с трендами отрасли и повышения результативности подготовки научно-педагогических кадров. С целью систематизации эффективных моделей интеграции и обоснования условий результативности аграрных консорциумов проведен анализ действующих моделей, договорных механизмов и распределения ролей в образовательных консорциумах формата «Аграрный вуз – НИИ – машиностроительное предприятие – агрохолдинг». Методология исследований, построенная на сравнительном исследовании конкретных кейсов и контент-анализе открытых данных, позволила проанализировать опыт девяти ведущих аграрных университетов страны включая РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, Кубанский ГАУ и Уральский ГАУ, систематизировать более 40 конкретных партнерств с предприятиями и 15 профильными НИИ. В результате выявлена и детально описана типология ключевых моделей интеграции – таких, как «Системное кадровое партнерство», «Экспортно-инновационная» и «Технократическая модель глубокой материально-технической интеграции». Каждая из них иллюстрируется конкретными кейсами: от создания агроклассов в Эфиопии (Кубанский ГАУ) и пятилетней программы селекционных исследований (Уральский ГАУ) до промышленных испытаний университетского биофунгицида на полях холдинга «Прогресс Агро». В работе рассматриваются договорные механизмы и распределение ролей в консорциумах, показывается катализирующая роль государственных программ (например, «Приоритет-2030») и доказывается, что подобные альянсы трансформируются из локальных инициатив в устойчивые экосистемы, непосредственно влияющие на прогнозируемое социально-экономическое развитие сельских территорий.