Современная молочная ферма представляет собой сложную биотехническую систему «Человек-МашинаЖивотное», в которой целенаправленная деятельность человека, придающая этой системе эргатический характер, концентрируется преимущественно на управлении подсистемами «Машина» и «Животное». Для повышения эффективности взаимодействия машинных подсистем с биологическими объектами (животными) необходимо углубленное изучение свойств и характеристик последних, их поведения, адаптационных и рефлекторных механизмов, обеспечивающих взаимоадаптацию ма шинных и биологических подсистем. Рассмотрен общий функционал подсистемы «Животное», включающий в себя перечни контролируемых показателей (функций) в молочный, долактационный и лактационный периоды. Аналогичным образом получены функционалы подсистем общего костно-мышечного развития тела животного, органов дыхания и пищеварения, комфорта среды обитания, развития и контроля репродуктивных органов лактирующих коров с определением перечня контролируемых функций и параметров. Для выполнения комплекса работ в данном направлении во ФНАЦ ВИМ предполагается выполнить комплексный проект, обеспечивающий повышение уровней автоматизации, цифровизации и интеллектуализации животноводства, комфорта состояния среды обитания, создание щадящих, оптимальных режимов обслуживания животных, продление их продуктивного долголетия, повышение качества молока и автономности функционирования отдельных локальных биотехнических подсистем.

В рамках ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство» Минсельхозом России разработана национальная платформа цифрового государственного управления сельским хозяйством – «Цифровое сельское хозяйство». Для цифровизации животноводческих предприятий необходимо создать условия на федеральном и региональном уровнях и разработать нормативно-правовую и техническую поддержку предприятий. Разработана соответствующая структурно-функциональная модель, учитывающая различные уровни принятия решения, нормативно-правовые документы, системные продукты и программно-аппаратные средства. Разработаны блок-схема проекта и структура автоматизированных рабочих мест главных специалистов цифровой молочной фермы. Цифровизация животноводства с внедрением разрабатываемых технологий в ФНАЦ ВИМ обеспечит снижение уровня импортозависимости отрасли на 35…40%, повышение качества и количества производимой продукции на 25…30%, сохранение здоровья и повышение продуктивности животных на 15…20%, повышение производительности труда в основных подотраслях животноводства в 1,5…2 раза, сокращение издержек производства на 35…40%.

В промышленном масштабе производятся два вида кофе: Арабика и Робуста. Арабика – наиболее популярный вид кофе благодаря своим вкусовым характеристикам, но в связи со снижением его урожайности производители всё больше внимания обращают на неприхотливую Робусту. При использовании классической технологии обработки кофе Робуста не может конкурировать с Арабикой по вкусовым качествам. Согласно проведенной органолептической оценке напитков двух видов кофе по методике SCA вкусовые качества Робусты получили более низкие значения (в среднем на 20…25%), что не позволяет ей занять достойное место на рынке. Авторы сравнили органолептические показатели напитка из зерен Арабики, полученных по классической технологии, и Робусты, произведенной по новой технологии. Новая технология обработки Робусты заключается в последовательности этапов: сбора зерен с применением технических средств, приспособленных для сбора только спелых ягод; многоступенчатой сортировки для отсева дефектных ягод и контролируемой ферментации; механической сушки в течение 10 ч, имитирующей естественные условия высушивания на солнечном свете; «отдыха» зерна в течение месяца при пониженной температуре. Далее производилась обжарка зерен Робусты в оптимальных условиях. Органолептическая оценка показала сближение вкуса Арабики и Робусты, различие показателей составило в среднем от 7,5 до 12,5%. Авторами подтверждена эффективность новой технологии обработки кофе. При экстерриториальной обжарке зерен для сохранения потребительских качеств кофе предложено применять одноразовые индикаторы, которые позволяют определить не только характер воздействия на продукт (влажность и температуру), но и продолжительность этого воздействия с заранее выбранным шагом. Применение новой технологии обработки Робусты совместно с отслеживанием негативных воздействий в процессе транспортировки может привести к формированию особого сегмента рынка.

В статье приведены результаты многолетних исследований по изучению масличной продуктивности и химического состава масла сои сортов северного экотипа в условиях Центрального Нечерноземья и возможности использования его на биодизель. Опыты по выращиванию сои проводились на опытном поле ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (2008-2019 гг.) на районированных ультраскороспелых сортах северного экотипа Магева, Светлая, Окская (группа спелости 000). Закладка опытов и анализ результатов исследований выполнены в соответствии со стандартными апробированными методиками. Показано, что в условиях высоких широт (57° с.ш.), ограниченных тепловых ресурсов Нечерноземной зоны России (сумма активных температур вегетационного периода – не более 2000°C) урожайность сои и продуктивность зависят от сорта и влагообеспеченности. В среднем по годам урожайность сои составила 1,94…2,62 т/га, масличная продуктивность – 388…544 кг/га, содержание масла – 19…20%, содержание в масле олеиновой и линолевой жирных кислот – 60%, их сбор с урожаем семян составил 300 кг/га. Установлено, что соевое масло и дизельное топливо, обладая близкими свойствами, смешиваются традиционными методами в любых пропорциях и образуют стабильные смеси, которые могут храниться в течение длительного времени. Экспериментальные исследования по использованию масла сои на биодизель были проведены на дизеле Д-245 (4 ЧН 11/12,5). Концентрации токсичных компонентов (CO, СНx, NOx) в отработавших газах дизеля определялись газоанализатором SAE-7532. Дымность отработавших газов измерялась дымомером МК-3 Hartridge. Экспериментально установлено, что перевод дизеля с ДТ на смесь 80% ДТ и 20% СМ приводит к изменению интегральных выбросов за цикл испытаний: оксидов азота в 0,81 раза, монооксида углерода – в 0,89 раза, несгоревших углеводородов – в 0,91 раза, то есть при его использовании в качестве моторного топлива на серийном дизельном двигателе снижаются выбросы всех газообразных токсичных компонентов. Подтверждена целесообразность использования сои северного экотипа на биотопливо.

В Московской области заморозки возможны вплоть до первой декады июня. Для защиты картофеля от холодов в период «Посадка-появление всходов» предложено использование временного укрывного материала. Изучено использование укрывного материала на сортах картофеля раннего: Удача, Жуковский ранний, Ред Скарлет, Снегирь, Метеор. Иссле дования проведены в 2017-2019 гг. на участке кафедры овощеводства РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Укрывание проводили нетканым материалом плотностью 17 г/м2 белого и черного цвета, контроль – посадка без укрывания. Технология возделывания – стандартная, включающая в себя обработку почвы (зяблевая вспашка, фрезерование весной, нарезка гребней перед посадкой), а также уход за растениями (междурядная обработка и окучивание). Посадка клубней осуществлялась однорядной картофелесажалкой. Наиболее раннее появление всходов наблюдалось под белым укрывным материалом с разницей по отношению к контролю 5-6 сут. В варианте с чёрным укрывным материалом разница составила в среднем 3-4 сут. За счет укрывания и ранней посадки урожай сформировался уже к 15 июля. Укрывание позволило сократить межфазный период «Посадка-всходы» и увеличить период «Всходы-уборка», за счет чего в зависимости от сорта урожайность увеличилась на 11,6…14,7%. Максимальный урожай получен на сорте Ред Скарлет при использовании белого укрывного материала, минимальный – у растений картофеля без укрывания. Такая же тенденция характерна для других сортов. Установлено, что укрывание любым материалом положительно влияет на продолжительность вегетации растений картофеля, увеличивая период клубнеобразования, это сказывается на урожайности. Укрывание позволяет на 2 недели раньше получить ранний картофель в Московской области.

Работа содержит анализ рынка садовой техники, а также сведения об отказах садовой техники на примере триммеров компании Husqvarna. Рассмотрена возможность применения аддитивных технологий для изготовления опор скольжения механических приводов садовой техники. В качестве технологии аддитивного производства для ремонта рассмотрен метод 3D-печати по технологии FDM (FFF). Согласно стандарту ASTM D638-14 подготовлены образцы на 3D-принтере «PICASO 3D Desingner X Pro». Образцы выполнялись из ABS-пластика и PA12 с различной степенью заполнения: 20, 50 и 100%. Испытания образцов проводились на разрывной машине Zwick/Roell Z100. Отмечено, что характер разрушения образцов, изготовленных из разных материалов, существенно различается. Образцы, изготовленные из ABS-пластика, являются более хрупкими по сравнению с образцами, выполненными из PA12. По итогам испытаний PA12 со 100%-ным заполнением показал наилучший результат, что позволяет рекомендовать его для использования при изготовлении опор скольжения методом 3D-печати.

В ремонтном производстве при восстановлении работоспособности машин и оборудования путем устранения отказов и восстановления израсходованного ресурса возможно появление несоответствий, приводящих к внутренним потерям, обнаруживаемым на этапе испытаний отремонтированной техники, оборудования, агрегатов. При оценке внутренних потерь от брака в ремонтном производстве целесообразно применять диаграмму Парето, позволяющую наглядно увидеть основные проблемы и на основании этого выявить причины возникновения несоответствий, разработать мероприятия по снижению риска их возникновения в дальнейшем. Авторы рекомендуют применять два вида диаграммы Парето: по количеству дефектов и по стоимости несоответствия. В результате оценки внутренних потерь от брака при испытаниях отремонтированных двигателей КАМАЗ 6522 с помощью диаграммы Парето выявлена необходимость в устранении причины возникновения несоответствий режима подачи масла к подшипникам коромысел клапанов, негерметичности уплотнений форсунок в головках цилиндров и несоответствия давления масла в системе смазки.

Для определения эффективности и целесообразности применения антифрикционной присадки проведены сравнительные испытания двигателя внутреннего сгорания ВАЗ-11194 № 000094 экологического класса 5, установленного на испытательном стенде, без добавления и с добавлением антифрикционной присадки в масло Лукойл Genesis 5W-30. Исследования проводились согласно ГОСТ 14846 «Двигатели автомобильные, методы стендовых испытаний», правилу ООН № 49 (выбросы оксида углерода, углеводородов, оксидов азота с отработавшими газами) и правилу ООН № 85 (мощностные показатели). В ходе испытаний оценивались выбросы вредных веществ с отработавшими газами (СO, CH, NOx), мощностные показатели двигателя и расход топлива. Испытания проводились согласно представленной методике после наработки 5, 50 и 100 ч работы двигателя. Результаты испытаний показали, что после 100-часовой наработки двигателя с добавлением в моторное масло антифрикционной присадки зафиксирован прирост мощности на 4,1%, крутящего момента двигателя – на 3,5…4,0% при уменьшении удельного расхода топлива на 6…7%. За период испытаний уменьшилась концентрация вредных веществ в отработавших газах двигателя: СО – до 21,6%, CH – до 18,3%, NOx – до 27,6%. Сформулировано заключение об эффективности влияния антифрикционной присадки на экологические, экономические и мощностные показатели ДВС.

Одним из перспективных направлений сушки плодово-ягодного сырья является использование сушилок аэродинамического подогрева, реализующих принцип трансформации электрической энергии, расходуемой на привод центробежного вентилятора, в тепловую энергию за счет взаимного трения циркулирующих в замкнутой камере воздушных потоков. Для снижения энергоёмкости процесса сушки предложено утилизировать теплоту отработанного сушильного агента за счёт оснащения сушилки комбинированным теплообменником. Для прогнозирования теплотехнических характеристик комбинированного теплообменника в зависимости от переменных внешних факторов на основании уравнения теплового баланса теоретически определена зависимость температуры сушильного агента на выходе из комбинированного теплообменника от времени работы сушилки. Наличие воздушного солнечного коллектора в составе комбинированного теплообменника позволило в данном случае повысить температуру сушильного агента на выходе из него ещё на 10°C без дополнительных затрат электрической энергии. Сравнительный анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований показал их высокую сходимость.

Обеспечение продовольственной безопасности и увеличение экспорта сельскохозяйственной продукции требуют высокого кадрового потенциала АПК. Однако руководители сельскохозяйственных организаций, их заместители и главные специалисты не всегда соответствуют требованиям по образовательному уровню и владению управленческими компетенциями. Данная проблема является актуальной и для руководителей инженерных служб. В среднем по системе Минсельхоза России только 66% главных инженеров, технологов и энергетиков имеют высшее образование, хотя по требованиям профессиональных стандартов эти должности должны занимать магистры и специалисты. Во всех сферах АПК нашей страны выявлен дефицит кадров, который, если сопоставлять численность выпускников магистратуры и вакансии в организациях, окажется незначительным. Однако анализ кадрового состава на наличие соответствующего должности уровня образования показывает, что даже за три года вузы не смогут обеспечить выпускниками потребности данной отрасли рынка труда. Подготовка кадров для АПК осуществляется в 54 вузах, подведомственных Минсельхозу России. Численность выпускников по основным аграрным направлениям и специальностям составляет более 19 тыс. чел., но численность выпускников специалитета и магистратуры, которые имеют право занимать руководящие должности, составляет всего около 1,5 тыс. Кроме того, по мнению самих выпускников, они не готовы занимать руководящие должности. В процессе обучения на формирование управленческих компетенций отводится около 3% от всего объёма образовательной программы. Для формирования этих компетенций на занятиях предлагается использовать образовательные технологии (метод проектов и технологию контекстного обучения), а также проводить занятия в форме «круглых столов» и конференций, на которых обучающийся выступает как активный деятель. Однако для выстраивания образовательного процесса на основе требований работодателей необходимо, чтобы был разработан профессиональный стандарт, регламентирующий требования к руководящим должностям инженерных служб. Данную задачу может решить профстандарт «Специалист по управлению на предприятиях агропромышленного комплекса».

В статье рассматриваются особенности организации подготовки магистров инженерного профиля к профессионально-педагогической деятельности. Проведён анализ историко-педагогических аспектов зарождения и развития магистерского образования в России как одного из важнейших ресурсов обеспечения высшей школы профессионально-педагогическими кадрами. Раскрыты современные требования общества к подготовке профессионально-педагогических работников в изменяющихся условиях, к повышению их профессиональной мобильности. Подготовка магистров непедагогического профиля к профессионально-педагогической деятельности в вузе осуществляется посредством включения педагогического компонента в структуру содержания образования: например, дисциплин «Основы педагогической деятельности» или «Методика профессионального обучения» и педагогической практики. Исследование, проводимое авторами на базе Института механики и энергетики имени В.П. Горячкина Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К.А. Тимирязева в течение трёх лет, показало высокую востребованность магистров-преподавателей для педагогической деятельности в современных технических вузах, а также мотивацию магистрантов к профессионально-педагогической деятельности. В исследовании приняли участие 109 магистрантов направлений подготовки «Агроинженерия», «Теплоэнергетика и теплотехника», «Электроэнергетика и электротехника», которые изучают дисциплину «Основы педагогической деятельности» и проходят педагогическую практику в университете. Обоснованы пути решения проблемы подготовки педагогических кадров для технических вузов через магистерское образование: проведение фундаментальных исследований методологии магистерского образования с учётом исторического опыта и современных тенденций; разработка теоретических и прикладных вопросов структуры содержания магистерского образования с целью повышения эффективности образовательных программ, в том числе по педагогическому компоненту; выявление и внедрение в образовательный процесс вузов эффективных форм, моделей, адаптивных программ подготовки магистров к профессионально-педагогической деятельности и их дальнейшего профессионального развития.

На основании экспериментальных и теоретических исследований рассчитан срок окупаемости строительства теплицы для технологии утилизации навозосодержащих стоков доильного зала в культивационных сооружениях при выращивании цветочных культур. Для полной утилизации 4,4 т стоков в сутки, образующихся от фермы на 640 коров, необходима теплица при выращивании роз площадью почти 0,6 га, что соизмеримо с общей площадью коровников. Наибольший удельный вес в себестоимости производства роз имеют затраты на амортизационные отчисления и затраты на электроэнергию. Капитальные вложения, требуемые для строительства культивационного сооружения, составляют 98 612 тыс. руб., окупаемость этих затрат – 8,9 года. При внесении навозосодержащих стоков доильного зала на поля потребуется строительство, например, двух плёночных лагун для хранения стоков в течение 6 мес. Стоимость капитальных вложений для строительства лагун почти в 30 раз меньше, чем для строительства культивационного сооружения, но ввиду низкого годового экономического эффекта срок окупаемости их резко увеличивается. Срок окупаемости технологии утилизации навозосодержащих стоков доильного зала со строительством теплицы и выращиванием роз в 3,8 раза меньше базовой технологии с хранением и внесением на поля. Высокая эффективность внесения навозосодержащих стоков доильного зала в культивационные сооружения позволяет рекомендовать строительство теплиц в комплексе с молочными фермами.