Разработка технических средств с оптимальными конструктивными параметрами для уборки лубяных культур тесно связана с механико-технологическими свойствами растительного материала, характеризующими строение стебля, сопротивление воздействующим на него нагрузкам, поведение при различных деформациях и разрушении, трение о рабочие поверхности и т.д. Лубяные культуры – такие, как техническая конопля, содержат в стеблях лубяные волокна, обладающие абразивными свойствами и являющиеся причиной быстрого износа режущих кромок ножей. Однако стойкость стеблей к абразивному истиранию не изучена. С целью определения стойкости волокнистого слоя стеблей конопли к абразивному истиранию проведены исследования физико-механических и прочностных свойств стеблей технической конопли трех сортов: Людмила, Надежда и Сурская. Исследование микрорельефа поверхности лубоволокнистого слоя технической конопли проводилось методом атомно-силовой микроскопии на сканирующем зондовом микроскопе. Эксперимент по истиранию реализовывался на ротационном абразиметре АТ-100 в соответствии с ГОСТ Р 17076-1-2014. Исследование микрорельефа показало более развитую внешнюю поверхность с ярко выраженной волокнистой структурой. Наибольшие различия микронеровностей наблюдались между нижней и верхушечной частью стебля. Показатели, характеризующие механические свойства лубяных волокон – такие, как эластичность, твердость и модуль упругости, отличались в разных частях стебля. Наибольшее значение модуля упругости и твердости волокон выявлено в средней части стебля. Экспериментальные данные объемного износа лубоволокнистого слоя стеблей технической конопли показали, что наибольшей стойкостью к истиранию обладают стебли сорта Надежда (индекс истирания – 1,67), наименьшей – сорт Людмила (индекс истирания – 3,71). Результаты исследований необходимо учитывать при проектировании и разработке инновационных уборочных машин и выборе материалов режущих кромок ножей, устойчивых к абразивному истиранию.

Уничтожение сорной растительности в рядах малины агротехническим способом в России имеет низкий уровень механизации, и внесение гербицидов не практикуется. Поэтому конструктивные параметры и режимы работы опрыскивателей для уничтожения сорной растительности в рядах малины химическим способом недостаточно исследованы. С целью решения этой проблемы проведены эксперименты по оценке равномерности осаждения жидкости различного типа распылителями по ширине захвата в зависимости от высоты установки, углов наклона и скорости ветра. Исследования проведены в лабораторных условиях Брянского ГАУ и Всероссийского института защиты растений, г. С.- Петербург-Пушкин, с использованием распределительного стенда. Показателем равномерности осаждения жидкости по ширине захвата распылителя принят коэффициент вариации. Установлено, что наиболее рациональным по геометрическим параметрам образуемого капельного факела и дисперсности распыла является щелевой распылитель IS желтого цвета. В зависимости от скорости ветра изменение высоты установки распылителя от 0,1 до 0,7 м приводит к снижению коэффициента вариации с 68 до 10%. При высоте установки распылителя от 0,3 до 0,7 м увеличение угла наклона распылителя навстречу воздушному потоку приводит к вариации, а при расположении от 0,1 до 0,3 м коэффициент вариации снижается. Влияние рассматриваемых факторов на коэффициент вариации носит нелинейный характер, что дает основание предположить о существовании глобального экстремума и необходимости дальнейших испытаний.

Мотыжение почвы – эффективный и универсальный прием, реализуемый практически во всех современных растениеводческих технологиях. Усовершенствование бороны-мотыги экспериментальным путем является дорогостоящим, трудозатратым и долгосрочным процессом, поэтому перспективным является проведение модернизации на основе знания закономерностей функционирования узлов агрегата. Целью исследований является доопытное изучение влияния угла атаки игольчатого рабочего органа на интенсивность его воздействия на почву. Представлена методика, согласно которой рассчитан комплексный критерий крошения почвы в зависимости от угла атаки рабочих органов при значениях 0, 8, 16, 24 и 32 град. Произведенные расчеты позволили предположить, что при усредненных начальных условиях работы борон-мотыг увеличение угла атаки рабочих органов во всем рассматриваемом диапазоне приводит к росту объема суммарного следа перемещения иглы в почве со средней интенсивностью около 0,6 см³ /град. При этом объем раковины скола, приходящейся на иглу, возрастает на 1,1…2,3 см³ /град. при достижении угла атаки 24 град., а при дальнейшем увеличении угла снижается. В целом увеличение угла атаки приводит к уменьшению комплексного критерия крошения почвы иглой со скоростью около 0,1 град. ^–1, но при этом общая интенсивность воздействия на почву увеличивается с ростом угла атаки до 24 град. Предложенная методика расчета носит примерный характер, но ее применение позволяет выявлять некоторые общие закономерности влияния параметров дискового рабочего органа – таких, как афронтальность, диаметр игл, глубина их проникновения в почву, диаметр рабочего органа и скорость движения агрегата, на показатели его работы для дальнейшего его усовершенствования.

Применение неионизирующего излучения в агропромышленном производстве представляет собой перспективное, экологически чистое альтернативное направление борьбы с вредителями, болезнями и сорняками. Основной целью исследований является разработка и внедрение технологий и устройств для его осуществления. В ходе исследований разработано устройство для обеззараживания почвы сверхвысокочастотным излучением, источником которого служат магнетроны с частотой излучения 2450 МГц и потребляемой мощностью 800…1000 Вт. Подвод энергии излучения к поверхности почвы осуществляется волноводом размером 90×60 мм. В качестве приемников СВЧ-излучения использовались картонные боксы с образцами почвы длиной 200 мм, шириной 50 мм и глубиной 100 мм. С помощью тепловизора Testo 882 определялось распределение температуры в слое почвы при воздействии устройства. Термографирование проводилось при влажности почвы 4, 10, 15 и 20%. С целью определения влияния на нагрев почвы отраженного излучения в слое почвы размещали алюминиевую пластину толщиной 1 мм. Выявлено, что при экспозиции 60 с слой почвы нагревается до 60…65°C на глубину 25…35 мм, до 40…45°C – на глубину 90…100 мм. При этом влажность почвы существенно не влияет на характер ее нагрева. Эффективность СВЧ-излучения и нагрева усиливается при размещении под слоем почвы металлической пластины, при этом до 87% расходуемой устройством энергии аккумулируется слоем почвы.

Применение эффективных инновационных технологий распределения и управления производственными ресурсами позволяет сократить издержки и оптимизировать управленческие процессы в организациях агропромышленного комплекса. С целью разработки подхода по оптимизации перевозки сельскохозяйственной продукции автомобильным транспортом осуществлен теоретико-методологический анализ этого процесса в России. Выявлено, что качество и себестоимость транспортировки продукции АПК зависят от условий транспортирования, сезонности, режимов перевозки и хранения овощей и фруктов, а также эксплуатационных затрат на перевозку. Для онлайн-мониторинга этих показателей в режиме реального времени и фиксирования условий перевозки в конструкцию транспортного средства (автомобиль) авторами предложено установить термодатчики и датчики влажности, камеры фиксирования положения груза и блок телематики, который получает и обрабатывает данные с датчиков уровня топлива, загрузки транспортного средства, скорости и др. и отправляет информацию на компьютер оператора. Апробация разработанной методики проведена на 306 грузовых автомобилях транспортной компании «Технология движения», из них 118 ед. – KAMAZ, 64 ед. – SCANIA, 121 ед. – MERSEDES-BENZ ACTROSS. Проведен анализ отказов всех рассмотренных автомобилей. Информация о парке машин и данные, полученные от дополнительного оборудования, установленного нами на транспортных средствах, позволили собрать информацию, необходимую для описания процесса, и разработать алгоритм оптимизации показателей, влияющих на себестоимость и качество транспортировки сельскохозяйственной продукции. Разработанная с помощью программно-вычислительного комплекса «Сапфир» имитационная модель на базе JIТ-системы поможет повысить качество перевозки сельскохозяйственной продукции и снизить затраты. Разработанная имитационная модель применима для исследования и прогнозирования развития системы грузоперевозок в аграрной отрасли.

Сплошной посев ввиду экономических соображений и агротехнических показателей является более предпочтительным в сравнении с рядовым, узкорядным, перекрестным и разбросанным посевами. Посев газонных трав иногда приходится проводить на участках со сложной конфигурацией. Предлагаемая экспериментальная сеялка для сплошного посева трав, оснащенная высевающим аппаратом катушечного типа, прошла стендовые испытания, однако необходимо проверить качество ее посева в полевых условиях. С целью проверки показателей качества сплошного посева газонных трав при прямолинейном и криволинейном движении проведены лабораторно-полевые испытания экспериментальной сеялки согласно ГОСТ 31345-2017 на полевой станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Осуществлялся посев газонной смеси «Газон Быстрый». Проверка качественных показателей высевающего аппарата и основных агрегатов сеялки – относительной полевой всхожести семян и ширины засеваемой полосы – осуществлялась после появления полных всходов и подсчета числа растений на площадках 0,25 м² , расположенных на разных траекториях движения сеялки. По результатам лабораторно-полевых испытаний установлено, что относительная полевая всхожесть семян при различных траекториях движения составила 83…96%. Ширина засеваемой сеялкой полосы составила 90,8 см. Показатель неустойчивости общего высева по всходам составил 5,61% при нормативе 9%. По результатам исследования можно заключить, что высевающий аппарат не снижает качества посевного материала и разработанная сеялка обеспечивает сплошной посев газонных трав.

Производство высококачественного молока возможно при использовании на животноводческих фермах и комплексах современных технологий и работоспособного оборудования. Выявленный низкий уровень работоспособности машин и оборудования животноводства связан с рядом причин: необеспеченностью инженерно-технической службы (ИТС) необходимой ремонтно-технической базой, основными ремонтно-техническими материалами и запасными частями; отсутствием высококвалифицированного персонала; низким уровнем организации технического сервиса, когда техническое обслуживание и текущий ремонт проводят разные специалисты; отсутствием ответственности и стимулирования персонала ИТС за конечные показатели работы (работоспособность техники, объемы производства продукции, качество продукции и др.). С целью повышения уровня безотказности машин и оборудования молочного животноводства предлагаем совершенствовать организацию технического сервиса машин и оборудования и работу инженерно-технической службы (ИТС) ферм. Для определения вероятности возникновения того или иного отказа на животноводческих фермах предлагается проведение ИТС глубокой технической диагностики с использованием современного оборудования и цифровых технологий и своевременное выполнение плановых технических осмотров и текущего ремонта. Это значительно увеличит срок эксплуатации машин и сократит количество простоев оборудования по причине неисправностей. Для стимулирования работников ИТС предлагается использовать оценочный показатель качества службы – коэффициент технической готовности. Предусмотрено дополнительное стимулирование работников ИТС за обеспечение высокого уровня технической готовности и отсутствие простоев по техническим причинам. Работники ИТС получают премии за увеличение объемов и повышение качества выпускаемой продукции.

Эксплуатация автотракторной техники производится в условиях высокой запыленности. Основной причиной низкого ресурса прецизионных деталей топливной аппаратуры является абразивное изнашивание рабочих поверхностей. Инновационный СVD-метод получения покрытий путем термического разложения гексакарбонила хрома с последующим осаждением карбидов хрома позволяет значительно повысить износо- и коррозионную стойкость деталей распылителя форсунки дизельных двигателей. Для повышения ресурса распылителя предлагается нанесение упрочняющего покрытия на обе рабочие поверхности деталей: иглу (сталь Р6М5) и внутреннюю поверхность корпуса (сталь 12Х2Н4А). С целью минимизации затрат при изготовлении новых прецизионных деталей определялась критическая (минимальная) толщина покрытия, обеспечивающая его несущую способность. Получены аналитические зависимости минимально необходимой толщины покрытия в зависимости от его микротвердости и размера частиц кварца и корунда, а также уравнения регрессии и графики функции отклика. Установлено, что для обеспечения несущей способности упрочняющего покрытия на деталях распылителя форсунки дизельного двигателя его критическая толщина при микротвердости 18,9 ГПа должна составлять не менее 3 мкм.

Технология ремонта изношенных внутренних поверхностей гильз цилиндров с применением комбинированной технологии, включающей в себя холодное газодинамическое напыление алюминия с последующим микродуговым оксидированием, недостаточно изучена. С целью обоснования возможности применения холодного газодинамического напыления при ремонте гильз цилиндров исследован предел прочности на срез алюминиевого покрытия, нанесенного ХГДН на чугунный образец. Разработаны методика и оборудование для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность цилиндра. В качестве образцов использовали цилиндры 10×30 из чугуна ВЧ40. Напыление порошка алюминия марки А-20-01 проводилось на установке ДИМЕТ-403 при режимах «2-2», «2-3», «3-2», «3-3». Предел прочности сцепления алюминиевого покрытия с чугуном при сдвиге определялся при продавливании образца (цилиндра с покрытием в виде напыленного пояска) через матрицу. Результаты испытаний на прочность показывают, что при режиме нагрева «2» (около 300°C) достигается наибольшая адгезионная прочность на срез по сравнению с другими режимами. Максимальная средняя прочность покрытия составила 11,99 МПа, что в 2,5 раза меньше, чем при нанесении порошка А-20-11 на сталь. Режим «2-3» позволяет напылить необходимый объем материала за меньшее время за счет большей скорости подачи порошка. Для обеспечения большей прочности и надежности покрытия рекомендованы режимы напыления «2-2» и «2-3» с расходом порошка, соответственно, 0,2 и 0,3 г/с. Разработанная технология позволяет наносить относительно прочные покрытия для восстановления гильз цилиндров. В результате исследований выявлены возможность восстановления цилиндров в номинальный размер и обеспечение высокой износостойкости их поверхности для любой модели двигателя.

Биотопливо, полученное из растительного сырья, отличается от традиционного нефтяного топлива высокой вязкостью, плотностью, гигроскопичностью и химической активностью. Техническое состояние топливной аппаратуры определяется уровнем чистоты топлива. Для очистки биотоплива от загрязнений и эмульсионной воды предложено использовать полимерные материалы с глобулярной структурой. С целью изучения их свойств проведены испытания образцов полимерных материалов, полученных сополимеризацией резорцина с формальдегидом и стирола с дивинилбензолом. Использовались стандартные методы и оборудование. Испытания на прочность и проницаемость проводились на образцах сополимеров резорцина и формальдегида с содержанием полимерообразующих компонентов 20, 30, 40% и стирола с дивинилбензолом при содержании мономера 25, 40 и 60%. В результате исследований получены показатели прочности полимерных материалов: удельная разрушающая нагрузка при растяжении для сополимеров резорцина с формальдегидом составила 19 МПа, при сжатии – 6 МПа; для сополимеров стирола с дивинилбензолом – 15,5 и 2,5 МПа соответственно. Средний диаметр пор сополимеров составил 0,1…10 мкм, большая удельная поверхность и узкий диапазон распределения пор по размерам (+/–10%) позволяют использовать их в качестве фильтрующих перегородок для различных жидкостей. При взаимодействии образцов резорцинформальдегидного полимерного материала с биодизелем – метиловым эфиром рапсового масла – в течение 14 суток не выявлено изменений в составе полимера. Спектроскопические исследования не выявили изменений и в составе биотоплива. Разработанный резорцинформальдегидный фильтроэлемент для очистки биотоплива может в течение продолжительного времени эффективно работать без замены и технического обслуживания.

Надежность электроснабжения определяет работу электрических сетей. В результате анализа источников литературы выявлено, что удельные показатели надежности, необходимые при планировании и оценке эффективности работ по энергосбережению, недостаточно исследованы. Поэтому целью работы являлось исследование удельных показателей надежности электрических сетей 0,4 кВ – таких, как поток отказов, поток преднамеренных отключений, удельные значения отключенной мощности и недоотпуск электроэнергии. Проведен анализ журналов отключений сельских электрических сетей 0,4 кВ в Орловской области за период 2018-2023 гг. и получены статистические данные по аварийным и плановым отключениям. Исследовано 12787 воздушных линий электропередачи общей протяженностью более 10 тыс. км. В результате анализа выявлены значения удельных показателей надежности и тенденции их изменения в течение 6 лет. Проанализированы вероятные причины изменений показателей. Выявлено, что значения параметра потока отказов не превышают справочные значения до 2022 г. включительно, а в 2023 г. превышают в 1,2 раза. В 2022-2023 гг. произошел значительный рост числа аварийных и преднамеренных (плановых) отключений: в 2023 г. поток отказов на 100 км линий 0,4 кВ составил 29/год-1, а преднамеренных – 71/год^-1. Значения удельной отключенной мощности на одно отключение в 2023 г. сократились в 17,5 раза по отношению к 2018 г., среднее значение на одно отключение составляет 0,0009 МВт. Удельное значение недоотпуска электроэнергии на одного потребителя в год по аварийным отключениям составило 1,0…5,7 МВт·ч/потр., по плановым – 3,0…8,1 МВт·ч/потр. Удельные показатели надежности позволяют оценить эффективность распределительных сетей 0,4 кВ в конкретном регионе и могут применяться при оценке эффекта от внедрения мероприятий по повышению надежности электроснабжения.

Инклюзивное («включенное») обучение предполагает получение образования лицами с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) в образовательных учреждениях общего типа совместно с нормально развивающимися сверстниками. Готовность субъектов образовательного процесса становиться субъектами формирования и развития инклюзивной образовательной среды определяется их мировоззрением, личностными особенностями, пониманием и принятием самой идеи инклюзии. Внедрение инклюзивного образования в нашей стране сдерживается в связи с неготовностью педагогов, родителей и обучающихся функционировать в условиях инклюзивного образования. С целью выявления предпосылок и подходов к формированию инклюзивной образовательной среды в вузах проведено анкетирование по вопросам отношения к инклюзивному образованию и продиагностированы личностные особенности, влияющие на эффективность общения. В исследовании приняли участие 124 студента 2 курса РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева. В результате выявлены социально-психологические барьеры, препятствующие развитию инклюзивной образовательной среды в аграрном вузе: недостаточная информированность о данной проблеме и низкая коммуникативная толерантность по отношению к людям с ОВЗ. Для устранения барьеров необходимы формирование устойчивого мотивационно-ценностного отношения к инклюзии, раскрытие возможностей творческой самореализации субъектов инклюзивной образовательной среды, расширение кругозора, ознакомление с вариантами социализации лиц с ОВЗ, обучение специфическим правилам и приемам общения с ними. Реализация инклюзии на уровне профессионального образования требует изменения параметров образовательной среды профессиональных учебных заведений, развития инклюзивной среды, соответствующей возможностям и потребностям всех ее субъектов.

Содержание дисциплины «Химия», изучаемой студентами агроинженерных направлений подготовки, слабо связано с их будущей профессиональной деятельностью. В связи с этим актуальной задачей является обоснование возможностей разработки профессионально-ориентированного содержания дисциплины «Химия». Исследования проведены с целью поиска методологического основания для реализации системного подхода к разработке профессионально-ориентированного содержания дисциплины «Химия», позволяющего максимально приближать образовательный процесс к будущей профессии. Предлагаемые автором решения построены на основе теории инвариантной структуры содержания образования. Методологический прием, включающий в себя объектную и профессионально-деятельностную детерминанты, был применен в разработке профессионально-ориентированного содержания дисциплины «Химия» для направления 35.03.06 «Агроинженерия» на системной основе. Рассмотрено соответствие содержания дисциплины «Химия» инвариантным компонентам содержания профессиональной подготовки. В результате автором представлена реализация этого подхода для профессионально-ориентированного обучения дисциплине «Химия». В содержание дисциплины «Химия» для обучающихся по направлению 35.03.06 «Агроинженерия» должны входить следующие разделы: строение вещества, свойства органических и неорганических веществ, свойства растворов и дисперсных систем, энергетика физико-химических процессов, кинетика физико-химических процессов. Профессионально-ориентированное обучение позволит сформировать у обучающихся общепрофессиональную компетенцию «Способен решать типовые задачи профессиональной деятельности на основе знаний основных законов математических и естественных наук с применением информационно-коммуникационных технологий».