Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала)

Представлены результаты анализа диссертационных исследований научной школы Южного Урала, посвященных процессу проектирования почвообрабатывающих машин и агрегатов с применением методов математического моделирования. (Цель исследования) Установить закономерности проектирования почвообрабатывающих машин и агрегатов и на этой основе спрогнозировать перспективы их совершенствования с использованием методов математического моделирования. (Материалы и методы) Проанализировали вопросы, связанные с построением математических моделей по результатам полевых испытаний почвообрабатывающих машин в различных почвенно-климатических условиях,  акцентировали внимание на принимаемых авторами оптимальных решений по конструированию, модернизации почвообрабатывающих машин и агрегатов. (Результаты и обсуждение) Показали, что процесс конструирования почвообрабатывающих машин проходил следующие этапы: эмпирическое конструирование, вычислительный эксперимент и применение системы автоматизированного проектирования. Отметили, что результатом развития инструментов научных исследований стало постепенное приближение получаемых математических моделей к реальным условиям работы почвообрабатывающих машин и агрегатов. Это позволило обеспечить заданный уровень показателей качества выполнения технологического процесса обработки почвы путем совершенствования и обоснования параметров почвообрабатывающих машин и разработать адаптивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур применительно к почвенно-климатическим условиям различных регионов. (Выводы) Подтвердили, что дальнейшие исследования в области применения Системы автоматизированного проектирования машин для решения инженерных задач, касающихся повышения качества обработки почвы с заданными параметрами, почвообрабатывающими машинами и агрегатами направлены на создание конструкций вибрационных рабочих органов; использование силы сжатого воздуха и электромагнитных полей; создание почвообрабатывающих машин с высокой степенью автоматизации настройки на заданные условия работы; разработку систем дистанционного контроля за процессом работы рабочих органов почвообрабатывающих и посевных машин.
Ключевые слова: почвообрабатывающие машины, отвальная система земледелия, математическое моделирование, система автоматизированного проектирования машин. 

1. Виноградов В.И. Сопротивление рабочих органов лемешного плуга и методы снижения энергоемкости пахоты: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Челябинск: ЧГАУ. 1969. 697 с.

2. Капов С.Н., Рахимов И.Р. Модели почвы в земледельческой механике // Тезисы докладов на XI научно-технической конференции. Челябинск: ЧГАУ. 2001. С. 322-324.

3. Синеоков Г.Н. Проектирование почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение. 1965. 311 с.

4. Жалнин Э.В. Постулаты В.П. Горячкина и их дальнейшее развитие // Агроинженерия. 2008. N2. С. 15-21.

5. Ерохин М.Н. Роль наследия В.П. Горячкина в агроинженерном образовании XXI века // Агроинженерия. 2008. N1. С. 7-10.

6. Ректору Челябинского ГАУ академику Россельхозакадемии Василию Васильевичу Бледных 70 лет // Достижения науки и техники АПК. 2008. N7. С. 30-31.

7. Терсков Г.Д. К вопросу о построении отвалов американских плугов // Известия Томского политехнического университета. 1934. N2. С. 79-92.

8. Экспериментальная теория резания лезвием // Механизация и электрификация. 1940. Вып. 4. С. 3-22.

9. Лурье А.Б., Любимов А.И. Широкозахватные почвообрабатывающие машины. Л.: Машиностроение. 1981. 270 с.

10. Любимов А.И. Динамика широкозахватных агрегатов основной обработки почвы: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Челябинск: ЧГАУ. 1973. 321 с.

11. Бледных B.B. Основные закономерности силового взаимодействия трехгранного клина с почвой // Достижения науки и техники АПК. 2008. N8. С. 33-36.

12. Гячев Л.В. Теория лемешно-отвальной поверхности //Научные труды Азово-Черноморского института механизации сельского хозяйства. 1961. Вып. 13. 317 с.

13. Бледных В.В. Совершенствование рабочих органов почвообрабатывающих машин на основе математического моделирования технологических процессов: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Л.: 1989. 38 с.

14. Влагоаккумулирующие технологии, техника для обработки почв и использование минеральных удобрений в экстремальных условиях: Научное издание ФАНО России, ВИМ, ВНИМС. Научные руководители: Измай­лов А.Ю., Соркин Н.Т. Рязань: ВНИМС. 2014. 245 с.

15. Зыбалов В.С., Добровольский И.П., Рахимов Р.С., Хлызов Н.Т., Капкаев Ю.Ш. Рациональное использование земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области: монография. Челябинск: ЧГАУ. 2016. 266 с.

16. Зыбалов В.С., Добровольский И.П., Хлызов Н.Т., Рахимов И.Р., Бархатов В.И. Управление плодородием почв Челябинской области: Монография. Челябинск: ЧГАУ. 2018. 193 с.

17. Рахимов Р.С., Рахимов И.Р., Ялалетдинов Д.А., Фетисов Е.О., Хамитов Я.Ю., Юмагужин Р.М., Рахимжанов А.Р., Анохин С.В. Разработка технологии и изготовление импортозамещающего комплекса машин для возделывания сельскохозяйственных культур //Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2020. N1. С. 86-96.

18. Рахимов И.Р. Совершенствование рабочих органов машин для основной обработки почвы на основе моделирования процесса взаимодействия клина с почвой: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Челябинск: ЧГАУ. 2006. 27 с.

19. Лобачевский Я.П., Ценч Ю.С. Принципы формирования систем машин и технологий для комплексной механизации и автоматизации технологических процессов в растениеводстве // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2021. Т. 16. N4. С. 4-12.

20. Ценч Ю.С. Становление и развитие научно-технического потенциала механизации сельского хозяйства России: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / ФНАЦ ВИМ. М.: 2021. 419 с.