Спутниковый мониторинг и учет топлива стали насущной необходимостью для нормальной работы автотранспорта. Внедрение системы, работающей с использованием современных спутниковых технологий позволяет снизить затраты на транспортные расходы, повысить эффективность использования сельхозтехники. Предложен алгоритм для моделирования технологий транспортирования урожая от зерноуборочных комбайнов по перевалочным схемам, с использованием перегрузчика на базе тракторного прицепа и сменных кузовов. Установили, что при применении системы ГЛОНАСС производительность комбайнов возрастает с увеличением длины гона, а количество перегрузчиков разных моделей существенно снижается. Отметили, что чем мощнее перегрузчик, тем меньше требуется машин, так как их производительность возрастает. Определено, что с увеличением урожайности на 2 т/га потребность в комбайнах и перегрузчиках возрастает независимо от их мощности. Показали, что при внедрении рациональных форм организации работ можно значительно снизить простои комбайнов, резко увеличить производительность транспортных средств и тем самым уменьшить потери зерна вследствие сокращения сроков уборки. Отметили, что проблема оптимального построения и функционирования уборочно-транспортных комплексов сельскохозяйственных организаций с использованием сменных адаптеров и навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS актуальна и имеет важное народнохозяйственное значение. Установлено, что решение этой проблемы позволит, во-первых, повысить эффективность работы уборочно-транспортных комплексов в результате сокращения простоев техники и сроков уборки урожая сельскохозяйственных культур и, во-вторых, существенно увеличить загрузку отечественной системы ГЛОНАСС. Система спутникового мониторинга уборочно-транспортного комплекса с использованием данных ГЛОНАСС оправдывает затраты на ее установку и эксплуатацию в течение 3-9 месяцев, что снижает общие затраты на содержание автопарка на 30 процентов.

Одним из направлений снижения энергоемкости процесса обработки почвы является изменение формы и параметров элементов плужного корпуса - лемеха и отвала. Проанализировали известные математические выражения для определения тягового сопротивления плугов. Установлено, что они не позволяют учитывать различную степень нагруженности отдельных участков отвала. Предложена методика определения горизонтальной составляющей сопротивления отвала, учитывающая эту разницу в нагруженности поверхности плужного корпуса. Составляющую сопротивления поверхности определили суммированием сопротивлений элементарных горизонтальных составляющих отвала, используя кривые крошения продольно-вертикальной проекции плужного корпуса. Отметили, что эти кривые проекции формируются вследствие горизонтального переноса точек пересечения секущих плоскостей, параллельных стенке борозды. Выявили, что если деформатор полностью заглублен в почву, но отсутствуют его поворот и перемещение, то выражение для определения величины работы при внедрении в почву активного рабочего органа позволяет рассчитать тяговое усилие элементарной горизонтальной составляющей сопротивления отвала. Показали, что полученное выражение можно использовать при аппроксимации кривых продольно-вертикальной проекции плужного корпуса, где наиболее нагружены грудь и срединная часть отвала. Определили, что степень нагруженности элементарной горизонтальной составляющей отвала формируется величиной нормального напряжения, которая сопоставима с коэффициентом деформации. Составляющая сопротивления на отбрасывание пласта учитывает глубину вспашки, ширину захвата плужного корпуса, скорость пахотного агрегата, плотность деформируемой почвы, среднее значение угла наклона образующих поверхности отвала к стенке борозды. Показали, что при абсолютной влажности суглинистой почвы около 21 процента, глубине вспашки 0,20 метра тяговое сопротивление отвала плужного корпуса шириной захвата 0,35 метра составит 1035 Н.

Обработка семян культурных растений низкочастотным электромагнитным полем способствует получению высоких и устойчивых урожаев. Установили, что после такой обработки в лабораторных условиях прирост урожайности растений может составить 15-40 процентов. Проведены исследования по изучению воздействия магнитного поля на семенной материал в полевых условиях. С этой целью разработали технологическую конструкцию, обеспечивающую обработку семян в зерноуборочном комбайне «Енисей-1200 НМ». В конструкции транспортирующих рабочих органов от молотильного аппарата до зернового бункера были вмонтированы 3 модуля источника низкочастотных электромагнитных колебаний для воздействия ими на порцию перемещающегося свежеобмолоченного зерна. Условия омагничивания семян варьировали. Провели исследование влияния режимов обработки зерна в процессе обмолота яровой пшеницы в зерноуборочном комбайне на эффективность стимуляции. Сравнительный лабораторный анализ качества зерна, омагниченного непосредственно в комбайне, а также через 3 месяца после обмолота показал, что предложенная новая технология позволяет повысить его посевные характеристики. Установили, что электромагнитное облучение зернового вороха в зерноуборочном комбайне повышает всхожесть семян на 6-20 процентов, энергию прорастания семян - приблизительно на 30 процентов, увеличивает массу растительной части, а также качественнее очищает семена от шелухи, что способствует лучшему его хранению. Выяснили, что всхожесть и энергия прорастания семян определяются режимом омагничивания. Наиболее явно выраженный эффект омагничивания зерна наблюдается при продолжительности облучения более 9 минут. Это означает, что более эффективно облучать зерно, собранное в бункер комбайна. Выявили оптимальные параметры электромагнитного облучения: частота - 16 Гц, величина магнитной индукции - 6 мТл. Предложили распространить полевую технологию стимуляции семян низкочастотным магнитным полем с целью увеличения их всхожести и повышения урожайности растений на разные виды зерновых культур и расширить применение конструкции электромагнитного модуля для любой модификации и типоразмера современных видов зерно- и рисоуборочных машин.

Авиационный способ обработки сельскохозяйственных и лесных угодий имеет преимущества перед наземным по производительности, возможности обрабатывать поле с увлажненной почвой, отсутствию механических повреждений растений. Обоснована целесообразность применения легкого летательного аппарата для авиационно-химических работ. Отметили, что автожир - перспективный легкий винтокрылый летательный аппарат для внесения жидких средств химизации. Он сочетает в себе свойства самолета и вертолета. Разработали автожир с модульной конструкцией устройства, обеспечивающего автоматизированное внесение жидких средств химизации с рабочей скоростью полета 70-100 км/ч, шириной распределения 8 м, высотой обработки 1,0-1,5 м, нормой внесения 10-20 л/га. Установлены параметры эффективности применения автожира: продолжительность одного полета-цикла в зависимости от длины гона и расстояния подлета к обрабатываемому участку поля; полезную грузоподъемность и норму внесения. Определили, что площадь поля, обрабатываемого автожиром, возрастает с уменьшением нормы внесения, рациональные значения которой составляют 10-20 л/га. С увеличением полезной грузоподъемности со 100 до 350 кг производительность автожира в летный час возрастает в 3 раза и более. Однако грузоподъемность ограничивается мощностью силовой установки автожира. Установили, что наименьшее время полета автожира 14-46 мин и наибольшая производительность обработки сельскохозяйственных культур 37-43 га/ч обеспечиваются при рациональных значениях длины гона участков поля 1,0-2,6 км в пределах расстояния подлета к полю 0,6-1,5 км. Так, для автожиров с мощностью двигателя силовой установки 150, 200 и 300 л.с. полезная грузоподъемность обычно составляет 120, 200 и 350 л соответственно.

Исследовали влияние урожайности зерновых колосовых культур на фактическую соломистость хлебной массы. Установлен интервал ее распределения 0,6-1,2 в диапазоне урожайности 3-12 т/га. Отметили, что закономерность снижения соломистости с повышением урожайности подтверждается критерием Кохрена (его расчетное значение 0,56 меньше табличного 0,62). Снижение соломистости облегчает рабочий процесс комбайнов. Установлена зависимость потребной на процесс работы комбайна мощности двигателя для различных технологических схем молотильно-сепарирующих устройств с бильным и роторным молотильными барабанами. Доказали адекватность полученных математических моделей зависимости мощности двигателя комбайна от его пропускной способности. Для комбайнов классической технологической схемы расчетное значение критерия Фишера 0,75 меньше табличного 0,77. Для комбайнов с аксиально-роторным молотильно-сепарирующим устройством табличное значение критерия 0,8 также превышает расчетное 0,66. Результаты расчетов потребной мощности двигателя по различным методическим подходам авторов показали близкую сходимость результатов, не превышающую 10 процентов, что подтверждает их объективность. Подтвердили, что технологическая и экономическая эффективность роторных зерноуборочных комбайнов лучше, по сравнению с комбайнами классической схемы, вследствие более высокой удельной пропускной способности комбайна, меньшей доле дробления и микроповреждения зерна. Установили, что у зерноуборочных комбайнов с аксиально-роторной схемой молотильно-сепарирующих устройств дробление зерна составляет не более 0,5-0,6 процента, что улучшает их экономические показатели. В то же время у комбайнов с классической схемой доля дробленого зерна составляет 4-6 процентов, что резко повышает долю косвенных потерь урожая. Показали, что при обновлении комбайнового парка сельхозпредприятий целесообразно внедрять высокопроизводительные комбайны с аксиально-роторной схемой.

При эксплуатации топок необходимо контролировать количество воздуха, расходуемого при горении топлива, для чего исследуют аэродинамику топки. На холодной модели изучены аэродинамические параметры топки для растительных материалов, в том числе три варианта организации вторичного дутья: со стороны ввода топлива, с противоположной стороны и с обеих сторон. Выявили их влияние на устойчивость воспламенения и горения топлива. Установили условия образования вихревых циркуляционных контуров, их количество при различной подаче в модель воздуха, интенсивность их вращения и зависимость расположения контуров от величины расходной концентрации. В качестве модельных тел использовали реальные объекты сжигания: лузгу подсолнечника и сечку соломы. Критериями оптимизации сжигания служили степень заполненности топочной камеры материалом, вращающимся в циркуляционных камерах, и интенсивность вращения вихрей. При этом обращали внимание на минимальную величину скорости воздуха, подаваемого в модель в качестве первичного, вторичного и третичного дутья, ограничивая ее условием невыпадания частиц из вихрей. Оптимизация расхода подаваемого воздуха обусловлена снижением коэффициента избытка при сжигании (1,2-1,5). Определили, что оптимальная структура течения двухфазного потока в камере модели предусматривает один или два циркуляционных вихря со скоростью вращения 4; 6 и 8 м/с при расходной концентрации 0,2-0,3 кг материала на 1 кг воздуха. Таким параметрам соответствуют максимальное заполнение камеры и минимальное выпадение частиц из вихрей.

Актуальную проблему для сельскохозяйственного сектора представляет токсичность дизельных двигателей, а также их высокая теплонапряженность. Основные токсичные компоненты, свойственные дизельным двигателям, - это оксиды азота и твердые частицы. Установлено, что добавка воды в топливо снижает теплонапряженность и токсичность двигателей. При подаче воды в камеру сгорания происходит охлаждение заряда, поступающего в цилиндр. Определили, что от способа подачи воды в камеру сгорания зависят показатели работы двигателя. Для проведения исследований выбрали два распространенных рациональных способа подачи воды в цилиндр: с воздухом и в виде водотопливной эмульсии. Предложен методику экспериментального исследования, которая заключается в сопоставлении выбранных способов по экологической безопасности двигателя внутреннего сгорания, его температурных режимов и регистрации предельного количества воды до нарушения нормальной работы дизеля. Проанализировали характеристики дизельного двигателя по токсичности отработанных газов, эффективности работы и температурному режиму в зависимости от способа подачи воды в цилиндры. Провели испытания на нагрузочных характеристиках при номинальной частоте вращения коленчатого вала дизеля, что соответствует режиму работы двигателя при проведении сельскохозяйственных операций на тракторе или комбайне. Показали, что подача 70 процентов воды с воздухом уменьшает температуру огневой поверхности головки на 27 процентов при средних значениях мощности 11-13 кВт. A при малых и максимальных нагрузках это снижение составляет около 20 процентов. При подаче воды с водотопливной эмульсией этот эффект меньше и на малых нагрузках составляет около 5 процентов, а при мощности 12-14 кВт доходит до 20 процентов.

При модернизации свеклоуборочных машин необходима разработка новых конструкций барабанного очистителя головок корнеплода. Показали, что барабанный очиститель, контактируя с головкой корнеплода, очищает ее от ботвы вследствие принудительного вращения барабана вокруг горизонтальной оси и его поступательного движения по головке корнеплода. Установили, что эффективное счесывание остатков ботвы с головки корнеплода без ее повреждения происходит под действием максимально допустимой силы прижима барабана к головке корнеплода в зависимости от силы реакции корнеплода, направленной по нормали по отношению к поверхности головки. Выявлено, что при этом сила реакции корнеплода зависит от допустимого для корнеплода статического напряжения и площади пятна контакта поверхности барабана и корнеплода. Определена необходимая сила контакта барабана с головкой в любой точке контакта для обеспечения процесса счесывания остатков ботвы с головки корнеплода. Предложили дифференциальное уравнение движения барабана при полном обкатывании головки корнеплода. Получены формулы для определения площади пятна контакта, массы барабана и силы прижима пружины, учитывающие неотрывность контакта барабана и корнеплода. Разработали новую математическую модель взаимодействия очистителя барабанного типа с головкой корнеплода в процессе счесывания остатков ботвы. Привели математические зависимости, обосновывающие параметры очистителя.

В мире продолжаются концентрация, специализация и интеграция производства, широкое использование электроники, генной инженерии. Проведен анализ новейшей информационной техники. Представлены машины и оборудование робототехники различных стран.