Сборник

Таблица 1 – Результаты компенсации погрешностей лабораторного образца ТТ с учетом нелинейности характеристик намагничивания сердечникаТок первичной цепи ТТ Погрешности ТТ Модуль фаза токовая (%) угловая (эл. гр.) (в % от (эл. гр.)номинально без с без с компенсации компенсацией компенсации компенса го) цией4,9 -10 2,23 1,9 -5,08 -6,3 Из табл. 1 видно, что при токе в первичной обмотке ТТ 4,9 % отноминального, используя разработанную методику получили снижение токовойпогрешности с 2,23% до 1,9%, а угловой на 1,22 эл. град. Таким образом, данная методика снижения погрешности ТТ позволяетснизить погрешность восстановления первичного тока, что в дальнейшемположительно скажется на точности определения изменения сопротивлениякороткого замыкания силового трансформатора. Список литературы: 1. В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель и др. Трансформаторытока – 2-е изд., перераб и доп. – Л.: Энергоавтомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1989. –416 с. 2. Ванин В.К., Амросовская Т.Д., Попов М.Г., Попов С.О. Повышениедостоверности работы измерительных цепей релейной защиты//Электрическиестанции. 2015. № 11. С. 30-35. 3. Дорожко С.В., Шайморданова М.С. Анализ способов сниженияпогрешностей трансформаторов тока при работе их на малых токах// Новыетехнологи в сельском хозяйстве и пищевой промышленности с использованиемэлектрофизических факторов и озона: материалы ХII международной науч.-практ.конф. Ставрополь, 2018 г. С.45-49. 4. Засыпкин А.С., Гармаш В.А., Дорожко С.В. Погрешноститрансформаторов тока при малых первичных токах// Изв. ВУЗов.Электромеханика. 1993. № 6. С. 84 – 85. 5. Стрельцова Е.Д., Дорожко С.В., Бричников Э.М. Программа оценкидеформации обмоток силовых трансформаторов по параметрам нормальногорежима// Изв. ВУЗов. Электромеханика. 1994. № 6. С. 91. 6. Засыпкин А.С., Дорожко С.В., Копылов В.В., Норма признакадеформации обмоток трансформатора// Изв. ВУЗов. Электромеханика. 1995. № 5-6. С. 128-131. 7. Дорожко С.В. Определение параметров элементов схемы замещенияоднофазного трансформатора с ненагруженной третьей обмоткой в рабочемрежиме// Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 3(19). С. 27-30. 8. Колобов В.В. Экспериментальное определение кривой намагничиваниитороидальных ферритовых сердечников, применяемых в устройствах продольнойзащиты//Электрофизические проблемы надежности эксплуатациивысоковольтных сетей. – Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2005. С. 52-57.

9. Дорожко С.В., Самарин В.А. Диагностика активного сопротивления иконтактных соединений обмоток двухобмоточного силового трансформатора врабочем режиме// Новые технологии в сельском хозяйстве и пищевойпромышленности с использованием электрофизических факторов и озона:материалы международной науч.-практ. конф. Ставрополь, 2014 г. С.40-42. 10. Дорожко С.В., Кривунев А.В. Уточнение полных сопротивленийпродольных ветвей Т – образной схемы замещения трансформатора// Физико –технические проблемы создания новых технологий в агропромышленномкомплексе: материалы международной науч.-практ. конф. Ставрополь, 2015 г.С.48-50. 11. Засыпкин А.С., Дорожко С.В. К оценке способа контроля деформацииобмоток трансформатора по его продольной несимметрии // Изв. ВУЗов.Электромеханика. 1994. № 4-5. С. 111 – 115. 12. Дорожко С.В. Диагностика деформации обмоток силовыхтрансформаторов энергосистем: автореф. дис. канд. техн. наук. Новочеркасск:Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им.М.И. Платова, 1995. 16 с. 13. Засыпкин А.С., Дорожко С.В. Схема замещения нулевойпоследовательности несимметричного трансформатора, как модельдиагностирования деформации обмоток //Электричество -1995-№9-С. 13-16. 14. Дорожко С.В. Регистратор параметров нормального режима дляконтроля деформации силового трансформатора без отключения от сети//Изв.ВУЗов. Электромеханика. 1993. №5. С.105-107. 15. Пат. 2486532 Российская Федерация, Устройство контроля деформацииобмоток силового трансформатора/ Дорожко С.В., Засыпкин А.С.; заявитель ипатентообладатель ФГОУ ВО Ставропольский ГАУ. № 2011152856/28; заявл.23.12.2011 г.; опубл. 27.06.2013 г. ВЫБОР УСТАВОК РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ РЕКЛОУЗЕРОВ В СЕЛЬСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСЧЕТОВ НОРМАЛЬНЫХ И АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ Ефанов А.В., к.т.н., доцент; Ястребов С.С., к. ф.-м. н., доцент кафедры электроснабжения и эксплуатации электрооборудования ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Аннотация. Целью настоящей работы является разработка методикиприменения программных комплексов для расчета нормальных и аварийныхрежимов работы распределительных электрических сетей напряжением 6-20 кВдля моделирования работы устройств релейной защиты и автоматики,установленных в реклоузерах. Ключевые слова: моделирование, распределительная электрическая сеть,RASTRWIN, ток короткого замыкания.

THE CHOICE OF SETTINGS OF RELAY PROTECTION ANDAUTOMATION OF RECLOSERS IN RURAL DISTRIBUTION POWER GRID WITH THE APPLICATION OF CALCULATIONS OF NORMAL AND EMERGENCY MODES OF THE POWER GRID Efanov A.V., Ph. D., associate Professor of Engineering, head Department of power supply and operation of electrical equipment Yastrebov S. S, Ph. D., associate Professor of physical and mathematical Sciences, associate Professor of power supply Department and operation of electrical equipment Stavropol state agrarian University, Russia Annotation. The purpose of this work is to develop a methodology for the use ofsoftware systems for the calculation of normal and emergency modes of electricaldistribution power grid with a voltage of 6-20 kV to simulate the operation of relayprotection and automation devices installed in reclosers. Keywords: simulation, distribution electric power grid, RASTRWIN, short-circuit current. При строительстве и развитии современной электроэнергетики и, особеннораспределительных электрических сетей, большое внимание уделяетсянадежности и развитию телемеханики для увеличения наблюдаемости, иуправляемости. Это позволит реализовать, по крайней мере частично, концепциюактивно-адаптивных электрических распределительных сетей, для первого этапареализации данного направления необходимо на практике отработать вопросыприменение автоматизированных пунктов секционирования или реклоузеров. Вплане надёжности применение элементов активно-адаптивной сети так жеприведет к ее увеличению, так как позволит снизить время отысканияповреждений и увеличению коэффициента готовности элементов энергосистем[1,2]. Вместе с тем, необходимо иметь возможность проведения экспериментов помоделированию работ устройств релейной защиты и автоматики, например, сиспользованием специальных программно-аппаратных комплексов, например,РЕТОМ-61 или OMICRON CMC 356 [3-5]. Однако для рационального подходапри моделировании работы реклоузеров необходимо сочетать свойстваматематического моделирования элементов распределительной сети (линий итрансформаторов) и физического моделирования устройств релейной защиты иавтоматики. Это обусловлено тем, что элементы распределительной сетиработают практически всегда в линейном режиме (при расчетах нормальногорежима и режиме установившихся токов короткого замыкания), описываются приэтом сравнительно простыми системами уравнений, имеется развитыепрограммные комплексы для расчета режимов электрических сетей. Физическоемоделирование работы элементов распределительной сети сопряжено сбольшими трудностями: большие затраты средств, проблемы масштабирования,физическая реализация. В то же время управлявшие устройства, например,релейная защита и автоматика, являются нелинейными системами, ихматематическое моделирование сопряжено с большими трудностями,адекватность моделей оказывается под вопросом. Поэтому для моделирования

возможно применение реальных устройств с имитацией воздействий на иханалоговые и дискретные входные цепи с последующей регистрацией их реакции.По реакции возможно сделать вывод о правильности их функционирования. В ручном режиме решение данных задач не представляет особыхтехнических сложностей – проводится расчет нормального и аварийного режима,данные пересчитываются к значениям вторичных токов и напряжений, которые спомощью специальных программно-аппаратных комплексов могутвоспроизводить сигналы вторичных цепей и подавать их на устройства релейнойзащиты и автоматики (РЗА). При рассмотрении этой же задачи в распределительных электрическихсетях, особенно с применением распределённой РЗА в реклоузерах, задачаусложняется, так как данные сети имеют сложную разветвленную схему, большоечисло отпаек, при этом существует множество вариантов расположениянормальных разрывов сети, влияющих как как потери в линиях, так и на токикороткого замыкания. Все это приводит к тому, что при моделировании работыреклоузеров в распределительных сетях необходимо выполнить следующиепункты: 1. Схема сети для расчета нормальных и аварийных режимов работы сетидолжна быть максимально подробной. 2. Расчеты должны проводиться в автоматическом режиме для различныхсхем сети (положения нормальных разрывов) с целью улучшения режима работысети и уменьшения технических потерь. 3. Необходимо обеспечить возможность учета нагрузочного тока доаварийного режима при расчетах токов коротких замыканий. 4. Необходимо реализовать возможность вывода информации о токах инапряжениях в заданных точках сети с целью проверки работы устройств РЗА ивыбора их уставок. Для выполнения данных требований была создана специальная программа,написанная на языке программирования Visual Basic for application в среде MSExcel, которая позволяет проводить расчеты нормальных и аварийных режимовработы распределительной сети, и выдавать результаты расчета с помощью ИПТКРЕТОМ-61 на устройство РЗА. Для проверки работоспособности программы была выбрана схема частираспределительной сети, расположенный в ст. Ессентукская. Так какпротяженность и плотность распределительных сетей 10 кВ большая, то дляуменьшения трудоемкости возьмем три фидера, которые подключены кразличным секциям шин подстанции 110/35/10 кВ Белый уголь – фидеры 139, 199и 336. (Рисунок 1). На первом этапе проведем расчет параметров для схемы замещения одногофидера Ф139. Схема его замещения с учетом описанного ниже принципаэквивалентирования представлена на рисунке 2. Параметры схемы замещенияприведены в таблицах 1 и 2

Рисунок 1 – Схема участка распределительной сети ст. Ессентукская (Ф139, Ф199, Ф336) Для проведения расчетов нормального и аварийного режимов необходимосоставить схемы замещения. Согласно разработанным алгоритмам, данные схемыдолжны быть идентичны по количеству и расположению элементов. Схема замещения для расчета нормального и аварийного режимапредставлена на рисунке 2. Применим несколько упрощений: 1-ое упрощениезаключается в следующем: нагрузки нескольких ТП объединяются в одну«эквивалентную» (сумму всех нагрузок ТП), питающуюся через «эквивалентныйтрансформатор (параметры схемы замещения – как параметры параллельновключенных трансформаторов всех объединенных ТП). Точка подключения«эквивалентной» ТП выбирается по возможности близкой к самому мощномупотребителю.

Таблица 1 – Параметры элементов для схемы замещения участка распределительной сети (линии)Точки начала и L, км Тип линии S, мм Rуд Xуд Rl Xlконца линии12 0,64 Кабельная 240 0,12 0,08 0,08 0,0523 0,76 Кабельная 185 0,16 0,08 0,12 0,06 234 0,7 Воздушная 70 0,42 0,34 0,30 0,2445 0,2 Воздушная 50 0,59 0,30 0,12 0,0656 0,2 Воздушная 70 0,42 0,34 0,08 0,0767 1,15 Воздушная 70 0,42 0,34 0,48 0,3978 1 Воздушная 50 0,59 0,34 0,59 0,3489 0,15 Воздушная 70 0,42 0,34 0,06 0,059 10 0,55 Кабельная 95 0,31 0,08 0,17 0,0410 11 0,37 Кабельная 120 0,25 0,08 0,09 0,0311 12 0,56 Кабельная 95 0,31 0,08 0,17 0,0412 19 1,84 Воздушная 50 0,59 0,34 1,09 0,636 16 1,4 Воздушная 50 0,59 0,34 0,83 0,4816 17 1,15 Воздушная 120 0,25 0,34 0,28 0,3917 18 0,37 Воздушная 70 0,42 0,34 0,16 0,1318 19 0,75 Воздушная 70 0,42 0,34 0,32 0,269 13 0,55 Кабельная 95 0,31 0,08 0,17 0,0413 14 0,25 Воздушная 50 0,59 0,34 0,15 0,0914 15 0,36 Кабельная 120 0,25 0,08 0,09 0,0318 22 0,24 Кабельная 95 0,31 0,08 0,07 0,0220 23 0,8 Кабельная 240 0,12 0,08 0,10 0,0615 24 0,56 Кабельная 95 0,31 0,08 0,17 0,04Для целей расчета уставок защит реклоузера ТП в схеме замещениярасщепляются на 2 или 3 ветви. Одна ветвь – самый мощный трансформатор вобъединенной группе, вторая – самый маломощный трансформатор в группе, 3 –все остальные ТП (если объединялось больше 2 ТП). Мощный ТП нужен длярасчета защит, маломощный – для проверки уставок защит по коэффициентучувствительности, 3 – для расчета токов нагрузки.Таблица 2 – параметры элементов схемы замещения участка распределительной сети (трансформаторы)Элемент Мощность, КВа R, ом X, ом B, см G, смZтп 3 400 3,44 10,71 0,0000105 8,3341E-05Zтп 7 630 1,91 8,52 0,0000156 0,00013138Zтп 197 250 5,92 17,00 0,0000082 5,1856E-05Zтп 339 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05Zтп 311 650 2,06 6,61 0,0000187 0,00013521Zтп 1 400 3,13 10,81 0,0000105 8,3341E-05Zтп 312 320 4,88 13,19 0,0000082 6,6698E-05Zтп 305 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05Zтп 320 800 1,72 5,36 0,000021 0,00016668

Элемент Мощность, КВа R, ом X, ом B, см G, см 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05 Zтп 304 500 2,96 8,50 0,0000164 0,00010371 Zтп 321 500 2,96 8,50 0,0000164 0,00010371 Zтп 300 630 1,91 8,52 0,0000156 0,00013138 Zтп 334 100 19,70 40,46 3,65E-06 2,068E-05 Zтп 302 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05 Zтп 303 250 5,92 17,00 0,0000082 5,1856E-05 Zтп 301 400 3,44 10,71 0,0000105 8,3341E-05 Zтп 335 250 5,92 17,00 0,0000082 5,1856E-05 Zтп 335 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05 Zтп 328 63 32,25 63,73 2,65E-06 1,2962E-05 Zтп 5 160 10,35 26,15 5,65E-06 3,3122E-05 Zтп 337 250 5,92 17,00 0,0000082 5,1856E-05 Zтп 338 Место установки реклоузеров необходимо выбрать таким образом, чтобыобеспечить повышение надежности электроснабжение потребителей иуменьшение времени локализации и устранения технологических нарушений.Наиболее подходящим в данной схеме участка сети является применение 3реклоузеров. Первый – перед узлом 4 в ветви 3-4, второй в ветви 6-16, третий – вветви 12-19, 4 – 9-13, 5 – 15-24 (что соответствует нормальному разрыву в сети).Такое расположение приведет к наиболее равномерному распределению нагрузкипри отключении участков сети. Благодаря телеуправлению восстановлениенеповреждённых участков занимает время порядка 10-15 мин (действиями толькооперативного персонала). При создании автоматической системы времявосстановления питания можно уменьшить до времени, сравнимого с временемдействия АВР.

Рисунок 2 – Схема замещения участка сети с учетом расположения реклоузеров (Q1-Q5 реклоузеры) При работе программы при пакетном расчете нормальных режимов,вычисляются параметры всех элементов распределительной сети. Для примераприведем в таблице 3 сводную таблицу по 6 режимам: 1 режим – все реклоузерывключены (рисунок 4.3); 2 режим – отключен Q5; 3 режим – отключен Q1; 4 режим– отключены Q5 и Q3, 5 режим – отключены Q5, Q2 и Q3; 5 режим – отключеныQ1, Q2 и Q3. Режимы 3-6 рассчитаны при 50% нагрузке сети. С применением разработанной программы были рассчитаны уставки защитреклоузера, расположенного в ветви 9-13 (Q4) для режима работы на участокфидера 139 узлы с нагрузкой 131, 141, 151 (4.3). При этом использовались защиты ТО1, ТО2, МТЗ и ОЗЗ токовая, сдействием на сигнал, так как линия имеет малый ток утечки на землю,селективной ее выполнить достаточно сложно. При этом использовалисьследующие коэффициенты: КотсТО1 и КотсТО2 приняты равными 1,2, КотсТО1от броска намагничивающего тока равен 3, коэффициент самозапуска нагрузкиKсз=2, Кв=0,95. ТО1 отстраивается от К(3) в конце линии (узел 15), ТО2отстраивается от К(3) за самым мощным трансформатором в узле (узел 151), МТЗ– от рабочего тока линии, получаемого в результате расчета режима.Таблица 3 – Сводная таблица по анализу режимов участка распределительной сети№№ Ток через Наименьшее Мощность ПотериРежима головного головной напряжение, отключенных активнойучастка участок, кВ потребителей, мощности в А кВА сети, Мва1 1-2 245 8,15 0,5515-24 2402 1-2 600 6,47 2,0515-24 03 1-2 370 6,6 0,715-24 04 1-2 0 5,92 0,9715-24 3875 1-2 0 6,92 1524 0,5515-24 3036 1-2 302 7,23 1524 0,515-24 0Результаты расчета уставок сведены в таблицу 4, токи КЗ показаны в таблице 5.Таблица 4 – Результаты расчета уставок защит реклоузера от междуфазных КЗIcз, А Iу, А Lз, км Кч Tсз, сТО1 1613 26,88 5,6 - 0ТО2 621 10,36 17,0 1,7 0,3МТЗ 248 4,14 - 4,2 осн. 1 1,4 рез.

Таблица 5 – Результат расчета токов КЗ при учете нагрузочных токов№ K(3) K(2)узла IA IВ IC IA IВ ICМодуль Фаза Модуль Фаза Модуль Фаза Модуль Фаза Модуль Фаза Модуль Фаза13 1693 -46.2 1693 -166.2 1693 73.8 167.088 -25.577 163 -137.173 1365 -141.64814 1677 -45.149 1677 -165.149 1677 74.851 167.088 -25.577 1478 -136.782 1213 -141.73415 1344 -45.064 1344 -165.064 1344 74.936 167.088 -25.577 1329 -136.394 1063 -141.945131 322.165 -51.085 322.165 -171.085 322.165 68.915 98.425 -30.7 186.209 -153.31 101.27 141.569141 518.016 -62.077 518.016 177.923 518.016 57.923 98.425 -30.7 475.601 -157.312 353.687 -174.018 151 368.688 -56.158 368.688 -176.158 368.688 63.842 98.425 -30.7 343.219 -153.829 221.049 -178.758 Таким образом, с помощью разработанной программы возможнорассчитывать различные режимы сети, обусловленные изменением ее схемы врезультате коммутации реклоузеров, оценивать их и выбирать наиболееоптимальные варианты для заданных условий, а также определять токи короткихзамыканий, в том числе и с учетом нагрузочного тока до аварийного режима, атакже с учетом коротких замыканий через переходное сопротивление. Кромеэтого, в программе реализован алгоритм расчета уставок защит реклоузеров враспределительных сетях. Список литературы: 1. Афанасьев В. В., Кожевников В. М., Данилов М.И., Ястребов С.С.,Романенко И. Г., Демин М.С. Анализ и учет факторов, влияющих на надежностьэлектроэнергетической системы // Энергобезопасность и энергосбережение. М.,2011. – №5 – С. 41-48 2. Афанасьев В. В., Кожевников В. М., Данилов М.И., Ястребов С.С.,Романенко И. Г., Демин М.С. Оценка надежности электроэнергетической системыпри перспективном планировании развития системы на основе анализа режимовее работы // Надёжность. М., 2012. – №3 (42). – С. 46–55. 3. Олейников Д.Н., Вивчарь П.А., Страхов С.И., Ястребов С.С., КазачковМ.С., Лыхманова В.И., Михнев Р.Ф. Проверка фунционирования максимальнойтоковой защиты линий электропередач с помощью испытательного комплексаOMICRON CMC 356 // Вестник Северо-Кавказского федерального университета.2016. № 4 (55). С. 42-46. 4. Ястребов С.С., Григорян Э.Р., Головнев Г.Р. Создание программыавтоматической проверки функции токовой защиты нулевой последовательностив составе терминала релейной защиты «Сириус 3-ЛВ-02» С применениемпрограммной библиотеки РЕТОМ-Мастер // Актуальные проблемыэлектроэнергетики, электроники и нанотехнологий: сб. Материалы III-йежегодной научно-практической конференции Северо-Кавказского федеральногоуниверситета «УНИВЕРСИТЕТСКАЯ НАУКА - РЕГИОНУ», посвященной 85-летию Северо-Кавказского федерального университета. СКФУ. Ставрополь, 2015.С. 34-41. 5. Ястребов С.С., Григорян Э.Р., Головнев Г.Р. Проверка цифровойдистанционной защиты с использованием ИПТК РЕТОМ-61 // сб. научных

трудов. V международной молодежной научно-технической конференции.Электроэнергетика глазами молодежи. Том. 1 / Томск, 10-14 ноября 2014 г. С.537-540 ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ УБОРОЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОЦЕССОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ Жалнин Э. В., д-р т.н., заведующий отделом Федерального агроинженерного научного центра ВИМ, г. Москва, Орлянский А. В., к.т.н., профессор, Орлянская И. А., ст. преподаватель, Петенев А. Н., к.т.н., доцент, кафедра механики и компьютерной графики, ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия, Михайленко П. А., руководитель группы развития новых проектов ООО «Лилиани», г. Ростов-на-Дону, Россия Аннотация. Приводятся общие подходы применения цифровыхтехнологий к выбору оптимальной структуры и режимов работы уборочно-транспортных процессов путем замещения реальной производственной системыее цифровой имитационной моделью, реализуемой на ЭВМ.Представлен примертакого подхода при исследовании процесса заготовки сенажа в рулонах. Ключевые слова: цифровая технология, уборочно-транспортный процесс,имитационная модель, эффективность. DIGITAL TECHNOLOGIES IN OPTIMIZING THE STRUCTURE OF HARVESINGING-TRANSPORT PROCESSES IN AGRICULTURE Zhalnin E.V., Doctor of Technical Sciences, Head of Department, Federal agroengineering research center VIM, Moscow, Orlyanskiy A.V., Ph.D., Professor, Orlyanskaya I.Aa., senior lecturer, Petenev A.N., Ph.D., associate professor, Department ofMechanics and Computer Graphics, Stavropol state agrarian University, Russia, P.A. Mikhailenko, the head of the development new Projectsgroup of Liliani LLC, Rostov-on-Don, Russia Annotation. General approaches to the application of digital technologies forselecting the optimal structure and operating modes for harvesting and transportprocesses in agriculture by replacing the actual production system with its digitalsimulation model, implemented on a computer, are presented. An example of thisapproach is shown in the study of the process of harvesting of haylage in round bales. Keywords: digital technology, harvesting and transport process, simulationmodel, efficiency. Современный этап развития экономики базируется на использованиицифровых технологий и производств. Однако сам термин «цифровое

производство» трактуется специалистами различных отраслей экономики чащевсего с учетом специфики их деятельности. Цифровые технологиирассматриваются и как средства автоматизированного проектирования, и какроботизация технологических процессов, и как система автоматизированногооперативного управления производством, и как метод стратегическогопланирования производства путем разработки его модели и определения наиболееэффективных направленийсовершенствования процесса на основе реализацииразработанной модели на ЭВМ. По мнению М. Сонных, руководителя отдела промышленнойавтоматизации ООО «Бош Рексрот», «цифровое производство – это концепциятехнологической подготовки производства в единой виртуальной среде спомощью инструментов планирования, проверки и моделированияпроизводственных процессов. Ключевой составляющей концепции цифровогопроизводства является использование определенного программного обеспечения,позволяющего технологам осуществлять свою деятельность более эффективно»[1]. В аграрном производстве наиболее сложными по структуре являютсяуборочно-транспортные процессы, которые завершают технологический циклвозделывания сельскохозяйственных культур. Затраты на их выполнениесоставляют наибольшую долю материальных и энергетических ресурсов,затрачиваемых на производство продукции растениеводства. Поэтому дляпроизводства конкурентоспособной продукции важно применять эффективныетехнологические варианты и уборочно-транспортные комплексы,обеспечивающие в заданных производственных условиях максимальнуюэкономическую и энергетическую эффективность. Сложность и многовариантность структуры процессов уборкисельскохозяйственных культур, разнообразие производственных условий,множество воздействующих факторов внешней среды и внутреннихвзаимодействий звеньев и машин уборочно-транспортных комплексовсущественно затрудняют выбор оптимального варианта для заданных условий.Использование аналитических расчетов и упрощенных моделей для выявлениянаилучших технологических и технических решений дает оченьприблизительный результат с большой погрешностью. Для полученияобъективной оценки эффективности сравниваемых вариантов необходимоиспользовать элементы и принципы цифровых технологий, когда реальныйпроизводственный процесс замещает адекватная ему цифровая компьютернаямодель, с которой и проводится намеченный объем исследований [2]. При разработке моделей производственных процессов наибольшеераспространение получил метод имитационного моделирования. Достаточноширокое распространение имитационного моделирования обусловлено егосущественными достоинствами в сравнении с другими методами. По сравнению с натурным экспериментом имитационное моделированиепозволяетсравнивать неограниченное количество исследуемых вариантов в однихи тех же условиях. Причем, условия можно изменятьвнужном исследователюнаправлении. Факторы, действующие на динамику и результатыфункционирования процесса, можно фиксировать на желаемом уровне, и,соответственно, проводить вычислительные эксперименты и обрабатывать их

результаты сиспользованием теории планирования эксперимента. Затратывремени и средств на проведение вычислительных экспериментов значительносокращаются по сравнению с натурными исследованиями. Имитационная модельможет включать машины и агрегаты, находящиеся еще на стадии разработки, спрогнозными значениями их эксплуатационно-технологических и технико-экономических параметров [3,4]. По сравнению с аналитическими методами имитационное моделированиепозволяет решать задачи практически любой сложности: исследуемая системаможет содержать элементы дискретного и непрерывного действия свзаимодействиями случайного характера, быть подверженной воздействиюмногочисленных случайных факторов различной природы [3,4, 5]. В Ставропольском ГАУ совместно с учеными других вузов и НИИразработаны модели и программы имитационного моделирования заготовки сена,сенажа, силоса и уборки зерновых культур [6, 7, 8, 9]. В качестве примераиспользования метода имитационного моделирования при решении сложныхпроизводственных задач ниже приводится алгоритм и отдельные результатыреализации разработанной нами имитационной модели процесса заготовкисенажа в рулонах, упакованных в пленку [10]. Алгоритм построен на строгом структурном и функциональномсоответствии реальному процессу заготовки сенажа в рулонах.Последовательность операций, взаимодействие машин уборочно-транспортногокомплекса основаны на выполнении технологических требований и, преждевсего, соблюдении рекомендуемой влажности обрабатываемой травяной массы навсех этапах кормозаготовки и температуры уплотненной массы в рулонах. На каждый день периода кормозаготовки формируются как случайныевеличины, в соответствии со статистическими данными, метеоусловия:среднесуточная температура и влажность воздуха, время выпадения ипродолжительность выпадения осадков. В зависимости от погодных условий ивыбранной технологической схемы скашивания-провяливания трав определяетсяпродолжительность провяливания скошенной травяной массы до кондиционнойвлажности и разрывы во времени между смежными операциями кормоуборочногопроцесса. Схема моделирующего алгоритма кормоуборочного процесса в общем виде[6, 10] представлена на рисунке 1. Общий алгоритм процесса заготовки сенажа в рулонах реализуетсяследующим образом [10]. Операторы 1 и 2 осуществляют запуск модели и вводисходных данных, характеризующих природно-хозяйственные условияфункционирования кормоуборочного комплекса и параметры выбранных машин. Оператор 3 осуществляет имитацию кормоуборочного процессав первыйдень кормозаготовки, обнуляя вначале все массивы, в которых впоследствиинакапливается текущая информация о результатах работы отдельных машин,звеньев и всего уборочно-транспортного комплекса.

Рисунок 1–Блок-схема моделирующего алгоритма процесса заготовки сенажа в рулонах, упакованных в пленку Оператор 4 формирует как случайные величины характеристикиметеоусловийтекущего дня. Операторы 5, 6 и 7 имитируют работу звеньев машин на скашивании,ворошении и сгребании трав. Технологическая операция подбора травяной массы и прессования её врулоны повышенной плотности описывается оператором8. Операторы 9 и 10имитируют погрузку и перевозку рулонов сенажа к месту хранения. Операторы11, 12 и 13воспроизводят операции разгрузки, упаковки и укладки на хранениерулонов сенажа. Подпрограммы, имитирующие выполнение отдельных технологическихопераций, формируют как случайные величины для каждого элементарного цикла

работы эксплуатационные параметры агрегатов: рабочую скорость,продолжительность поворота, продолжительность погрузки и упаковки рулона,рабочую и холостую скорость движения транспортных средств,продолжительность их разгрузки [10, 11]. Для каждой машины комплексаучитываются как случайные величины продолжительность работы донаступления отказа и продолжительность устранения отказа при его наступлении[12]. Реализация имитационной модели процесса заготовки сенажа в рулонах,упакованных в пленку, построенной по приведенному алгоритму, позволяет приналичии объективной исходной информации об условиях функционированиясистемы, свойствах материала, характеристиках агрегатов получать достоверныевыходные данные о производительности, потерях корма, затратах денежныхсредств, труда, топлива и энергиина выполнении отдельных операций и всегокормоуборочного процесса (рисунок 2). Рисунок 2 – Пример реализации имитационной модели для одного из вариантовпроцесса заготовки сенажа в рулонах, упакованных в пленку

Системный учет основных вышеназванных факторов позволяет получитьцифровую модель максимально приближенную к реальному производственномупроцессу. Использование такой универсальной, адекватной реальному процессу модели позволяет воспроизводить на ЭВМ различные стратегиитехнологического и технического усовершенствования кормоуборочногопроцесса и выбирать наиболее приемлемые по критериям экономической иэнергетической эффективности технологические схемы и технические средствадля конкретных производственных условий.Применение подобныхимитационных моделей позволяет избежать ошибок на этапе приобретения новыхмашин, исключить отрицательное финансовые последствия таких ошибок напериод многолетней эксплуатации приобретаемой техники. Эти модели могут использоваться учеными и разработчиками новыхобразцов техники для оценки их конкурентоспособности и перспективности,установления границ их эффективного применения. Список литературы:1. Экспертное мнение. Что такое цифровое производство? http://www.up-[Электронныйресурс] -Режимдоступа:pro.ru/library/information_systems/ production/digital-expert1.html 8/15. 2. Жалнин, Э.В. Математическое моделирование процессовземледельческой механики / Э.В. Жалнин // Тракторы и сельскохозяйственныемашины. - 2000. - № 1. - С. 20-23. 3. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS[Текст].- СПб.: Питер, 2004. - 847 с. 4. Советов Б. Е., Яковлев С. А. Моделирование систем: учебник длявузов[Текст]. - М.: Высшая школа, 2001. - 343 с. 5. Орлянский, А.В. Проектирование ресурсосберегающих кормоуборочныхсистем с использованием имитационного моделирования [Текст] / А.В.Орлянский // Сб. науч. докл. ВИМ. – М., 2012. – Т. 1. – С. 779 -786. 6. Орлянская, И.А. Общая имитационная модель процесса заготовкисенажа в пленочной упаковке [Текст] / И.А. Орлянская// Механизация иэлектрификация сельского хозяйства. – 2010–№ 1. – С. 16–18. 7. Орлянская, И.А. Имитационная модель процесса подбора и прессованиятравяной массы в рулоны [Текст] / И.А. Орлянская, А.В. Орлянский, А.Н.Петенев, В.Ю. Гальков // Актуальные проблемы научно-технического процесса вАПК: Сб. науч. ст. по мат. XII Международной науч.­ практ. конф., в рамках XVIIIМеждународной агропромышленной выставки \"Агроуниверсал ­ 2016\". - г.Ставрополь, 2016. - С. 236­239. 8. AGROPROFI (Программа расчета эффективности кормоуборочнойтехники на основе имитационного моделирования) / Орлянский А.В., Кулаев Е.В.,Орлянская И.А., Петенёв А.Н. // свидетельство о регистрации программы дляЭВМ RUS 2008610015 16.10.2007 9. Михайленко, П.А. Общая имитационная модель технологического процессауборки зерновых колосовых культур / П.А. Михайленко, А.В. Орлянский, И.А.Орлянская // В сборнике: Научно-технический прогресс в АПК: проблемы иперспективы. Международная научно-практическая конференция, в рамках XVIII

Международной агропромышленной выставки \"Агроуниверсал-2016\". 2016. С. 222-226. 10. Трухачев, В.И. Обоснование рациональных параметров процессазаготовки сенажа в рулонах с использованием имитационного моделирования:монография / В.И Трухачев, А.В. Орлянский, И.А. Орлянская – Ставрополь:АГРУС, 2018. – 176 с. 11. Орлянский, А.В. Подходы к моделированию технологических операцийкормоуборочного процесса [Текст] / А.В. Орлянский // Вестник АПКСтаврополья– 2016. – № 2 (22). –С. 24-27. 12. Орлянский, А.В. Статистическое моделирование параметровнадежности машин при исследовании кормоуборочных процессов [Текст] / А.В.Орлянский, А.Н. Петенёв, И.А. Орлянская // Известия высших учебныхзаведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. – 2006, № 7. -С. 85. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЗАГОТОВКИ СЕНАЖА В РУЛОНАХ Капов С. Н., д-р т.н., профессор; Орлянский А. В., к.т.н., профессор; Орлянская И. А., ст. преподаватель; Лиханос В. А., ст. преподаватель кафедра механики и компьютерной графики ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Шиллинг К. А., руководитель отдела продаж, компания BvL GmbH & Co. KG., Германия Аннотация: В статье проведен структурно-функциональный анализ ирассмотрены показатели, характеризующие технологический процесс заготовкисенажа в рулонах. Сформулирована задача и составлена модель поэтапнойоптимизации технологии заготовки сенажа в рулонах. Ключевые слова: технологический процесс, структурно-технологическаясхема, заготовка сенажа в рулоны, модель поэтапной оптимизации. STRUCTURAL-FUNCTIONAL ANALYSIS OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF PRODUCTION OF SILAGE IN ROLLS Kapov S.N., Dr.t.s, Professor, Orlyanskiy А. В., Ph.d., Professor, Lihanos V.A., Church. Teacher, Orlyanskaya I. A., Church. teacher Stavropol state agrarian University, Russia Schilling К.А., head of sales department, company BvL GmbH & Co. KG, Germany Annotation. In an article carried out structural-functional analysis andconsidered indicators characterizing the technological process of production of silage inrolls. Objective and structured model of phased technology optimization production ofsilage in rolls.

Keywords: process, structural and technological scheme, harvesting silage inbales, phased model optimization. В последние два десятилетия в России успешно распространяетсятехнология упаковки рулонов сенажа в полимерную самоклеющуюся пленку.Основной целью при решении большинства задач, связанных сусовершенствованием технологических процессов заготовки сенажа в рулонахявляется правильная организация технологического процесса заготовкикачественного сенажа с использованием перспективныхвысокопроизводительных машин и агрегатов с учетом цены, и качества приминимальных затратах на производство корма. Технологический процесс заготовки сенажа в рулонах состоит измножества отдельных элементов, которые оказывают существенное влияние навсе факторы производства рулонов. Наукой и практикой установлено, что процессроста и развития растений, а также формирование требуемой урожайностивозделываемой культуры зависят от плодородия и состояния почвы,обеспеченности теплом и влагой, качества посевного материала, достаточной длярастения дозы минеральных удобрений и гербицидов [1, 2]. При этом важную роль играет необходимость учета последовательности иэффективности воздействия рабочих органов и машин на растения (травостой изеленую массу) в соответствии с технологическим процессом заготовки сенажа врулонах. Поэтому последовательное выполнение кормоуборочными машинамикаждого элемента технологического процесса должно отвечать агротехническимтребованиям и биологическим фазам развития растений [3, 4]. Сейчас в хозяйствах используют технологическую карту, котораяпредусматривает различные варианты технологии заготовки сенажа в рулонах.Проведенный анализ показывает, что любой вариант технологического процессазаготовки сенажа в рулонах осуществляется последовательным выполнениемпяти основных этапов (рисунок 1). Объектом каждого этапа кормозаготовкиявляется травяная масса, состояние и свойства которой изменяются от этапа кэтапу (Uт, UС, UР, UП, UТ, UХ) с различным набором технологических операций,начиная от скашивания трав до упаковки рулонов и укладки их на хранение.Причем выполнение технологических операций каждого этапа требует переводапоказателей из исходного состояния в требуемое согласно предъявляемымагротехническим требованиям. Так, в задачу первого этапа входит проведение всего комплекса работ,связанных со скашиванием трав. При этом важным элементом является исходноесостояние травостоя, которое характеризуется фазой развития, урожайностью ивлажностью кормовой культуры. В зависимости от существующих технологийзаготовки сенажа в рулонах могут быть использованы различные вариантыскашивания трав:  скашивание в прокос;  скашивание в прокос с плющением;  скашивание в прокос с кондиционированием;  скашивание в валок;

1 ЭТАП 2 ЭТАП 3ТРАВОСТОЙWW W СКАШИВАНИЕρρ ρ В ПРОКОС ИЛИ ВАЛОКKK K РАЗБРАСЫВАНИЕ И (ИЛИ)ЭЭЭ СГРЕБАНИЕ ВАЛКОВРР РUт UС UРРисунок 1 - Структурно-технологическая схема анализ W, % - влажность массы; , г/м3 - плотность сложения мпоказатели работы машин и агрегатов, Р - дополнительные покасостояния травяной массы, текущие состояния зеленой ма(сгребания) UР, прессования UП, а также транспортировки UТ и

ЭТАП 4 ЭТАП 5 ЭТАППРЕССОВАНИЕ В РУЛОНЫW WW ПОГРУЗКА Иρ ρρ K KK ТРАНСПОРТИРОВКАЭ ЭЭ ОБМОТКА И СКЛАДИРОВАНИЕР РР РУЛОНОВ НАХРАНИНИЕUП UТ UХза показателей технологии заготовки сенажа в рулонахмассы; К, Э – соответственно технические и эксплуатационныеазатели по агротехническим требованиям; Uт – исходноеассы соответственно после скашивания UС, разбрасыванияи обмотки UХ рулонов перед хранением.

 скашивание в валок с плющением; скашивание в валок с кондиционированием.На втором этапе выполняются различные технологические операции поформированию валка с необходимыми свойствами, исходя из агротехническихтребований. В зависимости от реализуемой технологии заготовки сенажа в рулонывозможны варианты: разбрасывание валков; сгребание массы в валок; оборачивание валков; сдваивание валков.Третий этап включает технологические процессы подбора-прессованияпровяленной до влажности 45…55 % травяной массы в рулоны повышеннойплотности (свыше 350…400 кг/м3). Конечная цель выполнения данного этапасостоит в том, чтобы вытеснить воздух из кормового массива и сформироватьправильную форму рулона. Кроме перечисленных показателей дополнительномогут учитываться К, Э и другие показатели Р, которые предъявляются квыполняемым операциям используемой технологии [5].Четвертый этап связан с организацией процесса погрузки и транспортировкирулонов сенажа к месту хранения. Кроме перечисленных, критерием оценки этапаможет служить такой показатель, как суммарный пробег транспортных агрегатовпри погрузке и перевозке рулонов к месту хранения [6, 7].На пятом этапе доставленные к месту складирования рулоны упаковываютсяв самоклеющуюся пленку и на ровной открытой площадке или в хранилищеукладываются на хранение в двух-, трёхслойный штабель. Отметим, что наряду синдивидуальной обмоткой рулонов сенажа широко используется рядовая упаковкарулонов сенажа в полиэтиленовую пленку, например, групповая обмотка рулоновполимерной плёнкой или укладка рулонов в полимерный рукав. За счет сокращениярасходного материала и высокой производительности машин, осуществляющихгрупповую обмотку, эта технология имеет большие перспективы [8, 9].На каждом этапе проводится цикл как отдельных, так последовательных ипараллельных технологических операций, направленных на создание условий дляреализации технологического процесса заготовки сенажа в рулонах. С позицииформирования показателей качества выполнения технологических операций,следует изучить структуру всех операций применительно к используемымтехническим средствам [10]. Причем сущность выполнения технологическихопераций состоит в том, чтобы перевести обрабатываемый материал из исходногосостояние в требуемое. При этом качество перевода должно рассматриваться взависимости от используемых машин.Сформулируем задачу поэтапной оптимизации применительно к технологиизаготовки сенажа в рулонах: определить такое допустимое управление(технологические операции) ХК, переводящее систему (растения) S из состояния SHв состояние SK, при котором целевая функция принимает экстремальное(минимальное или максимальное) значение. Такая постановка задачи показывает, что состояние SK в конце к-го этапазависит от предшествующего состояния SK-1 и управления ХK. Это требованиепозволяет записать уравнение состояний: SK   K ( SK1 , X K ), к=1,2, …n (1)

Целевая функция зависит от показателей эффективности каждого этапа.Обозначим показатель эффективности к-го этапа через зависимость: ZK  f K ( SK1 , X K ) (2) n Тогда Z   fK ( SK1 , X K ) (3) K 1 Из анализа уравнения (3) можно сделать несколько выводов: 1. Задача оптимизации интерпретируется как n- этапный процесс. 2. Целевая функция равна сумме целевых функций каждого этапа. 3. Состояние SK после каждого этапа зависит от предшествующего состоянияSK-1 и управления ХК. 4. На каждом этапе управления ХК зависит от конечного числа управляющихпеременных, которые определяются результатами выполнения технологическихопераций на данном этапе, а состояние SK от конечного числа управляющихпеременных (показателей). Показателем эффективности к-го этапа при условии, что к началу последнегоэтапа система S была в состоянии SK-1, а на последнем этапе управление былооптимальным (например, минимальным), будет условный экстремум (минимум)целевой функции на к-ом этапе: Z K ( SK1 ) min fK ( SK1 , X K ) (4) X K Минимизация ведется по всем допустимым управлениям ХК.Для сформулированной выше задачи и полученные показателей оценкиэффективности (4) показывают, что процесс заготовки сенажа в рулонах может бытьреализован по разным технологическим вариантам, с различным наборомтехнологических операций, начиная от скашивания трав до упаковки рулонов иукладки их на хранение.Эффективная по удельным затратам ресурсов заготовка качественного сенажаможет быть организована только при правильном наборе технологических операцийи технических средств. Последние должны быть адаптированы к конкретнымпроизводственным условиям: виду убираемых культур, типу имеющихся в наличиикормоуборочных и транспортных машин, объемам заготовки, расстояниямтранспортировки корма, природно-климатическим условиям и др. Поэтому для оценки составляющих целевой функции (4) и определениязначимости (доли) каждой операции на этапах выполнения технологическогопроцесса, а также по всей технологии заготовки сенажа в рулонах целесообразноопределить затраты, приходящиеся на выполнение технологической операции какотдельно в этапе, так в целом по всей технологии. С учетом этого можно предложитьмодель, состоящая из целевой функции, системы ограничений, объема иагротехнические сроки выполнения работ, а также условия неотрицательностипеременных: 1. Целевая функция. Z1( X ) 5   C XI min I (5) I 1 илиZ( X )  C1  X1  C2  X2  C3  X3  C4  X4  С5  Х  min, 5

где I= 1,2 … 5– число технологических операций в этапе; СI – затраты навыполнение технологической операции I-ым агрегатом; ХI – объем работ,выполненный I-ым агрегатом на J–ой операции. 2. Система ограничений. 5  bJ a JI (6) I 1или a11  X 1  b1 , aa 22  X2  b2 , 33  X3  b3 , a44  X 4  b4 , а55 Х  5  b5 .где J=1,2 …5 – количество технологических операций в этапе; aJI -производительность I – ого агрегата на J- ой операции; bJ - сменная выработкаагрегата на J-ой операции.Значение bJ  SJ , где SJ и tJ - соответственно общий объем работ на J – tJой операции и агротехнические сроки их выполнения. 3. Условия неотрицательности – X I  0 Таким образом, на основе проведенного анализа показано, что оценкаэффективности технологического процесса заготовки сенажа в рулонах являетсямногоэтапной задачей, при решении которой можно оценить: - показатели (факторы), оказывающие влияние на технологический процесс; - определить значимость выполняемых операций как на отдельных этапахтехнологического процесса, так и по всей технологии заготовки. Список литературы: 1. Капов С.Н. Латыпов Р.М. Повышение эффективности технологическихпроцессов в растениеводстве. Теоретический и научно-практический журнал«Механизация и электрификация сельского хозяйства». -2009. № 3. С. 4-6. 2. Капов С. Н., Шепелёв С. Д. Структурный анализ технологии уборкизерновых культур Вестник ЧГАУ. т.57, Челябинск 2010, с. 98-102. 3. Резервы совершенствования технологии заготовки сенажа в упаковке вСтавропольском крае // Дорохин Н.С., Свиридов В.И., Орлянский А.В., ОрлянскаяИ.А. В сборнике: Повышение эффективности использования сельскохозяйственнойтехники Материалы 68-й научно-практической конференции. 2004. С. 101-105. 4. Орлянский А.В. Основные принципы построения имитационной моделиуборочно-транспортной системы заготовки кормов // Механизация иэлектрификация сельского хозяйства. – 2007.– № 7.– С. 35-36. 5. Орлянский А. В. Проектирование ресурсосберегающих кормоуборочныхсистем с использованием имитационного моделирования // Модернизациясельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий

и автоматизированных систем: Сборник докладов XII Международной научн.-техн.конф. / ВИМ. Углич, 2012. С. 779-786. 6. Орлянская И. А. Имитационная модель процесса подбора и прессованиятравяной массы в рулоны / И. А. Орлянская, А.В. Орлянский, А.Н. Петенев, В.Ю.Гальков // В сборнике: Актуальные проблемы научно­технического прогресса вАПК. Сборник научных статей XII Международной научно­ практическойконференции, в рамках XVIII Международной агропромышленной выставки\"Агроуниверсал ­ 2016\". 2016. С. 236­239. 7. Орлянская И.А. Модель размещения на поле рулонов стебельчатыхкормов // И. А. Орлянская, А.В. Орлянский, А.Н. Петенев // В сборнике: Актуальныепроблемы научно-технического прогресса в АПК XI Международная научно-практическая конференция, посвященная 65-летию факультета механизациисельского хозяйства, в рамках XVII Международной агропромышленной выставки\"Агроуниверсал-2015\". 2015. С. 219-222. 8. Орлянский А.В. Подходы к моделированию технологических операцийкормоуборочного процесса / А.В. Орлянский // Вестник АПК Ставрополья. 2016. №2 (22). С. 24-27. 9. Обоснование рациональных параметров процесса заготовки сенажа врулонах с использованием имитационного моделирования: монография /В.И.Трухачев, А.В. Орлянский, И.А. Орлянская. – Ставрополь: АГРУС, 2018– 176с. 10. Aduov M. A, Kapov S. N, Nukusheva S. A. Structural Analysis of SeedingProcess and Mineral Fertilizers Introduction in the Soil. Biomedical & PharmacologyJournal J2015; 8(2): 675-682. (ISSN: 09745242). ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАСХОДА ТОПЛИВА В СИСТЕМАХ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ Лебедев А.Т. д-р т.н., профессор; Лебедев П.А. к.т.н., доцент кафедра технического сервиса, стандартизации и метрологии ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Аннотация. Система точного земледелия — это система управленияпродуктивностью посевов, основанная на использовании комплекса спутниковых икомпьютерных технологий. В основе всей системы точного земледелия лежитиспользование точных карт полей со всеми их характеристиками. Загрузкадизельной техники, при выполнении различных технологических операций,устанавливается по основным показателям работы двигателя, с использованиемспутниковой системы навигации. Техническое состояние узлов и деталейэнергетических средств оказывает существенное влияние на расход топлива изатраты, связанные с не своевременным техническим обслуживанием и ремонтом.Главным показателем энергоемкости процесса является тяговое сопротивлениеагрегатируемой сельскохозяйственной машины или орудия. Техническое состояниедеталей топливной аппаратуры дизельных энергетических средств, оказываетсущественное влияние на общий расход топлива при выполнении технологическихопераций.

Ключевые слова: загрузка двигателя, спутниковая навигация,износостойкость, цикловая подача, неравномерность топливоподачи,почвообработка. ASSESSMENT OF TECHNICAL CONDITION OF MACHINE PARTSAND COMPONENTS DEPENDING ON FUEL CONSUMPTION IN PRECISION FARMING SYSTEMS Lebedev A.T. Doctor of science professor, head of the department of technicalservice, standardization and Metrology of Stavropol state agrarian University, Lebedev P.A. Candidate of Agricultural Sciences, Docent, docent the departmentof technical service, standardization and Metrology of Stavropol state agrarian University Annotation. Precision farming system is a crop productivity management system basedon the use of a complex of satellite and computer technologies. The basis of the entire system ofprecision farming is the use of accurate maps of fields with all their characteristics. Loading ofdiesel equipment, when performing various technological operations, is established by the mainindicators of the engine, using a satellite navigation system. The technical condition of the unitsand parts of energy resources has a significant impact on fuel consumption and costs associatedwith not timely maintenance and repair. The main indicator of energy intensity of process istraction resistance of the aggregated agricultural machine or the tool. Technical condition of detailsof the fuel equipment of diesel power means, renders essential influence on the General fuelconsumption at performance of technological operations. Keywords: engine loading, satellite navigation, wear resistance, cyclic feed, unevenfuel supply, soil treatment. Для повышения эффективности сельскохозяйственной отраслиразрабатываются новые методики, технологии и системы, которые стремятсяснизить себестоимость производимой продукции и повышать производительность врасчете на единицу затрачиваемых ресурсов. На протяжении последнихдесятилетий достигать этих целей позволяло использование более экономичныхсельскохозяйственных машин, продуктивных сортов растений, эффективныхудобрений рациональных агротехнологических приемов. Данные направлениясовершенствования по-прежнему актуальны, но их потенциал достиг предела,обусловленного современным уровнем развития технологий. В тоже времяпоявились новые инструменты, недоступные прежде. В частности, спутниковые икомпьютерные технологии, ставшие общедоступными. Одной из таких технологийявляется система точного земледелия. Система точного земледелия — это система управления продуктивностьюпосевов, основанная на использовании комплекса спутниковых и компьютерныхтехнологий. Вместо того, чтобы пахать, сеять, вносить удобрения «на глаз», как этоделалось на протяжении всей предыдущей истории сельского хозяйства, сегодняфермеры могут точно рассчитать количество семян, удобрений и других ресурсовдля каждого участка поля с точностью до метра. Система точного земледелия — этоне строго определенный набор методик и технических средств, а, скорее, общаяконцепция, основанная на использовании технологий спутниковогопозиционирования (GPS), геоинформационных систем (GIS), точногокартографирования полей и спутниковой навигации (JPS). В основе всей системы

точного земледелия лежит использование точных карт полей со всеми иххарактеристиками. Загрузка дизельной техники, при выполнении различныхтехнологических операций, устанавливается по основным показателям работыдвигателя, с использованием спутниковой системы навигации АвтоСкан JPS.Система слежения за транспортом представляет собой электронный прибор, сподключаемыми к нему датчиками, который устанавливается на наблюдаемуютехнику. Навигационный терминал позволяет в реальном времени определятьместонахождение объекта, а также передавать данные о скоростных режимах,расходе топлива, оборотах коленчатого вала и т.д. Структуру затрат при изготовлении сельскохозяйственной продукции можноразбить на несколько основных блоков: затраты на топливо смазочные материалы;затраты на удобрения семена и затраты на проведение технического обслуживанияи ремонта техники. Техническое состояние узлов и деталей энергетических средств оказываетсущественное влияние на расход топлива и затраты, связанные с не своевременнымтехническим обслуживанием и ремонтом. Производительность машинно-трактоного агрегата (МТА) зависит от многихфакторов и условий, и в первую очередь от энергоемкости процесса. Главным жепоказателем энергоемкости процесса является тяговое сопротивлениеагрегатируемой сельскохозяйственной машины или орудия. Наиболее энергоемкимпроцессом является вспашка. Основное сопротивление в процессе вспашкиприходится на плужный лемех, а именно на рабочую поверхность носовой части илезвия. В процессе работы лемех изнашивается с той или иной скоростью, а еголезвия затупляются. В ходе взаимодействия плужного лемеха с почвой происходитизнос режущей кромки. Вовремя работы происходит износ режущей кромки, ко-торый приводит к изменению формы лемеха и появлению затылочной фаски. Поданным [1], перед лемехом образуется уплотненное ядро, которое движется передлезвием. Характерной особенностью резанья с образованием уплотненного ядраявляется то, что, располагаясь впереди режущей кромки, уплотненное ядро самораздвигает почву и тем самым увеличивает сопротивление резанья, что приводит кувеличению расхода топлива. Техническое состояние деталей топливной аппаратуры дизельныхэнергетических средств, оказывает существенное влияние на общий расход топливапри выполнении технологических операций. Последствия износа плунжерных парявляются: смещение угла впрыска, повышение температуры шатунно-поршневойгруппы, неравномерность цикловой подачи топлива по секциям, ухудшениепроцесса сгорания топлива и увеличение загрязненности выхлопных газов.Результатом данных последствий является ежегодные потери дизельного топлива,увеличение неравномерности подачи топлива по секциям более 8% приводит кувеличению часового расхода топлива на 12%. Это обусловлено условиямиэксплуатации топливной аппаратуры, интенсивностью изнашивания поверхностныхслоев, а также часто меняющимися режимами работы двигателя. При работедвигателя на номинальных и близких к номинальным режимам даже изношенныеплунжерные пары ТНВД обеспечивают необходимые параметры топливоподачи [2,3]. Это объясняется тем, что при высокой скорости перемещения плунжера до 2,0м/с топливо не успевает перетекать в зазор между плунжером и втулкой. Суменьшением нагрузки на двигатель и ее колебанием происходит снижениеоборотов коленчатого вала и увеличивается степень неустановившегося характера

работы. За счет этого уменьшается скорость плунжера, и увеличиваются не толькоперетекания топлива в зазор, но и неравномерность подачи по секциям, смещениеугла впрыска в сторону запаздывания. Использование систем точного земледелия, а именно системы спутниковойнавигации, позволяет в реальном времени определять местонахождение объекта, атакже передавать данные о скоростных режимах, расходе топлива, оборотахколенчатого вала и т.д. (рисунок 1). а б в Рисунок 1 – Изменение частоты вращения коленчатого вала при выполнениитехнологических операций, полученные при помощи спутниковой системы навигацииАвтоСкан JPS: а – трактора МТЗ-80 на транспортных работах, б - трактора John Deere серии9030 на вспашке, в - трактора New Holland серии Т9000 на посеве. При выполнении транспортных работ трактором МТЗ-80, частота вращенияколенчатого вала двигателя Д-240 составила 1125±375 мин-1. Применение трактораJohn Deere на вспашке характеризовалась частотой вращения коленчатого вала впределах 3500±100 мин-1. При посеве зерновых культур с использованием трактора

New Holland обороты коленчатого вала были равны 2800±300 мин-1. Анализдинамики изменения частоты вращения коленчатого вала показывает, что вариацияэтого показателя для трактора МТЗ-80 составляет ±33,3%, для трактора John Deere±2,9%, а для New Holland±10,7%, что объясняется различием механической иэлектронной систем впрыска топлива. Данные системы навигации позволили определить степень загрузки другихмарок тракторов, при выполнении различных технологических операций.Полученные результаты представлены в таблице 1. Проведенный анализ данных установил, что максимальная загрузкадвигателей тракторов приходится на выполнение таких технологических операцийкак посев и вспашка. На посеве различных культур величина средней загрузкидвигателей колеблется в пределах 76…83% в зависимости от типа трактора. Навспашке эти колебания проявляются меньше, и загрузка составляет 86…89%. Нодоля этих технологических операций не одинакова и зависит от тягового класса иназначения трактора. В среднем 80,3% от общего годового объема работ,выполняются сельскохозяйственными тракторами класса 14, с загрузкой двигателяв пределах 45…50%. На таких операциях как транспортирование и междуряднаяобработка продолжительность работы составляет 50%, на заготовке кормов 47%,культивации 45% и внесении удобрений 47%. Высокая степень загрузки двигателянаблюдается при вспашке (86%) и посеве (83%), но данные технологическиеоперации занимают в среднем 19,7% от общего объема работ.Таблица 1 – Степень загрузки двигателей при выполнении технологических операций. К-701 Т-150- МТЗ-80 John Deere Claas New 05-09 6830 Ares Hollan 697 Технические характеристики d 103/140 Т8040 Мощность 99/135номинальная, кВт/л.с. 221/300 129/175 55/75 223/30 3Модель двигателя ЯМЗ- ЯМЗ- Д-240 JD Arion New 240Б 236 PowerTech 630 Hollan dНоминальный расход 224 220 240 230 220 225 топлива, г/кВт. чНоминальная частота вращения 1900 2100 2200 2100 2200 2200коленчатого вала,мин-1Средняя величина использования тракторов (числитель) и степень загрузки двигателя(знаменатель) при выполнении технологических операций, %Транспортирование 43,6/62 42,9/59 49,4/50 46,6/45 50,3/45 38,9/45 Междурядная обработка - - 6,7/50 - -- Заготовка кормов - - 11,9/47 14,5/50 14,9/50 13,2/50 7,9/76 8,6/79 5,8/83 7,3/79 7,1/78 7,9/80 Посев 22,2/58 25,6/62 6,4/45 5,2/50 3,2/45 5,1/53 Культивация

Внесение удобрений - - 5,9/47 6,8/50 4,8/55 6,8/53 19,6/88 19,7/89 28,1/87Вспашка 26,3/89 22,9/88 13,9/86 Частые изменения загрузки тракторов приводят не только к изменениюрежимов работы двигателя, но и варьированию режимов работы топливного насоса,который обеспечивает необходимые параметры топливоподачи в соответствие сзагрузкой тракторов. Увеличение продолжительности эксплуатации и часто изменяющиесярежимы работы с небольшой загрузкой двигателя определяют износ деталей.Увеличение износа плунжерных пар влияет на увеличение часового расходатоплива, увеличение дымности отработавших газов, неравномерность цикловойподачи топлива. Но при работе двигателя на номинальных и близких к номинальнымрежимам даже изношенные плунжерные пары ТНВД обеспечивают необходимыепараметры топливоподачи. Это объясняется тем, что при высокой скоростиперемещения плунжера до 2,0 м/с топливо не успевает перетекать в зазор междуплунжером и втулкой. С уменьшением нагрузки на двигатель и ее колебанием происходит снижениеоборотов коленчатого вала и увеличивается степень неустановившегося характераработы. За счет этого уменьшается скорость плунжера, и увеличиваются не толькоперетекания топлива в зазор, но и неравномерность подачи по секциям, смещениеугла впрыска в сторону запаздывания. Увеличение продолжительности эксплуатации топливной аппаратурыоказывает существенное влияние на ухудшение всех показателей процесса впрыскатоплива, особенно на низких и средних скоростных режимах, на которых двигатель(например, трактора МТЗ-80) работает порядка 80% от годового объема работ.Снижение топливоподачи и увеличение расхода топлива обусловлено тем, что сувеличением наработки между сопряженными деталями плунжерных парувеличивается зазор. При этом, с уменьшением частоты вращения кулачкового валатопливного насоса высокого давления, плунжер не будет создавать необходимогодавления для качественного распыления топлива, а на пусковых режимах могутнаблюдаться сбои в подаче топлива, что, по мнению [4], может служитьвыбраковочным параметром. Таким образом, оценку технического состояния деталей и узлов машин можнопроизводить в зависимости от расхода топлива дизельных энергетических средств,с использованием возможностей систем точного земледелия. Список литературы: 1. Сидоров, С.А. Повышение долговечности и работоспособности рабочихорганов почвообрабатывающих машин и орудий, применяемые в сельском и лесномхозяйстве [Текст]: дисс… док. техн. наук / С.А.Сидоров. – Москва, 2007. – с 391. 2. Шарифулин, С.Н. Повышение эксплуатационной надежности топливныхнасосов высокого давления автотракторных дизельных двигателей. – Автореф.дис… док. тех. наук: 05.20.03 [Текст]/ С.Н. Шарифулин– ГОСНИТИ. - М., 2009- 24с. 3. Антипов, В.В. Износ прецизионных деталей и нарушение характеристиктопливной аппаратуры дизелей / В.В. Антипов. – М.: Машиностроение, 1972. - 184с. 4. Мылов, А.А. Выбор метода оценки технического состояния плунжерныхпар/ А.А. Мылов, В.М. Юдин // Ремонт, восстановление, модернизация. -2006. -№9.- С. 10-14.

ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА БОРЬБЫ С САРАНЧОЙ В УСЛОВИЯХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ Очинский В.В, д-р ф.-м.н., профессор; Лебедев А.Т., д-р т.н., профессор; Павлюк Р.В., к.т.н., доцент; Глебова Е.Н., магистр кафедры технического сервиса, стандартизации и метрологии ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Аннотация. Разработан и обоснован эффективный метод механическогоуничтожения саранчи по средствам применения кварцевого песка различныхфракций при помощи мобильной пескоструйной установки или применениялетательного аппарата в зависимости от стадии развития саранчи. Ключевые слова: метод, борьба, саранча, эффективность, регион. STUDY THE EFFECTIVE METHOD OF COMBATING LOCUSTS IN THE CONDITIONS OF STAVROPOL REGION Ochinsky V. V, doctor physical and mathematical Sciences. Professor, Lebedev A.T., chief department, professor, doctor of technical sciences, Pavlyuk R.V., associate professor, candidate of technical science, Glebova, E. N., master Department of technical service, standardization and Metrology \"Stavropol State Agrarian University\", Russia Annotation. An effective method of mechanical destruction of locusts by means ofsandblasting using quartz sand size 1-1. 5 mm was developed and justified. Keywords: method, control, locust, efficiency, region. В настоящее время саранча – один из самых опасных вредителей сельскогохозяйства. Проблема саранчи известна более 5 тысяч лет и за этот большойпромежуток так и не найдено препарата или технического средства способноеэффективно бороться с массами саранчи. Одним из направлений в стратегическом развитии агропромышленногокомплекса Российской Федерации (2016-2025г.г.) является поддержание здоровойфитосанитарной обстановки посевов за счет борьбы с вредными насекомымихимическими препаратами. В 2016 г. на обработку от саранчи Министерствомсельского хозяйства Российской Федерации было выделено на покупку химическихпрепаратов и их применение 71 млн. рублей. А в 2017 году только в Ставропольскомкрае затраты составили 34 млн. 810 тыс. рублей [1]. На Ставрополье насчитываются несколько десятков видов саранчовых,способных наносить повреждения сельскохозяйственным культурам, из которыхнаиболее опасными признаны три их стадных вида: итальянский прус (Calliptamusitalicus L.); перелетная (азиатская) саранча (Locusta migratoria L.) и марокканскаясаранча (Dociostaurus maroccanus Thnb), так как именно эти виды не поддаютсясущественному влиянию защитных мероприятий [2,3].

Эффективное уничтожение саранчи химическими веществами доказана напрактике, хотя по гигиенической классификации большинство применяемыхпрепаратов относятся к группе средне - или малоопасных соединений, при этомпоражается не только саранча, происходит загрязнение почвы и водных ресурсов, аглавное, нарушение пищевой цепочки в фауне, а также привыкание саранчи кхимикатам. В настоящее время существует 5 методов и еще большое количество способовборьбы с саранчой, они затратные и мало изучены. Таким образом, разработканового способа, повышающего эффективность борьбы саранчой, представляетпрактический интерес [4]. Предварительно изучив биологические особенности и места обитаниясаранчи, а также все существующие способы воздействия на неё, возможноопределить эффективность их применения. Необходим наименее затратный метод вприменении, экологически «чистый», действующий на всех насекомых, сокращая ихчисленность в последующих поколениях. Наиболее оптимальный механическийметод. Сущность этого метода состоит в механическом сборе или уничтожениисаранчи при помощи специальных приспособлений или специализированнойтехники. Этот метод имеет определённые предпосылки к использованию, не только вединичных случаях ловли или уничтожении саранчи, а также в массовом процессеодновременно десяти, а может сотен тысяч особей. Наиболее предпочтителен этот метод с экологической и экономической точкизрения. В связи с этим, таким способом может стать предложенный «Способмеханического уничтожения саранчи и устройство для его осуществления» припомощи пескоструйной установки [5]. Одновременное уничтожение огромного количества саранчи возможно приодновременном разбрасывании большого количества поражающих элементов,обладающих достаточной для достижения цели кинетической энергией. В качествекомплекта поражающих элементов может быть использована масса пескасоответствующей фракции, обладающего высокой прочностью, например,кварцевый песок. Очевидно, что механическое уничтожение саранчи становится возможным,когда цель визуально определена. В развитии саранчи без энтомологическихизысков можно определить два её состояния: саранча ещё не стала «на крыло»,саранча – кузнечик, и саранча уже способная летать – саранча перелётная. В первомслучае места её обитания совпадают с местами её отрождения и время еёпреобразования в окрылённую саранчу занимает несколько недель. Этого временивполне достаточно для её обнаружения и уничтожения ещё на земле. Во второмслучае задача обнаружения летающей в поисках пищи саранчи усложняется, однакоразвитие современных аэрокосмических технологий позволяет успешно решать иэту задачу [6]. В настоящее время на кафедре «Технический сервис, стандартизация иметрология» Ставропольского Государственного Аграрного Университетаразработана техническая концепция реализации механического способауничтожения саранчи. Получен патент на изобретение и проводятся исследованияпо практической реализации представленной выше концепции уничтожения саранчина земле, а также приоритетная справка на изобретение по уничтожению летающейсаранчи.

Обоснуем технические параметры устройства для механическогоуничтожения саранчи. Изобретение (патент РФ № 2626632) относится к сельскомухозяйству, в частности к борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур.Устройство состоит из транспортного средства (автомобиль, трактор) на платформукоторого помещены бензиновый (дизельный) генератор, компрессор, ресивер,пескоструйный аппарат, емкость с песком для уничтожения стаи саранчи. В начале, надо знать, где и в каком количестве находится саранча, и затемсоставляем технологическую схему (рисунок 1), применимую ко всему процессууничтожения саранчи. Для обеспечения стабильности и эффективности реализации процессапескоструйной обработки, необходимо обосновать минимальные параметры: размерпеска, скорость потока воздушной смеси, количество и объем песка, оптимальныйугол удара абразива, диаметр зоны поражения, а также силу, необходимуюприменить для уничтожения саранчи. Метод эффективный, простой в реализации, но подходит только дляуничтожения саранчи, не вставшей на крыло. Рисунок -1 Схема технологии уничтожения саранчи Таким образом, мы разработали и обосновали эффективный метод путеммеханического уничтожения саранчи по средствам применения кварцевого пескаразличных фракций при помощи мобильной пескоструйной установки илиприменения летательного аппарата. В дальнейшем планируется разработка поточной линии по сбору переработкебелковой массы из саранчи. Ведь саранча превосходит все существующие животные

белки, применяемые в кормах: свинине и баранине содержание протеина 17%, врыбе 21%, а в саранче 75%. Высушеная саранчовая масса - высококачественный корм, для всех видовживотных, птицы, а также рыбы, дающий быстрый весовой прирост. Список литературы: 1. http://mcx.ru/upload/iblock/959/959648abb188a76c11095d869e8bde94.pdf-ДОЛГОСРОЧНАЯ СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ЗЕРНОВОГО КОМПЛЕКСАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА 2016-2025 ГОДЫ 2. Долженко В.И. Вредные саранчовые, биология, средства и технологияборьбы: монография. Санк-Петербург. 2003. 216 с. 3. Камбулин В.Е. Азиатская саранча вчера, сегодня, завтра // Защита растений.2017. №1. С.11-13 4. Очинский В.В., Захарин А.В., Павлюк Р.В., Глебова Е.Н., Казакова А.Д.Методы борьбы с саранчой и оценка эффективности// Актуальные проблемынаучно-технического прогресса в АПК: сб. науч. тр. Ставрополь, 2018. С.187-191. 5. Пат. 2626632 Российская Федерация, МПК А01М 27/00. Способмеханического уничтожения саранчи и устройство для его осуществления / А.Т.Лебедев, В.В. Очинский, Е.В. Зубенко, Р.В.Павлюк, П.А. Лебедев, А.В. Захарин,Н.А. Рыбалкин; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский ГАУ.№ 2016137246/02; заявл. 16.09.2016; опубл. 31.07.2017. Бюл. №22. 8 с. 6. https // yadi.sk/ i / 6C8KZDUS3XA 4R4// (Лебедев А.Т. К построениюбиолого-географического метода определения мест отрождения саранчи (напримере Ставропольского края) /А.Т. Лебедев, В.В. Очинский, Ю.В. Бурым, И.Ю.Каторгин, Е.Н. Глебова, А.Д. Казакова // Естественные и технические. 2018. №5.С.119-126. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ РЕГИОНА (НА МАТЕРИАЛАХ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ) Просеков А.Ю., ректор ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», д-р т. н., профессор, профессор РАН; Рада А.О., директор Инжинирингового центра ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет». Аннотация. В работе исследовано место цифровой системы земледелия вразвитии растениеводства в современных условиях. Показаны возможностииспользования цифровых технологии в решении конкретных агротехнических задач.Определена экономическая эффективность использования цифровых технологий врастениеводстве. Ключевые слова: экономика растениеводства, цифровая экономика,цифровое земледелие, Кемеровская область. ECONOMIC EFFECTIVENESS OF FORMATION OF THE AGRICULTURE DIGITAL SYSTEM IN THE REGIONAL PLANT GROWING (ON THE MATERIALS OF THE KEMEROVO REGION)

Prosecov A.Y., rector of Kemerovo state University, doctor of technical Sciences, Professor of Russian Academy of Sciences; Rada A.O., Director of the Engineering center of the \"Kemerovo state University\" Annotation. The paper studies the place of the digital system of agriculture in thedevelopment of plant growing in modern conditions. The possibilities of using digitaltechnology in solving specific agro technical problems are shown. The economic efficiencyof the use of digital technologies in crop production is determined. Keywords: crop economy, digital economy, digital agriculture, Kemerovo region. В течение достаточно долгого времени парадигма развития сельскогохозяйства, в частности растениеводства, заключалась в максимизации использованияагротехнологических ресурсов для наращивания удельных показателейэффективности отрасли. Основным путем повышения урожайности являлосьувеличение удельного внесения удобрений на единицу площадисельскохозяйственных угодий, массированное применение ядохимикатов дляуничтожения вредителей, болезней культурных растений, ликвидации сорняков,наращивание парка сельскохозяйственной техники – тракторов, комбайнов и т.д.Данный подход вполне адекватно описывается тезисом «механизация и химизациясельского хозяйства». Именно такой путь развития рассматривался учеными ипрактиками как наиболее прогрессивный; в большом числе исследований показанызависимости урожайности от уровня механизации и химизациисельскохозяйственного производства [2, 6, 8]. Однако во второй половине XX в. проявились и становятся все болееочевидными экологические и финансово­экономические ограничения сложившейсяпарадигмы развития растениеводства. Экологические ограничения связаны сдеградацией природного ландшафта, в частности, почв – основного средствапроизводства в сельском хозяйстве под влиянием постоянной механическойобработки с переворотом пластов, накоплением в земле и растениях чужеродныххимических веществ, утратой естественного плодородия земель. Возросли рискитакже и для здоровья человека, связанные с употреблением в пищу продуктов,выращенных с использованием большого числа удобрений, ядохимикатов,гербицидов и т.д. [11]. Как ответ на этот вызов, появились системы и технологии «органического»,«экологического» земледелия, предполагающие минимум вмешательств вестественную экосистему – безотвальную обработку почвы, использование попреимуществу органических удобрений и т.д. Значительную популярность на рынкеприобрели продукты, позиционируемые в качестве экологически чистых,выращенные по «зеленым», «органическим» технологиям. Вместе с тем, всреднесрочной перспективе экологически чистая сельскохозяйственная продукцияне сможет полностью обеспечить потребности человечества в продуктах питания всилу достаточно низкой пока эффективности, масштабов производства и достаточновысокой себестоимости подобных технологий. Поэтому традиционное сельскоехозяйство с использованием технических и химических средств, по­видимому, всеже останется основным поставщиком продуктов питания и сельскохозяйственногосырья [9]. Повышение уровня химизации и механизации растениеводства в регионах

России сталкивается не только с экологическими, но и финансово­экономическимиограничениями. Сельскохозяйственные товаропроизводители в большинстве своемиспытывают недостаток средств для приобретения техники, удобрений,ядохимикатов и т.п. Поэтому удельные уровни механизации и химизации сельскогохозяйства России значительно уступают мировым бенчмаркам. В частности, в 2017 г. России на 1 тыс. га пашни приходилось 2 трактора, вБеларуси – 9,3, США – 25,9, Германии – 65,0. Аналогичные цифры для показателяобеспеченности зерноуборочными комбайнами на 1000 га составляют 1,6; 5,0; 17,9 и11,5 соответственно [1]. Аналогичные пропорции наблюдаются также по внесениюминеральных удобрений на 1 га пашни. По данному показателю Россия уступаетстранам Европейского союза в 3­5 раз, а Китаю – более чем в 30 раз [6].Следовательно, урожайность зерновых в России находится примерно на уровнеИндии – около 29­30 ц/га в 2017 г., тогда как в Китае – 60,3 ц/га, США – 81,4 ц/га,Бразилии – 41,8 ц/га [5]. Возможности повысить уровень химизации и механизации сельскогохозяйства России до уровня развитых стран отсутствуют вследствие финансово­экономических проблем сельскохозяйственных предприятий, существеннойограниченности средств для поддержки агропромышленного комплекса нафедеральном и региональном уровнях [10]. В данной ситуации логично возникаетзадача получения максимального агротехнологического и экономического эффектаот каждой использованной единицы ресурсов (машино­часа работы техники,килограмма внесенных удобрений) за счет наиболее рационального, «точечного»применения на основе большого объема информации о протекающих в почвах,растениях сложных процессов. В результате достигается рост урожайности призначительном снижении затрат и экологического ущерба от массированногоприменения удобрений, техники. Тем самым реализуется основной принципцифрового земледелия – селективное использование агротехнических средстввместо массового [3, 4, 7]. Цифровая система земледелия – относительно новое явление, возникновениякоторого связано с развитием технологий глобального позиционирования,беспилотных летательных аппаратов и наземной техники (см. таблицу 1). Таблица 1 – Основные этапы развития цифровой системы земледелия в России и в мире Год Основные события 1985 Разработка первых беспилотных летательных аппаратов для сельского хозяйства (Япония) 1988 Создание первого в мире мобильного агрегата для селективного внесения удобрений на основе системы GPS (Германия) 1989 Испытана первая система мониторинга урожайности с GPS, установленная непосредственно на комбайне (Германия) Проведено дифференцированное внесение гербицида с использованием GPS в зависимости от содержания органического вещества в почве (Германия) 1991 Проведен первый публичный семинар по селективному применению удобрений (США) Начато использование первой коммерческой системы мониторинга урожайности (Германия) 1995 В США и Австралии организованы центры по внедрению точного земледелия

2000 Точность геопозиционирования для сельского хозяйства повышена до 30 см 2004 Точность геопозиционирования для сельского хозяйства повышена до 10 см 2015­ По оценкам «PricewaterhouseCoopers» и Международной ассоциации 2016 беспилотных систем, до 80% рынка беспилотных летательных аппаратов (более 32 млрд. доллю США) придется на сельское хозяйство В Рязанской области начинаются испытания первого российского беспилотного трактора В Республике Татарстан реализуется программа разработки и выпуска беспилотных летательных аппаратов для сельского хозяйства 2017 Фонд развития Интернет­инициатив России инвестировал 100 млн. руб. в компанию, занимающуюся разработкой системы учета и контроля за ходом сельскохозяйственных работ 2018 Разрабатывается автоматизированная система, включающая ирригационную установку, распылитель и беспилотные летательные аппараты, которые автоматически оценивают потребность в поливе (США)Составлено авторами по данным [2, 3, 7] и собственных исследований Как показывают данные таблицы 1, цифровое земледелие основано нанескольких составляющих: 1) глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) как базис длянакопления информации в пространственном разрезе, точного геопозиционированияточек, участков внесения удобрений, химикатов, воды, проведения работ и т.п.; 2) технологии дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) для полученияинформации о фактическом состоянии сельскохозяйственных угодий, например,содержания питательных веществ, влаги в почве; 3) беспилотные технологии (как летательных аппаратов, так и наземноготранспорта, сельскохозяйственной техники) для непосредственного выполненияработ по сбору информации для принятия решений и выполнения агротехническихработ, в том числе в автоматическом режиме без участия человека – например,детальное картографирование, внесение удобрений, химикатов; 4) Интернет вещей (IoT) – системы удаленного учета и контроля запасовгорюче­смазочных материалов, удобрений, химикатов, других расходныхматериалов, а также сельскохозяйственной техники, контроль материальных потоковот сбора до отгрузки (движения сельскохозяйственной продукции в логистическойцепи); 5) интеллектуальный анализ данных и сценарное моделирование событий всистеме «сельскохозяйственные угодья – агротехнология» для задачпрогнозирования природных условий, погоды, урожаев при разных вариантахразвития событий, построение моделей зависимости урожайности оттехнологических воздействий по принципу «если – то», решение задач по поискуоптимальных решений в сфере логистики, распределения ресурсов, использованияограниченного количества удобрений, химикатов, машино­часов. В качестве примера использования цифрового земледелия рассмотримреализованный Центром компьютерного инжиниринга Кемеровскогогосударственного университета – опорного вуза Кемеровской области проектвнедрения технологий «AgroGIS» на конкретном крупном сельскохозяйственномпредприятии региона. Основные составляющие проекта представлены в таблице 2.

Таблица 2 ­ Структура и график проекта внедрения цифрового земледелия на крупном сельскохозяйственном предприятии Кемеровской областиСроки Мероприятие РезультатАпрель Анализ рельефа, 3D­модель местности и рекомендации по температуры почвы посевам Температурная карта посевной площадиМай­ Анализ всхожести посевов Визуальная оценка всхожести, подсчетиюнь биомассы, расчет процента всхожестиИюль­ Анализ фитосанитарного Визуальная оценка уровня здоровьяавгуст контроля всходов, составление карты­задания для внесения удобрений и обработки отходовСентябрь­ Контроль уборочных работ Мониторинг уборочной кампании,октябрь повышение эффективности сборов урожаяОктябрь­ Анализ рельефа почвы 3D­модель местности и рекомендации поноябрь посевам Для проведения мероприятий использовались беспилотные летательныеаппараты и специализированное программное обеспечение, позволяющее повыситькачество, например, диагностики посевов, на 200­300% по сравнению с простымивизуальными наблюдениями специалистом. Так, для оценки всхожестииспользовался расчет показателя NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) –нормализованного относительного индекса растительности. Этот показательрассчитывается по результатам съемки с беспилотных летательных аппаратов,которые дают снимки разного разрешения со спектральными каналами в красном иинфракрасном диапазонах. Соотношение отражений в этих областях спектрапозволяет точно подсчитать биомассу и ее динамику. Как показывают данные таблицы 2, практически все крупные составляющиеагротехнологических работ – посевы, удобрение посадок, внесение пестицидов,сбор урожая были охвачены информационной системой, позволяющей приниматьоптимальные решения, что дало существенный экономический эффект.Проведенные по результатам реализации проекта расчеты показывают следующиенаправления экономии: 1) снижение затрат на удобрения в размере 2400 тыс. руб. (без ухудшенияпоказателей урожайности); 2) снижение затрат на пестициды на 600 тыс. руб. (также без ухудшенияпоказателей урожайности); 3) экономия расходных материалов на 30­40%. Наряду с этим, отмечено снижение риска поражения растений вирусамиблагодаря постоянному мониторингу и принятию мер (мониторинг раз в 3 дня). Общая экономическая эффективность использования цифровых технологий врастениеводстве Кемеровской области в расчете на себестоимость производства 1тонны зерновых, представлена в таблице 3.Таблица 3 ­ Экономическая эффективность цифровой системы земледелия в растениеводстве Кемеровской областиСтатья затрат До реализации проекта по После реализации Эконо внедрению цифровой проекта мия, системы земледелия руб.

процентов тыс. руб. процентов тыс. руб. 5,1% 335,6Химические 3,5% 162,1 173,5средства 8,7% 572,4Минеральные 4,9% 228,0 344,4удобрения 0,7% 46,1Органические 1,0% 46,1 0,0удобрения 15,6% 1026,4Горюче­смазочные 0,1% 6,6 11,1% 516,8 509,6материалы 18,3% 0,1% 6,6 0,0Страховые взносы 18,6% 1204,0 17,1% 795,4 408,6 1223,8 26,2% 1223,8 0,0Амортизация 16,2% 1,9% 1065,9 22,9% 1065,9 0,0Прочие расходы 13,2% 125,0 2,7% 125,0 0,0Посадочный 868,5 8,5% 395,2 473,3материал 1,5%Семена (элитные) 100,0% 98,7 2,1% 98,7 0,0Заработная плата 6579,5 100,0% 4663,6 1915,9ЭнергетическиерасходыВсего Таким образом, себестоимость производства 1 тонны зерновых снижается на1915,9 руб. или 29,1%, что существенно повышает экономическую эффективностьсельскохозяйственного предприятия, укрепляет его финансовый потенциал длясаморазвития. Кроме того, повышается уровень экологической чистотысельскохозяйственной продукции. Важной задачей является дальнейшее внедрениецифрового земледелия на сельскохозяйственных предприятиях Кемеровскойобласти. Для этого в самой ближайшей перспективе потребуется решениеследующих научно­практических задач: 1) выработка рекомендации по наиболее рациональному использованиюконкретных цифровых технологий в зависимости от конкретных агротехнических иорганизационно­экономических факторов; 2) формирование продуктивной модели поддержки и стимулированияиспользования цифровых технологий в сельском хозяйстве; 3) разработка организационно­экономических основ внедрения цифровыхтехнологий, в том числе в рамках существующих институтов поддержки сельскогохозяйства, кластерных инициатив и т.д. Список литературы: 1. Бутов, А.М. Рынок сельскохозяйственных машин. 2017 [Электронныйресурс] / А.М. Бутов. – Режим доступа: https://dcenter. hse.ru/data/2018/02/03/1163430452/Рынок%20сельскохозяйственных%20машин%202017.pdf. 2. Водянников, В.Т. Воспроизводство технического потенциала сельскогохозяйства в условиях инновационного развития [Текст] / В.Т. Водянников, Н.А.Середа. – Караваево: Костромская государственная сельскохозяйственная академия,2014. – 228 с. 3. Григорьев, Н.С. Повышение рентабельности растениеводства на основеприменения технологий точного земледелия [Текст] / Н.С. Григорьев // Островские

чтения. – 2017. – №1. – С. 330–332. 4. Еремин, Д.И. Дифференцированное внесение удобрений какинновационный подход в системе точного земледелия [Текст] / Д.И. Еремин, Ю.П.Кибук // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2017.– №8. – С. 17–26. 5. Итоги работы отрасли растениеводства в 2017 году и задачи на 2018 год.Министерство сельского хозяйства Российской Федерации [Электронный ресурс]. –Режим доступа: http://www.ryazagro.ru /upload/ medialibrary/ 435/prz_mcx.pdf. 6. Кирюшин, А.В. Минеральные удобрения как ключевой фактор развитиясельского хозяйства и оптимизации природопользования [Текст] / А.В. Кирюшин //Достижения науки и техники АПК. – 2016. – Т. 30, №3. – С. 19–25. 7. Лопачев, Н.А. Система точного земледелия: понятие и инновации [Текст] /Н.А. Лопачев // Земледелие. – 2015. – №5. – С. 6–9. 8. Панин, А.В. Экономический рост в сельском хозяйстве на основемодернизации производства [Текст] / А.В. Панин. – М.: Проспект, 2016. – 240 с. 9. Першукевич, П.М. Перспективы развития сельскохозяйственногопроизводства Сибирского федерального округа [Текст] / П.М. Першукевич, Л.В. Тю,Е.В. Афанасьев, С.М. Головатюк // АПК: экономика, управление. – 2017. – №12. – С.34–44. 10. Федулова, Е.А. Сельское хозяйство Кемеровской области: современноесостояние и перспективы развития [Текст] / Е.А. Федулова, С.А. Кононова, Н.А.Вакутин//Вестник Кемеровского государственного университета. Серия:политические, социологические и экономические науки. – 2017.– №2. – С. 65–71. 11. Шерер, Д.В. Системы обработки почвы как драйвер развития точногоземледелия [Текст] / Д.В. Шерер, Н.Н. Чуманова, М.С. Ракина //Агропродовольственная политика России. – 2016. – №12. – С. 40–46. РАСЧЕТ СУТОЧНОГО СБОРА ЗЕРНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПОВ УБОРКИ Пьянов В. С., д-р т.н., доцент; Малиев В. Х., д-р т.н., профессор; Высочкина Л. И., к.т.н., доцент; Данилов М. В., к.т.н., доцент кафедра «Процессы и машины в агробизнесе» ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Пьянов С. В., к.т.н., председатель правления сельскохозяйственного племколхоза «Россия», Россия Аннотация: В работе представлен метод расчета валового сбора зерна,основанный на суточном темпе уборки с учетом потерь зерна от осыпания.Обобщены результаты наблюдений за осыпаемостью трех сортов озимого ячменя ипшеницы. Выявлено, что для ячменя (всех сортов) характерен двухфазный периодосыпания: в течение первой недели стояния на корню динамика потерьосыпавшегося зерна аппроксимируется экспоненциальной зависимостью, а начинаяс 9 дня - линейной. У озимой пшеницы, также всех сортов, динамика потерь зернаот осыпания примерно одинаковая, составляет примерно 1,1% в день. Приведены исследования о степени влияния осыпаемости озимого ячменя иозимой пшеницы в зависимости от изменения температуры. Продолжительностьминимальных потерь от естественного осыпания у ячменя больше, чем у пшеницы,

хотя температура воздуха была довольно высокой 32-37º. Минимумы и максимумыосыпания зерна не всегда совпадают с минимумами и максимумами на кривой,отображающей суточные изменения температуры воздуха, заметно некотороезапаздывание процесса осыпания зерна. Разработана общая математическая модель определения валового сборазерна с учетом динамики потерь от осыпания и механических потерь, связанных стехническим состоянием комбайна при ширине захвата и скорости движения.Полученные результаты позволят заблаговременно рассчитать темп уборки с учетомоптимальных агротехнических сроков и суммарных объемов уборочных площадей,сформировать парк комбайнов с учетом их пропускной способности и суточнойпроизводительности. Ключевые слова: динамика потерь, зерно, суточный сбор, уборка, темп. CALCULATION OF DAILY GRAIN HARVEST IN DEPENDENCE THE TYPES OF CLEANING Pyanov V. S., doctor of technical Sciences, associate Professor; Maliev V. H., doctor of technical Sciences, Professor; Vysocina L. I., Ph. D., associate Professor; Danilov M. V., Ph. D., associate Professor Department \" processes andmachines in agribusiness» Of the \"Stavropol state agrarian UNIVERSITY\", Russia S.V. Pyanov, Ph. D., Chairman of the Board agricultural plemkolhoze \"Russia\", Russia Annotation.The article proposes a method for calculating the gross grain harvest,based on the daily rate of harvesting taking into account the loss of grain from sloughing.The results of observations of the variability of three varieties of winter barley and wheatare summarized. It has been revealed that for all barley varieties a two-phase period ofgrain sloughing is characteristic: during the first week of standing on the root, the dynamicsof losses of crumbled grain is approximated by an exponential dependence and startingfrom day 9 - linear. In all varieties of winter wheat, the dynamics of grain losses fromsloughing are approximately the same, is approximately 1.1% per day. Studies are carried out on sloughing of grain of winter barley and winter wheatsusceptibility of the same varieties as a function of temperature changes. The duration ofminimal losses from natural sloughing in barley is greater than that of wheat, although theair temperature was quite high 32-37º. The minima and maximums of grain sloughing donot always coincide with the minima and maxima on the curve showing the diurnal changesin air temperature, noticeably some delay in the sloughingprocess of grain. A general mathematical model for calculating the gross grain harvest has beendeveloped, taking into account the dynamics of sloughing losses and mechanical lossesassociated with the technical state of the combine with the width of the gripper and thespeed of movement. The obtained results will allow to calculate in advance the rate ofharvesting taking into account the optimal agrotechnical terms and total volumes ofharvesting areas, to form a fleet of combines taking into account their throughput and dailyproductivity. Keywords: dynamics of losses, grain, daily collection, cleaning, pace. Для обеспечения продовольственной безопасности, аследовательнонаращивание объемов производства зерна, одно из

важнейшихнаправленийразвития сельского хозяйства [1]. Валовое производствозерна зависит от таких факторов, как площадь посева и урожайностьсельскохозяйственной культуры. В свою очередь каждый из этих факторов зависитот ряда взаимосвязанных параметров. Так посевная площадь, отводимая подвозделывание зерновых культур, зависит от наличия земельных, материально-технических и трудовых ресурсов, от экономических показателей. Урожайностьзерна зависит от агроклиматических условий, от научно-обоснованной технологиии организации выполнения полевых работ. Для проведения успешной уборочнойкампании для формирования парка уборочной техники, транспорта и организациигрузопотока необходимо знать потенциально возможный валовой сбор зерна иконтролировать потери урожая. Нами предлагается метод расчета валового сборазерна, основанный на суточном темпе уборки с учетом потерь зерна, позволяющийопределить валовой сбор зерна как сумму среднесуточных сборов [2].Среднесуточные сборы в течение уборочного периода меняются в зависимости отметеоусловий, технического состояния и наличия техники, сроков созреванияубираемой культуры, организационных моментов. В соответствие с агротехническими требованиями вне зависимости отплощади S0 уборка продолжается в течение нескольких дней с постепеннымуменьшением не убранного массива. В 1-й день уборки общий намолот (W0) и урожайность зерна (у0) достигаютмаксимального значения, так как потери от осыпания в 1-й день - минимальны. На2- й день из-за осыпания зерна урожайность на остаточной площади уже будетменьше. На 3-й день – ещё меньше и т.д. Осыпавшееся зерно - это невозвратимыеего потери, которые при не правильной организации уборочных работ могутдостигать около 50 % от планируемого исходного урожая. Нами были проведенынаблюдения за тремя сортами озимого ячменя (рисунок 1) и тремя сортами озимойпшеницы (рисунок 2) в колхозе «Россия» Новоалександровского районаСтавропольского края с использованием разработанной нами методики определенияпотерь [3]. Рисунок 1 - График динамики потерь зерна озимого ячменя

Из анализа данных выявлено, что на 10-й день уборки озимой пшеницыпотери урожая составили от 10 до 15%, озимого ячменя от 13 до 18% от исходногоурожая, т. е. интенсивность осыпания зерна озимого ячменя в среднем в 1,2-1,5 разабольше, чем у обследуемых сортов пшеницы. Изучению вопросов осыпаемости зерна посвящено много работ [4,5,6], однакоуказанные исследования проведены много лет назад на районированных в то времясортах и при урожайности зерна менее 3,0 т/га [2]. Рисунок 2 – График динамики потерь зерна озимой пшеницы: сорта: 1- Станичная, 2 – Память, 3 – Ермак. Считается, что с повышением температуры окружающего воздуха происходитувеличение испарения влаги из хлебной массы, влажность зерна уменьшается, хужедержится на плодоножке, и как следствие увеличиваются потери зерна от осыпания.Нами проведены исследования о степени влияния осыпаемости озимого ячменя иозимой пшеницы тех же сортов в зависимости от изменения температуры (рисунки3 и 4). Количество осадков за период наблюдения составило порядка 0,3-7,1 мм.45 254035 2030Температура25 15 Потери, г.2015 1010 5 5 0 3579 0 Температура 11 13 15 17 19 21 23 25 27 1 Количество дней наблюдения Оз ячм поле №9Рисунок 3 – График изменения степени осыпания ячменя в зависимости от температуры окружающего воздуха

Из приведенных графиков видно, что в первые дни полной спелости осыпаниезерна из колосьев минимально. При этом продолжительность минимальных потерьот естественного осыпания у ячменя больше, чем у пшеницы, хотя температуравоздуха была довольно высокой 32-37º. Далее на колебания величины осыпавшегосязерна влияют сорт культуры и величина температуры окружающего воздуха.Максимальные и минимальные значения потерь зерна осыпанием, не всегдасовпадают с максимальными и минимальными значениями суточных измененийтемпературы воздуха в дни наблюдений. Имеется небольшое запаздывание процессаосыпания зерна от процесса нарастания температуры окружающего воздуха [2].45 840 735 630 525 42015 310 2Температура Потери, г.510 0 1 3579 11 13 15 Кол1и7чес1т9во д2н1ей н2а3блю2д5ения Температура Оз пш поле №7 Оз пш поле №3Рисунок 4 - График изменения степени осыпания пшеницы в зависимости от температуры окружающего воздухаВ первую неделю уборки динамика потерь осыпавшегося зерна озимогоячменя аппроксимируется экспоненциальной зависимостью вида y  aebx , а далее –зависимостью линейного вида y  a1x  b1 . У озимой пшеницы потери зерна от осыпания приблизительно одинаковые,составляют порядка 1,1% в день и аппроксимируется линейной зависимостьюy 1,13T  0,4 при коэффициенте адекватности 0,98. С целью эффективной организации уборочных работ необходимозаблаговременно рассчитать темп уборки с учетом оптимальных агротехническихсроков уборки и суммарных объемов уборочных площадей. Суточный темп уборки определяется исходя из продолжительности полногоуборочного периода, а интенсивность осыпания зерна зависит от биологическихпотерь и общего валового сбора. Таким образом, общий валовой сбор зерна определяется как сумма валовыхсборов зерна за каждый день уборки с учетом потерь. WФ  W1 W2 W3  .......Wn . (1)При разработке алгоритма формирования общего валового сбора зерна(рисунок 3) приняты допущения:- производительность комбайна определялась с учетом коэффициентаиспользования времени смены Кэкс;- урожайность зерна с учетом осыпания взята по данным исследований дляконкретного хозяйства после каждого дня уборки;- механические потери зерна приняты как нормативные, не более 2% [7, 8];

- время работы комбайнов в течение суток принято одинаковым. Принятые допущения не нарушают процесс работы комбайнов в реальныхусловиях эксплуатации, а отчасти даже способствуют повышению точности оценкирезультатов их работы, в целом упрощая математические выкладки [9]. Потенциально возможный валовой сбор зерна перед началом уборки W0можно определить из выражения: W0  S0  y0 , (2)где S0 - начальная площадь уборки, га; у0- начальная урожайность зерна перед началом уборки, т/га. Ежедневный темп уборки равен: t y  Nк  Wэ.к.  Tс,где Nk - количество комбайнов, шт.; Wэ.к. - производительность комбайна, га/ч; Тс - часы работы в сутки, ч/сутки. Убранная площадь за 1-й день уборки S1  Nk Wэ.к.  T1 .Валовой сбор зерна W1 с площади S1  W1 S1  y1  S1  T1  f1  y0 , 24 y0 ;Tубгде у1 - урожайность зерна в 1-й день уборки, т/гаСледовательно, в последний день уборки Sn  Nк Wэ.к. Tn ;   Wn Тп  Sn  yn  S n 24  yn1  y0 fn y0 ;Tуб ,или Si  Nк  3,6  qk  K экс  Tc , 1  Ф  yiгде qk - пропускная способность комбайна, кг/с;αф - отношение массы соломы к массе зерна;yi - текущее значение урожайности зерна, т/га; Кэкс – коэффициент использования времени смены. yi  fi y0; Tуб .техническим состоянием комбайна при ширине захвата Bр и скоростидвижения Vkимеют следующий вид: nTуб  3,6  qk  K экс  Tc  (1  П ) (Tуб 1) n  0,98 Nк 1   WФН , (3) 1 Фгде  - коэффициент размерности, 1/сутки.Формула (3) имеет практическую направленность, так как в ней учитываетсякласс комбайна по пропускной способности, а также его суточнаяпроизводительность.К каждому классу комбайна можно подобрать соответствующуюкомплектацию жаткой и выбрать рабочую его скорость, так как эти параметрывзаимосвязаны [10].Из формул (1), (2) и (3) следует:

Т уб  К экс Тс  (1 Пn ) (Т уб 1) 1 1ф   WФН 3,6  qк Wо  0,98 Nк (4) S0  y0Для практических расчетов уточняется динамика потерь зерна от осыпания -f(y0; Туб) в реальных условиях хозяйства. После чего, для известных значений S0, y0,Nk, qk, Tc можно определить структуру комбайнового парка так, чтобы уборкавыполнялась строго в агротехнические сроки. Потенциальный валовой сбор зерна WП Начальная Начальная урожайность уборочная на общей площади –площадь –Площадь, убранная в Валовой сбор за 1-й Урожайность поля,первый день уборки – день уборки убранного в 1-й день уборки –Остаточная Остаточная урожайностьплощадь после первого дня уборки Валовой сбор за 2-й день уборкиПлощадь, убранная Валовой сбор за 3-й Урожайность поля,во 2-й день уборки день уборки убранного во второй день– уборки -Площадь, убранная Остаточная урожайностьв 3-й день уборки – зерна, убранного после 2-го дня уборки -Площадь, убраннаяв последний день Валовой сбор в Остаточная урожайностьуборки - Sn последний день зерна на поле в последний день уборки - уборки

Рисунок 5 - Алгоритм формирования валового сбора зерна за период уборки ( Пn - потери зерна от осыпания после каждого дня уборки т/га) Список литературы: 1. Корнеев Г.В. Урожай, посевные, продуктивные и технологические качествазерна озимой пшеницы и ржи в связи со сроками и способами уборки: автореф. дис.… докт. с.-х. наук. Харьков, 1965. 44 с. 2. Пьянов В.С. Крупнотоварное производство зерна: моногр. Ставрополь:«Агрус», 2014. 240 с. 3. Пат. №2447635 Российская Федерация, А01С1/00. Способ определенияпотерь зерна от самоосыпания на корню / Э.В. Жалнин, В.С. Пьянов.; заявитель ипатентообладатель (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии). № 2010124580/13;заявл.15.06.2010; опубл. 20.04.2012. Бюл. №11. 3 с. 4. Бейлис В.М. Продолжительность проведения механизированных полевыхсельскохозяйственных работ / В.М. Бейлис. - М.: ВИМ, 2005. 164 с. 5. Кукреш Л.В. Короче период уборки - выше урожай // Сельское хозяйствоБелоруссии. 1976. № 6. С. 32-34. 6. Кукреш Л.В. Урожай и качество зерна в зависимости от сроков уборкизерновых культур //Земледелие и растениеводство в Белоруссии. Минск, 1977. Вып.21. С. 160-166. 7. Свид. №2014618442 Российская Федерация от 20.09.2014. Расчетсуточного валового сбора зерна в хозяйстве в зависимости от темпов уборочныхработ и их продолжительности / В.С. Пьянов, В.В. Цыбулевский, Ш.Н. Богус;заявл.01.07.2014; зарегистр. 20.08.2014. 8. Лачуга Ю.Ф. Стратегические подходы к разработке новых технологий итехники для ресурсосбережения и повышения производительности труда в сельскомхозяйстве // Научные труды ХХIII международной научно-практическойконференции. - М.: ВИМ. 2005.216 с. 9. Стрижевский В.И. Методы расчета и оценки эффективности уборочныхкомплексов машин //Труды ГОСНИТИ. 1968. Т. 13. С.145-163. 10. Стружкин Н.И. Технологические и технические решенияинтенсификации уборки и послеуборочной обработки зерна как единогопроизводственного процесса: дис. … докт. техн. наук. Пенза, 2006. 447 с. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИННОВАЦИОННЫХ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЛАП Руденко Н.Е., д-р с.-х.н., профессор; Носов И.А., аспирант; Кайванов С.Д., инженер; Ануприенко М.А., магистрант Данилов М. В., к.т.н., доцент кафедра «Процессы и машины в агробизнесе», ФГБОУ ВО «Ставропольский ГАУ», Россия Аннотация. Культивация – приём обработки почвы на глубину до 120 мм безоборота пласта и выноса на поверхность нижних влажных слоев, обеспечивающий

крошение, рыхление, частичное перемешивание почвы, выравнивание поверхностиполя, подрезание сорных растений, заделку удобрений и гербицидов. Прикультивации создается поверхностный рыхлый слой, препятствующий испарениювлаги, улучшаются водный и воздушный режимы, ускоряется прогревание почвывесной, усиливается микробиологическая деятельность и создаются благоприятныеусловия для накопления питательных веществ и влаги. Основными требования при обработке почвы являются:  Обеспечение степени крошения почвы не менее 85%;  Исключение выноса влажной почвы на дневную поверхность;  Выравненность поверхности почвы, «гребнистость» не более 40 мм;  Отсутствие борозд;  Выровненность дна при предпосевной обработке;  Стабильность глубины обработки, вариабельность не более 10%;  Полное подрезание сорняков. При существующей технологии обработки почвы трудно выполнитьпредъявляемые требования. Рабочие органы оказывают на почву одностороннее воздействие. В результате воздействия плоскими поверхностями с углами крошенияпроисходит смещение почвы, отбрасывание ее в разных направлениях. Это приводитк невыровненности поверхности, образованию борозд, что увеличивает площадьиспарения почвенной влаги. Процесс усугубляется при повышении скоростирабочего движения, что присуще практически всем почвообрабатывающим рабочиморганам. Требуется изменение технологии обработки почвы. Ключевые слова: культиватор; пропашные культуры; рабочий орган;стрельчатая лапа; двухъярусная лапа; спираль; глубина обработки. IMPROVING QUALITY INDICATORS WITH THE USE OF INNOVATIVE TILLAGE PAWS Rudenko N. E. D. S.-agricultural Sciences, Professor; I. A. Nosov, PhD student; Kavanov S. D., engineer; Anoprienko M. A., graduate student Danilov M. V., Ph. D., associate Professor Department \" processes and machines in agribusiness», Of the \"Stavropol state agrarian UNIVERSITY\", Russia Annotation. Cultivation - the treatment of the soil to a depth of 120 mm withoutturning the layer and bringing to the surface of the lower wet layers, providing crumbling,loosening, partial mixing of the soil, leveling the surface of the field, pruning weed plants,embedding fertilizers and herbicides. During cultivation, a superficial loose layer is createdthat prevents evaporation of moisture, water and air regimes are improved, soil heating isaccelerated in the spring, microbiological activity is enhanced, and favorable conditionsfor the accumulation of nutrients and moisture are created. The main requirements for soil cultivation are: • Provide a degree of soil crumbling at least 85%; • Elimination of the removal of moist soil on the surface; • Leveling of the soil surface, \"combing\" no more than 40 mm; • Absence of furrows;

• Leveling of the bottom during presowing treatment; • Stability of processing depth, variability is not more than 10%; • Full cropping of weeds. With the existing technology of soil cultivation, it is difficult to meet therequirements. The working organs exert a one-sided effect on the soil. As a result of the action of flat surfaces with angles of crumbling, the soil shifts, andit is discarded in different directions. This leads to unevenness of the surface, the formationof furrows, which increases the area of evaporation of soil moisture. The process isexacerbated by the increase in the speed of the labor movement, which is inherent invirtually all tillage working organs. A change in the technology of soil cultivation is required. Keywords: cultivator; tilled crops; working body; lancet paw; two-level paw;spiral; processing depth.Дефлекторная лапа.Для улучшения качественных показателей и повышения скорости рабочегодвижения предложено устанавливать на КПС - 4 комбинированные стрельчатыелапы. Они включают стойку, на которую размещают нижний стрельчатый лемех(стандартный) и верхний лемех (гаситель). Нижний лемех выполнен стрельчатым суглом крошения, верхний лемех – стрельчатый пластинчатый, причем имеетвозможность поворачиваться в вертикальной плоскости, располагаясь под углом кгоризонтальной плоскости, и перемещаться по стойке «вверх-вниз».Технологический процесс работы дефлекторная лапы осуществляетсяследующим образом:Перед работой верхний лемех 3 надевают на стойку 1 и опускают вниз.Поворачивают в вертикальной плоскости и устанавливают под углом β кгоризонтальной плоскости в направлении движения.Угол β должен равняться или быть больше угла трения почвы пометаллической поверхности: β ≥ φ. (1) 2 3аб

в 1 – стойка; 2 – нижний лемех; 3 – верхний лемех; 4 – держатель; Рисунок 1 – Дефлекторная лапаУгол β должен равняться или быть больше угла трения почвы пометаллической поверхности: β ≥ φ. ()В процессе работы почва массой m отбрасывается нижнем лемехом 2 вверх соскоростью υо, равной скорости рабочего движения культиватора. Почве придаетсяэнергия T  mо2 (3) 2.C этой энергией она ударяется о верхний лемех 3. Происходитразнонаправленное воздействие: снизу нижний лемех 2 (FВ) – сверху верхний лемех3 (FП), что обеспечивает крошение почвы. Ввиду того, что β≥φ почва не «скользит»по поверхности верхнего лемеха 3 и под действием результирующей силы ������рвозвращается и заделывает образуемую бороздку. Задняя сторона выравниваетповерхность, а при наличии зубчатой части дополнительно крошит, особенно приработе на тяжелых почвах. Создается выровненная поверхность с мелкокомковатойструктурой (рисунок 2). аб а – КПС - 4 со стандартными стрельчатыми лапами; б – с дефлекторными лапами Рисунок 2 – Поверхность поля после обработки культиваторамиКультиватор энергосберегающий с двухъярусной лапой.

В качестве рабочих органов культиваторов используют стрельчатые лапы.Они состоят из стойки и лемеха, выполняющего функцию ножа и рыхлителя. В процессе работы и лемех, и стойка воздействуют на почву. От действия силы F образуются две составляющие силы: касательная Fк инормальная Fн, которая приводит к появлению силы трения ������тр. В результате сдвига почвы в стороны создается невыровненная поверхность.При воздействии стойки на почву возникают сила нормального давления ������н, и силатрения ������тр. Равнодействующая этих сил ������с приводит к отбрасыванию почвы,образованию бороздки, выносу влажной почвы на дневную поверхность. Также для уменьшения вариабельности глубины обработки надо исключитьотбрасывание почвы лемехом и стойкой. Для этого стойка должна располагатьсявыше поверхности почвы и не взаимодействовать с ней. Лемех должен иметь уголкрошения α = 0. Почвообрабатывающий элемент должен осуществлятьразнонаправленное воздействие на почву в паре с лемехом, не вынося почву наповерхность. Чтобы исключить влияние копирующего элемента, надо совместитькопирующие функции с рабочими. Такие задачи выполняет энергосберегающий скоростной культиватор сдвухъярусными почвообрабатывающими лапами. Каждая секция культиватора четырехзвенная: переднее звено, заднее, верхнееи нижнее. На заднем звене установлен держатель. В держатель устанавливают стойку двухъярусной стрельчатой лапы свозможностью перемещения ее вверх – вниз. Переднее звено и заднее соединеныпружиной растяжения. Двухъярусная стрельчатая лапа включает стойку 1, нижний лемех 2, верхнийлемех 3 (рисунок 3). К верхнему лемеху закреплен держатель 4. 1 – стойка; 2 – нижний стрельчатый лемех; 3 – верхний треугольный лемех; 4 –держатель; 5 – болты; 6 – задняя сторона верхнего лемеха Рисунок 3 – 3D - модель двухъярусной стрельчатой лапы Расстояние между верхним 3 и нижним 2 лемехами зависит от глубиныобработки почвы h.

Эту величину можно менять, поднимая или опуская верхний лемех. Обалемеха 2 и 3 заточены. Верхний лемех 3 выполнен пластинчатым в видеравнобедренного треугольника. Нижний лемех 2 стрельчатый. Задняя сторона 6верхнего лемеха 3 может быть зубчатой. Ширина захвата лемехов – 360 мм, толщина– 4…6 мм. В процессе движения нижний лемех 2 заглубляется в почву на установленнуюглубину h (рисунок 4). Верхний лемех 3 реакцией почвы удерживается наповерхности. Он срезает надземную часть сорняков, которая попадая на стойку 1,сбрасывается с нее. Нижний лемех 2 подрезает корневую систему сорняков.Подпочвенная часть стойки 1 во взаимодействии с лемехами создает стесненноепространство для прохода почвы, обеспечивающее крошение ее и созданиемелкокомковатого слоя. 1 – стойка; 2 – нижний лемех; 3 – верхний лемех Рисунок 4 – Технологическая схема работы двухъярусной стрельчатой лапы Это подтверждают полевые испытания двухъярусной стрельчатой лапы прискоростях движения культиватора до 16…18 км/ч. Стандартная стрельчатая лапаобразует глыбистую невыравненную поверхность (рисунок 5). Степень крошенияпочвы двухъярусной лапой составляет 94,8…98,1 %, гребнистость – до 30 мм,глубина стабильной обработки – до 40 мм. Тяговое сопротивление культиватора сдвухъярусными лапами снижается на 20…25 %. Рисунок 5 – Вид поверхности почвы после прохода стандартной стрельчатой лапы с углом крошения 16 º. Спиральная стрельчатая лапа. В процессе вегетации пропашных культур осуществляются две – тримеждурядные обработки. Они ведутся с целью рыхления почвы и удаления сорняков