Задача на… «послезавтра»

07-11-2019

В Харьковском национальном техническом университете сельского хозяйства имени Петра Василенко (ХНТУСХ) в научно-технических исследованиях в области механизации сельского хозяйства выбрали концепцию опережения.

 

— Не секрет, что недостаточное государственное финансирование аграрной науки приводит к моральному устареванию новых разработок еще до внедрения их в производство, — говорит проректор по научной работе, доктор технических наук, профессор Виктор Мельник. — И даже если у нас есть хорошие идеи, ориентированные на модернизацию существующих машин и на создание техники завтрашнего дня, то при дефиците ресурсов мы не успеем за теми, у кого и финансовых, и материальных возможностей больше, чем у нас. Значит, догоняющая стратегия не работает в наших условиях и хроническое отставание продолжится. Поэтому мы решили: а почему бы не «срезать угол» на инновационном повороте и не обогнать время, минуя этап завтрашнего дня? «Технологическое завтра» проживем на том заделе, какой есть, а все ресурсы и научные исследования направим на «технологическое послезавтра». Такую поставили задачу.

Strip-Till, Mix-Cropp и другие…
Обязательным условием стратегии опережения является убедительный прогноз: а каким будет «технологическое послезавтра»? 
Ученые университета на основе исследований кафедр сельскохозяйственных машин и оптимизации технологических систем, а также лаборатории инженерии природопользования составили представление о том, какие системы земледелия будут востребованы, скажем так, в несколько отдаленной, но быстро приближающейся перспективе.
Урожайность любой культуры зависит от множества факторов. Среди основных — система обработки почвы. Специалисты вам расскажут о системе Mini-Till с минимальным воздействием на поверхностный слой, когда основная или глубокая обработка отсутствуют. Современная система нулевой обработки почвы, известная как No-Till, — при которой почва не обрабатывается, а её поверхность укрывается специально измельчёнными остатками растений — мульчей. Поскольку верхний слой почвы не рыхлится, такая система земледелия предотвращает водную и ветровую эрозию земли, а также значительно лучше сохраняет влагу. 
Но наиболее эффективной ученые называют Strip-Till, которая предусматривает полосовое рыхление на глубину прикорневого слоя, с одновременным внесением удобрений. Тем самым создаются оптимальные условия для прорастания всходов, за счет получения хорошо подготовленной посевной «постели». 
Strip-Till сочетает преимущества традиционного (пахотного) способа и нулевой обработки почвы. Сегодня эта технология кроме США применяется в некоторых регионах Канады, а также в Германии и других странах Европы. Ее используют для выращивания технических и пропашных сельхозкультур. В Украине Strip-Till успешно опробовали в Харьковской области. 
Ученые ХНТУСХ прогнозируют, что следом за Strip-Till появятся и будут получать все более широкое распространение смешанные (комбинированные) посевы, которые составят основу следующей системы земледелия — Mix-Cropp. 
— Речь идет о специально подобранных группах растений, которые дополняют друг друга. Как в человеческом обществе: в одиночку жить дороже, а когда с тобой хорошая семья — намного легче и эффективнее вести хозяйство, — объясняет профессор Мельник. — Кстати, в Харьковском институте овощеводства и бахчеводства Национальной академии аграрных наук Украины (НААН) давно и плодотворно работают в этом направлении.
Установлено, что первым таким «мостиком в технологическое будущее» могут и должны стать смешанные посевы сои с кукурузой на кормовые цели (на силос) для крупного рогатого скота. В основе такого вывода — десятилетия исследований, проведенных под руководством доктора сельскохозяйственных наук Виктора Ивановича Гноевого.
Технико-техно­логи­чес­кое обеспечение системы земледелия Mix-Cropp требует согласования действий исследователей (биологов, агрономов, почвоведов, зооинженеров, технологов и др.), конструкторов и руководителей производства. Только в этом случае те ограниченные ресурсы, которые мы сейчас имеем, будут достаточными для обеспечения технологического прорыва в агропромышленном комплексе страны.
Ученые ХНТУСХ тесно сотрудничают с Харьковской государственной зооветери­нар­ной академией; Институтом сельского хозяйства Северного Востока НААН Украины; Институтом овощеводства и бахчеводства НААН Украины.

CROPPотливые исследования
Одно из ведущих производителей посевной техники в нашей стране — ПАО «Эльворти» (Кировоград), названное так в честь основавших предприятие в 1874 году английских предпринимателей Роберта и Томаса Эльворти (Elvorti). На заводе идею харьковских ученых оценили и приняли.
Три года назад появилась первая инновационная посевная машина. По-старинному «сеялка». Только она в два раза сложнее существующих сегодня на рынке. Это полнофункциональная сеялка на шестнадцать рядков, в которой использованы новые технологии, начиная от порошковой покраски и заканчивая автоматикой.
Первые испытания по севу сои и кукурузы по системе Mix-Cropp прошли в опытном хозяйстве «Кутузовка» НААН и продолжаются в Сумах. На выращенных по новой системе кормах с использованием новой техники хозяйства получают положительные результаты и по росту надоев, и по набору качественных показателей молока, в частности увеличению его жирности.
Поскольку речь идет о новой технологи выращивания сельхозкультур по новой системе земледелия, то дальнейшее совершенствование этой машины влечет необходимость разработки других машин, которых до этого не было на рынке. Например, необходимых для внесения гербицидов в слое пены путем намазывания. Это связано с тем, что сое и кукурузе нужны разные препараты. Причем ветер не должен переносить один препарат на другой.

«Гусеница» с цифровым управлением
Виктор Мельник рассказывает о тракторе будущего. Это дизельный гусеничный трактор.
Интересная идея — Ї-трактор-концепт (по типу е-мобиля, но с украинским акцентом на букву Ї). 
В первоначальном варианте он был бы похож на обычный трактор с факультативной кабиной (хочешь — ставишь, не хочешь — не ставишь). Кабина может быть полностью изолирована от трактора, а само общение с машиной происходит по цифровым каналам.
Если не принимать во внимание мелкие детали (типа вентилятор гонит воздух, насос качает дизтопливо), то в этом тракторе отсутствуют… вращающиеся детали. Трансмиссия — электрическая, гусеница представляет собой часть электродвигателя. В будущем минимальный энергетический элемент это даже не трактор, а отдельная гусеница. Нет даже второй гусеницы и тем более нет кабины. То есть, эта гусеница самодостаточная, в ней есть все: и двигатель, и трансмиссия.
«Эти гусеницы в составе сложнейших агрегатов ползут по полю и выполняют агротехнические работы» — так я себе это представляю. 
— Как в детском конструкторе — роботе-трансформере, — подтверждает Виктор Иванович, — полевые агрегаты имеют модульную конструкцию. К примеру, высевающий аппарат вы заменяете так же, как батарейку в фонарике, ведь вам требуется сеять рядом 2-3 различные культуры.

Был ядерный чемоданчик, теперь будет «полевой»…
Интересно, какой специалист потребуется на селе, чтобы управлять такой техникой?
— Слово механизатор останется в истории, понадобится инженер-системщик. Следующий этап развития земледелия будет представлять собой Rot-Mix — систему севооборотов между смешанными (комбинированными) посевами. Вы представляете себе эту сложность? Формирование модулей почвообрабатывающего и посевного агрегата станет нетривиальной задачей.
Минимум трудозатрат мы наблюдаем уже в настоящее время. А через 5-7 лет все агрегаты будут управляться автоматически в Украине, у профессора Мельника нет в этом никакого сомнения. 
Кроме того, со временем техника сможет работать в поле самостоятельно — без участия человека.
Помимо хорошей проходимости, любая техника будущего должна иметь «продвинутую» систему навигации. По мнению Виктора Мельника, здесь может возникнуть серьезная проблема:
— Поскольку мы ориентируемся на чужую систему определения координат — GPS, то это будет означать, что через 5-7 лет наше сельское хозяйство можно будет… выключить. Вот пришла пора сеять, а нам заблокируют навигацию, примерно так же, как в свое время перекрыли российский газ.
Как оказалось, сигнал GPS можно легко дистанционно заглушить с помощью специального оборудования. Он также может стать целью «спуфинга»: эта более сложная манипуляция заключается в отправке ложных координат на терминал GPS и ведет к изменению ориентации.
Точка зрения профессора Мельника такова: все управляющие системы должны быть наземными и быть способными взаимодействовать с самыми разнообразными навигационными системами: GPS, ГЛОНАСС, китайской системой BeiDou или любой другой. Когда по каким-то причинам одна система перестала быть доступной, то мы можем на время перейти на управление любой другой. Но в основе своей управляющая система должна быть наземной, построенной по сотовому принципу, причем — съемно-мобильной. Посевная завершилась, у вас остались только фундаменты — реперные точки, а оборудование, весом не больше чемоданчика типа «дипломат», вы переносите на другое поле.

Елена Зеленина.

Читайте также
Другие материалы рубрики