CC BY
78
УДК 631.3.022
АКТУАЛЬНОСТЬ «ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ» В.П. ГОРЯЧКИНА В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМЫ «НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН»
В.И. Сыроватка, академик РАН ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected] И.В. Горбачев, член-корреспондент РАН РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева E-mail: [email protected]
«Земледельческая механика» В.П. Горячкина в настоящее время является научной базой интеллектуальных цифровых технологий в инновационных проектах производства продукции растениеводства и животноводства [1]. Она базируется на фундаментальных законах физики, естественных наук, представлена в аналитических зависимостях и математических формулах, подтверждена экспериментально и воплощена в большом разнообразии рабочих органов сельскохозяйственных машин и механизмов, которые производятся в настоящее время в нашей стране и за рубежом. За последние 60-80 лет она получила дальнейшее всестороннее развитие, которое представлено в многочисленных монографиях и диссертациях.
Каждое государство и производители решают главную задачу: максимально снизить себестоимость выпускаемой продукции и увеличить чистую выручку, поддерживая качество продукции на высоком уровне.
Стержнем цифровой технологии является цифровая модель объекта или процесса и его работопригодность в информационном пространстве на протяжении всего жизненного цикла. При этом обеспечивается более высокий уровень производительности труда, воз-
можность удаленной совместной работы, лучший контроль издержек и про-гнозируемость развития всех процессов.
Сквозная автоматизация становится возможной в результате перевода всей информации об изделии (продукте, объекте), процессах в цифровой вид - создается «Цифровой двойник». Это способствует применению виртуального моделирования на каждом этапе жизненного цикла изделия, позволяет быстро и дешево осуществлять переналадку производственных мощностей под новую продукцию, снижает количество ошибок в реальном производстве на этапах подготовки, сокращает финансовые и репутационные риски.
Цифровое производство значительно повышает требования ко всему персоналу, предприятию, отрасли. Общеизвестно, что мощь любого государства, любой нации определяется не только их физическими силами, но прежде всего, научным и духовным потенциалом. Придавая науке главную силу в жизни любого общества, К.А. Тимирязев цитировал русского поэта и переводчика А.И. Полежаева: «Где высоко стоит наука, стоит высоко человек» [2].
Journal of VNIIMZH №2(30)-2018
171
Василий Прохорович Горячкин родился 29 января 1868 года в Москве. Он был одиннадцатым ребенком в семье. Отец его - крепостной горнозаводской мастер из села Вык-сы Нижегородской губернии. Прохор Иванович Горячкин обладал незаурядными техническими способностями. Василий Прохорович рано лишился своих родителей: в трехлетнем возрасте - матери, а в 12 лет - отца. Заботу о воспитании братьев взял на себя старший из них - Николай Прохорович, который, как и отец, был одаренным от природы человеком. В 1878 году Василий Прохорович поступил во 2-ю Московскую гимназию, в которой обучался в течение восьми лет. С 1886 по 1890 год учился на физико-математическом отделении естественного факультета Московского императорского университета. Дипломную работу выполнил под руководством Н.Е. Жуковского с оценкой «отлично». Получив механико-математическое образование в университете, он дополнил его обучением в Императорском техническом училище (ныне Технический университет имени Н.Э. Баумана). К тому времени В. П. Горячкин освоил латынь, немецкий и английский языки. В 1894 году по рекомендации Н.Е. Жуковского Василий Прохорович был направлен для самостоятельного преподавания курса «Учение о сельскохозяйственных машинах, орудиях и двигателях» в Московский сельскохозяйственный институт (Российский аграрный университет им. К.А. Тимирязева). Талант механика и математика, как писал академик В.А. Желигов-ский [3], помог В.П. Горячкину найти в каждой машине ее механическую сущность, основы для построения теории и методов технического расчета. Новую науку, которой В.П. Горячкин посвятил свою жизнь, он назвал «Земледельческая механика».
Этапная работа Василия Прохоровича -книга «Основы построения сельскохозяйственных машин. Силы инерции и их уравновешивание». В ней представлена динамика грабельного аппарата жатвенных машин, расчет и уравновешивание сил инерции клавишных соломотрясов молотилок, расчет молотильного барабана - связь между его
производительностью, моментом инерции, пропускной способностью, потребляемой мощностью, скоростью и равномерностью вращения. В деталях дан расчет колебательного возвратно-поступательного движении.
В своей творческой работе В.П. Горячкин неизменно сотрудничал со своим учителем Н.Е. Жуковским и соратниками - академиками С.А. Чаплыгиным и В.Р. Вильямсом.
В 1919 году был опубликован доклад В.П. Горячкина об основных задачах построения и испытания сельскохозяйственных машин и орудий. Он писал, что сельскохозяйственное машиностроение, находясь в руках практиков, не имеет под собой научной почвы, что не существует книги ни на русском, ни на иностранных языках по изучению конструктивных форм и расчета сельскохозяйственных машин и орудий, поэтому общий уровень сельскохозяйственного машиностроения очень низок и производит грустное впечатление.
После 1917 года страна приступила к индустриализации сельскохозяйственного производства, и был востребован Василий Прохорович Горячкин и его научные разработки. В 1928 году созданное им отделение земледельческой механики преобразовали в самостоятельный факультет Московской сельскохозяйственной академии имени К.А. Тимирязева, был организован Всесоюзный институт земледельческой механики, впоследствии переименованный во Всесоюзный институт сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМ). Василий Прохорович стал его научным руководителем. В институт передали созданную им машиноиспытательную станцию. В 1930 году при активном участии В.П. Горячкина был открыт научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (ВИ-МЭ). Он разрабатывал план научных исследований, структуру института и осуществлял научное руководство. Большое разнообразие объектов исследования, фундаментальная постановка вопроса, исключительная сила мышления математика и механика -вот черты В.П. Горячкина. Тому подтверждение работы: «Теория плуга», «Теория ба-
рабана», «Теория, конструкция и производство сельскохозяйственных машин», «Теория соломорезки и силосорезки», «Теория колебаний», «Рациональная формула для силы тяги плугов», «Теория масс и скоростей сельскохозяйственных машин и орудий», «Уравнение удара ...», «Общая теория орудий». Задачи науки, сформулированные В.П. Горячкиным, созвучны проблемам сегодняшнего дня. На сессии РАН (25-29 сентября 2017 г.) акад. А.М. Сергеев, будучи кандидатом в президенты РАН, отметил [4], что в странах с динамично развивающейся экономикой отношение общества, бизнеса и власти к науке характеризуется высокой степенью уважения, в этих странах наука - ведущая производительная сила, обеспечивающая технологическое лидерство на мировом уровне, достойный уровень жизни населения, наука имеет стабильную финансовую, материальную и политическую поддержку, выполняя свои основные задачи:
- получение новых знаний о закономерностях развития Природы, Человека и Общества;
- обеспечение научно-технологического задела в интересах развития экономики, укрепления обороноспособности и безопасности страны;
- развитие системы образования, повышения интеллектуального и культурного уровня общества в целом;
- подготовка кадров высшей квалификации;
- научное сопровождение принятия и реализации важнейших государственных решений.
Какова роль и польза научного наследия В.П. Горячкина в выполнении поставленных задач в настоящее время, в чем ее научный, практический и социальный смысл?
«Земледельческую механику» применяют как надежную, проверенную научную базу сельскохозяйственного машиностроения, новую вузовскую дисциплину и инженерную специальность. Обойти ее при изыскании новых рабочих органов, конструировании и расчетах параметров машин невозможно, она является основой составления алгоритмов и
программ цифровых технологий с интеллектуальными системами управления.
Предложена и создана научно-производственная сеть учреждений для непрерывного совершенствования машинных технологий и машин: НИИ разрабатывают экспериментальные образцы по результатам исследований процессов и рабочих органов; МИС проводит испытания, определяет соответствие новой машины и рабочих органов агротехническим требованиям; завод изготавливает опытный образец с учетом замечаний МИС; МИС испытывает опытный образец и определяет соответствие агротребованиям, технико-экономическим показателям; завод осуществляет серийное производство. Все отмеченные учреждения проводят непрерывный мониторинг и через 4-5 лет с учетом достижений мирового научно-технического прогресса запускают в серийное производство новое, более совершенное оборудование.
На базе научного фундамента, который в течение 40 лет своей научной деятельности создавал В.П.Горячкин с учениками и последователями, ВУЗы должны готовить не потребителей зарубежной продукции, технологий и машин, а творческих специалистов, способных эффективно использовать современную технику и обеспечить непрерывный прогресс на базе мировых технических открытий. Ценность наследия Горячкина не только в созданной им «Земледельческой механике», но и как соавтора русской интеллектуальной системы подготовки инженерных кадров. Под руководством академиков Н.Е. Жуковского и С.А. Чаплыгина он создавал русскую систему образования на следующих принципах:
- первый - фундаментальное образование как основа инженерных знаний;
- второй - соединение образования с обучением инженерному делу (практика);
- третий - применение знаний и практики в решении актуальных задач.
Таким образом, формируется возможность к системной подготовке и решению сложных научно-технических задач. ВУЗ должен концентрироваться на образовании, на фундаментальном знании.
Лоигпа! оГ VNIIMZH №2(30)-2018
173
Первыми кафедрами в инженерных ВУЗах являются кафедры математики, механики, физики, химии, теории машин и механизмов, иностранных языков. Без фундаментальных знаний у Человека будет набор компетенций, а не комплекс понимания, способов мышления, что называется высокой инженерной культурой. «Образование - это то, что остается, когда все выученное забыто». Такая схема - главный критерий российского, а затем и советского образования, была заложена в училище им. Н.Э. Баумана. На Всемирной выставке в Вене в 1873 году она была удостоена Большой Золотой медали и стала называться Русской. Она положена в основу концепции подготовки инженерных кадров Массачусетского технологического института - МТИ - законодателя мод в инженерном образовании.
Добропорядочность, высокий научный интеллект, честь и совесть, что выражено в достоверности, объективности научных результатов, и является следствием самоотдачи работе, любви к родной земле и стране. Из наследия и деятельности В.П. Горячкина вытекает, что для успешного развития сельскохозяйственного машиностроения необходимо следующее: постоянно действующая сеть институтов, МИС и заводов; возглавлять научные учреждения, станции, заводы могут лидеры творческих коллективов, которые должны стимулировать каждого сотрудника и рабочего; тратить средства на экспериментальные установки и исследования только после того, когда полностью исчерпаны теоретические ресурсы, возможность естественных и прикладных наук; диссертации оценивать и защищать после внедрения полученных результатов в производство.
Земледельческая механика по обилию и разнообразию своих задач будет самой интересной механикой среди других. Большинство проблем и диссертационных тем выполнялись в развитие «Земледельческой механики». Заработала система регулярного обновления техники на базе своевременной реализации мировых достижений научно-технического прогресса. Многие сотрудники ВИМЭ - выпускники и ученики В.П. Горяч-
кина - были известными учеными, уже были или позже стали лауреатами государственных премий за создание новой техники. Это
H.Д. Лучинский, Н.Н. Ульрих, И.Ф. Василенко, А.Я. Поляк, Г.И. Бремер, Н.Н. Левы-кин, Ф.М. Соловей, А.С. Маят, В.С. Краснов, М.А. Пустыгин, Г.М. Бузенков, С.Д. Птицын, З.Л. Тиц, В.Ф. Королев, АН. Карпенко, Г.И. Назаров, В.А. Зяблов, А.Д. Хорошилов и др.
В МГАУ функционирует музей Горячки-на, где студенты изучают отдельные темы и научное наследие. Помимо макетов, собрания сочинений имеется глубокий анализ деятельности В.П. Горячкина, представленный в статьях В.А. Желиговского к 100-летию, М.А. Пустыгина к 130-летию [5], М.Н. Еро-хина к 140-летию со дня рождения В.П. Го-рячкина [6] и Н.И. Кленина - «МГАУ на рубеже веков» [7]. Показано влияние Василия Прохоровича на мировую науку других стран, в частности, США. Анализируя 150 лет, прошедшие со дня рождения В.П. Го-рячкина, можно отметить, что он не напрасно прожил жизнь. Хочется верить, что время не властно над величием «Земледельческой механики» В.П. Горячкина, и познавшие ее будут черпать в ней свои творческие силы.
Литература:
I. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М., 1968.
2. Дручек А.А. К.А. Тимирязев. М., 2017.
3. Желиговский В.А. Василий Прохорович Горячкин // Механизация и электрификация с. х. 1968. №1. С. 1-9.
4. Сергеев М.А. Программа кандидата в президенты РАН. М., 2017.
5. Пустыгин М.А. Основоположник науки о с.-х. машинах // Тракторы и с.-х. машины. 1998. №1. С. 1-5.
6. В.П. Горячкин // Агроинженерная газета. 2008. №1.
7. Кленин Н.И. МГАУ им. В.П. Горячкина на рубеже веков. М., 2000.
Literatura:
1. Goryachkin V.P. Sobranie sochinenij. M., 1968.
2. Druchek A.A. K.A. Timiryazev. M., 2017.
3. ZHeligovskij V.A. Vasilij Prohorovich Goryachkin // Mekhanizaciya i ehlektrifikaciya s. h. 1968. №1. S. 1-9.
4. Sergeev M.A. Programma kandidata v prezidenty RAN. M., 2017.
5. Pustygin M.A. Osnovopolozhnik nauki o s.-h. mashi-nah // Traktory i s.-h. mashiny. 1998. №1. S. 1-5.
6. V.P. Goryachkin // Agroinzhenernaya gazeta. 2008. №1.
7. Klenin N.I. MGAU im. V.P. Goryachkina na rubezhe vekov. M., 2000.
