CC BY
55
УДК 931.3:633.1
РАЗВИТИЕ ИНТЕНСИВНЫХ МАШИННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОСНОВНЫХ ГРУПП ПРОДОВОЛЬСТВИЯ
А.Ю. Измайлов, академик РАН, директор ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: [email protected]
Ю.А. Иванов, академик РАН, директор ФГБНУ ВНИИМЖ E-mail: [email protected]
Ю.Х. Шогенов, доктор технических наук, зав. сектором ОСХН Российская академия наук E-mail: [email protected]
Аннотация. Представлены основные результаты научных исследований за 2014-2016 гг. научных учреждений ФАНО России, находящихся под научно-методическим руководством Отделения сельскохозяйственных наук РАН (ОСХН РАН) по Секции механизации, электрификации и автоматизации в области создания высокоэффективных машинных технологий и энергонасыщенной техники нового поколения для производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции. Анализ полученных научными учреждениями результатов подтверждает, что исследования направлены на реализацию Плана научно-исследовательских работ на 2014-2016 годы и плановый период 2017-2018 годов и Государственного задания на оказание государственных услуг (выполнение работ). Значимость выполненных разработок подтверж-даются действующими и выполненными контрактами, договорами, грантами и высоким уровнем использования полученных результатов в агропромышленном комплексе.
Ключевые слова: зерноуборочные машины, мобильные агрегаты, плуг, обработка почвы, механизация селекционных работ, тяговый класс, залежные земли, механизация животноводства, автоматизация.
Одним из определяющих условий повышения эффективности производства конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции является обеспеченность агропромышленного комплекса высокоэффективными машинными технологиями и энергонасыщенной техникой нового поколения [1-3]. Основной задачей в этой области становится мобилизация научно-технического потенциала агроинженерной науки для технического и технологического обновления отечественного сельского хозяйства [3-5]. Научное обеспечение для развития и создания конкурентной научно-технической продукции в 2016 г. осуществляли ученые Секции механизации, электрификации и автоматизации ОСХН РАН, в т.ч. научные учреждения ФА-НО России, находящиеся под научно-методическим руководством ОСХН РАН по Секции механизации, электрификации и автома-
тизации. Институты выполняли научные исследования в соответствии с Программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 20132020 годы по пункту 162 Программы «Фундаментальные проблемы и принципы разработки интенсивных машинных технологий и энергонасыщенной техники нового поколения для производства основных групп продовольствия» [6]. Исследования в этом направлении, главным образом, осуществляли 15 бюджетных учреждений, подведомственных ФАНО России (ФНАЦ ВИМ, ИАЭП, ВНИИМЖ, ВНИИМЛ, ВНИИТиН, ВНИМС, СКНИИМЭСХ, ДальНИИМЭСХ, СФНЦА РАН, ВНИИМК, ВИЭСХ, ГОСНИТИ, Сиб-ИМЭ, СибФТИ, ВСТИСП и др.).
Цель исследований - разработка высокоэффективных интенсивных машинных технологий и новой энергонасыщенной техники
для производства основных видов сельскохозяйственной продукции.
По результатам исследований, проведенных за 2014-2016 гг., получена следующая научно-техническая продукция:
- методика проектирования новых типов отечественных и импортозамещающих лемехов с повышенными эксплуатационными характеристиками, позволяющая создавать и производить лемехи повышенного технического уровня, обеспечивающие улучшение процесса вспашки на 10-15% при увеличении экономической эффективности до 3540% в сравнении с серийными аналогами;
- способ и устройство сушки семян и зерна, обеспечивающие повышение производительности сушки на 20% при снижении энергозатрат на 15%;
- способ контейнерной перевозки, сушки и хранения семян, обеспечивающий сокращение сроков уборки на 20-25% при снижении затрат ручного труда на 15%;
- система мониторинга местоположения и степени заполнения зерном сменных кузовов-накопителей с использованием средств навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, обеспечивающая передачу на диспетчерский пункт и на мониторы навигационных компьютеров транспортных средств и мобильных агрегатов данных по местоположению контейнера и уровню его заполнения;
- программа для ЭВМ «Оптимизация состава технических средств в системе: зерноуборочный комбайн, перегружатель зерна, накопитель зерна», применение которой позволяет повысить производительность труда на 30% при выполнении уборочных операций;
- программа для ЭВМ «Определение потребности в технике для прямоточной и перевалочной технологий перевозки силоса», применение которой позволяет снизить затраты труда на 20%, удельную металлоемкость и энергоемкость на 25-30%, эксплуатационные затраты на 20-25%.
- способ дифференцированной инфиль-трационной обработки почвы и агрегат для его осуществления, позволяющие снизить уплотнение нижнего слоя почвы и повысить
качество обработки почвы и ее инфильтра-ционные свойства на 20-30%;
- технология уборки льна-долгунца на основе выделения волокнистых веществ с использованием способа дезинтеграции, обеспечивающая повышение производительности труда до 30%;
- параметры и режимы работы адаптеров для теребления и очеса лент льна, повышающие надежность выполнения технологического процесса на 25-30% при снижении потерь семян на 20% и уменьшении отхода стеблей в путанину на 30-40%;
- параметры и режимы работы адаптера самоходного подборщика-оборачивателя лент льна, обеспечивающие повышение надежности выполнения технологического процесса на 10%;
- технология прямого полосно-разброс-ного посева семян трав в дернину лугопаст-бищных угодий, обеспечивающая увеличение продуктивности кормовых угодий в два раза в сравнении с исходным травостоем, улучшение питательной ценности кормов за счет изменения видового состава улучшенного травостоя (насыщение бобовыми культурами до 40%), снижение машинной деградации и эрозии почв и исключение химических средств борьбы с сорной растительностью;
- метод анализа динамических характеристик машинно-тракторных агрегатов блочно-модульной структуры в условиях повышенного увлажнения почвы;
- алгоритм построения системы технологий производства фуражного и семенного зерна, учитывающий многообразие почвен-но-климатических и хозяйственных условий, применение которого снижает энергетические затраты на уборку и послеуборочную обработку на 13-20% по сравнению с базовыми технологиями;
- сетевая модель управления работой комплекса технических средств в технологических процессах производства сельскохозяйственной продукции;
- методология энергосбережения и экологической безопасности применения тяговой и мобильной полевой энергетики в техноло-
гиях растениеводства для зоны Дальнего Востока; обеспечивающая сокращение энергозатрат на 15-20% на производство продукции растениеводства при сохранении плодородия почвы;
- методы возделывания пропашных культур с использованием блочно-модульных агрегатов;
- параметры и режимы технологического процесса и технических средств для внекорневой подкормки сельхозкультур жидкими комплексными микроудобрениями, использование которых увеличивают усвоение растениями удобрений на 20%;
- технология обеззараживания зерновых материалов с использованием СВЧ-волн, обеспечивающая снижение уровня зараженности зерна на 20-23%;
- принципы построения мехатронных модулей, интеллектуализированных и компьютерных систем управления технологическими процессами в животноводстве и кормопроизводстве;
- метод измерения качественных параметров процесса доения животных;
- улучшенная технология получения высокобелковых концентратов из бобовых культур с применением новых биологически активных веществ;
- технология газопорошкового нанесения покрытий, обеспечивающая повышение производительности газотермического нанесения покрытий при увеличении ресурса восстановленных деталей;
- технология получения износостойких покрытий (твердосплавных, боридных, кер-метных, композиционных) для упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных орудий и машин;
- технология гидротермальной переработки отходов животноводческих ферм и молокозаводов, обеспечивающая снижение эксплуатационных расходов при использовании селективных нанофильтрационных мембран для получения белковых концентратов из молочной сыворотки и водоподго-товки при очистке и утилизации стоков;
- способ ускоренной обкатки автотракторных двигателей;
- нормативы технического обслуживания и сервиса технологического оборудования свиноводческих ферм;
- технология создания износостойких покрытий с использованием современных порошковых материалов;
- технология и оборудование для восстановления блоков и гильз цилиндров зарубежных дизельных двигателей методами электроискровой наплавки и газодинамического напыления, обеспечивающие высокий послеремонтный ресурс до 30-50%;
- технология упрочнения электроискровой обработкой режущих поверхностей пальцев жаток зерноуборочных комбайнов, повышающая их ресурс до 1,4 раза при использовании аморфных и нанокристалличе-ских сплавов;
- технология и оборудование для автоматизированного диагностирования электромагнитных и пьезоэлектрических форсунок топливной аппаратуры Common Rail, обеспечивающие повышение производительности труда на 15%;
- технология нанесения антиадгезионного и антибактериального нанопокрытия на внутренние поверхности деталей доильного оборудования, обеспечивающая снижение бактериального загрязнения молока;
- технология упрочняющего восстановления лемехов и отвалов плугов;
- ресурсосберегающая технология структурирования и увеличения сроков службы моторных масел, способы трансформации отработанных синтетических масел во вторичные масла и смазки;
- компьютерная технология расчета потребности сельхозпредприятий в технике для внесения твердых минеральных удобрений в ресурсосберегающих технологиях растениеводства, обеспечивающая рациональное формирование машинно-тракторного парка;
- технология производства комплексных удобрений на основе гуминовых, обеспечивающая высокое содержание гуминовых кислот не менее 70 г/л, низкую себестоимость готового продукта от 3 до 27 руб/л;
- машинная технология введения в сельскохозяйственный оборот залежных земель
под посевы сельхозкультур с комплексом машин поверхностной обработки почвы (Ли-дер-6Н, Лидер-4, БКМ-6), обеспечивающая срезание дернового слоя на глубине залегания корневищ сорных растений залежных земель с последующим применением традиционных приемов технологической карты возделывания той или иной культуры со сроком окупаемости технологии до двух лет;
- система малогабаритных зерноуборочных машин, включающая восемь технологических машин для выполнения всех уборочных работ в селекции и семеноводстве злаковых культур;
- новая система уборочных машин, обеспечивающая их универсальную пропускную способность в широком диапазоне от 0,5 до 3 кг/с (в зависимости от ширины захвата жатки) для уборки селекционных, семеноводческих и фермерских посевов зерновых культур;
- технология, технические средства и исходные требования на создание газодизелей с системой адаптации к работе на сжиженном углеводородном газе, обеспечивающие снижение затрат на топливо в 1,7 раза (по сравнению с традиционным нефтетопливом) и себестоимости сельхозпродукции на 15-20%;
- оборудование для дифференцированного внесения жидких минеральных удобрений модульного типа, включающее блок автоматического управления дозированием и распределением удобрений, бортовой компьютер с GPS/ГЛОНАСС приемником, и обеспечивающее дифференцированное внесение жидких минеральных удобрений в дозах 100500 л/га;
- энергосберегающая технология сушки нового поколения для селекции и семеноводства зерновых и мелкосеменных культур, обеспечивающая полную сохранность посевных качеств семян при интенсификации процесса и снижении удельных затрат топлива на 15%;
- новые импортозамещающие почворе-жущие рабочие органы с повышенными эксплуатационно-ресурсными характеристиками, обеспечивающие повышение ресурса по износостойкости в 1,5 раза в сравнении с импортными серийными аналогами;
- информационно-автоматизированная система управления мобильными агрегатами, включающая ГЛОНАСС/GPS, электронные карты плодородия почв, систему мониторинга для удаленного управления качеством выполнения технологических операций. Обеспечивает максимальную загруженность и рациональное использование мобильных средств во время проведения полевых работ, снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции на 20%;
- методология построения технологий возделывания и уборки льна-долгунца, обеспечивающая создание технологий производства льнотресты №1,50-1,75 и выше и высококачественных посевных льносемян при сокращении материально-денежных затрат не менее чем на 30%;
- технологические схемы предпосевной обработки почвы и посева при возделывании льна-долгунца, обеспечивающие повышение качества выполнения технологического процесса на 10-15% при сохранении энергоемкости процессов;
- параметры и режимы работы новых адаптеров для отделения семенных коробочек от стеблей льна, обеспечивающие снижение отхода стеблей в путанину и их повреждений в 1,5 раза;
- молотильно-сепарирующее устройство на льноуборочный комбайн, обеспечивающее получение в процессе теребления льна сыпучий ворох с двухкратным уменьшением примесей и затрат на получение семян;
- импортозамещающий полисахаридный (ПС) комплекс из семян льна - отечественный продукт, промышленное производство которого позволит заменить импортные ингредиенты в пищевых технологиях со следующими характеристиками: выход ПС комплекса от массы сырья - 11%; влага - 56%; белок - 5,5-7%; зольность - 6-8%;
- новые агротехнические приемы и способы возделывания сельскохозяйственных культур в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения, обеспечивающие увеличение продуктивности сельскохозяйственных культур в среднем на 8-20%, снижение расхода топлива в 1,9 раза;
- моноблочный адаптер для обмолота льновороха, обеспечивающий снижение затрат на обмолот вороха в сравнении с используемой молотилкой МВ - 2,5А более чем в два раза за счет снижения его удельной металлоемкости;
- технология сублимационной сушки комбикормов, обеспечивающая высокую степень сохранности витаминов (до 90%), белка, вкуса, цвета и запаха;
- стратегия развития механизации и автоматизации животноводства на период до 2030 года, учитывающая положения, целевые показатели производства продукции, социально-демографические ориентиры по развитию АПК, предусмотренные Государственной программой развития сельского хозяйства на 2013-2020 годы; Федеральным законом № 264-ФЗ от 29 декабря 2006 г. «О развитии сельского хозяйства»;
- технология закладки и возделывания интенсивных сортовых маточно-черенковых насаждений семечковых культур, обеспечивающая снижение энергозатрат до 25%;
- методика технико-экономической оценки высокоинтенсивной технологии комбайновой уборки зерновых колосовых очесом, обеспечивающей за счет автоматизации и вычислительных процессов снижение трудозатрат на 35%;
- технология эффективной обработки сельскохозяйственных материалов с использованием обеззараживающих препаратов и комбинированных электрофизических воздействий, обеспечивающая снижение содержания грибковой и бактериальной микрофлоры в материале до 30% и экономию электроэнергии на этапе СВЧ-обработки до 25%;
- новая высокобелковая импортозамещающая кормовая добавка растительного происхождения (соя, люпин, подсолнечный жмых) и способ ее приготовления, обеспечивающие экономический эффект на одно животное в пределах 300-400 руб.;
- новые рабочие органы для послойной безотвальной обработки почвы и посева, обеспечивающие снижение энергоемкости на 22%, повышение производительности на 25%, улучшение степени крошения почвы на
15-20%, снижение содержания эрозионно-опасных частиц на 15-20% (СКНИИМЭСХ);
- технологическая линия и технические средства по переработке торфа в гуминовые и комплексные удобрения, обеспечивающие конкурентоспособное качество получаемой продукции;
- технологические процессы продления сроков службы масел на 20-30%, ремонтно-восстановительных составов и смазочных композиций, обеспечивающих снижение износа деталей машин на 15-20%;
- новые консервационные материалы из ресурсодоступных компонентов, обеспечивающие защиту от атмосферной коррозии на срок до 9-12 месяцев;
- методические положения по эффективному использованию усовершенствованных движителей машин в составе зональных технологий;
- опытный образец сеялки для посева сои, обеспечивающий повышение эффективности ее возделывания на 10-15%;
- технологический проект поточной линии для послеуборочной обработки зерновых культур: кукурузы и сои, обеспечивающий повышение эффективности технологического процесса на 20% и снижение топливно-энергетических затрат на 15% для различных категорий хозяйств Дальневосточного региона;
- технологическое оборудование для приема и доочистки семенного вороха производительностью 1 т/ч, обеспечивающее повышение чистоты семенного материала с 76 до 95%;
- технологическое оборудование для опрыскивания садовых культур, обеспечивающее повышение качества работы и эффективности выполняемых операций до 15%;
- автоматизированная система управления и контроля качества выполнения технологической операции опрыскивания садовых культур, обеспечивающая повышение уровня эффективности выполнения операций на 10-15%;
- новый метод определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с использованием электронного блока
управления автотракторной техники, обеспечивающий сбор и обработку технических характеристик ДВС в режиме реального времени;
- ресурсосберегающая машинная технология улучшения малопродуктивных пастбищных травостоев прямым подсевом, обеспечивающая повышение урожайности на 30%, кормовой ценности пастбищных угодий на 25% и снижение прямых затрат на 15% в сравнении с базовой технологией;
- теплогенерирующая установка с вихревой топкой для сжигания суспензионного угольного топлива в процессах сушки сельскохозяйственного сырья, обеспечивающая снижение выбросов вредных веществ в биосферу на 40%;
- новые ресурсосберегающие методы стендовых испытаний и обкатки двигателей внутреннего сгорания с электронным управлением контроля и регистрации параметров, обеспечивающие ускорение и повышение качества приработки поверхностей трения основных сопряжений двигателей;
- диагностические приборы с цифровыми системами измерения, позволяющие выявлять возможные неисправности составных частей доильных установок с эффективностью 3 тыс. руб. в год;
- технологии электрообработки моторного масла, активации и повышения их антииз-носных свойств диспергаторами нелинейной волновой механики, обеспечивающие уменьшение на 20% механических потерь в сопряжениях трения, снижение износа трибопар в 1,4 раза;
- технология упрочнения дисков борон БДТ, рабочих органов сельскохозяйственных орудий и машин комбинированными борид-ными и твердосплавными покрытиями, обеспечивающая повышение износостойкости деталей в 1,4 раза;
- технология электроискрового упрочнения и восстановления стальных и чугунных деталей с получением ультрамелкозернистых покрытий повышенной износостойкости с себестоимостью ремонта до 30% от стоимости новых деталей и снижением объема бракуемых деталей до 50%;
- состав композиционного абразивостой-кого материала на основе самотвердеющих полимеров и технология создания покрытий на деталях рабочих органов почвообрабатывающих машин, обеспечивающие увеличение ресурса деталей на 15-25%;
- система инновационных машинных технологий и техники нового поколения для производства основных групп продовольствия в сельскохозяйственном производстве, обеспечивающая повышение производительности за счет внедрения новых машин до 1,8 раза при сокращении затрат ручного труда в 1,5 раза;
- конструкторская документация и макетный образец ходовой системы роботизированного самоходного шасси мощностью до 10 кВт, обеспечивающие снижение давления на почву до 48 кПа, что в два раза меньше допустимого значения в соответствии с ГОСТ 26955-86;
- техническая документация и макетный образец опрыскивателя для внесения удобрений и химических средств защиты на базе легкого летательного аппарата, обеспечивающие повышение производительности внесения средств химизации в два раза при сокращении расхода удобрений и средств защиты растений до 20%;
- техническое задание, конструкторская документация на контейнеры и кассеты для транспортировки и загрузки семян в сушилки и сортировки, обеспечивающие сокращение затрат труда на 15% и повышение производительности труда до 10% при снижении простоев уборочной и транспортной техники на 20%;
- машинная технология производства корнеплодов сахарной свеклы для селекционно-семеноводческих целей, обеспечивающая снижение себестоимости производства корнеплодов на 137 руб/т со сроком окупаемости до четырех лет при выходе семян до 10 ц/га;
- конструкторская документация на малогабаритный опрыскиватель для внесения удобрений и пестицидов на селекционно-семеноводческих участках, обеспечивающий повышение окупаемости пестицидов и удоб-
рений в 1,3 раза при сокращении на 20% затрат ручного труда по сравнению с ранцевым опрыскивателем;
- критическая машинная технология производства картофеля для селекционно-семеноводческих целей, обеспечивающая снижение себестоимости получения миниклубней до двух раз - 10 руб/шт.;
- технология ориентированной посадки луковиц, конструкторская документация и методологические основы создания лукопо-садочных машин для ориентированной посадки луковиц в семеноводстве;
- сеялки с однодисково-анкерными сошниками и универсальными высевающими аппаратами, обеспечивающие в сравнении с рядовым способом посева повышение урожайности культур до 13%;
- способы рационального совмещения операций основной и финишной обработок в инновационных машинных технологиях восстановления плодородия на основных типах запущенных и деградирующих пахотных и кормовых угодьях, обеспечивающие увеличение запаса влаги до 30 мм и повышение урожайности зерновых культур на 2 ц/га;
- алгоритмы и программные модули компьютерной системы управления доением «Стимул», обеспечивающие надежность автоматической дистанционной идентификации животных и сохранение данных группового и суммарного учета надоя молока;
- стратегия развития механизации и автоматизации животноводства на период до 2030 года, определяющая общие тенденции и направления развития техники для механизации и автоматизации подотраслей животноводства, ресурсосберегающих технологий производства продукции, приоритетных видов техники и высокоэффективных комплексов машин, удовлетворяющих физиологическим требованиям животных - природно-климатическим, организационно-экономическим, социальным и экологическим условиям с обоснованием и анализом технического оснащения объектов животноводства в хозяйствах всех форм собственности;
- ресурсосберегающие экологически безопасные системы утилизации навоза, исклю-
чающие негативное воздействие на окружающую среду от неполного использования навоза и выбросов в атмосферу СО2 и обеспечивающие производство дополнительной продукции растениеводства в пересчете на зерно до 9 млн т за счет повышения плодородия почвы;
- многокритериальная система оценки эффективности технологий производства кормов из трав, позволяющая оперативно осуществлять сравнительный анализ технологических решений и определять их эффективность;
- методология построения системы технологий и управления процессами технологической модернизации в растениеводстве, обеспечивающей продовольственную безопасность населения и экологизацию аграрного сектора;
- методология экологически безопасного функционирования животноводческих предприятий, обеспечивающая получение экономического эффекта на примере ЗАО «Торо-сово», ЗАО «Птицефабрика Синявинская» и АО «ПЗ «Пламя» 36,62 млн руб. в год;
- методология построения инновационных машинных технологий производства продукции на животноводческих фермах различного типоразмера, обеспечивающая снижение трудозатрат в 2,5 раза и экологическую безопасность производства;
- инновационные модульные технологии содержания животных на фермах различного типоразмера, обеспечивающие увеличение продуктивности поголовья на 12-14% и снижение затрат труда на обслуживание 1 головы до 1,5-2,0 челч/гол.;
- технология послойной безотвальной обработки почвы и посева с новыми рабочими органами, обеспечивающая снижение содержания эрозионно-опасных частиц в поверхностном слое почвы после прохода до 10%;
- технология высокоинтенсивной комбайновой уборки зерновых колосовых культур очесом, обеспечивающая минимум совокупных затрат в модернизированном программном комплексе АСПТОР;
- методика и алгоритм создания уборочной машины на базе УЭС нового поколения
с комплектами сменных модулей-адаптеров, снижающие материалоемкость и эксплуатационные затраты до 15%, стоимость МТП до 17% при увеличении чистого дисконтированного дохода на 20%;
- энергосберегающая сушильная машина стеблей льна-долгунца, обеспечивающая при продольной продувке двухкратное снижение потребления электроэнергии и 10-кратное уменьшение металлоемкости в сравнении с существующими машинами (патенты РФ №№2514571, 2518797);
- универсальная линия для переработки льна и пеньки в однотипное и штапелиро-ванное волокно, позволяющая перерабатывать различное сырье в волокно широкого спектра использования и низкой себестоимости (патенты РФ №№2598833, 2598834);
- технические средства для очеса льна-долгунца, обеспечивающие повышение производительности до 10% при уменьшении потребляемой мощности (до 15%) и снижении потерь стеблей и отход стеблей в пута-нину на 10%;
- параметры и режимы работы загрузчика, обеспечивающего равномерную подачу вороха в молотильно-сепарирующие устройства с пропускной способностью от 2 до 6 т/ч;
- параметры и режимы работы вальцового молотильного аппарата, обеспечивающего степень перетирания содержащихся в ворохе семенных коробочек до 99% при влажности вороха до 20% с пропускной способностью 6 т/ч. Получен патент № 2599567;
- исходные требования на слоеутоняю-щую машину, обеспечивающую повышение выхода длинного волокна на 2% абс. при сниженной себестоимости и улучшении технологичности изготовления изделия;
- технологическая схема линии для шта-пелирования и очистки массы конопли комбайнового обмолота в непрерывном технологическом потоке, обеспечивающая снижение энергозатрат на переработку в 1,5 раза;
- параметры и режимы работы энергосберегающей конвективной сушильной машины для льносырья в конвективном и инфракрасном потоке теплоносителя, обеспечивающей снижение энергозатрат на сушку в 1,5 раза;
- параметры прессового оборудования льнозаводов, позволяющие повысить эффективность процесса и снизить затраты на упаковку и транспортирование волокна до 20%;
- технологическая схема, параметры и режимы работы поточной линии переработки льна-долгунца и масличного льна комбайнового обмолота в ликвидное короткое и штапелированное волокно, обеспечивающие снижение металлоемкости на 20% и энергозатрат в 1,5 раза;
- технологические схемы производства и первичной переработки льна-долгунца и льна масличного, обеспечивающие получение двух видов товарной продукции: волокна и семян при уровне рентабельности не менее 20%;
- схема двухкамерного рулонного пресс-подборщика, обеспечивающая исходную параллельность стеблей в ленте тресты и равномерную плотность рулона по его поперечному сечению с увеличением его массы до 15%;
- макетный образец универсального технологического адаптера для магнитно-импульсной обработки посадочного материала садовых растений, обеспечивающий увеличение укореняемости зеленых черенков приживаемости плодово-ягодных культур до 20%;
- комплекс импортозамещающего автоматизированного оборудования для испытания двигателей внутреннего сгорания, топливных насосов, коробок передач, агрегатов трансмиссии, электроуправляемой гидроаппаратуры и рулевого управления, обеспечивающий повышение производительности труда до 20% при двухкратном снижении себестоимости оборудования по сравнению с зарубежными аналогами;
- технология переработки отходов животноводческих ферм и молокозаводов гидротермальным окислением, обеспечивающая получение горючего газа со средней теплотворной способностью 15 МДж/м3 (для газопоршневой электростанции) и снижение водопотребления на 50% за счет возврата очищенной воды в технологический цикл;
- компьютерная модель оценки уровня использования зерноуборочных комбайнов с
учетом изменения надежности и затрат на поддержание работоспособного состояния в процессе эксплуатации, обеспечивающая экономическую эффективность до 600 руб. на 1 га убираемой площади;
- способ измерения давления сосковой резины в работающем доильном аппарате и устройство для его реализации, обеспечивающие оперативную настройку доильных аппаратов в процессе их эксплуатации;
- компьютерная программа управления продукционными процессами в растениеводстве с использованием методов дифференцированного внесения удобрений в системе глобальной навигации, обеспечивающая увеличение прибыли от производства сельскохозяйственных культур до 15%;
- методика формирования комплекса машин и оборудования для технологических процессов применения средств защиты растений в сельскохозяйственных предприятиях, обеспечивающая экономию средств на приобретение новой техники до 20%;
- методика комплексной оценки экологической опасности и охраны труда в условиях развития органического земледелия, обеспечивающая снижение травматизма и заболеваемости работников сельcкохозяйственных предприятий на 10%;
- методические положения по оценке уровня механизации агрохимического обслуживания сельскохозяйственного производства в Российской Федерации в условиях развития органического земледелия, обеспечивающие сокращение на 40-60% трудозатрат по планированию и учету в сельскохозяйственных предприятиях;
- методика формирования технических средств для внесения твердых минеральных удобрений, обеспечивающая снижение эксплуатационных затрат на 10-15% при повышении производительности труда на 15%. Получен патент РФ №166206;
- база данных технических средств, позволяющая оценить реальные потребности аграрного сектора в государственной поддержке по техническому и технологическому обновлению сельского хозяйства. Получены патенты РФ №№147971, 164886, 160948;
- экспериментальный образец машины броскового типа для внесения твердых минеральных удобрений «Мещера 900», обеспечивающий повышение производительности труда на 10%;
- экспериментальный образец штангового распределителя для внесения твердых минеральных удобрений, обеспечивающий снижение эксплуатационных затрат на 12%;
- методология подбора технических средств для внесения жидких гуминовых и комплексных удобрений и установка для производства гуминовых удобрений «Фермерская» с производительностью 75 л/ч. Получен патент №161518;
- конструктивные параметры, исходные требования, обеспечивающие качественную обработку почвы с одновременной заделкой пожнивных остатков, растительной массы сидеральных растений и дикоросов в верхние слои почвы;
- технологические схемы возделывания кукурузы на зерно в условиях Дальнего Востока, обеспечивающие урожайность 7-9 т/га;
- исходные требования и экспериментальный образец полевой машины для уборки сои со сбором зерносоевого вороха, обеспечивающие снижение механического воздействия на почву и энергетических затрат до 10%;
- исходные требования и макетный образец адаптера, обеспечивающие разделение поступающего с поля зерносоевого вороха на зерно и незерновую часть (полову), используемую для корма сельскохозяйственным животным;
- исходные требования и техническое задание на адаптер, обеспечивающий уплотнение соевой половы для хранения и транспортирования на животноводческие фермы и комплексы;
- самоходная сеялка для посева опытных делянок льна масличного, обеспечивающая равномерную глубину заделки семян и распределение заданного количества семян по всем высевающим секциям;
- методика проектирования Системы эффективного использования техники с использованием информационных технологий,
предназначенная для разработки альтернативных вариантов технологий и технических средств для возделывания зерновых культур в зависимости от ресурсного обеспечения сельхозтоваропризводителей;
- ресурсосберегающие технологии возделывания зерновых культур с элементами управления продукционным процессом посевов в лесостепной зоне Западной Сибири, обеспечивающие увеличение урожайности до 20% и снижение общих затрат на 15%;
- комплекс ресурсосберегающих технических средств для улучшения малопродуктивных пастбищных травостоев, обеспечивающий снижение расхода ГСМ в 1,3-1,4 раза;
- способ защиты томатов от неблагоприятных погодных факторов в условиях открытого грунта Западной Сибири, обеспечивающий рентабельность производства до 50%;
- ресурсосберегающие технологии уборки зерновых культур, адаптированных к условиям Сибири, обеспечивающие повышение производительности труда до 20%, снижение себестоимости работ на 15%;
- ресурсосберегающая машинная технология для приготовления и раздачи кормов КРС, обеспечивающая рост их продуктивности до 13%;
- ресурсосберегающие комплексы технических средств для обработки зерна и семян в условиях Сибири, обеспечивающие повышение производительности труда на 20%;
- программный комплекс для сопровождения машинных агротехнологий производства зерна яровой пшеницы на уровне сельскохозяйственного предприятия, обеспечивающий сокращение затрат до 40%;
- комплекс программно-аппаратных средств диагностирования автотракторных двигателей, включающий аппаратные средства связи на базе микропроцессорной платы sbRЮ-9694, обеспечивающей сбор данных в режиме реального времени посредством CAN-шины, либо датчика частоты вращения коленчатого вала автотракторной техники;
- программный модуль, реализующий алгоритмы извлечения данных угловой скорости коленчатого вала двигателя по протоколу SAE J-1939, обеспечивающий определение
диагностических параметров и мощности автотракторного двигателя по скоростной характеристике;
- методика оптимизации парка машин с учетом создания и использования обслуживающих машинно-технологических структур, обеспечивающая сокращение эксплуатационных затрат по статье «ремонт и техническое обслуживание» на 15% при повышении годовой наработки на единицу техники до 20%;
- концепция экологически безопасной системы утилизации сельскохозяйственной техники и методика расчета затрат на ее создание, обеспечивающие обновление машинно-тракторного парка АПК на 10% при снижении затрат новых запасных частей на ремонтно-эксплуатационные нужды до 15%;
- закономерности формирования структуры и свойств боридных покрытий на конструкционных и легированных сталях; технология получения износостойких покрытий (твердосплавных, боридных, керметных, композиционных), обеспечивающих повышение износостойкости деталей сельскохозяйственных орудий в 1,5 раза;
- технология упрочняющего восстановления локальных, наиболее изнашиваемых участков лемехов и отвалов плугов отечественного и зарубежного производства, обеспечивающая увеличение ресурса до 70% при снижении затрат на приобретение деталей до двух раз;
- технологические процессы и оборудование для упрочнения рабочих органов сельскохозяйственных машин, обеспечивающие повышение их ресурса в два раза;
- автоматическая 4-0 установка для восстановления и упрочнения деталей, обеспечивающая двухкратное увеличение производительности труда;
- закономерности формирования и технологии упрочнения и восстановления инструментальных, хромоникелевых и вольфрамо-содержащих сталей с получением ультрамелкозернистых износостойких покрытий повышенной сплошности и износостойкости, обеспечивающие доремонтный ресурс при себестоимости ремонта не выше 30% от стоимости новых агрегатов;
- теоретические основы формирования многокомпонентных покрытий при электродуговой металлизации; установки нанесения многокомпонентных покрытий, обеспечивающие увеличение срока службы деталей в 1,5 раза при повышении адгезионных свойств покрытия на 20%;
- теплоэнергетическая модель плазменно-порошковой наплавки для процессов нанесения тонкослойных покрытий, технология тонкослойной плазменно-порошковой наплавки деталей, обеспечивающие повышение производительности нанесения тонкослойных плазменно-порошковых покрытий в 1,7 раза при увеличении ресурса восстановленных деталей в среднем в 1,5 раза;
- стенд для испытания и разборки ведущего вала коробок перемены передач тракторов семейства «Кировец» (К-700А...К-744Р), обеспечивающий повышение надежности отремонтированных деталей на 20% при снижении затрат на 10%.
К наиболее значимым разработкам мирового уровня за период 2014-2016 г. относятся:
- новая система уборочных машин, обеспечивающая их универсальную пропускную способность в широком диапазоне от 0,5 до 3 кг/сек (в зависимости от ширины захвата жатки) для уборки селекционных, семеноводческих и фермерских посевов зерновых культур;
- импортозамещающий комплекс машин для молочных ферм, предназначенный для комфортного содержания, доения, первичной обработки молока, зооветеринарного обслуживания животных, выращивания телят;
- технологическая линия производства комплексных удобрений предназначена для производства комплексных удобрений на основе гуминовых удобрений с автоматизированным управлением дозирования микроэлементов. Позволяет получить высококонцентрированные гуминовые удобрения и препараты с заданным содержанием элементов питания растений;
- машинная технология введения в сельскохозяйственный оборот залежных земель под посевы сельхозкультур с комплексом машин поверхностной обработки почвы («Ли-
дер-6Н», «Лидер-4», БКМ-6), обеспечивающая срезание дернового слоя на глубине залегания корневищ сорных растений залежных земель с последующим применением традиционных приемов технологической карты возделывания той или иной культуры, со сроком окупаемости технологии до двух лет;
- технология переработки отходов животноводческих ферм и молокозаводов гидротермальным окислением, обеспечивающая получение горючего газа со средней теплотворной способностью 15 МДж/м3 (для газопоршневой электростанции) и снижение водопотребления на 40% за счет возврата очищенной воды в технологический цикл;
- экспресс-способ определения массовой доли олеиновой кислоты и кислотного числа масла из семян подсолнечника на основе импульсного метода ядерного магнитного резонанса;
- универсальная линия для переработки льна и пеньки в однотипное и штапелиро-ванное волокно, позволяющая перерабатывать различное сырье в волокно широкого спектра использования и низкой себестоимости (патенты РФ №№2598833, 2598834).
В целом по результатам научных исследований, проведенных за отчетный период с 2014 по 2016 г. опубликовано 163 книги и монографии, 3294 научных труда в ведущих российских и международных журналах, в т.ч. 183 работы в мировых научных журналах, индексируемых в базе данных «Сеть науки» (Web of Science, Scopus). Приоритет разработок подтвержден 564 зарегистрированными в Российской Федерации патентами и 10 авторскими свидетельствами. Получено 729 наименований научно-технической продукции. В научных исследованиях приняли участие 647 исследователей (без совместителей), из них 235 кандидатов наук, 96 докторов наук, 11 членов-корреспондентов и 14 академиков РАН. Средний возраст по всем исследователям 53 года. Доля научных исследователей в возрасте до 39 лет составляет 30% от их общего числа.
Сотрудничество с зарубежными странами реализовывалось на основе контрактов и договоров с научно-исследовательскими орга-
низациями и предприятиями Австрии, Германии, Италии, Китая, Нидерландов, Тайваня, Франции, Беларуси, Казахстана, Узбекистана и др. стран дальнего и ближнего зарубежья. Предметом сотрудничества явились вопросы развития существующих и создания передовых систем машинных технологий и техники нового поколения для производства конкурентоспособной сельхозпродукции в области растениеводства и животноводства.
Анализ полученных научными учреждениями результатов подтверждает, что исследования направлены на реализацию Плана научно-исследовательских работ на 20142016 годы и плановый период 2017-2018 годов и Государственного задания на оказание государственных услуг (выполнение работ).
Значимость выполненных разработок подтверждаются действующими и выполненными контрактами, договорами, грантами и высоким уровнем использования полученных результатов в агропромышленном комплексе. Отчеты научно-исследовательских институтов были составлены в соответствии с требованиями ГОСТ 7.32-2001. Исследования выполнены научными учреждениями по существующим методикам постановки и проведения научно-исследовательских работ с использованием современных приборов и оборудования. Результаты исследований подтверждают выполнение планов НИР научных учреждений на 2014-2016 годы.
Литература:
1. Лачуга Ю.Ф. О выполнении фундаментальных и поисковых научных исследований в 2015 году // Вестник российской с.-х. науки. 2016. №3. С. 3-5.
2. Измайлов А.Ю. Шогенов Ю.Х. Разработка интенсивных машинных технологий и новой энергонасыщенной техники для производства основных видов с.-х. продукции // Техника и оборудование для села. 2016. №5.
3. Отчет ОСХН РАН о выполнении фундаментальных и поисковых научных исследований в 2016 г. М., 2017.
4. Стратегия развития механизации и автоматизации животноводства на период до 2030 года. М., 2015.
5. Современная техника и ресурсосберегающие техно -логии в повышении производительности труда и конкурентоспособности продукции сельского хозяйства / Федоренко В.Ф. и др. М., 2015.
6. Программа фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013 -2020 г. М. 2015.
Literatura:
1. Lachuga YU.F. O vypolnenii fundamental'nyh i poisko-vyh nauchnyh issledovanij v 2015 godu // Vestnik rossij-skoj s.-h. nauki. 2016. №3. S. 3-5.
2. Izmajlov A.YU. SHogenov YU.H. Razrabotka intensiv-nyh mashinnyh tekhnologij i novoj ehnergonasyshchen-noj tekhniki dlya proizvodstva osnovnyh vidov s.-h. pro-dukcii // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2016. №5.
3. Otchet OSHN RAN o vypolnenii fundamental'nyh i po-iskovyh nauchnyh issledovanij v 2016 g. M., 2017.
4. Strategiya razvitiya mekhanizacii i avtomatizacii zhi-votnovodstva na period do 2030 goda. M., 2015.
5. Sovremennaya tekhnika i resursosberegayushchie tekh-nologii v povyshenii proizvoditel'nosti truda i konkuren-tosposobnosti produkcii sel'skogo hozyajstva / Fedorenko V.F. I dr. M., 2015.
6. Programma fundamental'nyh nauchnyh issledovanij go-sudarstvennyh akademij nauk na 2013-2020 g. M. 2015.
THE INTENSIVE MACHINERY TECHNOLOGIES AND ENGINEERING OF NEW GENERATION'S DEVELOPMENT
FOR THE BASIC GROUPS OF FOOD MANUFACTURING A.Y. Izmaylov, RAS academician, director FGBNY FNAZ VIM
Y.A. Ivanov, RAS academician, director FGBNY VNIIMJ
Y.H. Shougenov, doctor of technical sciences, OSHN sector head Russian Academy of Sciences
Abstract. The main results of scientific research for 2014-2016 of academic institutions of FANO of Russia contained under scientific-and-methodical leadership of the RAS agriculture Department (OSHN of RAS) under Section of mechanization, electrification and automation in the field of high-efficient machinery technologies and energy saturated engineering of new generation for competitive agricultural products manufacturing are presented. The analysis getting by the scientific-and-research institutions' results confirms that the researches are focused on the Plan of scientific researches for 2014-2016 implementation and the planning period for 2017-2018, and the State mission for state services (works) provision. The significance of made developments are confirmed by current and executed contracts, agreements, grants, and of high level of obtained results in the agricultural sector using. Keywords: harvesting machines, mobile units, plow, soil cultivation, breeding workings' mechanization, tractive class, fallow lands, livestock mechanization, automatization.
