CC BY
85
ВЕСТНИК
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
Научный журнал
Основан в 2003 году Периодичность: 6 номеров в год
№ 2 (78) МАРТ-АПРЕЛЬ
2017
Москва
VESTNIK
OF FEDERAL STATE EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION
«Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin»
Scientific Journal
Founded in 2003
Publication Frequency: 6 issues per year
№ 2 (78) MARCH-APRIL
2017
Moscow
УДК 378.4(066):63+631.3.004.5+
(631.171:621.31)+631.145 ББК 74.58+40.7+ 65.32 В 378
Учредитель и издатель ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС 77-60739 от 09 февраля 2015 г.
ISSN 1728-7936
ВЕСТНИК
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
№ 2 (78) /2017
Рецензенты:
Алдошин Н.В., д-р техн. наук
Андреев С.А., канд. техн. наук
Балабанов В.И., д-р техн. наук
Белов М.И., д-р техн. наук
Герасенков А.А., д-р техн. наук Глуханюк Н.С., д-р психол. наук
Голубев И.Г., д-р техн. наук
Дидманидзе О.Н., чл.-корр. РАН, д-р техн. наук
Евграфов В.А., д-р техн. наук
Иванов Ю.Г., д-р техн. наук
Кобозева Т.П., д-р с.-х. наук
Косырев В.П., д-р пед. наук
Кузьмин В.Н., д-р экон. наук
Лысенко Е.Г., чл.-корр. РАН, д-р экон. наук
Морозов Н.М., акад. РАН, д-р экон. наук
Новиков Д.А., чл.-корр. РАН, д.т.н.
Федоров В.А., д-р пед. наук
Шевченко В.А., д-р с.-х. наук
Шевчук В.Ф., д-р пед. наук
Журнал включен в перечень изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации трудов соискателей ученых степеней кандидата и доктора наук
Издание включено в систему РИНЦ, AGRIS (Agricultural Research Information System)
Главный научный редактор: Ерохин М.Н., акад. РАН, д-р техн. наук, проф. Редакционный совет:
Дорохов А.С., чл.-корр. РАН, д-р техн. наук, проф., заместитель главного научного редактора, ФГБНУ ФНАц ВИМ, Москва Водянников В.Т., д-р экон. наук, профессор, заместитель главного научного редактора, РГАУ-МСХА, Москва Кубрушко П.Ф., чл.-корр. РАО, д-р пед. наук, заместитель главного научного редактора, РГАУ-МСХА, Москва Алдошин Н.В., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Бердышев В.Е., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Девянин С.Н., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Загинайлов В.И., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Казанцев С.П., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Кобозева Т.П., д-р с.-х. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Кошелев В.М., д-р экон. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Левшин А.Г., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Марковская В.И., канд. филол. наук, доцент, РГАУ-МСХА, Москва Назарова Л.И., канд. пед. наук, доцент, РГАУ-МСХА, Москва Силайчев П.А., д-р пед. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Скороходов А.Н., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва СудникЮ.А., д-р техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Тенчурина Л.З., д-р пед. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Худякова Е.В., д-р экон. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Чумаков В.Л., канд. техн. наук, проф., РГАУ-МСХА, Москва Чутчева Ю.В., д-р экон. наук, РГАУ-МСХА, Москва
Иностранные члены редакционного совета:
Абдыров А.М., д-р пед. наук, профессор, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, Казахстан Баффингтон Дение, д-р наук, проф., Департамент сельскохозяйственной техники, Университет Штата Пенсильвания, США Буксман В.Э., канд. техн. наук, директор по экспорту компании «Амазонен Верке», Германия
Куанто Фредерик, профессор, Высший национальный институт аграрных наук, продовольствия и окружающей среды (АгроСюп, Дижон), Франция
Миклуш В.П., канд. техн. наук, проф., Белорусский государственный аграрно-технический университет, Беларусь БилекМартин, канд. пед. наук, проф., Университет в г. Крелов, Чехия
Адрес редакции: 127550, Москва, Тимирязевская ул. Тел.: (499) 976-07-27 Е-mail: vestnik@rgau-msha.ru
55
Полнотекстовые версии доступны на сайте http://elibrary.ru
© ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2017 © Издательство РГАУ-МСХА, 2017
УДК 378.4(066):63+631.3.004.5+
(631.171:621.31)+631.145 ББК 74.58+40.7+ 65.32 В 378
Founder and Publisher
Federal State Budget Establishment of Higher Education - "Russian Timiryazev State Agrarian University"
The mass media registration certificate
ПИ № ФС 77-60739 of the 9th of February, 2015
ISSN 1728-7936
VESTNIK
OF FEDERAL STATE EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «Moscow State Agroengineering University named after V.P. Goryachkin»
№ 2 (78) /2017
Reviewers:
Aldoshin N.V., DSc (Eng)
Andreev S.A., PhD (Eng)
Balabanov V.I., DSc (Eng)
Belov M.I., DSc (Eng)
Gerasenkov А.А., DSc (Eng)
Glukhanyuk N.S., DSc (Psychol)
Golubev I.G., DSc (Eng)
Didmanidze O.N., Corresponding Member
of the Russian Academy of Sciences,
DSc (Eng)
Yevgrafov V.A., DSc (Eng) Ivanov Yu.G, DSc (Eng) Kobozeva T.P., DSc (Agr) Kosyrev V.P., DSc (Ed) Kuz'min V.N, DSc (Econ) Lysenko Ye.G., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Econ)
Morozov N.M., Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Econ) Novikov D.A., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Eng)
Fedorov V.A., DSc (Ed) Shevchenko V.А., DSc (Agr) Shevchuk V.F., DSc (Ed)
The journal is included in the list of publications recommended by Higher Attestation Commission of the Russian Federation for publishing papers of those seeking PhD and DSc scientific degrees
The issue is listed in the Russian Science Citation Index,
AGRIS (Agricultural Research Information System)
Full versions are posted on the site http://elibrary.ru
Chief Science Editor:
Erokhin M.N., Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Eng), Professor
Editorial board:
Dorokhov A.S., Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, DSc (Eng), Professor, Deputy Chief Scentific Editor, Federal State Budgetary Research Establishment - All-Russian Institute of Mechanization (VIM)
Vodyannikov V.T., DSc (Econ), Professor - Deputy Chief Scientific Editor
Kubrushko P.F., Corresponding Member of the Russian Academy
of Education, DSc (Ed), Assistant of chief scientific editor
Aldoshin N.V., DSc (Eng), Professor
Berdyshev V.Ye., DSc (Eng), Professor
Devyanin S.N., DSc (Eng), Professor
Zaginailov V.I., DSc (Eng), Professor
Kazantsev S.P., DSc (Eng), Professor
Kobozeva T.P., DSc (Agr), Professor
Koshelev V.М., DSc (Econ), Professor
Levshin A.G., DSc (Eng), Professor
Markovskaya V.I., PhD (Phil), Associate Professor
Nazarova L.I., PhD (Ed), Associate professor
Silaichev P^., DSc (Ed), Professor
Skorokhodov А.N., DSc (Eng), Professor
Sudnik Yu.A., DSc (Eng), Professor
Tenchurina L.Z., DSc (Ed), Professor
Khudyakova Ye.V., DSc (Econ), Professor
Chumakov V.L., PhD (Eng), Professor
Chutcheva Yu.V., DSc (Econ)
Foreign members of the editorial board:
Abdyrov A.M., DSc (Ed), Professor, Kazakh Agrotechnical University
named after S. Seifullin, Kazakhstan
Buffington Dennis, DSc, P.E., Professor and Department Head, Department of Agricultural and Biological Engineering, Pennsylvania State University, USA
Buxmann V.E., PhD (Eng), Export Director of Amazonen-Werke, Germany Cointault Frédéric, Professor, National Institute of Higher Education in Agronomy, Food and Environmental Sciences (AgroSup Dijon), France Miklush V.P., PhD (Eng), Professor, Dean of Farm Machinery Service Faculty, Belarusian State Agrarian Technical University, the Republic of Belarus Bilek Martin, PhD (Ed), Professor of Charles University, the Czech Republic
Editors office's address: Timiryazevskaya str., 55, Moscow, 127550 Tel.: (499) 976-07-27; E-mail: vestnik@rgau-msha.ru
©
©
Federal State Budgetary Establishment of Higher Education -Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2017
Publishing House of Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, 2017
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК
Васильев А.С., Иванютина Н.Н., Горбачев И.В.
Роль некорневых подкормок в уходе за посевами яровых зерновых культур......................... 7
Гаспарян И.Н.
Параметры работы устройства по декапитации картофеля..................................................... 11
Манохина А.А.
Механизация уборки топинамбура.............................................................................................. 15
Абдулмажидов Х.А.
Конструктивные особенности и расчет производительности каналоочистителя с ковшом на жесткой направляющей........................................................................................................... 21
Корнеев А.Ю., Мартынова Н.Б.
Плужный рабочий орган для строительсва мелиоративных каналов полуэллиптического профиля в зоне осушения............................................................................................................ 26
Павлов А.Е., Павлова Л.А.
Кинематика дезаксиального кривошипно-ползунного механизма в эллиптических
функциях Якоби............................................................................................................................ 30
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В АПК
Зимин Н.Е.
Влияние воспроизводства технической базы сельского хозяйства на экономическую безопасность предприятий.......................................................................................................... 35
Тарасов В.И.
Проблемы воспроизводства сельскохозяйственной техники и основные направления их решения......................................................................................................................................... 42
Остапенко М.Н.
Развитие методики экономической оценки сельскохозяйственных машин............................. 49
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Муравлева Е.А., Рудобашта С.П., Jerry Hudgins
Определение рациональной мощности ветроэнергетической установки для фермерских хозяйств......................................................................................................................................... 54
Шерьязов С.К., Пятков А.В.
Векторные диаграммы токов при витковых замыканиях в обмотках силовых трансформаторов......................................................................................................................... 60
Подобедов П.Н., Масленников П.А.
Исследование отказов шинных мостов 10 кв и способа их предотвращения......................... 65
Сергованцев В.Т.
Техника как подобие живой природы.......................................................................................... 70
CONTENTS
FARM MACHINERY AND TECHNOLOGIES
Aleksandr S. Vasiliev, Natalia N. Ivanyutina, Ivan V. Gorbachev
Role of foliar extranutrition in cultivation of spring grain crops....................................................... 7
Irina N. Gasparyan
Operating parameters of potato decapitation device...................................................................... 11
Aleksandra А. Manokhina
Mechanization of Jerusalem artichoke harvesting.......................................................................... 15
Khamzat A. Abdulmazhidov
Constructive features and performance calculation of canal cleaner with a rigid guide bucket..... 21
Aleksei Yu. Korneyev, Natalia B. Martynova
Plow working tool for constructing semi-elliptical reclamation canаls in drainage areas............... 26
Aleksandr E. Pavlov, Larisa A. Pavlova
Kinematics of slider-crank mechanism in Jacobi elliptic functions................................................. 30
ECONOMY AND ORGANIZATION OF AGRICULTURAL ENGINEERING SYSTEMS
Nikolay E. Zimin
Effect of farm technical reproduction on enterprise economic security.......................................... 35
Viktor I. Tarasov
Problems of farm machinery reproduction and basic ways of their solving.................................... 42
Marina N. Ostapenko
Development of methodology for economic evaluation of agricultural machinery......................... 49
POWER SUPPLY AND AUTOMATION OF AGRICULTURAL PRODUCTION
Ekaterina A. Muravleva, Stanislav P. Rudobashta, Jerry Hudgins
Determination of appropriate power for small wind turbines on farms........................................... 54
Saken K. Sheriazov, Andrey V. Pyatkov
Vector diagrams of currents at interturn faults in windings of power transformers......................... 60
Pavel N. Podobedov, Pavel A. Maslennikov
Investigation of 10 kv busbar bridge faults and ways of their prevention....................................... 65
Vladimir T. Sergovantsev
Technology as imitation of nature................................................................................................... 70
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ АПК
УДК 633.1:631.811 (470.331)
ВАСИЛЬЕВ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ, канд. с.-х. наук, доцент1
E-mail: vasilevtgsha@mail.ru
ИВАНЮТИНА НАТАЛЬЯ НИКОЛАЕВНА, канд. с.-х. наук, доцент1
E-mail: rastenievodstvo@mail.ru
ГОРБАЧЕВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ, докт. с.-х. наук, профессор2
E-mail: cxm.msau@yandex.ru
1 Тверская государственная сельскохозяйственная академия, ул. Маршала Василевского, 7, г Тверь, 170904, Российская Федерация
2 Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
РОЛЬ НЕКОРНЕВЫХ ПОДКОРМОК В УХОДЕ ЗА ПОСЕВАМИ ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Изучены особенности формирования продуктивности яровой пшеницы и овса под влиянием некорневых подкормок различными рострегулирующими веществами. Комплексные исследования проводились в двух полевых опытах в 2010-2015 гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на дерново-среднеподзолистой супесчаной почве. Изучены следующие факторы: фактор А - фон минерального питания: 1 - без удобрения; 2 - для пшеницы (Ъ1РК на урожай 2,5 т зерна с 1 га), для овса (N45 по всходам); фактор В - вариант некорневой подкормки: 1 - без подкормки; 2 - Аквадон-Микро для зерновых культур (2,5 л/га); 3 - Макс Супер-Гумат (2,5 л/га); 4 - наноматериал АgБион-2 (0,25 л/га). Посевы яровой пшеницы и овса опрыскивали в фазу кущения. Расход рабочей жидкости - 250 л/га. В результате исследований с яровой пшеницей установлено, что более эффективными некорневыми подкормками были: на фоне эффективного плодородия - Макс Супер-Гумат, на фоне расчетных доз минеральных удобрений - Аквадоном-Микро, что позволило сформировать дополнительно 0,31 т (27,0%) и 0,66 т (32,0%) зерна с 1 га соответственно. При возделывании овса более перспективной является обработка посевов Макс Супер-Гуматом, которая позволила получить прибавку урожая зерна в зависимости от фона минерального питания на уровне 0,56.. .0,62 т/га с более высокой натурой (+5,0.. .+5,2%), содержанием сырого протеина (+1,77...+1,78%) и низкой пленчатостью продукции (-3,3.-3,6%). Формирование дополнительного урожая достигалось главным образом за счет повышения показателей фотосинтетической деятельности и структуры урожая, а также улучшения хода и направленности продукционного процесса.
Ключевые слова: яровая пшеница, овес, некорневая подкормка, высокотехнологичные вещества, структура урожая, урожайность.
Введение. Российская Федерация, территория которой охватывает различные почвенно-климати-ческие зоны, исконно является крупной зерновой державой, обеспечивающей по некоторым культурам (например, пшенице) до 6,5% от всего мирового производства [1-3].
Анализ данных статистики за последние годы показывает неуклонный рост урожайности зерновых культур практически во всех регионах, что, по мнению большинства авторов, обусловлено главным образом переходом на перспективные ресурсосберегающие агротехнологии, важное место
при разработке и совершенствовании которых отводится применению высокотехнологичных биологически активных веществ [1-4].
Цель исследований - изучение закономерностей, особенностей формирования продуктивности яровой пшеницы и овса под влиянием некорневых подкормок различными рострегулирующими веществами, а также выявление наиболее оптимальных вариантов обработок.
Материал и методы. Комплексные исследования с яровой пшеницей сорта Иргина и овсом сорта Кречет проведены в двух полевых двухфакторных
опытах в 2010-2015 гг. в севообороте на опытном поле Тверской ГСХА на дерново-среднеподзолистой почве, супесчаной по гранулометрическому составу, хорошо окультуренной, характеризующейся высоким содержанием фосфора, средним - калия, низким -азота. Содержание гумуса в среднем составляло 1,9% (по Тюрину), рНсол была близкой к нейтральной.
В опытах изучали следующие факторы:
- фактор А - фон минерального питания: 1 - без удобрения; 2 - для пшеницы (№К на урожай 2,5 т зерна с 1 га), для овса (М45 по всходам);
- фактор В - вариант некорневой подкормки: 1 - без подкормки (контроль) (БП); 2 - Аквадон-Ми-кро (АМ) для зерновых культур (2,5 л/га); 3 - Макс Супер-Гумат (МСГ) (2,5 л/га); 4 - наноматериал АgБион-2 (АБ) (0,25 л/га).
Посевы яровой пшеницы и овса опрыскивали в фазу кущения при расходе рабочей жидкости 250 л/га.
Учетная площадь делянок в опытах составляла 35,6 м2, повторность трехкратная. Варианты в опытах размещали методом расщепленных делянок в рендомизированных блоках.
Анализ густоты стояния и структуры урожая, а также показатели фотосинтетической деятельности проводили по существующим методикам [5, 6]. Урожай убирали комбайном Тетоп-8атро 8Я2010. Содержание сырого протеина определяли по ГОСТ 13496.4-93; натуру - по ГОСТ 10840-64; пленчатость - по ГОСТ 10843-76. Данные наблюдений и учетов обрабатывали методом дисперсионного и корреляционно-регрессионного анализов [7]. Расчет доз минеральных удобрений в опыте с яровой пшеницей проводили балансовым методом [8].
Уровень технологий возделывания яровой пшеницы и овса согласно «Федеральному регистру» (1999) соответствовал нормальному [9]. Предшественником для яровой пшеницы была вико-овсяная смесь на зеленый корм, а для овса - яровая пшеница.
Гидротермические условия в годы исследований были различными: 2010 г. - засушливый (ГТК по Селянинову за период посева-уборки равнялся 0,70, т.е. 44,6% нормы); 2011 г. - нормальный (ГТК = 1,46, т.е. 93,0% нормы); 2012 г. - избыточно влажный (ГТК = 2,00, т.е. 129,0% нормы); 2013 и 2014 гг. - недостаточный (ГТК = 1,06 и 0,96, т.е. 68,8 и 62,3% нормы); 2015 г. - нормальный (ГТК = 1,57, т.е. 106,8% нормы).
Результаты и обсуждение. В результате исследований установлено, что опрыскивание растений яровой пшеницы и овса исследуемыми рострегули-рующими веществами, как правило, ускоряло прохождение фаз созревания зерна в среднем по годам на 1-3 дня, что объясняется лучшим ходом накопления пластических веществ в семенах. Минеральные же удобрения, внесенные в качестве фонов, напротив, удлиняли вегетационный период растений, увеличивая период налива на 2-4 дня.
Опыты с яровой пшеницей показали, что некорневые подкормки характеризовались положительным
влиянием на формирование показателей густоты стояния, структуры урожая и урожайность (табл. 1). Так, обработка посевов рострегулирующими веществами повышала практически все структурные параметры посева: сохранность - на 7,1.. .14,9%; густоту стояния растений к уборке - на 31.65 шт/м2 (9,5.20,6%); массу зерна с колоса - на 0,058.0,277 г (7,5.27,3%); число зерен в колосе - на 0,5.6,5 шт. (2,0.22,1%); массу 1000 зерен - на 1,00.4,53 г (3,1.13,2%). Наиболее тесная взаимосвязь с урожайностью этого показателя наблюдалась у колоса, где г = 0,979 при 1факг= 11,93, 1^5 = 2,40.
Максимальная урожайность в опыте была сформирована на первом фоне при опрыскивании Макс Супер-Гуматом (1,45 т/га), а на втором - при опрыскивании Аквадоном-Микро (2,71 т/га).
Стоит отметить вклад расчетных доз минеральных удобрений в создание урожая яровой пшеницы. Так, из показателей структуры урожая улучшение минерального питания более направленно влияло на параметры соцветия, повышая массу зерна с 1 колоса на 0,350 г, или 41,9%, и число зерен - на 6,7 шт., или 25,5%. При этом практически не наблюдалось увеличения плотности посевов, а в отдельных случаях даже отмечалось ее снижение за счет меньшего количества выживших семян и сохранившихся к уборке растений. Рост урожайности зерна от туков находился на уровне 1,11 т/га, или 83,5%.
В более ранних работах [1, 3] неоднократно отмечалось, что при программировании весьма трудно достичь проектного уровня урожайности (эталонного значения) из-за высокой пестроты по-чвенно-климатических условий, агробиологических особенностей культур и сортов, а также вариабельности технологических решений. Некорневые подкормки за счет улучшения продукционного процесса в большинстве случаев позволяют нивелировать указанный дисбаланс и реализовать программу. Так, в опыте с пшеницей было установлено, что процент выполнения программы в варианте №К на 2,5 т/га составлял 82,0%, тогда как в вариантах с некорневыми подкормками он колебался от 97,0 до 108,0%, достигая максимума при обработке Ак-вадоном-Микро.
Положительное влияние фолиарного внесения рострегулирующих препаратов подтверждается и данными полевого опыта с овсом (табл. 2). Так, прибавки урожая зерна колебались по фонам от 0,47 до 0,62 т/га, или от 3,7 до 24,9%.
Наибольшая урожайность в опыте, равная 3,21 т/га, была получена на фоне азота при опрыскивании посевов препаратом Макс Супер-Гумат. Прибавка урожая здесь относительно варианта без удобрений, БП - первый фон (по эффективному плодородию), составила 1,27 т/га, или 65,0%, что на 0,56 т/га (21,1%) выше, чем при использовании только одних азотных удобрений. Также в данном варианте были выявлены наилучшие показатели качества зерна: натура - 481 г/л, пленчатость - 24,9%, содержание сырого протеина - 13,03%.
Таблица 1
Показатели густоты стояния, структуры урожая и урожайности яровой пшеницы
(среднее за 2013-2015 гг.)
Вариант некорневой подкормки Сохранность, % Общая выживаемость, % Число растений к уборке, шт/м2 Масса зерна с 1 соцветия, г Число зерен в колосе, шт. Урожайность зерна, т/га ±% к контролю Масса 1000 зерен, г
1 фон - эффективное плодородие
БП 75,6 54,2 325 0,772 24,8 1,14 0,0 32,07
АМ 82,7 59,3 356 0,893 28,0 1,35 18,4 33,07
МСГ 83,4 59,8 359 0,830 25,3 1,45 27,2 34,54
АБ 86,8 62,2 373 0,841 26,1 1,38 21,1 33,10
2 юн - №К на урожай 2,5 т зерна с 1 га
БП 72,9 52,7 316 1,013 29,4 2,05 0,0 34,19
АМ 87,8 63,5 381 1,241 32,6 2,71 32,2 37,97
МСГ 86,7 62,7 376 1,290 35,9 2,57 25,4 38,72
АБ 81,6 59,0 354 1,191 32,9 2,43 18,5 36,12
НСР05 частных различий (урожайность зерна) = 0,16 т/га
Таблица 2
Показатели фотосинтетической деятельности, структуры урожая, урожайности и качества зерна овса
(среднее за 2010-2012 гг.)
Вариант некорневой подкормки Произведено зерна на 1 тыс. ед. ФПП, кг Урожай сухой фито-мас-сы, т/га Число растений к уборке, шт/м2 Масса зерна с 1 соцветия, г Урожайность зерна, т/га Пленчатость, % Натура, г/л Сырой протеин, %
1 фон - без удобрений
БП 1,98 5,45 317 0,563 1,94 30,6 444 10,03
АМ 2,21 6,52 342 0,657 2,43 27,6 461 11,58
МСГ 2,20 6,77 345 0,703 2,56 27,0 467 11,81
АБ 2,08 6,53 342 0,655 2,37 26,6 464 10,73
2 фон - К45 по всходам
БП 2,27 6,94 358 0,678 2,65 28,2 458 11,26
АМ 2,29 8,49 391 0,711 3,14 25,6 474 12,66
МСГ 2,27 8,79 399 0,724 3,21 24,9 481 13,03
АБ 2,22 8,82 405 0,703 3,12 25,3 480 11,94
НСР05 частных различий (урожайность зерна) = 0,19 т/га
Повышение продуктивности посевов обуславливалось главным образом ростом густоты стояния растений (на 7,9.13,1%) и массы зерна с соцветия (на 3,7.24,9%), а также улучшением фотосинтетической деятельности, что подтверждалось существенным увеличением урожая сухой фитомассы и зерновой производительности фотосинтетического потенциала посева (ФПП). Наиболее тесная взаимос-
вязь с урожайностью была у густоты продуктивного стеблестоя, где г = 0,980 при ^ = 11,95, ^ = 2,40.
Анализ отдельных показателей качества зерна овса показал, что опрыскивание посевов различными рострегулирующими веществами позволяло в среднем по фонам увеличить натуру зерна на 16.23 г/л (3,5.5,2%), снизить пленчатость на 2,6.4,0%, повысить белковость на 0,68.1,78%.
Выводы
1. С целью оптимизации минерального питания и повышения продуктивности яровой пшеницы в почвенно-климатических условиях Центрального Нечерноземья необходимо применять опрыскивание растений высокотехнологичными препаратами: на фоне эффективного плодородия - микроудобрением на основе гуминовых кислот Макс Супер-Гу-матом, а на фоне расчетных доз минеральных удобрений - комплексным микроэлементым препаратом Аквадон-Микро, что позволяет сформировать дополнительно 0,31 т (27,0%) и 0,66 т (32,0%) зерна с 1 га соответственно.
2. При возделывании овса на дерново-средне-подзолистой супесчаной хорошо окультуренной почве перспективным агроприемом является фоли-арная обработка посевов в фазу кущения препаратом Макс Супер-Гумат, которая позволяет получить прибавку урожая зерна в зависимости от фона минерального питания на уровне 0,56.0,62 т/га с более высокими натурой (+5,0.+5,2%), белковостью (+1,77...+1,78%) и низкой пленчатостью (-3,3.3,6%) продукции.
Библиографический список
1. Усанова З.И., Васильев А.С. Технологии производства зерна в Центральном Нечерноземье. Тверь: Тверская ГСХА, 2016. 104 с.
2. Дюмулен М.А. Организационно-экономические аспекты производства и реализации пшеницы за рубежом: Дис. .канд. эконом. наук. М.: ФГБНУ ВНИИЭСХ, 2015. 153 с.
3. Усанова З.И., Васильев А.С. Теория и практика создания высокопродуктивных посевов овса в условиях Центрального Нечерноземья: Монография. Тверь: Тверская ГСХА, 2014. 325 с.
4. Еремеев В.И., Кубанова Н.А. Применение новых технологических приемов в сельскохозяйственном производстве (производственный опыт) // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. №> 6. С. 62-63.
5. Усанова З.И. Методика выполнения научных исследований и курсовой работы по растениеводству. Тверь, 2002. 64 с.
6. Постановка опытов и проведение исследований по программированию урожайности полевых культур: Методические рекомендации. М.: ВАСХ-НИЛ, 1978. 91 с.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
8. Каюмов М.К. Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. М.: Агропромиздат, 1989. 316 с.
9. Федеральный регистр технологий производства продукции растениеводства. Система технологий. М.: Информагротех, 1999. 517 с.
Статья поступила 7.12.2016 г.
ROLE OF FOLIAR EXTRANUTRITION IN CULTIVATION OF SPRING GRAIN CROPS
ALEKSANDR S. VASILIEV, PhD (Ag), Associate Professor1
E-mail: vasilevtgsha@mail.ru
NATALIA N. IVANYUTINA, PhD (Ag), Associate Professor1
E-mail: rastenievodstvo@mail.ru
IVAN V. GORBACHEV, DSc (Ag), Professor2
E-mail: cxm.msau@yandex.ru
'Tver State Agricultural Academy, Marshala Vasilevskogo str. (Sakharovo), 7, Tver, 170904, Russian Federation
2Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The paper contains the research results of studying the way of increasing productivity of spring wheat and oats using foliar applications with various growth-stimulating substances. Integral research was conducted in two field experiments in 2010-2015 in the crop rotation on the experimental field of Tver State Agricultural Academy with sod-medium-podsolic sandy loam soil. The experiments were aimed at studying the following factors: mineral nutrition background (Factor A): 1 - without fertilizer; 2 - for wheat (NPK for the grain crop yield of 2.5 tons per 1 ha), for oats (N45 for shoots); a variant of foliar application (factor B): 1 - no application; 2 - Aquadon-Micro for grain crops (2.5 l/ha); 3 - Max Super-Humate (2.5 l/ha); 4 - nanomaterial AgBi-on-2 (0.25 l/ha). Spring wheat and oats were sprayed in the phase of tillering with working fluid application rate
of 250 l/ha. The spring wheat research results determined more effective foliar applications, namely: on the background of effective fertility - Max Super-Humate, on the background of the calculated application rates of mineral fertilizers - Aquadon-Micro, which allowed to form additional 0.31 t (27.0%) and 0.66 t (32.0%) of grain per 1 ha, respectively. In oats cultivation, the application of Max Super-Humate proved to be more effective, providing for an increase of grain yield depending on the background of mineral nutrition by 0.56-0.62 t/ha with higher grain-units (+5,0...+5,2%), the content of raw protein (+1,77...+1,78%) and the lower filminess (-3,3.-3,6%) of products. The yield increase was achieved mainly by raising the indicators of the photosynthetic activity and the yield structure as well as improving the conditions and direction of the production process.
Key words: spring wheat, oats, foliar extranutrition, high-tech substances, crop structure, crop yield.
References
1. Usanova Z.I., Vasilyev A.S. Tekhnologii proiz-vodstva zerna v Tsentralnom Nechernozemye [Technologies of grain production in the Central Necher-nozemie]. Tver: Tver State Agricultural Academy, 2016. 104 p.
2. Dyumulen M. A. Organizatsionno-ekonomicheskie aspekty proizvodstva i realizatsii pshenitsy za rubezhom [Organizational-and-economic aspects of wheat production and sale abroad]. Dis. .PhD (Econ). Moscow, VNIIESKh, 2015. 153 p.
3. Usanova Z.I., Vasilyev A.S. Teoriy i praktika sozdaniya vysokoproduktivnykh posevov ovsa v usloviyakh Tsentralnogo Nechernozemya [Theory and practice of highly productive oats cultivation in the conditions of Central Black-Soil region: Monograph]. Tver: Tver State Agricultural Academy, 2014.325 p.
4. Eremeyev VI., Kubanova N. A. Primenenie novykh tekhnologicheskikh priemov v selskokhozyas-tvennom proizvodstve [The application of new technological techniques in agricultural production (production experience)] // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. Vol. 29. Issue 6. Pp. 62-63.
5. Usanova Z.I. Metodika vypolneniya nauchnykh issledovaniy i kursovoy raboty po rastenievodstvu [Methodology of scientific research and course paper writing in crop production]. Tver, 2002. 64 p.
6. Postanovka opytov i provedenie issledovaniy po programmirovaniyu urozhaynosti polevykh kultur: metodicheskie rekomendatsii [Carrying out experiments and conducting research on programming yields of field crops: methodological recommendations]. Moscow: VASKhNIL, 1978. 91 p.
7. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezultatov issledo-vaniy [Methods of field experiements with basic statistical processing of research results]. Moscow: Agropro-mizdat, 1985. 351 p.
8. Kayumov M.K. Programmirovanie urozhaev selskokhozyastvennykh kultur [Programming of agricultural crop yields]. Moscow: Agropromizdat, 1989. 316 p.
9. Federalnyy registr tekhnologiy proizvodstva pro-duktsii rastenievodstva [Federal register of crop production technologies. The technology system]. Moscow: Informagrotekh, 1999. 517 p.
Received on December 7, 2016
УДК 631.17
ГАСПАРЯНИРИНА НИКОЛАЕВНА, канд. биол. наук, доцент
E-mail: irina150170@yandex.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ПО ДЕКАПИТАЦИИ КАРТОФЕЛЯ
Декапитация способствует созданию высокопродуктивных посевов за счет увеличения общей листовой поверхности. Для проведения декапитации разработано механизированное устройство для дека-питации картофеля (УДК); представлены параметры работы устройства. Устройство для декапитации картофеля имеет механизированный ход, режущий аппарат с автоматизированной регулировкой установки по высоте, копирующим аппаратом и приспособлением, оснащенным бесконтактными оптическими датчиками, ботвоподъемник и дезинфицирующее приспособление. Конструктивное исполнение устройства
позволяет формировать куст картофеля до среза верхушек, точно регулировать высоту установки режущего аппарата в зависимости от размеров куста картофеля, а также перед срезом приподнимать куст потоком воздуха. Место среза растения при этом обрабатывается дезинфицирующим раствором, что обеспечивает защиту от заражения растений вирусными болезнями. В качестве дезинфицирующего раствора можно использовать слабый раствор перманганата калия или перекись водорода в объеме 10 л/га. В качестве воздуходувной машины предлагается вентилятор высокого давления (ВВД-5) производительностью 0,2 куб. м/с и мощностью 7,5 кВт (по заданной производительности установки, равной 0,5 т/ч).
Ключевые слова: декапитация, производительность, ротационные ножи, ботвоподъемник, вентилятор, скорость витания сочных растительных материалов.
Введение. Декапитация растений - это удаление верхушек растений, которое проводят в овощеводстве, плодоводстве, в цветоводстве, а также в полеводстве. Все большее ее применение отмечено на картофеле. Декапитация способствует созданию высокопродуктивных посевов за счет увеличения общей листовой поверхности при сбережении других ресурсов [1]. Для проведения декапитации разработано механизированное устройство - УДК.
Известно устройство для декапитации тюльпанов, содержащее корпус, электропривод, ротационный двухлопастной нож, защищенный сверху и снизу кожухом, и штангу (АС СССР 30.08.1983 - 8Ш037882, А0Ш 3/02//А01Б35/26, 1983). Такое компоновочное решение при декапитации картофеля не обеспечивает высокий уровень механизации операции, не позволяет защитить растения от инфекционных заболеваний.
Кусты картофеля обычно неравномерны по высоте и смыкаются в междурядьях. В известных устройствах отсутствует приспособление для подъема ботвы и нет возможности регулировки по высоте среза. На срезанные участки не наносится дезинфицирующий раствор, что повышает риск заражения растений вирусными болезнями.
Цель исследований - разработка устройства для декапитации картофеля с возможностью подъема ботвы, регулировки по высоте среза, нанесения дезинфицирующего раствора на срез растения, а также обоснование параметров элементов устройства.
Материал и методы. Разработанное устройство для декапитации картофеля [4] включает в себя режущий аппарат 1, состоящий из рамы 2, гидромоторов 3, соединяющихся с гидросистемой энергосредства 4, приводящего срезающие диски 5. Рама 2 режущего аппарата 1 закреплена на механизме навески 6 энергосредства 4, опирается на ролики 7, идущие по дну борозды и копирующие его рельеф. Дополнительная секция рамы 8, содержащая срезающие диски 5, регулируется механизмом 9 по сигналу, поступающему от управляющего блока 10, соединенного с бесконтактным оптическим датчиком 11. Диски имеют кожух 12, за которым размещены форсунки 13 для дезинфекции диска 15, соединенные патрубками 14 с баком 15. На раме машины установлен кожух ботвоподъ-емника 16, соединенный воздуховодом 17 с вентилятором 18 (рис. 1).
Рис. 1. Устройство для декапитации картофеля
Устройство работает следующим образом. Энергосредство 4, имеющее колею, соответствующую ширине междурядья, движется по полю с постоянной скоростью. Ролики 7, закрепленные на раме 2 режущего аппарата 1, размещенного впереди машины на механизме навески 6, перекатываясь по дну борозды, копируют ее профиль, грубо выставляя высоту среза режущего аппарата 1. Кусты картофеля, находящиеся перед машиной, попадая в кожух ботвоподъемника 16, приподнимаются потоком воздуха, всасываемого через воздуховод 17 вентилятором 18, формируя вертикальный пучок. Бесконтактные оптические датчики 11 определяют высоту сформированного воздушным потоком куста и передают данные об этом управляющему блоку 10, который, в свою очередь, подает команду регулирующему механизму 9, точно устанавливающему высоту среза путем перемещения дополнительной секции рамы 8, содержащей срезающие диски 5 в вертикальной плоскости. Каждый диск регулируется по отдельности. Количество дисков соответствует ширине захвата машины. Срезающие диски 5 приводятся во вращение гидромоторами 3, соединенными с основной гидросистемой энергосредства 4. Кожух 12 делит камеру режущего аппарата 1 на два отсека, в одном из которых происходит срез верхушек растений, в другом - обработка режущих кромок диска мелкодисперсным распылом дезинфицирующего раствора, подаваемого форсунками 13, соединенными патрубками 14 с баком 15. Раствор с обработанных дисков наносится на место среза побегов картофеля.
Результаты и обсуждение. Такое конструктивное исполнение устройства позволяет формировать куст картофеля до среза верхушек, точно регулировать высоту установки режущего аппарата в зависимости от размеров куста картофеля, что сводит к минимуму повреждения стеблей, так как куст перед срезом приподнимается потоком воздуха, что позволяет исключить контакта побегов с элементами устройства во время формирования куста. Место среза обрабатывается дезинфицирующим раствором, что обеспечивает защиту от заражения растений вирусными болезнями.
Устройство имеет следующие преимущества.
1. Благодаря полной механизации и автоматизации достигается высокая производительность процесса.
2. Пневматический ботвоподъемник за счет отсутствия контакта с элементами машины, как и двойная (грубая и точная) регулировка режущего аппарата, позволяет уменьшить повреждение растений.
3. Нанесение на режущий аппарат дезинфицирующего раствора позволяет защитить растения от заражения инфекционными заболеваниями.
Важным элементом устройства является вентилятор. Выбор вентилятора в устройстве достаточной мощности очень важен, так как позволяет фор-
мировать вертикальный пучок растения картофеля непосредственно перед удалением верхушки, тем самым влияя на качество выполняемого приема. Полегшие стебли также приподнимаются потоком воздуха, создаваемым всасывающим вентилятором. Для подбора вентилятора необходимо знать коэффициент массовой концентрации смеси воздуха с транспортируемым грузом ц, скорость движения аэросмеси V,, производительность О,, диаметры воздухопроводов, мощность двигателя воздуходувной машины.
По заданной производительности установки О = 0,5 т/ч определяется расход воздуха, м3/с:
V = О/3,6ц Рв
(1)
где ц - коэффициент массовой концентрации смеси (для сочных растительных материалов - 1,2.1,4); рв - плотность воздуха (кг/м3 для всасывающих установок - 0,8.0,95);
V = 0,5/3,6 • 1,2 • 0,8 = 0,14 м3/с.
Скорость движения смеси, м/с, принимается из соотношения
V, = 15,75 + 0,85 у„
(2)
где увит - скорость витания сочных растительных материалов, равная 3,5 м/с:
V, = 15,75 + 0,85 • 3,5 = 18,73 м/с.
Скорость движения аэросмеси определяет экономичность пневмотранспортной установки. Для уменьшения расхода энергии рекомендуется работать на пониженных скоростях, хотя низкие скорости вызывают выпадение частиц удаленных верхушек. Наиболее рациональной является скорость движения смеси с растительным материалом повышенной влажности (удаленные верхушки) при = 25.30 м/с [2, 3].
Внутренний диаметр трубопровода, м,
=
4У
(3)
4 . 0 14 --
= .1 4 0,14 = 70,09 = о,з м. 3,14. 18,73 v
Полное давление ро, необходимое для работы установки, складывается из динамического напора рдин, расходуемого на перемещение смеси по трубопроводу с определенной скоростью, и статического напора рст расходуемого на преодоление местных сопротивлений в магистрали.
Общее полное давление
Ро = Рдин + Рст = М5 • (Рв + Рм + Рп + Рк + РрХ (4)
где 1,25 - коэффициент запаса давления для компенсации возможных неучтенных потерь.
Подбор давления в сопле при вводе материала в трубопровод, рв,
pB = 0,613 • Vp2 (10 + 0,5 ц), pB = 0,613 • 18,732 (10 + 0,5 • 1,2) = 2279,5.
(5)
Потери давления на трение, рм, при перемещении смеси на расстояние l и на высоту h, Па,
Рм = 0,613- Vp2 ■ (l + A/dt) (1 + Кац) • • (0,0125 + 0,0011/ dT),
(6)
где Ка - коэффициент, зависящий от концентрации смеси, скорости и физико-механических свойств груза при Ур = 18,73 м/с Ка = 0,33;
рм = 0,613 18,732(0,3 + 0,5/0,3) • (0,3 + 0,33-1,2) • • (0,0125 + 0,0011/0,3) = 4,69 Па.
Потери давления в элементах трубопровода, рп, Па, рп = 12,2И • (1 + ц), (7)
рп = 12,2 • 0,5 • (0,3+1,2) = 9,15 Па. Потери давления при поворотах трубопровода,
р^ Па
Рк = !рп • Vp2/2, рк = 0,05 • 2279,5 • 18,732/2 = 19991,9 Па.
(8)
Потери давления при разгрузке рр = 2 кПа. Необходимая мощность привода воздуходувной машины, Вт,
Р = Ро • V/nB.M • Ппр
(9)
где пвм, Ппр - КПД соответственно воздуходувной машины и ее привода (пвм = 0,8, ппр = 0,9);
po = 1,25 • (2279,5 + 4,69 + 9,15 + 19991,9 + 2000) = = 30356,6 Па.
Выводы
Предлагается устройство для декапитации картофеля с целью повышения продуктивности картофеля и выхода семенной фракции. Устройство для декапитации картофеля имеет механизированный ход, режущий аппарат с автоматизированной регулировкой установки по высоте копирующим аппаратом и приспособлением, оснащенным бесконтактными оптическими датчиками, ботвоподъемник и дезинфицирующее приспособление. Дезинфицирующий раствор наносится на режущий аппарат, что позволяет защитить растения от заражения вирусными болезнями. В качестве воздуходувной машины возможно использование вентилятора ВВД-5, имеющего производительность 0,2 м3/с и мощность 7,5 кВт. Благодаря высокому уровню механизации и автоматизации достигается высокая производительность процесса.
Библиографический список
1. Гаспарян И.Н. Формирование продуктивных посадок картофеля с использованием декапитации: Монография / И.Н. Гаспарян. М.: Издательство РГАУ-МСХА, 2015. 170 с.
2. Ерохин М.Н. Устройства и технические характеристики сельскохозяйственных подъемно-транспортных машин. М.: Колос, 1999. 228 с.
3. Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2008. 816 с.
4. Устройство для декапитации: патент № 156015, Российская Федерация, МПК А01Д34/54(2006.01) / И.Н. Гаспарян, Б.А. Бицоев; заявл. 03.07.2015; опубл. 27.10.2015. Бюл. № 30.
5. Устройство для декапитации тюльпанов: Патент № 1038882 СССР, А 01 в 3/02 // А 01 В 35/26 / 2958682/30-15; заявл. 08.07.80, опубл. 30.08.83. Бюл. № 32.
Р = 30356,6 • 0,14/0,8 • 0,9 = 5902,6 Вт.
Статья поступила 15.12.2016 г.
OPERATING PARAMETERS OF POTATO DECAPITATION DEVICE
IRINA N. GASPARYAN, PhD (Bio), Associate Professor
E-mail: irina150170@yandex.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The decapitation contributes to obtaining highly productive crops due to the enlargement of total leaf surface. There has been developed a special mechanized device for potato decapitation (PDD). The paper presents its operating parameters: mechanized operation; a cutting mechanism with automatic height adjustment, a copying mechanism and a device equipped with contactless optical sensors; a plant-top raiser, and a disinfecting device. The device design allows to form a potato bunch before cutting plant-tops, to adjust precisely the cutting mecha-
nism height depending on the potato bunch size, and to raise the bunch with an air flow before cutting. The plant cut area is treated with a disinfectant solution that protects it against infecting by plant viral diseases. The authors suggest using as a disinfectant a lean solution of potassium permanganate or hydrogen peroxide at a rate of 10 l/ha. A high-pressure fan (HPF-5) with a productivity of 0.2 cu. m /s and a power of 7.5 kW is offered as a blower (for a given output of 0.5 t/h).
Key words: decapitation, performance, rotary knives, plant-top raiser, fan, hovering speed of succulent plant materials.
References
1. Gasparyan I.N. Formirovaniye produktivnykh posadok kartofelya s ispol'zovaniyem dekapitat-sii: Monografiya [Obtaining productive potato crops with decapitation: monograph] / I.N. Gasparyan. M.: Publishing house of Russian State Agrarian Universi-ty-MTAA, 2015. 170 p.
2. Erokhin M.N. Ustroystva i tekhnicheskiye khar-akteristiki sel'skokhozyaystvennykh pod'yemno-trans-portnykh mashin [Construction and technical characteristics of farm produce processing machines]. M.: Kolos, 1999. 228 p.
3. Klenin N.I., Kiselev S.N., Levshin A.G. Sel'skok-hozyaystvennyye mashiny [Agricultural machinery]. M.: KolosS, 2008. 816 p.
4. Ustroystvo dlya dekapitatsii [Device for decapitation]: Patent 156015 of the Russian Federation, IPC A01^34/54(2006.01) / I.N. Gasparyan, B.A. Bitsoev; Appl. on 03.07.2015; publ. on 27.10.2015, bul. 30.
5. Ustroystvo dlya dekapitatsii tyulpanov [Device for decapitation of tulips]: Patent 1038882 of the Soviet Union, A 01 G 3/02 // And 01 In 35/26 / 2958682/30-15; appl. on 08.07.80, publ. on 30.08.83, bul. 32.
Received on December 15, 2016
УДК 635.24:631.5
МАНОХИНА АЛЕКСАНДРА АНАТОЛЬЕВНА, канд. с.-х. наук
E-mail: alexman80@list.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
МЕХАНИЗАЦИЯ УБОРКИ ТОПИНАМБУРА
Топинамбур - функциональный пищевой продукт (пребиотик) приобретающий все большую популярность в промышленном использовании. Для оценки геоклиматической пригодности сортов для промышленного выращивания топинамбура в рамках реализации Программы Союзного государства «Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура на период 2013-2016 гг.» проводили испытания в 8 климатических зонах России: Ленинградской, Костромской, Калужской, Тверской, Московской, Омской областях, Кабардино-Балкарии, Карелии. Топинамбур относится к числу энергоемких культур с высокими затратами на возделывание, и в первую очередь - на уборку. Опыт возделывания топинамбура показал, что для уборки клубней можно приспособить существующую технику, предназначенную для уборки клубней картофеля. Особенности уборки топинамбура вытекают из биологических отличий топинамбура от картофеля. В настоящее время разрабатывается специальная опция к комбайну для уборки топинамбура. Указано, что разработка технологии возделывания и уборки должна учитывать сортовые особенности топинамбура. Установлено, что при промышленном выращивании топинамбура для сортов с большими клубневыми гнездами необходимо применять технологию возделывания и уборки с более широкими, чем 75 см, междурядьями. Необходимо изучить преимущества широкорядных посадок для повышения производительности уборки за счет использования раздельной и комбинированной технологий уборки. Технические возможности формирования комплекта высокопроизводительной техники для уборки существуют. Установлено, что способ уборки топинамбура зависит от объемов уборки, наличия техники, состояния полей и посадок.
Ключевые слова: топинамбур, зеленая масса, клубни, столоны, сроки уборки, клубневое гнездо, комбайн, копатель.
Введение. Топинамбур - функциональный пищевой продукт (пребиотик). Клубни богаты инулином, пектином, витаминами (аскорбиновой кислотой, В1, В2, бетта-каротином, микроэлементами), содержат комплекс белков и аминокислот, в т.ч. незаменимых, являющихся питанием для тимуса человека, отвечающих в организме за иммунную систему. В настоящее время топинамбур приобретает все большую популярность в промышленном использовании [1].
Существует убеждение в том, что топинамбур неприхотлив и его можно выращивать на малоплодородных почвах с минимальной их обработкой в течение многих лет [2, 3].
Для оценки геоклиматической пригодности сортов для промышленного выращивания топинамбура в рамках реализации Программы Союзного государства «Инновационное развитие производства картофеля и топинамбура на период 2013-2016 гг.» [4] проводятся испытания в 8 климатических зонах России: Ленинградской, Костромской, Калужской, Тверской, Московской, Омской областях, Кабардино-Балкарии, Карелии [5].
Для промышленного выращивания топинамбура важным экономическим критерием эффективности проекта является дешевое сырье: высокая урожайность, качество выращиваемой продукции и низкие издержки [6].
Цель исследований - минимизировать затраты на уборку топинамбура.
Материал и методы. Объектом исследований послужила клубневая часть куста топинамбура, технология, уборка.
Топинамбур относится к числу энергоемких культур с высокими затратами на возделывание, и в первую очередь - на уборку. Затраты на уборку превышают все остальные затраты, вместе взятые, поэтому важно механизировать процесс уборки [7]. Опыт возделывания топинамбура в Московской,
Липецкой и Костромской областях показал, что для уборки клубней можно приспособить существующую технику, предназначенную для уборки клубней картофеля. Особенности уборки топинамбура вытекают из биологических отличий топинамбура от картофеля: например, мощная стеблевая масса, для удаления которой можно приспособить кормоуборочную технику для высокостебельных культур. Опыт выращивания топинамбура в течение 8 лет на полях Московской области показал, что топинамбур дает большой выход биомассы - как зеленой массы, так и клубней [8].
Уборка топинамбура начинается с удаления зеленой массы, поскольку механизированная уборка клубней возможна только после уборки зеленой массы. Зеленую массу, являющуюся ценным кормом, убирают в сентябре кормоуборочными комбайнами для крупностебельных культур и вывозят с поля для использования на корма (или топливные пеллеты) или дробят и разбрасывают на поле как зеленое удобрение ботводробителем КИР-1,5 или аналогичной машиной [9, 10].
Дробление зеленой массы и разбрасывание ее по полю преследуют две цели: улучшение условий механизированной уборки клубней и использование зеленой массы в качестве органических удобрений. Поскольку в стволе топинамбура, в особенности в нижней его части, еще достаточно много углеводов, направляющихся в клубни, скашивание зеленой массы топинамбура осуществляется на высоте среза стебля 20.40 см.
Результаты и обсуждение. Клубневая часть куста топинамбура (рис. 1) к уборке имеет определенные параметры, которые необходимо учитывать при механизированной уборке (табл. 1, 2). Существенной проблемой являются остатки стволов топинамбура с корневищами, которые увеличивают потери клубней.
Рис. 1. Сорта топинамбура, имеющие короткие и длинные столоны и разную степень механической связи клубней со столонами
В связи со сложностью уборки и короткими сроками уборки, ограниченными погодными условиями, позволяющими использовать уборочную технику,
часть уборки приходится переносить на весну. Кроме того, семенной материал чаще убирают весной для пересадки. Оптимальные агротехнические сроки
уборки составляют осенью 250 ч, весной - 150 ч, поэтому техника по производительности должна быть рассчитана так, чтобы обеспечивать уборку без по-
терь. Исследования показали, что к весне клубневое гнездо существенно увеличивается, и это также нужно учитывать при уборке (табл. 1, 2).
Таблица 1
Параметры топинамбура при уборке 22.09.2015 г. (посадка 18.05.2015 г. -06.06.2015 г.), ООО «ВИВА», Костромская обл.
Сорт Параметры клубневого гнезда Объем, см3 Урожай, кг/куст*
длина, см ширина, см высота, см
1. Виолет де ренсе 25 20 14 7 000 0,46
2. Интерес 24 23 12 6 348 0,42
3. Интерес 21 25 24 12 7 200 0,51
4. Калужский 35 40 20 28 000 0,14
5. Находка 26 24 10 6 240 0,22
6. Новость ВИРа 24 25 7 4 200 0,66
7. Скороспелка 28 23 14 9 660 0,34
*Вес полевой.
Весной, после зимовки в почве, прочность клубневого гнезда снижается, и уборка упрощается, но сроки уборки топинамбура весной существенно короче: апрель-май. Связано это с тем, что механизированную уборку можно начинать только при со-
зревании почвы и хорошей ее сепарации, а заканчивать приходится до появления всходов. Весной клубни просыпаются и начинают прорастать, затем появляются всходы. Этим ограничен весенний срок уборки топинамбура.
Таблица 2
Параметры топинамбура при уборке 26.04.2016 г. (посадка 18.05.2015 г. -06.06.2015 г.), ООО «ВИВА», Костромская обл.
Сорт Параметры клубневого гнезда Объем, см3 Урожай клубней
длина, см ширина, см высота, см шт. кг/куст*
1. Виолет де ренсе 28 28 20 15 680 34 0,57
2. Интерес 34 28 18 17 136 70 1,66
3. Интерес 21 22 22 19 9 196 50 0,93
4. Калужский 47 47 22 48 598 60 0,93
5. Находка 18 22 24 9 504 20 0,13
6. Новость ВИРа 24 25 17 10 200 26 0,53
7. Скороспелка 30 24 19 10 260 33 1,15
*Вес полевой.
В таблице 3 представлены в сравнении размеры клубневых гнезд топинамбура и картофеля. Форма клубней у топинамбура может меняться в зависимости от условий произрастания и времени развития: например, первичные клубни часто бывают удлинёнными и имеют длинные столоны, в то время как вторичные клубни, формирующиесяя позже, как правило, бывают более округлыми и имеют короткие столоны [11]. Уборка клубней топинамбура аналогична уборке клубней картофеля с той разницей, что размер клубневого гнезда отличается в 1,2.1,5 раза [12].
Уборка клубней топинамбура - более сложный процесс, чем уборка картофеля. Механическая связь клубней топинамбура с клубневым гнездом за счет мощной корневой системы и прочной связи столонов с клубнями существенно выше, чем у картофеля, и они плохо разрушаются под действием рабочих органов уборочных машин, что проявляется особенно осенью и в значительной мере зависит от сорта. Все это усложняет осеннюю уборку топинамбура. Кроме того, механическая связь клубня со столоном осенью в 2.3 раза выше, чем весной, и нагрузка на рабочие органы уборочных машин
выше, поэтому после скашивания стеблей уборку лучше начинать через 10 дней.
Пауза между уборкой зеленой массы и клубней предпринимается для накопления клубневой массы за счет оттока пластических веществ из ствола в клубни. В это время идет созревание клубней и снижается их механическая связь со столонами. В условиях
больших объемов уборки и необходимости получения сырья для переработки уборку клубней большинства сортов можно начинать сразу после удаления стеблевой массы. Размер клубневого гнезда определяет параметры уборки: глубину и ширину подкапывания, а именно глубину хода подкапывающего лемеха и ширину расстановки обрезающих дисков.
Таблица 3
Сравнительный размер клубневых гнезд картофеля/топинамбура
Размер Длина гнезда Ширина Высота
Средний размер, см 25,5/29,0 20,6/28,0 18,9/19,9
Минимальный размер, см 14,0/22,0 7,0/22,0 16,0/17,3
Максимальный размер, см 36,0/47,0 31,0/47,0 24,0/24,0
При уборке топинамбура на агрегат действует сила сопротивления пласта [13]. Статистическую оценку сопротивления агрегата, а следовательно, и производительность уборки, проведем на основании анализа формулы В.П. Горячкина:
P = f • G + к • А ^ + в • А • B • v2,
где f - коэффициент сопротивления передвижению; G - вес уборочной машины; к - удельное сопротивление почвы; А - глубина хода лемеха комбайна; В - ширина захвата; в - скоростной коэффициент; v - скорость агрегата.
Анализ показывает, что из всех параметров, от которых зависит производительность уборки, можно выделить площадь поперечного сечения пласта, которая будет определяться схемой посадки и особенностями сорта топинамбура. Из этого можно сделать вывод о том, что интерес представляют в первую очередь сорта с компактными клубневыми гнездами.
На уборке используются картофелеуборочные комбайны, копатели-погрузчики или копатели (рис. 2). В настоящее время разрабатывается специальная опция к комбайну для уборки топинамбура.
а б
Рис. 2. Уборка топинамбура: а - копателем; б - комбайном
Технология уборки топинамбура может осуществляться по нескольким схемам [14]:
1) копателями с последующим подбором клубней вручную или комбайнами;
2) прямым комбайнированием - уборка комбайнами;
3) копателями-валкоукладчиками (2-, 4-рядны-ми с укладкой клубней в междурядье соседних неубранных рядков с последующей уборкой комбайнами).
Топинамбур - новая культура для крупномасштабного возделывания, поэтому необходимо более глубоко изучить преимущества и недостатки вариантов ее механизированной уборки [15].
Выводы
Разработка технологии возделывания и уборки топинамбура должна учитывать его сортовые особенности. При промышленном выращивании
топинамбура для сортов с большими клубневыми гнездами необходимо применять технологию возделывания и уборки с более широкими, чем 75 см, междурядьями. Необходимо изучить преимущества широкорядных посадок для повышения производительности уборки за счет использования раздельной и комбинированной технологии уборки.
Технические возможности формирования комплекта высокопроизводительной техники для уборки существуют. Способ уборки зависит от объемов уборки, наличия техники, состояния полей и посадок.
Библиографический список
1. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Звягинцев П.С., Лазунин Ю.Т. Топинамбур - инновационный ресурс в развитии экономики России // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки.
2013. № 2. С. 30-33.
2. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Механизация возделывания топинамбура в органическом земледелии // АПК России. 2016. Т. 23. № 4. С. 841-844.
3. Старовойтова О.А., Старовойтов В.И., Манохина А.А. Технология выращивания топинамбура в органическом земледелии // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2016. № 6 (76). С. 42-47.
4. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Звягинцев П.С., Мандрыка Е.А., Лазунин Ю.Т. Топинамбур - культура многоцелевого использования // Пищевая промышленность 2013. № 4. С. 22-25.
5. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Топинамбур как кормовой ресурс // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ имени В.П. Горячкина.
2014. № 3(63). С. 24-26.
6. Звягинцев П.С. Проблемы оценки эффективности инвестиций и инноваций // РАН ИЭ. 2010. 366 с.
7. Старовойтов В.И. Обоснование процессов и средств механизации производства картофеля в системе «Поле-потребитель»: Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1995. 37 с.
8. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Использование топинамбура для консервации полей // Сб. мат-лов Республиканской науч. -практич. конфер. «Постиндустриальный мир: Зелёный рост и зелёная экономика» ВКГУ имени С. Аманжолова. Казахстан: Усть-Каменогорск, 2016. С. 114-119.
9. Старовойтова О.А. Инновационная грядовая технология выращивания топинамбура и картофеля // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2015. № 1(65). С 11-14.
10. Способ возделывания топинамбура: пат. № 2539635 / Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Черников В.И.; заяв. 2013134375 от 22.07.2013; опубл. 20.01.2015. Бюл. № 2. 5 с.
11. Barloy J. Techniques of cultivation and production of the Jerusalem artichoke, in Topinambour (Jerusalem Artichoke), Report EUR11855, Grassi G. and Gosse G., Eds., Commission of the European Communities (CEC), Luxembourg, 1988. Pp. 45-57.
12. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А., Манохина А.А. Особенности технологии и машины для возделывания топинамбура // Сельский механизатор. 2015. № 11. С. 4-5.
13. Логинов Г.А., Овсюков В.Н. К вопросу механизированной уборки кормовых корнеплодов в условиях Северо-Запада // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 1971. № 5. С. 185-189.
14. Старовойтов В.И., Старовойтова О.А. Инновационные грядовые технологии и технические средства для возделывания картофеля и топинамбура // Земледелие. 2015. № 7. С. 40-42.
15. Кузьминова Г.С., Пономарев А.Г. Новая культура для аграрного сектора России требует разработки новых технологий // Инновационное развитие АПК России на базе интеллектуальных машинных технологий: Сб. науч. докл. Международной научно-технической конференции. 2014. С. 140-145.
Статья поступила 7.02.2017 г.
MECHANIZATION OF JERUSALEM ARTICHOKE HARVESTING
ALEKSANDRA А. MANOKHINA, PhD (Ag)
E-mail: alexman80@list.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The Jerusalem artichoke is a functional food (prebiotic) product. Currently, it is becoming more popular for industrial use. To assess the climatic suitability of its varieties for commercial cultivation in the framework of the Union Program "Innovative development of potato and Jerusalem artichoke production in 2013-2016", a series of tests have been conducted in eight climatic zones of Russia: Leningrad, Kostroma, Kaluga, Tver, Moscow,
and Omsk regions, Kabardino-Balkar and Karelia republics. The Jerusalem artichoke belongs to energy intensive crops with high cultivation and, primarily, harvesting costs. The experience of Jerusalem artichoke cultivation has shown that the existing machinery intended for potato harvesting can be adjusted for harvesting Jerusalem artichoke tubers as well. However, there are some specific features of Jerusalem artichoke harvesting that are caused by its biological differences from potato. Currently, some special adjustments in the design of a Jerusalem artichoke harvester are being made. The author proves that the development of the Jerusalem artichoke cultivation and harvesting technology should take into account varietal characteristics of the crop. It has been stated that the industrial cultivation of the Jerusalem artichoke varieties with large tuberous nests, it is recommended to provide for an inter-row distance that is wider than 75 cm. It is also necessary to study the advantages in wide inter-row cropping patterns to enable the use of separate and combined harvesting techniques. The formation of a set of high-performance machinery for harvesting is technically feasible. The author has determined that the harvesting method depends on the yield, the availability of equipment, and the condition of fields and crops.
Key words: Jerusalem artichoke, green mass, tubers, stolons, harvesting period, tuber nest, harvester, digger.
References
1. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Zvyagint-sev P.S., Lazunin Yu .T. Topinambur - innovatsionnyy resurs v razvitii ekonomiki Rossii [Jerusalem artichoke as an innovative resource in the development of the Russian economy] // Pishchevyye ingrediyenty. Syr'ye i dobavki. 2013. Issue 2. Pp. 30-33.
2. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manokhi-na A.A. Mekhanizatsiya vozdelyvaniya topinambura v organicheskom zemledelii [Mechanization of the cultivation of Jerusalem artichoke in organic farming] // APK Rossii. 2016. Vol. 23 Issue 4. Pp. 841-844.
3. Starovoytova O.A., Starovoytov VI., Manokhi-na A.A. Tekhnologiya vyrashchivaniya topinambura v organicheskom zemledelii [Technology of growing Jerusalem artichoke in organic farming] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni VP. Goryachkina". 2016. Issue 6 (76). Pp. 42-47.
4. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Zvyagint-sev P.S., Mandryka Ye. A., Lazunin Yu.T. Topinambur - kul'tura mnogotselevogo ispol'zovaniya [Jerusalem artichoke - a crop of multi-purpose use] // Pish-chevaya promyshlennost' 2013. Issue 4. Pp. 22-25.
5. Starovoytov VI., Starovoytova O.A., Manokhi-na A.A. Topinambur kak kormovoy resurs [Jerusalem artichoke as a forage resource] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni VP. Goryachkina". 2014. Issue 3(63). Pp. 24-26.
6. Zvyagintsev P.S. Problemy otsenki effektivnosti investitsiy i innovatsiy [Problems of assessing the effectiveness of investment and innovation] // RAN IE. 2010. 366 p.
7. Starovoytov V.I. Obosnovaniye protsessov i sred-stv mekhanizatsii proizvodstva kartofelya v sisteme «Pole-potrebitel'»: Avtoreferat dissertatsii na soiska-niye uchenoy stepeni doktora tekhnicheskikh nauk [Rationale for the use processes and means of mechanization of potato production in the "Field-consumer" system: DSc (Eng) thesis self-review]. M., 1995. 37 p.
8. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Manokhi-na A.A. Ispol'zovaniye topinambura dlya konservatsii poley [Use of Jerusalem artichoke for field conservation] // Sb. mat-lov Respublikanskoy nauch. - prak-tich. konfer. "Postindustrial'nyy mir: Zelonyy rost
i zelonaya ekonomika" VKGU imeni S. Amanzholova. Kazakhstan: Ust'-Kamenogorsk, 2016. Pp. 114-119.
9. Starovoytova O.A. Innovatsionnaya gryadovaya tekhnologiya vyrashchivaniya topinambura i kartofe-lya [Innovative bed technology of growing Jerusalem artichoke and potato] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni V.P. Goryachkina". 2015. Issue 1(65). Pp. 11-14.
10. Sposob vozdelyvaniya topinambura: pat. № 2539635 [Method of cultivating Jerusalem artichoke: pat. No. 2539635] / Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Chernikov V.I.; appl. 2013134375 from 22.07.2013; publ. on 20.01.2015. Bul. 2. 5 p.
11. Barloy J. Techniques of cultivation and production of the Jerusalem artichoke, in Topinambour (Jerusalem Artichoke), Report EUR11855, Grassi G. and Gosse G., Eds., Commission of the European Communities (CEC), Luxembourg, 1988. Pp. 45-57.
12. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A., Ma-nokhina A.A. Osobennosti tekhnologii i mashiny dlya vozdelyvaniya topinambura [Features of technology and machinery for the cultivation of Jerusalem artichoke] // Sel'skiy mekhanizator. 2015. Issue 11. Pp. 4-5.
13. Loginov G.A., Ovsyukov V.N. K voprosu me-khanizirovannoy uborki kormovykh korneplodov v usloviyakh Severo-Zapada [On mechanized harvesting of feed root crops in the North-West conditions] // Tekh-nologii i tekhnicheskiye sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rasteniyevodstva i zhivotno-vodstva. 1971. Issue 5. Pp. 185-189.
14. Starovoytov V.I., Starovoytova O.A. Innovat-sionnyye gryadovyye tekhnologii i tekhnicheskiye sredstva dlya vozdelyvaniya kartofelya i topinambura [Innovative bed technologies and technical means of cultivation of potato and Jerusalem artichoke] // Zem-ledeliye. 2015. Issue 7. Pp. 40-42.
15. Kuz'minova G.S., Ponomarev A.G. Novaya kul'tura dlya agrarnogo sektora Rossii trebuyet razrabot-ki novykh tekhnologiy [A new crop for Russian agriculture requires new technologies] // Innovatsionnoye raz-vitiye APK Rossii na baze intellektual'nykh mashinnykh tekhnologiy: Sb. nauch. dokl. Mezhdunarodnoy nauch-no-tekhnicheskoy konferentsii. 2014. Pp. 140-145.
Received on February 7, 2016
УДК 631
АБДУЛМАЖИДОВ ХАМЗАТАРСЛАНБЕКОВИЧ, канд. техн. наук, доцент
E-mail: Hamzat72@mail.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Большая Академическая, 44, Москва, 127550, Российская Федерация
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КАНАЛООЧИСТИТЕЛЯ С КОВШОМ НА ЖЕСТКОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ
Очистка как осушительных, так и оросительных каналов от наносов, заилений и растительности во многом определяет нормальное функционирование мелиоративных систем. Рассмотрен новый ковш с трапецеидальным сечением, позволяющий очищать не только дно канала, но и прилежащие ко дну части откосов каналов. Описываются конструкция рабочего оборудования, процесс копания наносов, их подъема в ковше и выгрузки. В результате проведенных лабораторных исследований с уменьшенной моделью ковша каналоочистителя выяснено, что перед ковшом при его неполном заполнении в процессе копания формируется призма волочения, для чего было предложено увеличить высоту ковша. Однако увеличение высоты ковша, а также его выполнение с трапецеидальным сечением ведет к увеличению его вместимости и массы, что может повлиять на устойчивость машины в момент подъема наносов из канала. Поэтому предложено применение гусеничного трактора в качестве базы каналоочистителя, что обеспечит достаточную устойчивость в процессе работы. Определена теоретическая производительность каналоочистителя с новым ковшом. На основе проведенных лабораторных исследований с моделью ковша трапецеидального сечения отмечается увеличение производительности и качества очистки дна канала. Установлено, что тяговые сопротивления при разработке наносов на дне канала значительно меньше, чем при разработке грунтов «в плотном теле» рабочими органами одноковшовых экскаваторов.
Ключевые слова: мелиоративные каналы, осушительные каналы, каналоочистители, откосы каналов, берма, ковш каналоочистителя, жесткие направляющие ковша, производительность каналоочистите-ля, наносы и заиления в каналах.
Введение. Фрезерные, роторные, а также многоковшовые рабочие органы существующих кана-лоочистителей не обеспечивают при очистке необходимый уклон дна канала, подрезают откосы, а выброшенными наносами портят культурные посевы [1-3].
Значительные технологические возможности имеют тракторные и экскаваторные каналоочистите-ли с рабочим органом, выполненным в виде ковша, перемещающегося по жестким направляющим [4-6].
Каналоочиститель РР-303 монтируется на болотном тракторе ДТ-75Б с помощью переднего и заднего поперечных брусьев (рис.). Рабочий орган подвешен к стреле мощного коробчатого сечения. Для обеспечения максимальной прочности узла навески и оптимального нагружения несущих элементов базового трактора поперечные брусья каналоочистителя крепятся непосредственно к продольным силовым брусьям тракторной рамы. Поперечные брусья являются основным несущим элементом навесного оборудования каналоочисти-теля; с правой стороны к ним прифланцовывает-ся рама контргруза, способная нести груз массой
до 3-х т, с левой стороны подвешивается стрела, связанная с помощью тяг с рычагами подъемного механизма, также установленного на поперечных брусьях.
Жесткая пространственная конструкция стрелы каналоочистителя рассчитана не только на работу несимметрично приложенных весовых нагрузок рабочего органа, но и на восприятие усилий, возникающих при технологических нарушениях процесса очистки и выемки наносов из русла канала. Стрела состоит из монолитной нижней секции, выполненной из двух боковых стрел традиционной ломаной формы коробчатого сечения, связанных между собой двумя поперечными балками. Во внутреннем пространстве боковых стрел размещены две верхние секции, обеспечивающие вынос рабочего органа на необходимое расстояние от трактора при наборе и его смещение от плоскости стрелы при разгрузке грунта. Верхние и нижние секции стрелы соединяются между собой в требуемом положении посредством двух пар пальцев, позволяющих изменять общий вылет стрелы от 3,22 до 4,95 м [7-9].
"77 /'/ 77 77 77" 77 Ту 77 77 77 /V /у /'/' /7 77 77
б
Рис. Каналоочиститель РР-303 с ковшом трапецеидального сечения: а - вид сбоку; б - вид спереди
а
Цель исследований - выявление способов увеличения производительности каналоочистителя.
Цель достигается решением задач по проектированию нового ковша каналоочистителя с трапецеидальным сечением и испытанием его модели в лабораторных условиях, а также выяснением возможности работы с различными грунтами, в том числе с каменистыми включениями и погребенной древесиной; выявлением способности работы в каналах с растительностью и водой. Также цель достигается определением способов выгрузки грунта (наносов) на берму канала без попадания его на посевы; осуществлением качественной планировки дна канала независимо от состояния бермы и положения на ней базовой машины; оценкой увеличения производительности при использовании новых сменных ковшей при очистке дна и прилежащих ко дну частей откосов.
Материал и методы. Рабочий орган - ковш трапецеидального сечения пассивного типа - создан на базе хорошо зарекомендовавшего себя ковшового оборудования, который очищает не только дно, но и прилежащие ко дну части откосов канала. Отличительной особенностью каналоочистителя РР-303 является то, что в процессе набора грунта ковш движется прямолинейно, вдоль русла канала. Такое движение обеспечивается ему жесткой направляющей балкой, выполненной из двух швеллеров, по которым на роликах катится ковш. Сама направляющая устанавливается на дно канала на двух концевых опорах, одна из которых расположена на уровне режущей кромки ковша, а другая поднята над кромкой на расстояние, равное величине срезаемой стружки. Этот подъем может регулироваться винтовым домкратом в зависимости от степени заиления очищаемого канала и в соответствии с требуемым уклоном дна.
Работа каналоочистителя осуществляется по-зиционно, при последовательном перемещении базового трактора по берме параллельно оси канала [10, 12]. При этом величина перемещения равна длине рабочего хода ковша. Направляющая балка с ковшом опускается на дно канала с помощью гидроцилиндров механизма подъема. Установка
22
направляющей вдоль оси канала в горизонтальной плоскости производится поворотом трактора с помощью бортовых фрикционов. При опускании направляющей в канал гидроцилиндр механизма качания находится, как правило, в «плавающем» положении, обеспечивая тем самым самоустановку рабочего органа на опоры.
Исходное положение ковша - на конце направляющей балки, сзади по отношению к трактору. Очистка производится при включении ходовых гидроцилиндров путем перемещения ковша вдоль направляющей. При этом пласт наносов разрезается вертикальными закрылками и кромкой ковша. Вырезанная стружка поступает в ковш. Образующееся в конце хода ковша перемещение призмы волочения останавливается упорным щитом, после чего происходит принудительное заталкивание всей срезанной массы наносов в ковш.
После набора ковша производится подъем рабочего органа из русла канала с помощью стреловых гидроцилиндров. Далее ковш возвращается в исходное положение и принудительно разгружается. Процесс разгрузки осуществляется при торможении подвижной стенки о неподвижный упор и дальнейшем перемещении ковша вдоль направляющей.
Вытолкнутый грунт падает на берму канала сзади трактора, образуя компактный массив, размеры которого в зависимости от количества воды в наносах колебались в пределах: длина - 0,8.1,5 м, ширина - 0,6.0,8 м, высота - 0,05.0,3 м.
На этом рабочий цикл заканчивается и каналоочиститель перемещается на новую позицию. Операцию выгрузки можно совмещать с перемещением машины на новую позицию. Более подробное описание работы каналоочистителя представлено в работах [4, 5, 10-12].
Результаты и обсуждение. Для определения производительности машин введено понятие «Условная скорость выполнения ремонтов» - Уусл, км/ч [13]. Это связано с тем, что протяженность пути машины при очистке каналов складывается не только из рабочих проходов, но и из холостых проходов.
Величина холостых проходов зависит от типа машины и выбранной технологии производства работ. Если обозначить рабочую скорость машины при выполнении операции очистки канала как V транспортную скорость при движении по проселочным дорогам - как У^, то условная скорость выполнения ремонтов будет равна
V ■V
Р X
К + А ■ К
■ К
где А = Ь/Ьр, т.е. безразмерная величина, показывающая соотношение протяженности холостых перегонов Ьх к протяженности рабочих проходов Ьр; Кв -коэффициент использования машины по времени.
Конструктивную (теоретическую) производительность каналоочистителя Пк как максимально возможную производительность машины периодического действия, м3/ч или т/ч, при условии, что все факторы, связанные с потерей времени или материала в течение рабочего цикла, отсутствуют, можно определить по формуле:
ПК = V п • P,
где д - расчетное количество наносов и заилений, извлекаемых со дна канала за один цикл работы, м3 или т; р - плотность наносов и заилений, т/м3; п -число циклов работы каналоочистителя в час:
п = 3600//ц,
где tц - продолжительность цикла, с.
Продолжительность цикла определяют в зависимости от продолжительности отдельных операций цикла:
^ = t0 + 4+40Д + 4+
где t0 - продолжительность опускания и установки рабочего органа в канал, с; ^ - продолжительность копания наносов ковшом при его продольном движении, с; 4од - продолжительность подъема ковша
с наносами, с; ^ - продолжительность выгрузки ковша, с; 4ер - продолжительность переезда канало-очистителя на новую позицию, с.
Техническую производительность каналоочи-стителя (Пт) как максимально возможную производительность, которая может быть достигнута в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины, можно определить по формуле:
П = Пк • К,
где Кт - коэффициент, учитывающий конкретные условия работы каналоочистителя (неполное использование вместимости рабочего органа из-за потерь, наличия воды с наносами и заилениями или их прилипания к стенкам и днищу ковша).
Эксплуатационная производительность канало-очистителя (Пэ) определяется с учетом потерь времени из-за перерывов в работе, связанных с механическим обслуживанием машины, с подготовкой ее к работе, по формуле:
Пэ = Пт • Кв,
где Кв - коэффициент использования каналоочисти-теля по времени:
^в = (Тс - Хгп)/ Тс,
где Тс - полное время работы каналоочистителя за смену, ч; ^ - время перерывов в работе машины за смену, ч.
Наличие в канале донной растительности не влияет на процесс набора грунта. В процессе набора разрушается корневая система растений, что позволяет отказаться от дополнительной операции удаления донной растительности специальной каналоокаши-вающей машиной. Экономическая оценка показала, что годовой экономический эффект только от применения одного каналоочистителя РР-303 соизмерим с работой на операции очистки дна каналов от наносов около 40 русловых ремонтеров.
Таблица
Результаты расчета производительности на основе технических характеристик каналоочистителя РР-303 с новым ковшом
Осредненные показатели Значение
Установка в канал, с 8
Набор грунта, с 12
Перемещение в положение выгрузки, с 10
Выгрузка, с 10
Перемещение базы на новую позицию, с 12
Общая продолжительность цикла, с 52
Производительность:
погонные метры в час, м/ч 210
метры кубические в час, м3/ч 17
Выводы
Каналоочистители с ковшом трапецеидального сечения на жесткой направляющей обладают такими технологическими достоинствами, как:
- возможность работы на любых грунтах-торфяниках и минеральных, в том числе с каменистыми включениями и погребенной древесиной;
- способность работы при зарастании канала растительностью, а также на каналах, как с водой, так и без воды;
- выгрузка грунта на берму канала (на полосу движения базовой машины) без попадания его на посевы;
- качественная планировкай дна канала независимо от состояния бермы и положения на ней базовой машины;
- возможность работы и в налипающих грунтах, поскольку разгрузка ковша осуществляется принудительно;
- наличие новых сменных ковшей, что позволяет с наибольшей эффективностью и производительностью очищать каналы с различной шириной по дну;
- возможность очистки не только дна от наносов, но и прилегающих ко дну частей откосов канала.
Библиографический список
1. Мелиоративные машины / Под ред. И.И. Мера. М.: Колос, 1980. 351 с.
2. Бадаев Л.И., Донской В.М. Техническая эксплуатация гидромелиоративных систем. М.: Колос, 1992. 270 с.
3. Абдразаков Ф.К., Кузнецов Р.Е. Механизированная очистка каналов от срезанного кустарника // Механизация строительства. 2006. .№ 1. С. 8-10.
4. Апатенко А.С., Владимирова Н.И. Повышение эффективности эксплуатации машин мелио-
ративного комплекса // Техника и оборудование для села. 2014. № 3. С. 38-40.
5. Апатенко А.С. Повышение эффективности эксплуатации агрегатов в составе технологических комплексов // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2012. № 3 (54). С. 37-40.
6. Новиченко А.И., Подхватилин И.М. Оценка эффективности функционирования средств технологического оснащения АПК // Природообустрой-ство. 2013. № 2. С. 92-96.
7. Абдулмажидов Х.А. Обоснование геометрических параметров ковшей каналоочистите-ля // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2013. № 2(58). С. 30-33.
8. Абдразаков Ф.К., Соловьев Д.А. Мелиоративные, строительные и дорожные машины. Саратов: Саратовский ГАУ 2003. 124 с.
9. Абдразаков Ф.К. Технология и технические средства для проведения эксплуатационно-ремонтных работ на оросительных каналах: Монография. 2008.
10. Абдулмажидов Х.А., Карапетян М.А. Очистка мелиоративных каналов от наносов, заилений и растительности // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2016. № 5 (75). С. 13-17.
11. Чыонг М.Д. Обоснование параметров и режимов работы каналоокашивающих машин для зоны осушения: Диссертация кандидата технических наук. Москва, 1999.
12. Евграфов В.А., Апатенко А.С., Новичен-ко А.И. Взаимосвязь эксплуатационно-технологических свойств машин и качества их технической эксплуатации в природообустройстве: Монография. М.: Издательство РГАУ-МСХА, 2015.
13. Гантман В.Б. Обоснование системы машин для эксплуатационно-ремонтных работ на осушительных системах: Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1998.
Статья поступила 2.11.2016 г.
CONSTRUCTIVE FEATURES AND PERFORMANCE CALCULATION OF CANAL CLEANER WITH A RIGID GUIDE BUCKET
KHAMZAT A. ABDULMAZHIDOV, PhD (Eng), Professor
E-mail: Hamzat72@mail.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Bolshaya Akademicheskaya str., 44, Moscow, 127550, Russian Federation
Cleaning of both drainage and irrigation canals from sediments, vegetation and silting largely determines the normal functioning of drainage systems. The paper features the design of a new bucket with a trapezoidal cross section, allowing to clean not only the canal bottom but also the adjacent canal slopes. The author describes in detail the work equipment design features, the process of silt digging, lifting in a bucket and unloading. The laboratory tests with a reduced model of a bucket canal cleaner have shown that a dragging prism is formed before an incomplete bucket in the course of digging. To resolve this problem, it has been proposed to increase the bucket
height. However, increasing the bucket height as well as its performance with a trapezoidal cross-section lead to its increased capacity and mass, which, in turn, may affect the machine stability at the moment of lifting sediments from the canal. This determines the use of a caterpillar tractor as a canal cleaner base to provide sufficient stability during the operation. The author has calculated theoretic performance of a canal cleaner equipped with a new bucket. The laboratory tests with a bucket model with a trapezoidal cross-section has proved an increase in the productivity and cleaning quality of the canal bottom. It has also been proved that traction resistance in sediment cleaning are significantly less at the canal bottom as compared with a case of "tight-body" excavation works with the use of working parts of single-bucket excavators.
Key words: irrigation canals, drainage canals, canal cleaners, canal slopes, berm, canal cleaner bucket, bucket rigid guides, canal cleaner performance, canal sediments and silts.
References
1. Meliorativnyye mashiny [Reclamation machines] / Ed. by I.I. Mera. M.: Kolos, 1980. 351 p.
2. Badayev L.I., Donskoy V.M. Tekhnicheskaya ekspluatatsiya gidromeliorativnykh system [Technical operation of irrigation and drainage systems]. M.: Kolos, 1992. 270 p.
3. Abdrazakov F.K., Kuznetsov R. Ye. Mekhanizi-rovannaya ochistka kanalov ot srezannogo kustarnika [Mechanized cleaning of canals from cut bush] // Mekh-anizatsiya stroitel'stva. 2006. Issue 1. Pp. 8-10.
4. Apatenko A.S., Vladimirova N.I. Povysheniye effektivnosti ekspluatatsii mashin meliorativnogo kom-pleksa [Increasing the efficiency of operation of land reclamation machines] // Tekhnika i oborudovaniye dlya sela. 2014. Issue 3. Pp. 38-40.
5. Apatenko A.S. Povysheniye effektivnosti ekspl-uatatsii agregatov v sostave tekhnologicheskikh kom-pleksov [Increasing the operation efficiency of technological units] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni VP. Goryachkina". 2012. Issue 3 (54). Pp. 37-40.
6. Novichenko A.I., Podkhvatilin I.M. Otsenka effektivnosti funktsionirovaniya sredstv tekhnolog-icheskogo osnashcheniya APK [Assessment of the effectiveness of using technical means of farm production] // Prirodoobustroystvo. 2013. Issue 2. Pp. 92-96.
7. Abdulmazhidov KH.A. Obosnovaniye geomet-richeskikh parametrov kovshey kanaloochistitelya [Substantiation of the geometric parameters of the canal cleaner bucket] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni V.P. Goryachkina". 2013. Issue 2(58). Pp. 30-33.
8. Abdrazakov F.K., Solov'yev D.A. Meliorativnyye, stroitel'nyye i dorozhnyye mashiny [Reclama-tive, construction and road machinery]. Saratov: Sara-tovskiy GAU, 2003. 124 p.
9. Abdrazakov F.K. Tekhnologiya i tekhnicheskiye sredstva dlya provedeniya ekspluatatsionno-remont-nykh rabot na orositel'nykh kanalakh: Monografiya [Technology and technical facilities for carrying out maintenance operations in irrigation canals: Monograph]. 2008.
10. Abdulmazhidov Kh.A., Karapetyan M.A. Ochistka meliorativnykh kanalov ot nanosov, zaileniy i rastitel'nosti [Cleaning of reclamation canals from sediments, saltation and vegetation] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni V.P. Goryachkina". 2016. Issue 5 (75). Pp. 13-17.
11. Chyong M.D. Obosnovaniye parametrov i rezhi-mov raboty kanalookashivayushchikh mashin dlya zony osusheniya: Dissertatsiya kandidata tekhnich-eskikh nauk [Substantiation of parameters and modes of operation of canal canning machines in drainage areas: DSc (Eng) thesis]. Moskva, 1999.
12. Yevgrafov VA., Apatenko A. S., Novichenko A.I. Vzaimosvyaz' ekspluatatsionno-tekhnologich-eskikh svoystv mashin i kachestva ikh tekhnicheskoy ekspluatatsii v prirodoobustroystve: Monografiya [Interrelationship of operational and technological properties of machines and the quality of their technical operation in environmental engineering: Monograph]. M.: Izdatel'stvo RGAU-MSKHA, 2015.
13. Gantman V.B. Obosnovaniye sistemy mashin dlya ekspluatatsionno-remontnykh rabot na osushi-tel'nykh sistemakh: Dissertatsiya v vide nauchnogo doklada na soiskaniye uchenoy stepeni doktora tekh-nicheskikh nauk [Substantiation of a machine system for maintenance operations in drainage systems: DSc (Eng) thesis in the form of a scientific report]. Moskva, 1998.
Received on November 2, 2016
УДК 631.01.020.05
КОРНЕЕВ АЛЕКСЕЙ ЮРЬЕВИЧ
E-mail: redos32@gmail.com
МАРТЫНОВА НАТАЛЬЯ БОРИСОВНА, канд. техн. наук
E-mail: yourim2@rambler.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 58, Москва, 127550, Российская Федерация
ПЛУЖНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН
ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСВА МЕЛИОРАТИВНЫХ КАНАЛОВ ПОЛУЭЛЛИПТИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ В ЗОНЕ ОСУШЕНИЯ
Поперечное сечение канала зависит от грунтовых условий и характеризуется шириной по дну, глубиной и углом заложения откосов. Выбор гидравлически наиболее выгодного сечения поперечного профиля осушительного канала является актуальной проблемой при проектировании мелиоративных каналов в зоне осушения. Для определения наиболее выгодного сечения канала применена методика И.И. Агроскина. Рассмотрены сечения каналов трапецеидального, параболического и полуэллиптического профилей. По результатам расчетов рекомендовано полуэллиптическое сечение для строительства осушительных каналов. Экспериментальные исследования проводились в различных грунтовых условиях. Отмечено, что существенное влияние на процесс копания грунта оказывают категория грунта и глубина разработки. По результатам исследований для строительства мелиоративных каналов полуэллиптического профиля предложена конструкция плужного рабочего органа. Доказано, что плужный каналокопатель может эффективно использоваться в различных грунтовых условиях при строительстве мелиоративной сети в зоне осушения. Тяговые усилия у разработанной машины ниже, чем у аналогичных машин трапецеидального профиля.
Ключевые слова: плужный каналокопатель, поперечный профиль, смоченный периметр, гидравлический радиус, живое сечение канала, устойчивость откосов, заиление, размываемость.
Введение. Для строительства мелиоративных каналов используются машины с активным, активно-пассивным и пассивным рабочими органами. К каналокопателям с пассивным рабочим органом относятся плужные, к активно-пассивным - плужно-роторные, к активным - двухроторные, шнекоротор-ные машины. Их конструкции имеют свои особенности, которые определяются областью применения данных мелиоративных машин для строительства осушительной сети.
Поперечное сечение канала зависит от грунтовых условий и характеризуется шириной по дну, глубиной и углом заложения откосов. В подавляющем большинстве мелиоративные каналы имеют трапецеидальную форму. Это объясняется тем, что рабочий орган мелиоративного каналокопателя технически проще изготовить для строительства каналов трапецеидального сечения. Однако трапецеидальная форма, характеризующаяся отсутствием технических сложностей при строительстве, имеет ряд недостатков: в нижней части откосы оплывают и происходит их заиление. По этой причине сечение канала, а следовательно, и его пропускная способность уменьшаются. В верхней
части откоса разрушений практически не наблюдается, но слишком большие территории выводятся из севооборота.
Каналы криволинейного сечения помогают избегать этих недостатков. Отсутствие углов помогает избежать зон заиления. В верхней части откоса угол к горизонту увеличивается, поэтому ширина канала по верху не будет достигать таких больших значений, как при строительстве трапецеидальных каналов. Следовательно, сечение русла будет использоваться более эффективно, что особенно актуально для осушительных каналов в период паводка, во время затяжных дождей и во время коротких ливневых дождей.
Можно предположить, что отсутствие углов и, как следствие, низкая размываемость сечения будут способствовать увеличению устойчивости данного поперечного сечения во времени, а соответственно и повышению срока службы осушительных каналов криволинейного сечения.
Цель исследований - определение наиболее выгодного поперечного профиля мелиоративного канала в зоне осушения и создание машины для строительства канала исследуемого профиля.
Материал и методы. Для определения наиболее выгодного сечения использовалась методика И.И. Агроскина, которым было введено понятие удельного смоченного периметра [1]:
7 =Х = 5 = Х
0 Я Я2 5 '
где - живое сечение канала, м2; Я - гидравлический радиус, м; х - длина смоченного периметра, м.
Следовательно, чем меньше удельный смоченный периметр, тем больший расход воды может пропустить данное поперечное сечение канала за единицу времени [2].
Определим удельный смоченный периметр для различных геометрических форм сечений каналов. Наиболее выгодное сечение будет иметь наименьший удельный смоченный периметр. Расчеты произведем для каналов различных профилей. В качестве исходных параметров принимаем, что глубина канала составляет 1,5 м, ширина канала по верху -3,5 м, для трапецеидального канала ширина канала по дну - 0,5 м, коэффициент заложения откосов - 1:1.
Рассмотрим трапецеидальное сечение канала как традиционно используемое (рис. 1) [3].
Определим смоченный периметр [1]:
X
= Ь+ 2 ■ ЬЛ
где Ь - ширина канала по дну, м; т - коэффициент заложения откоса; к - глубина канала, м.
Определим площадь поперечного сечения канала:
5 = Ь ■ Ь + ш- к2.
Определим удельный смоченный периметр [1]:
(Ь+ 2 Ь ■ VI + ш2)2 (0,5 + 2-1,5-VI +12)2
X = --- = --- = 7,498.
Ь-Ь+ ш ■ к2 0,5-1,5 +1 • 1,52
Рис. 1. Трапецеидальное сечение канала
Сравним трапецеидальное сечение с параболическим (рис. 2). Смоченный периметр для параболического сечения
Х = 0,25 ■ (в^ >/1 + В2 + 1п (в + л/1 + В1)), где В - ширина канала по верху, м.
Площадь сечения канала параболического профиля кВ
5 =
3
Определим удельный смоченный периметр для канала параболического профиля:
Ха =
3 ■ (в^ л/1 + В2 + 1п (в + V1 + В2 ))2
42 к В
3 (з, 5 ■ л/1 + 3,52 + 1п (3,5 1 + 3,52 ))2
16 ■ 1,53 ■ 3,5
= 6,56.
Рис. 2. Параболическое сечение канала
Рассмотрим канал полуэллиптического профиля (рис. 3). Находим смоченный периметр:
X = 0,5 п ■ (0,5 В + Ь).
Площадь поперечного сечения
£ = 0,25 •п • В • к
Удельный смоченный периметр для канала полуэллиптического профиля
X
ж- (0,5 В + к )2 = 3,14 ■ (0,5 ■ 3,5 + 1,5)2 = 6 32
В■ Ь
3,5 ■ 1,5
Следовательно, канал полуэллиптического профиля имеет геометрически более выгодное сечение.
Рис. 3. Полуэллиптическое сечение канала
Полуэллиптическое сечение по гидравлическим параметрам является наиболее выгодным из рассмотренных видов (величина удельного смоченного периметра составила 6,32). Следовательно, полуэллиптическое сечение может быть рекомендовано для строительства осушительных каналов.
По результатам исследований была создана модель плужного каналокопателя полуэллиптического профиля (рис. 4). Экспериментальные исследования проводились в различных грунтовых условиях.
Рис. 4. Модель плужного каналокопателя полуэллиптического профиля
Результаты и обсуждение. Образец использовался для копания грунта на различную глубину. В процессе эксперимента менялись влажность грунта от 5 до 10% и его гранулометрический состав (супесь - 4 удара плотномера ДорНИИ; суглинок - 9 ударов) [4]. В результате исследования процесса составлено уравнение регрессии, которое адекватно описывает процесс копания грунта плужным каналокопателем полуэллиптического профиля [5]. Существенное влияние на процесс оказывают категория грунта и глубина разработки. Влажность в исследуемых пределах оказывает существенно меньшее влияние на процесс:
Я(Н,а,С) = 13,25 + 3,7Н + 0,91 а+ 3,58С,
где Н - глубина копания, м; а - влажность грунта, %; С - число ударов плотномера ДорНИИ.
В процессе исследования было определено усилие сопротивления грунта копанию. Полученные данные сравнили с технической характеристикой существующих конструкций плужных каналокопа-телей трапецеидального профиля МК-16 и ПК-100 (табл.) [2].
Таблица
Техническая характеристика плужных каналокопателей
Показатель МК-16 ПК-100 Разработанная машина
Глубина канала, м 0,50 1,05 1,50
Ширина по верху, м 1,85 2,30 3,50
Тяговое усилие, кН 44 68 75
Выводы
1. Осушительные каналы трапецеидального профиля имеют следующие недостатки:
- сечение неэффективно с точки зрения гидравлики (большие площади в верхней части канала выводятся из севооборота);
- невысокой является устойчивость к размыву (верхние пласты грунта размываются под действием атмосферных осадков и паводковых вод, а стык дна и откоса быстро заиливается, изменяя поперечное сечение канала и уменьшая его пропускную способность).
2. Параболическое сечение канала гидравлически более выгодно благодаря криволинейной поверхности откоса.
3. Полуэллиптическое сечение канала имеет наименьший удельный смоченный периметр, следовательно, каналы полуэллиптического профиля могут быть эффективно использованы для строительства осушительных сетей.
4. Опытные исследования показали, что плужный каналокопатель может эффективно использоваться в различных грунтовых условиях при строительстве мелиоративной сети в зоне осушения. Тяговые усилия у разработанной машины ниже, чем у аналогичных машин трапецеидального профиля.
Библиографический список
1. Агроскин И.И. Гидравлика / И.И. Агроскин. М.: Энергия, 1964. 531 с.
2. Шестопалов К.К. Машины для земляных работ / К.К. Шестопалов. М.: МАДИ, 2011. 145 с.
3. Аверьянов С.Ф. Управление водным режимом мелиорируемых сельскохозяйственных земель / С.Ф. Аверьянов. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. 542 с.
4. Слюсаренко В.В. Машины и оборудование природообустройства / В.В. Слюсаренко, А.В. Хи-зов, А.В. Русинов. Саратов: ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2012. 130 с.
5. Баловнев В.И. Определение оптимальных параметров и выбор землеройных машин в зависимости от условий эксплуатации / В.И. Баловнев. М.: МАДИ, 2010. 134 с.
Статья поступила 7.12.2016 г.
PLOW WORKING TOOL FOR CONSTRUCTING SEMI-ELLIPTICAL RECLAMATION CANАLS IN DRAINAGE AREAS
ALEKSEI Yu. KORNEYEV, postgraduate student
E-mail: redos32@gmail.com
NATALIA B. MARTYNOVA, Associate Professor
E-mail: yourim2@rambler.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The canal cross section depends on earth conditions and is characterized by the bottom width and depth, as well as an embankment angle. Selecting hydraulically most profitable sections of a transverse profile for drainage canals is an important problem in designing reclamation canals in a drainage zone. In determining the most advantageous canal cross-section, use has been made of I.I. Agroskin's method. The authors have considered canal cross sections of trapezoidal, parabolic and semielliptical profiles. Basing on the calculation results, they have recommended to use a semi-elliptical section for the construction of drainage canals. Experimental studies have been carried out under various earth conditions. It has been noted that the earth category and the digging depth make a significant influence on the digging process. According to the research results, the authors suggest applying a semi-elliptic profile for the construction of reclamation canals and offer a design of a plough working body. It has been proved that a plough ditcher can be effectively used in various earth conditions for reclamation works in a drainage zone. Traction forces of the developed machine are lower than those of similar trapezoidal profile machines.
Key words: plough ditcher, cross profile, wetted perimeter, hydraulic radius, live canal cross section, stability of slopes, sedimentation, smearing.
References
1. Agroskin I.I. Gidravlika [Hydraulics] / I.I. Agro-skin. M.: Energiya, 1964. 531 p.
2. Shestopalov K.K. Mashiny dlya zemlyanykh rabot [Earth-moving machines] / K.K. Shestopalov. M.: MADI, 2011. 145 p.
3. Aver'yanov S.F. Upravleniye vodnym rezhi-mom melioriruyemykh sel'skokhozyaystvennykh ze-mel' [Controlling the water regime of reclaimed farmland] / S.F. Aver'yanov. M.: Izd-vo RGAU-MSKHA, 2015. 542 p.
4. Slyusarenko V.V. Mashiny i oborudovaniye pri-rodoobustroystva [Machinery and equipment for environmental engineering] / V.V. Slyusarenko, A.V. Kh-izov, A.V. Rusinov. Saratov: FGBOU VPO "Saratovs-kiy GAU", 2012. 130 p.
5. Balovnev VI. Opredeleniye optimal'nykh paramet-rov i vybor zemleroynykh mashin v zavisimosti ot usloviy ekspluatatsii [Determination of optimal parameters and selection of earth-moving machines depending on operating conditions] / VI. Balovnev. M.: MADI, 2010. 134 p.
Received on December 7, 2016
УДК 621(075.8)
ПАВЛОВ АЛЕКСАНДР ЕГОРОВИЧ, канд. физ.-мат. наук, доцент
E-mail: alexpavlov60@mail.ru
ПАВЛОВА ЛАРИСА АЛЕКСАНДРОВНА, доцент
E-mail: krasilnikowa.larisa2011@yandex.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
КИНЕМАТИКА ДЕЗАКСИАЛЬНОГО КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННОГО МЕХАНИЗМА В ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ФУНКЦИЯХ ЯКОБИ
Кривошипно-ползунные механизмы широко применяются в сельскохозяйственной технике: в механизмах с гидроустройствами и пневмоустройствами. Механизм поршневого двигателя, поршневого пресса, механизм привода ножа косилки имеют в своей основе кривошипно-ползунный механизм. Кинематический анализ даёт возможность найти законы движения деталей кривошипно-шатунного механизма при известном законе движения коленчатого вала. В современной учебной литературе при изложении теории движения механизмов традиционно принято разложение нелинейных функций в ряд по степенным или тригонометрическим функциям и трудоёмкое использование большого количества таблиц. Целью работы является нахождение класса функций для адекватного представления движения звеньев кривошипно-ползунного механизма. Показано, что эллиптические функции, введенные в теории аналитических функций Якоби и Абелем, оказываются естественными для описания кинематики механизма. Обосновывается их предпочтительность над традиционно применяемыми тригонометрическими функциями для описания движения кривошипно-шатунных механизмов. Рассмотрен дезаксиальный механизм с некоторыми характеристиками и построены его шатунные траектории. Для аксиального механизма шатунные кривые описываются алгебраическим уравнением четвёртого порядка, а для частного случая равенства длин кривошипа и шатуна показано, что точки шатуна вычерчивают эллипсы. Использование высших трансцендентных функций в инженерных задачах закономерно, оперировать с ними также удобно, как и с элементарными функциями.
Ключевые слова: дезаксиальные и аксиальные кривошипно-ползунные механизмы, шатунные траектории, центроиды точек шатуна.
Введение. В курсе кинематики изучаются движения звеньев механизмов вне зависимости от сил, вызывающих движение. Кривошипно-ползунные механизмы широко применяются в сельскохозяйственной технике: в механизмах с гидроустройствами и пневмоустройствами. Механизм поршневого двигателя [1], поршневого пресса, механизм привода ножа косилки [2] имеют в своей основе всё тот же кривошипно-ползунный механизм [3-7]. Кинематический анализ даёт возможность найти законы движения деталей кривошипно-шатунного механизма при известном законе движения коленчатого вала. В учебной литературе, включая и современные учебники [1], при изложении теории движения механизмов традиционно принято разложение нелинейных функций в ряд до первого порядка и обширное применение таблиц. Современное сельскохозяйственное машиностроение предъявляет повышенные требования к проведению теоретических расчётов [8].
Цель исследований - нахождение класса функций для адекватного представления движения звеньев кривошипно-ползунного механизма.
Материалы и методы. Показано, что эллиптические функции, введенные в теории аналитических функций Якоби и Абелем, оказываются естественными для описания кинематики механизма. В работе обосновывается их предпочтительность над традиционно применяемыми для описания движения кривошипно-шатунных механизмов тригонометрическими функциями. В XXI в. использование высших трансцендентных функций в инженерных задачах закономерно, оперировать с ними также комфортно, как и с элементарными функциями.
Результаты и обсуждение. Рассмотрим криво-шипно-ползунный механизм (рис. 1). Радиус кривошипа - г, длина шатуна - I. Центр О оси кривошипа примем за начало координат, а прямую, вдоль которой перемещается поршень, назовём осью Ох. Прямоугольная система координат Оху является неподвижной.
С шатуном свяжем подвижную систему координат О^ц, в которой прямая линия О^ проходит через ось шатуна, е - дезаксиал механизма.
Рис. 1. Схема кривошипно-ползунного механизма
Координаты точки М шатуна, связанные со стойкой М(х, у), выражаются через координаты точки, связанные с шатуном М(£ п) матрицей А ортогонального поворота вокруг точки О 1 (пальца) с последующим сдвигом начала координат:
У
cos в sin в - sin в cos в
( cos а\ + r\ . I. (1) I sin a)
Рассмотрев треугольник АООхК, находим связь между углами а и в:
r e
sin в = - sin а+ - = k sin а + q , (2)
где к = г / I и # = е / I - параметры, меньше единицы.
При изучении движения точек шатуна криво-шипно-ползунного механизма традиционно используются тригонометрические функции [1, 2]. Далее будет показано, что логичнее работать в эллиптических функциях Якоби [3-9]. Вид формул упрощается, т.е. введённая в данной задаче параметризация является естественной [10].
Уместно принять интеграл
а
U = J
dp
Vi - к2 si
sin2 ф
(3)
cos в
вид:
= A
cn(u) sn(u)
(4)
В полученных формулах перехода тригонометрические функции углов а и в заменились на эллиптические функции Якоби одного параметра и. Матрица перехода в формуле (4) является ортогональной с детерминантом, равным единице:
A =
yjl - (k • sn(u) + q)2 (k • sn(u) + q) -(k • sn(u) + q) yjl - (k • sn(u) + q)2
(5)
В частности, для аксиального механизма с д = 0 формулы упрощаются, вместо квадратного корня в элементах матрицы (5) появляется эллиптическая функция dn(u):
cos в = V1 - k2sn2(u) = dn(u). Формула (4) принимает вид:
dn(u) k • sn(u) -k • sn(u) dn(u)
+ r
cn(u) sn(u)
(6)
как функцию верхнего предела, за аргумент, угол а будет амплитудой параметра и: а = am(u), и тогда получаем явные зависимости тригонометрических функций от этого параметра:
sin а = sn(u), cos а = cn(u), sin в = k • sn(u) + q, $ в = J1 - (k • sn(u) + q)2 .
Формулы преобразования координат (1) примут
Для эллиптических функций выполняется тождество
dn2u + к2 бп2Ы = 1,
т.е. детерминант матрицы в уравнениях (6) равен единице.
Таким образом, выбрав произвольную точку М шатуна с фиксированными координатами (£ п), мы получили функции её абсолютных координат (х, у) в зависимости от одного аргумента и, значения эллиптического интеграла (3). Заметим, что формулы (1) задавали координаты точки М посредством двух параметров а и в, связанных уравнением (2). Точка М при движении в плоскости Оху вычерчивает алгебраическую кривую.
Для примера рассмотрим дезаксиальный механизм с характеристиками г = 1; I = 4; д = 0,1. Далее возьмём точки шатуна с координатами : (0; 0,4), (1; 0,4), (2; 0,4), (3; 0,4) и продемонстрируем их шатунные траектории (рис. 2).
/ \ (х ^
Рис. 2. Шатунные траектории в абсолютной системе координат
Для аксиального механизма шатунные кривые будут описываться алгебраическим уравнением четвёртого порядка, а для частного случая г = I получим, что точки шатуна вычерчивают эллипсы.
Формулы перехода от подвижной системы координат к неподвижной системе имеют вид:
= А -
У) )^п(и) )
(7)
Вычислим скорость точки М в абсолютной системе координат, продифференцировав матричное выражение (4) по времени. Производная матрицы А равна
(А = -к • сп(и) • (п(и) — В Ж dt
Здесь была введена ортогональная матрица
(8)
В =
к • Бп(и) + д
у1 1 - (к • Бп(и) + д)2
1
-1
к • Бп(и) + д
у]1 - (к • Бп(и) + д)2
(9)
и использованы правила дифференцирования функций Якоби:
— Бп(и) = сп(и) • (п(и), du
Применим к уравнениям (10) формулы обратного перехода (7) и получим
( | Х | = -к • сп(и) • dn(u) — С | Х | +
dt ) у I dt ) у^
(1))
+ г • dn(u)
1 +
к • сп(и)
Л
у]1 - (к • Бп(и) + д)2
du (-Бп(и)^
dt ) сп(и) )
Матрица С определяется как произведение матриц и имеет вид:
С = ВА =
у]1 - (к • Бп(и) + д)2
0 -1 1 0
(12)
Найдём координаты мгновенного центра скоростей шатуна Р(х, у) в системе координат, связанной со стойкой, положив в формуле (11) хр = 0, ур = 0 . Отсюда получаем параметрическое представление центроиды в матричной форме:
Ур
I (к • сп(и) + V1 - (к • Бп(и) + д)2)[ 1 |. (13)
Бс(и ) )
Для частного случая аксиального механизма е = 0, уравнения центроиды приобретают совсем простой вид:
хр = I(к • сп(и) + dn(u)),
(14)
Тогда
— сп(и) = -Бп(и) • dn(u), du
— dn(u) = -к2Бп(и) • сп(и). du
Х) = -к • сп(и) • (!п(и) — ВГ dt) у) dt
, / ч du (-Бп(и)^
+ г • п(и)--I |.
dt ) сп(и) )
(10)
Ур = I • Бп(и) (к + (с(и)).
(15)
В полученных формулах (13) и (15) были введены следующие эллиптические функции:
^и), ^ ас{и) = (п(и)
сп(и)
сп(и)
Неподвижная центроида для аксиального случая п = 0 описывается алгебраической кривой шестого порядка:
(хр - !2к'2)2(хр + ур) = 4к212хА1
(16)
1
Характерный вид кривой представлен на рисунке 3.
х
Правая и левая крайние точки на рисунке отвечают предельным положениям шатуна, а точка разрыва соответствует мгновенно-поступательному движению твёрдого тела. В частности, когда длина кривошипа равна длине шатуна г = /, параметры эллиптического интеграла - к = 1; к' = 0, уравнение центроиды приобретает вид:
Х4(хр + ур) = 4/2х4р. (17)
Геометрическим местом точек на плоскости у), отвечающим решению алгебраического уравнения (17), является окружность радиуса 21 и прямая хР = 0. Таким образом, кривая качественно изменилась, а точка разрыва, соответствующая моменту мгновенно-поступательного движения тела, описывается корнем уравнения (17) хР = 0.
Авторы выражают благодарность к.т.н., доценту А.Н. Никитенко за обсуждение технических аспектов движения механизма, а также благодарны участникам 59-й юбилейной конференции МФТИ (секция теоретической механики) за интерес, проявленный к докладу.
Библиографический список
1. Гоц А.Н. Кинематика и динамика кривошип-но-шатунного механизма поршневых двигателей. Владимир: Изд-во ВлГУ, 2014. 142 с.
2. Трубилин Е.Н. и др. Машины для уборки сельскохозяйственных культур (конструкции, теория и расчёт). Краснодар: КГАУ, 2009. 216 с.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Изд-во Наука, 1988. 640 с.
4. Жуков В.А., Яманин А.И. Анализ алгоритмов расчета кинематики кривошипно-шатунных механизмов с прицепными шатунами // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2016. № 2 (36). С. 109-117.
5. Грабовский А.А. Анализ уравновешенности двигателей внутреннего сгорания с кривошипно-шатунным механизмом со сдвоенными кинематическими связями // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2011. № 4 (20). С. 214-224.
6. Вершина Г.А. и др. Влияние величины дезак-сажа кривошипно-шатунного механизма на технико-экономические показатели работы двухтактного двигателя внутреннего сгорания // Наука и техника. 2011. № 4. С. 39-43.
7. Глемба К.В. и др. Диагностирование коренных и шатунных подшипников кривошипно-шатунного механизма // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. 2014. № 1. Т. 14. С. 63-71.
8. Ерохин М.Н. и др. Детали машин и основы конструирования. М.: КолосС, 2005. 464 с.
9. Якоби К. Лекции по динамике. М.: УРСС, 2004. 272 с.
10. Уиттекер Э.Т., Ватсон Дж.Н. Курс современного анализа. М.: УРСС, 2010. 516 с.
11. Павлов А.Е., Павлова Л.А. Динамика твёрдого тела для агроинженеров. LAP Lambert Academic Publishing. Saarbrucken. Germany, 2014. 348 с. URL: http://www.ljubljuknigi.ru/.
Статья поступила 16.11.2016 г.
KINEMATICS OF SLIDER-CRANK MECHANISM IN JACOBI ELLIPTIC FUNCTIONS
ALEKSANDR E. PAVLOV, PhD (Math), Associate Professor
E-mail: alexpavlov60@mail.ru
LARISA A. PAVLOVA, Associate Professor
E-mail: krasilnikowa.larisa2011@yandex.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya street, 49, 127550, Moscow, Russian Federation
Crank-slide mechanisms are widely used in agricultural machinery, especially in mechanisms with hydraulic and pneumatic devices. A reciprocating engine mechanism, a piston press mechanism, and the drive mechanism
of a mower's knife are based on a crank-slide mechanism. The kinematic analysis makes it possible to find the laws of motion the crank mechanism parts with account of the known law of the crankshaft motion. In modern manuals describing the theory of mechanism motion it is customary to expand nonlinear functions in a series of power or trigonometric functions and use a large number of time-consuming tables. The paper aim is to find a class of functions for adequate representation of the motion of crank-slide mechanism links. It has been shown that the elliptic functions introduced in the theory of analytic functions by Jacobi and Abel prove to be natural for describing the mechanism kinematics. The authors justify their preferences over traditionally applied trigonometric functions for describing the motion of crank-connecting mechanisms. The paper also considers a eccentric mechanism with some its characteristics and provides its connecting rod trajectories. For the axial mechanism, the connecting rod curves are described by an algebraic equation of the fourth order, and for a special case of equality of crank and connecting rod lengths, it has been shown that the connecting rod points draw ellipses. Applying higher transcendental functions in engineering problems is rather appropriate and as convenient as using elementary functions.
Key words: eccentric and axial slider-crank mechanisms, connecting rod trajectories, connecting rod cen-troid points.
References
1. Gots A.N. Kinematika i dinamika krivoship-no-shatunnogo mekhanizma porshnevykh dvigateley [Kinematics and dynamics of the crank-piston mechanism of reciprocating engines]. Vladimir: Izd-vo VlGU, 2014. 142 p.
2. Trubilin Ye .N. i dr. Mashiny dlya uborki sel'skok-hozyaystvennykh kul'tur (konstruktsii, teoriya i raschot) [Machines for harvesting crops (construction, theory and calculation)]. Krasnodar: KGAU, 2009. 216 p.
3. Artobolevskiy I.I. Teoriya mekhanizmov i mashin [Theory of mechanisms and machines]. M.: Izd-vo Nauka, 1988. 640 p.
4. Zhukov V.A., Yamanin A.I. Analiz algoritmov rascheta kinematiki krivoshipno-shatunnykh mekhanizmov s pritsepnymi shatunami [Analysis of algorithms for calculating the kinematics of crank-and-rod mechanisms with auxiliary connecting rods] // Vestnik gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota im. admirala S.O. Makarova. 2016. Issue 2 (36). Pp. 109-117.
5. Grabovskiy A. A. Analiz uravnoveshennosti dvi-gateley vnutrennego sgoraniya s krivoshipno-shatun-nym mekhanizmom so sdvoyennymi kinematicheskimi svyazyami [Analysis of the balancing of internal combustion engines with a crank-connecting mechanism with twin kinematical connections] // Izvestiya vysshi-kh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekh-nicheskiye nauki. 2011. Issue 4 (20). Pp. 214-224.
6. Vershina G.A. i dr. Vliyaniye velichiny dezak-sazha krivoshipno-shatunnogo mekhanizma na tekh-niko-ekonomicheskiye pokazateli raboty dvukhtak-tnogo dvigatelya vnutrennego sgoraniya [Influence of the magnitude of the crank-connecting mechanism ofsetting on the technical and economic index of a two-stroke internal combustion engine operation] // Nauka i tekhnika. 2011. Issue 4. Pp. 39-43.
7. Glemba K.V. i dr. Diagnostirovaniye korennykh i shatunnykh podshipnikov krivoshipno-shatunnogo mekhanizma [Diagnostics of main and connecting-rod bearings of the crank-and-rod mechanism] // Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Mashinostroyeniye. 2014. Issue 1. Vol. 14. Pp. 63-71.
8. Yerokhin M.N. i dr. Detali mashin i osnovy kon-struirovaniya [Machine components and design basics]. M.: KolosS, 2005. 464 p.
9.Yakobi K. Lektsii po dinamike [Lectures on dynamics]. M.: URSS, 2004. 272 p.
10. Uitteker E.T., Vatson Dzh. N. Kurs sovremen-nogo analiza [Course of modern analysis]. M.: URSS, 2010. 516 p.
11. Pavlov A.Ye., Pavlova L.A. Dinamika tvor-dogo tela dlya agroinzhenerov [Rigid body dynamics for agroengineers]. LAP Lambert Academic Publishing. Saarbrucken. Germany, 2014. 348 p. URL: http://www.ljubljuknigi.ru/.
Received on November 16, 2016
УДК 631.3.004.69.(470)
ЗИМИН НИКОЛАЙ ЕГОРОВИЧ, докт. экон. наук, профессор
E-mail: zimnikolaj@yandex.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ ВОСПРОИЗВОДСТВА ТЕХНИЧЕСКОЙ БАЗЫ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА НА ЭКОНОМИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕДПРИЯТИЙ
Упреждение негативных последствий использования основных производственных фондов в части сельскохозяйственной техники базируется на создании оптимальных условий ее воспроизводства, которые предусматривают минимизацию затрат на единицу выполненной работы или на единицу произведенной продукции. Своевременный мониторинг индикаторов воспроизводства основных фондов на предприятии позволяет наметить пути улучшения их использования, что может быть эффективной превентивной мерой снижения угроз потери экономической безопасности. Рассмотрены показатели воспроизводства сельскохозяйственной техники. Представлены результаты исследований обновления машинно-тракторного парка агропредприятий России за последние 15 лет, которые показали устойчивую тенденцию сокращения обеспеченности хозяйств машинами по причине предельного физического износа, превышения списания по сравнению с вводом новых и повышения доли машин в эксплуатации со сроками использования более 10 лет. На примере тракторов показано для стареющего парка закономерное увеличение простоев по причине отказов и затрат на их устранение, что является объективным свойством современных машин. Отличительной особенностью современного обновления является высокий удельный вес техники зарубежного производства. На основе проведенного анализа предложены рекомендации по оптимизации воспроизводства машин в целях обеспечения экономической безопасности работы предприятий. Экономическая безопасность рассмотрена не с позиций защиты предприятий от угроз, а с точки зрения достижения условий получения максимального экономического результата (прибыли) на основе минимизации вероятностного наступления опасностей и угроз для осуществления воспроизводства машин. Предлагаемый инструментарий может найти применение при разработке превентивных мероприятий по обеспечению экономической безопасности хозяйствующих субъектов агроотрасли.
Ключевые слова: экономическая безопасность, затраты по использованию машин, воспроизводство, износ, экономическое снашивание, амортизация, срок службы, технико-экономический параметр машины.
ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В АПК
Введение. Экономическая безопасность предприятия в определенной мере выражается его способностью противостоять угрозам неполучения планируемых показателей экономического результата. Современные условия хозяйствования требуют от руководителей и соответствующих служб не только разработки рыночной стратегии поведения предприятия в текущее время или на перспективу, но и организационно-аналитических превентивных мер, позволяющих исключить или снизить размер негативных экономических последствий возможных угроз и опасностей для устойчивого получения прибыли. В этой связи повышение эф-
фективности использования активных основных производственных фондов как части основных средств предприятий является одной из составляющих успешного ведения бизнеса [1, 2].
Развитие агропромышленного производства и преодоление последствий периодических кризисных явлений в экономике страны зависят непосредственно от его технической базы и обеспечения отрасли современной сельскохозяйственной техникой. Как показывают результаты исследований в целом по сельскому хозяйству России, динамика падения или в отдельные годы незначительный рост объемов производства сельскохозяйственной
продукции в течение последних 25 лет совпадают со снижением технической оснащенности отрасли независимо от достигнутых результатов трансформации форм хозяйствования и отношений собственности. Тенденция свертывания роли машинного производства продовольствия, переход на упрощенные технологии со значительной долей ручного труда являются превращением огромных ресурсов товарной земли в недоступный источник благополучия значительной части населения страны.
Упреждение негативных последствий в использовании основных производственных фондов опирается на создание оптимальных условий воспроизводства, которые предусматривают минимизацию затрат на единицу выполненной работы или на единицу произведенной продукции. При этом различают два «классических» вида воспроизводства основных фондов: простое воспроизводство предусматривает обновление основных фондов в неизменном масштабе путем замены устаревших средств труда или ремонта; расширенное воспроизводство предполагает обновление основных фондов в увеличивающихся объемах.
Особенностью основных производственных фондов является их многократное использование в процессе производства. Однако в процессе производительного потребления они утрачивают свои первоначальные характеристики вследствие износа (физического и морального).
Результаты научных исследований рассматриваемой проблемы показывают, что изнашивание является объективным свойством современных машин, поддержание их работоспособного состояния требует значительных материальных и трудовых затрат в сфере использования. Практика эксплуатации машин накопила многочисленные формы проявления износа, которые аккумулируются в снижении показателей использования рабочего времени и годовой наработки, повышении затрат на ремонт, техническое обслуживание и устранение отказов, повышении затрат на топливо и смазочные материалы, оплату труда по мере увеличения сроков использования.
Массовыми исследованиями, например, тракторов установлено, что после десятого года эксплуатации наблюдается повышение простоев по техническим причинам на 14%, снижение годовой наработки - на 16,4%, увеличение затрат на ремонт и техническое обслуживание по сравнения со вторым годом использования - более чем в 2 раза. Приведенная закономерность отражает объективное протекание последствий физического износа рассматриваемых машин [3-6].
Полученные результаты исследований отражают общую закономерность использования машин: по мере увеличения срока службы снижается надежность, а при сохранении их работоспособности увеличиваются простои и затраты по ремонту и техническому обслуживанию, устранению отказов в расчете на единицу механизированных работ. Перечисленные факторы являются прямой мате-
риальной основой повышения эксплуатационных затрат в расчете на единицу выполненных работ или продукции. Это есть объективное свойство современных машин, которое непосредственным образом оказывает влияние на формирование экономического результата работы предприятий, материальной основой ухудшения условий получения прибыли.
Цель исследований - рассмотреть влияние процесса воспроизводства сельскохозяйственной техники на обеспечение экономической безопасности предприятий и на этой основе разработать рекомендации по снижению угроз по отношению к экономическому результату (прибыли).
Учитывая, что потери от физического износа неизбежны, необходимо оптимизировать затраты на поддержание работоспособного состояния, которые соответствуют оптимальным срокам использования и рациональным методам начисления амортизации на реновацию. При этом возможен вариант учета дополнительных затрат от морального износа.
От степени износа основных производственных фондов предприятия при прочих равных условиях зависят объемы и качество выпускаемой продукции, ее конкурентоспособность, уровень издержек производства и доходность производимой предприятием продукции, что в конечном итоге определяет экономическую безопасность сельскохозяйственных предприятий (возможность создания условий самофинансирования и самоокупаемости).
Материал и методы. С учетом того, что экономическая безопасность государства, региона, отрасли является отражением безопасности субъектов хозяйствования (предприятий), представлены результаты исследования параметров воспроизводства сельскохозяйственной техники за последние 15 лет по агропредприятиям системы Минсельхоза РФ. В качестве информационной базы использована официальная информация Росстата и МСХ России [7-11].
Результаты и обсуждение. Рассматривая динамику парка основных сельскохозяйственных машин за последние 15 лет, следует констатировать устойчивое уменьшение количества тракторов (табл. 1, 2). В среднегодовом их исчислении парк уменьшался на 34,2 тыс. шт., зерноуборочных комбайнов -на 8,8 тыс. шт., кормоуборочных - на 3,0 тыс. шт. Аналогичная тенденция наблюдается по другим сельскохозяйственным машинам.
Уменьшение парка сельскохозяйственной техники является результатом вывода из эксплуатации машин, прежде всего по причине их физического износа, фактически выше, так как в нем не учтено поступление новых машин.
Нагрузка пашни на 1 трактор, уборочной площади на зерноуборочный комбайн соответственно возросла в 2,2 и 2,1 раза по сравнению с 2000 г. (табл. 3). Повышение нагрузки на единицу техники приводит к увеличению сроков выполнения механизированных работ.
Таблица 1
Изменение парка сельскохозяйственной техники, тыс. шт. на конец года
Вид техники Годы Среднегодовое изменение за период 2000-2015 гг.
2000 2005 2010 2015
Тракторы* 746,7 480,3 310,3 233,6 -34,2
Комбайны: зерноу борочные кормоу борочные 198,7 59,6 129,2 33,4 80,7 20,0 61,4 14,0 - 8,8 -3,0
Плуги 237,6 148,8 87,7 64,1 -11,6
Сеялки 314,9 218,9 134,0 93,6 -14,8
Культиваторы 260,1 175,5 119,8 93,2 -11,1
Косилки 98,4 63,9 41,3 32,2 -4,4
Доильные установки и агрегаты 88,7 50,3 31,4 25,1 -4,2
*Без тракторов, на которых смонтированы землеройные, мелиоративные и другие машины.
Таблица 2
Динамика наличия и воспроизводства сельскохозяйственной техники, %
Вид техники Годы Среднегодовое приобретение новой техники, % к наличию Среднегодовая величина уменьшения Списание по износу в 2015 г., %
2000 2005 2010 2015
Тракторы 100,0 64,3 41,6 31,3 2,7 4,6 4,6**
Комбайны зерноу борочные кормоу борочные 100,0 100,0 65,0 56,0 40,6 33,6 30,9 23,5 4,3 4,3 4,6 5,1 6,5** 7,4**
Плуги 100,0 62,6 36,9 27,0 - 4,9 5,3**
Сеялки 100,0 69,5 42,6 29,7 - 4,7 5,8**
Культиваторы 100,0 67,5 46,1 35,8 - 4,3 5,1**
Косилки 100,0 64,9 42,0 32,7 - 2,2 7 9**
Доильные установки и агрегаты 100,0 56,7 35,4 28,3 3,2 4,8 4,6**
Коэффициенты ОПФ*: ввода выбытия - 2,4 4,2 3,7 2,2 3,8 1,8 - 3,3 1,8 -
Уровень износа ОПФ, % - 46,2 42,1 44,4 - 44,2 -
*ОПФ - основные производственные фонды в сопоставимых ценах. **Процент к наличию на начало года.
Таблица 3
Техническая и энергетическая обеспеченность сельскохозяйственных предприятий (на конец года)
Показатель Единица измерения Годы Изменение 2015 г. относительно 2000 г., раз
2000 2005 2010 2015
Количество тракторов шт. на 1000 га пашни 7,1 5,5 4,0 3,0 -2,4
Нагрузка пашни на один трактор га 141 182 236 307 +2,2
Количество зерноуборочных комбайнов шт. на 1000 га посева зерновых культур 5,0 3,9 3,0 2,0 -2,5
Нагрузка уборочных площадей на один зерноуборочный комбайн га 200 256 327 422 +2,1
Поставлено дизельного топлива тыс. т 4962,7 4387,8 4414,1 4270,3 -1,2
Поставлено автобензина тыс. т 1737,0 1587,0 803,8 772,8 -2,2
Энергетические мощности, всего: в расчете на одного работника на 100 га посевной площади млн л.с. л.с. л.с. 240,0 51,3 329,0 156,9 58,6 270,0 109,6 66,9 227,0 94,2 152.0 149.1 -2,5 +3,0 -2,2
Возрастание нагрузки на тракторы, при прочих равных условиях, должно было бы привести к увеличению потребляемого дизельного топлива, как основного источника энергии для двигателей внутреннего сгорания. Однако этого не наблюдается, мы видим обратную тенденцию - сокращение уровня потребления дизельного топлива в 1,2 раза. Следовательно, фактически снижается плотность механизированных работ на единицу пашни, что не является признаком интенсификации такой отрасли, как растениеводство.
Рассмотренные тенденции устаревания техники частично компенсируется приобретением энергонасыщенной, высокопроизводительной импортной техники и внедрением ресурсосберегающих технологий. Однако общая оснащенность сельскохозяйственных предприятий остается на уровне, который не позволяет выполнить все технологические операции в нормативные агротехнические сроки, что ведет к недополучению по причине высоких потерь продукции.
Парк техники, хотя и медленно, по некоторым видам обновляется, но доля тракторов со сроком эксплуатации более 10 лет по состоянию на начало 2016 г. составила 60,3%, по зерноуборочным комбайнам - 45,4%, по кормоуборочным - 42,9%. Чтобы остановить выбытие техники, перейти к увеличению парка и в ближайшей перспективе достичь расчетной обеспеченности предприятий, необходимо ежегодно приобретать не менее 20 тыс. тракторов, 8 тыс. - зерно- и 2 тыс. кормоуборочных комбайнов [9].
При сохранении существующих темпов обновления срок полной замены тракторов может составить 37 лет (100/2,7), а комбайнов - 23 года (100/4,3), где 2,7 и 4,3 - соответственно процент приобретения новых машин (табл. 2).
Естественно, что такого срока обновления Россия себе позволить не может, так как прогнозная тенденция может привести к полной потере продовольственной безопасности страны.
Установленные закономерности изменения показателей воспроизводства машин связаны с «наследием» механизма разгосударствления собственности страны на средства производства, отсутствием опыта функционирования предприятий в рыночных условиях хозяйствования, а главное -экономической ответственности за результаты принимаемых управленческих решений.
Появление новой, «суженной» модели воспроизводства, является следствием низкой платежеспособности большинства сельскохозяйственных предприятий, не обеспечивающих даже простое воспроизводство машин, что является основным фактором уменьшения парка машин, так как затраты по их эксплуатации в 1,2.. .2 раза выше по сравнению с оптимальными параметрами воспроизводства.
Попытки государства вмешаться в этот процесс не приводят к изменению устойчивой тенденции, а решают проблемы по отдельным видам продукции. Принимаемые меры по улучшению финансового состояния агропредприятий посредством дотаций, субсидий, участия в кредитовании и ис-
пользовании других организационно-финансовых инструментов финансового оздоровления через реструктуризацию задолженностей не приводят к коренному перелому сложившейся ситуации. Принятая Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы в части обновления парка сельскохозяйственной техники выполняется неполностью. В 2015 г. приобретено тракторов на 3288 ед. меньше, чем в 2014 г., зерноуборочных комбайнов - на 39 ед. больше, а кормоуборочных комбайнов - на 165 ед. меньше, чем в 2014 г. [9].
Одной из причин появления новой формы воспроизводства машин является отсутствие его научного сопровождения применительно к современным условиям хозяйствования начиная с понятийного аппарата, который большинством российских ученых ориентирован на нормативные правовые акты страны в целом. Экономическая безопасность хозяйствующего субъекта непосредственным образом связана с возможностью получать предприятием прибыль, так как она в большинстве случаев определяет уровень безопасности.
В плановой экономике функции разработки воспроизводственной политики были возложены на Госплан страны, министерства и научно-исследовательские организации. В современных условиях хозяйствования определенный круг вопросов решает государство через Минфин, Минэкономра-зития, ФНС и др., но в основном в рамках хозяйственной самостоятельности принимают решение непосредственно предприятия. Поэтому в них должны быть созданы соответствующие службы (отделы) для анализа и прогноза параметров воспроизводства машин, которые могут быть инструментом управления процесса на стадии разработки превентивных мер по предотвращению угрозы экономической безопасности предприятия.
С учетом того, что современный рынок сельскохозяйственной техники предлагает широкий спектр машин одного и того же назначения, должна быть решена проблема конкретного выбора машин. Это можно сделать посредством использования технико-экономического параметра машин, величина которого зависит от факторов, представленных в модели вида:
ТЭП = Ц(РТО + ТСМ + ОТ + ПЗ) + Сп+ (Р • Сп• Т)],
где РТО - затраты на поддержание машины в работоспособном состоянии в течение установленного рационального срока использования; ТСМ - затраты на топливо- и смазочные материалы за этот период; ОТ - оплата труда механизаторов и других рабочих за весь период использования машины; ПЗ - прочие затраты; Сп - первоначальная стоимость (цена) машины; Р - рентабельность использования капитала, авансированного в приобретение машины; Т - установленный рациональный срок службы.
Технико-экономический параметр - это итоговая удельная расчетная величина затрат, отражаю-
щая модель стоимости, себестоимости или прямых затрат при выполнении механизированных работ с учетом окупаемости капитальных вложений на приобретение машин. Они отражают затраты, воплощенные в машине в процессе изготовления и проявляющиеся в реальных условиях эксплуатации конкретного хозяйства, и являются индикаторами потенциального получения прибыли [4, 5].
Рассматриваемый параметр современных машин является основным и определяющим рациональные фактические и амортизационные сроки службы, его текущее изменение в зависимости от срока эксплуатации и может показывать правомочность использования того или иного способа начисления амортизации на реновацию. Учитывая рост эксплуатационных расходов при использовании машин, экономическую оценку ее эффективности целесообразно производить за полный срок службы с учетом их роста, который зависит как от условий эксплуатации, так и от конструктивного и технологического совершенства машины. Наименьшее значение параметра определяет рациональный срок использования, в течение которого может быть получена максимальная прибыль.
При исследовании проблем воспроизводства техники различают оптимальные или экономически целесообразные сроки службы (период использования машин, в течение которого затраты, связанные с созданием, внедрением и использованием технических средств, на единицу выполненной работы будут минимальными); амортизационные (утверждаемые предприятием в приказе по учетной политике) сроки. Учет оптимальных сроков службы необходим для формирования норм ежегодных амортизационных отчислений и накопления средств для воспроизводства техники.
Одним из эффективных инструментов обеспечения экономической безопасности является разработка амортизационной политики предприятия. В настоящее время предприятия имеют право использования ускоренных методов начисления амортизации на реновацию. Однако, как показывает практика, в большинстве случаев они этим правом не пользуются. Как правило, широкое распространение получил линейный (пропорциональный) метод, который применительно к машинам может иметь ограниченное применение. Для тракторов, используемых в сельском хозяйстве, среди ускоренных методов наиболее предпочтительным является регрессивный метод. Как показывают результаты исследований, коэффициенты регрессии основных марок тракторов находятся в диапазоне 1,5.3,0 [5, 6].
Нормы амортизации на полное восстановление регрессивного ряда предполагают некоторое завышение темпов формирования фонда амортизации для машин начального срока эксплуатации. Однако это завышение в определенной степени имеет положительный характер, так как оно направлено на ослабление потерь от морального износа и инфляции, устранение разрыва между реальной (рыночной) и балансовой стоимостью в интервалах между пе-
риодическими переоценками основных фондов. Это представляет возможность осуществлять воспроизводственный процесс техники в соответствии с движением цен на машины во времени.
Для принятия своевременных превентивных мер на предприятиях должна быть организована постоянная диагностика воспроизводства машин по спектру индикаторов, а именно:
1. Индикаторы состояния основных средств. Основные средства предприятия сферы материального производства, как правило, занимают значительный удельный вес в имуществе, определяют уровень развития их материально-технической базы и величину затрат. В качестве индикаторов могут быть использованы коэффициент изношенности и коэффициент годности. Данные коэффициенты позволяют судить о тенденциях ухудшения или улучшения состояния основных средств, которые отражают экономический износ. На их изменение и величину оказывает влияние принятая на предприятии система начисления амортизации, периодичность переоценки основных средств и уровень прогрессивности использованных при этом значений коэффициентов переоценки, соотношения фактических и рациональных сроков начисления амортизации. Коэффициенты изношенности и годности могут быть использованы в качестве основных формальных показателей (критериев) для оценки качественной стороны основных средств.
Применительно к активной части основных средств уровень изношенности может быть охарактеризован средним возрастным составом машин и оборудования, коэффициентом ввода основных средств, коэффициентом обновления основных средств, коэффициентом выбытия основных средств, коэффициентом прироста основных средств.
2. Индикаторы эффективности использования основных средств. Оценка эффективности использования основных фондов на предприятии должна проводиться с целью выявления наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на уровень их использования. Основные индикаторы эффективности использования основных фондов можно представить в виде следующих 4-х групп.
1. Обобщающие индикаторы использования основных фондов: фондоотдача, фондоемкость, рентабельность использования основных производственных фондов, фондовооруженность труда.
Фондовооруженность не относится в полной мере к индикаторам эффективности использования основных фондов, так как расчет любого показателя эффективности предполагает сопоставление результата (эффекта) с вызвавшими его затратами. Этот индикатор при соответствующих тенденциях его изменения может свидетельствовать о потенциальных угрозах возможного падения или повышения производительности труда.
2. Индикаторы экстенсивного использования основных фондов, отражающие уровень их использования по времени: коэффициент экстенсивного использования машин и оборудования, коэффици-
ент сменности работы машин и оборудования, коэффициент загрузки оборудования.
3. Индикатор интенсивного использования основных фондов, отражающий уровень их использования по мощности - коэффициент интенсивного использования оборудования.
4. Индикатор интегрального использования, учитывающий совокупное влияние экстенсивных и интенсивных факторов [6].
Пути снижения угроз неэффективного использования основных фондов должны осуществляться для создания благоприятных условий простого и расширенного воспроизводства за счет оптимальной амортизационной и инвестиционной политики, постоянного мониторинга индикаторов воспроизводства. По результатам мониторинга необходимы управленческие решения, направленные на возмещение выбывающих по различным причинам основных средств; на увеличение массы основных фондов с целью повышения объемов производства; на совершенствование видовой, технологической и возрастной структуры основных фондов, т.е. на повышение технического уровня производства продукции. Разработка путей снижения угроз должна опираться на результаты аналитической работы и зависит от конкретных условий, сложившихся на предприятии за тот или иной период. Основными путями снижения угроз являются:
- повышение сменности работы, сокращение внутрисменных и целодневных простоев, а также количества бездействующего оборудования;
- улучшение организации вспомогательного и обслуживающего производства предприятия, обеспечение централизации ремонтных служб;
- своевременное обновление основных производственных фондов, особенно активной части, с целью предотвращения чрезмерных потерь от физического и морального износа;
- своевременное и качественное проведение планово-предупредительных технических обслу-живаний и ремонтов, повышение уровня квалификации обслуживающего персонала;
- совершенствование технологических процессов, повышение уровня механизации и автоматизации производства, обеспечение фондосберегающе-го развития предприятия;
- совершенствование организации производства, труда, материально-технического обеспечения, тактического, стратегического и индикативного планирования;
- использование рациональных источников финансирования воспроизводства основных средств (оптимизация финансовых инструментов привлечения заемного капитала).
Выводы
Как показывает практика, своевременный мониторинг индикаторов воспроизводства и эффективности использования основных фондов на предприятии позволяет наметить пути улучшения их исполь-
зования, практическая реализация которых ведет к снижению затрат овеществленного труда на единицу продукции и росту эффективности использования живого труда, что повышает экономический результат производства. Этими мерами может быть приостановлена угроза потери экономической безопасности современных сельскохозяйственных предприятий в целях накопления потенциала для последующего подъема экономики отрасли в целом.
Библиографический список
1. Карзаева Н.Н., Бабанская А.С. Экономическая безопасность / Н.Н. Карзаева, А.С. Бабанская. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2016. 246 с.
2. Королев М.И. Экономическая безопасность фирмы: теория, практика, выбор стратегии / М.И. Королев. М.: Экономика, 2011. 284 с.
3. Итоги единовременного обследования сельскохозяйственной техники по срокам службы в колхозах, совхозах и межхозяйственных сельскохозяйственных предприятиях в 1968-1983 гг. М.: ЦСУ СССР, 1985. 480 с.
4. Конкин Ю.А. Износ и амортизация техники в сельском хозяйстве. 3-е изд., перераб. и дополн. М.: Колос, 1968. 351 с.
5. Конкин Ю.А. Проблемы и закономерности воспроизводства сельскохозяйственной техники /
Ю.А. Конкин // Техника и оборудование для села. 2013. № 9. С. 2-6.
6. Зимин Н.Е. Диагностика финансового состояния предприятия / Н.Е. Зимин. 4-е изд., исправ. и дополн. М.: УМЦ Триада, 2016. 401 с.
7. Обеспечение сельхозтоваропроизводителей техникой отечественного производства. URL: http ://www. mcx. ru.
8. Национальный доклад «О ходе и результатах реализации в 2014 году Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы». М.: МСХ РФ, 2015. 360 с.
9. Национальный доклад «О ходе и результатах реализации в 2015 году Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы». М.: МСХ РФ, 2016. 373 с.
10. Обновление основных производственных фондов сельскохозяйственных предприятий России. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. 160 с.
11. Агропромышленный комплекс России в 2014 году: Статистический сборник. М.: МСХ РФ, 2015. 703 с.
Статья поступила 11.01.2017 г.
EFFECT OF FARM TECHNICAL REPRODUCTION ON ENTERPRISE ECONOMIC SECURITY
NIKOLAYE. ZIMIN, DSc (Econ), Professor
E-mail: zimnikolaj@yandex.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
Preventing the negative consequences of the use of agricultural machinery as fixed assets is based on establishing optimal conditions for its reproduction, which help minimize the costs per unit of work performed or per unit of output. Timely monitoring of reproduction indicators of the enterprise fixed assets allows to find ways of improving their use and take effective preventive measures to reduce threats to economic security. The paper presents some indicators of farm machinery reproduction and the results of research on the machine and tractor fleet renewal in Russian farm enterprises over the past 15 years showing a stable trend of the reduced supply of farms with machinery due to extreme physical depreciation, exceeded machine removal as compared with the introduction of new ones and increased number of machines in operation with service life of more than 10 years. The example of tractors shows a regular increase in downtime due to failures of the aged machines and the costs of their eliminating, which is rather characteristic of currently used machines. A distinctive feature of modern renovation is the high share of foreign-made machinery. Basing on the analysis, the authors offer recommendations for optimizing the reproduction of machines in order to ensure the economic security of farm enterprises. Economic security is considered not from the standpoint of protecting enterprises from threats, but from in terms of ensuring maximum economic results (profit) on the basis of minimizing probable hazards and threats to the machinery reproduction. The proposed methods can find application in the development of preventive measures to ensure the economic security of the farm industry entities.
Key words: economic security, cost of machine utilization, reproduction, wearing, economic wear, depreciation, service life, technical and economic machine parameter.
References
1. Karzayeva N.N., Babanskaya A.S. Ekonomiche-skaya bezopasnost' [Economic security] / N.N. Karzayeva, A.S. Babanskaya. M.: Izd-vo RGAU-MSKHA, 2016. 246 p.
2. Korolev M.I. Ekonomicheskaya bezopasnost' firmy: teoriya, praktika, vybor strategii [Economic security of the firm: theory, practice, the choice of strategy] / M.I. Korolev. M.: Ekonomika, 2011. 284 p.
3. Itogi yedinovremennogo obsledovaniya sel'skok-hozyaystvennoy tekhniki po srokam sluzhby v kolkho-zakh, sovkhozakh i mezhkhozyaystvennykh sel'skok-hozyaystvennykh predpriyatiyakh v 1968-1983 gg [Results of a point-in-time survey of agricultural equipment by service life on collective farms, state farms and inter-farm agricultural enterprises in 1968-1983]. M.: TSSU SSSR, 1985. 480 p.
4. Konkin Yu.A. Iznos i amortizatsiya tekhniki v sel'skom khozyaystve [Wearing and depreciation of farm equipment]. 3-ye izd., pererab. i dopoln. M.: Kolos, 1968. 351 p.
5. Konkin Yu.A. Problemy i zakonomernosti vosproizvodstva sel'skokhozyaystvennoy tekhniki [Problems and patterns of farm machinery re-utilization] / Yu .A. Konkin // Tekhnika i oborudovaniye dlya sela. 2013. Issue 9. Pp. 2-6.
6. Zimin N. Ye. Diagnostika finansovogo sostoy-aniya predpriyatiya [Diagnosis of the enterprise financial condition] / N. Ye. Zimin. 4-ye izd., isprav. i dopoln. M.: UMTS Triada, 2016. 401 p.
7. Obespecheniye sel'khoztovaroproizvoditeley tekhnikoy otechestvennogo proizvodstva [Providing agricultural producers with domestic agricultural equipment]. URL: http://www.mcx.ru.
8. Natsional'nyy doklad "O khode i rezul'tatakh reali-zatsii v 2014 godu Gosudarstvennoy programmy razvitiya sel'skogo khozyaystva i regulirovaniya rynkov sel'skok-hozyaystvennoy produktsii, syr'ya i prodovol'stviya na 2013-2020 gody" [National report "On the progress and results of the implementation in 2014 of the State Program for the Development of Agriculture and Regulation of Agricultural Products, Raw Materials and Foodstuffs for 2013-2020]. M.: MSKH RF, 2015. 360 p.
9. Natsional'nyy doklad "O khode i rezul'tatakh reali-zatsii v 2015 godu Gosudarstvennoy programmy razvitiya sel'skogo khozyaystva i regulirovaniya rynkov sel'skok-hozyaystvennoy produktsii, syr'ya i prodovol'stviya na 2013-2020 gody" [National report "On the progress and results of the implementation in 2015 of the State program for the development of agriculture and regulation of markets for agricultural products, raw materials and food for 2013-2020"]. M.: MSKH RF, 2016. 373 p.
10. Obnovleniye osnovnykh proizvodstvennykh fondov sel'skokhozyaystvennykh predpriyatiy Rossii [Renewal of fixed production assets of agricultural enterprises in Russia]. M.: FGNU "Rosinformagrotekh", 2007. 160 p.
11. Agropromyshlennyy kompleks Rossii v 2014 godu: Statisticheskiy sbornik [Farm industry in Russia in 2014: Statistic digest]. M.: MSKH RF, 2015. 703 p.
Received on January 11, 2017
УДК 631.15:631.3
ТАРАСОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ, канд. экон. наук, профессор
E-mail: tarasov1952@yandex.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
ПРОБЛЕМЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИХ РЕШЕНИЯ
Приведена динамика наличия основной техники в сельскохозяйственных организациях России за 2009-2015 гг., причем в сравнении с 1991 г. Проведен анализ поставок и выбытия сельхозтехники, а также обеспеченности ею в период реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. При этом выявлена стойкая тенденция сокращения парка сельхозмашин. Так, количество тракторов за 1991-2015 гг. сократилось в 5,4 раза, количество зерноуборочных комбайнов - на 84,9%. Анализируется обеспеченность энергетическими мощностями и дается сравнение со странами, обладающими высокоразвитым сельским хозяйством. Показано влияние энергообеспеченности на урожайность сельхозкультур. Делается вывод о слабой оснащенности сельского хозяйства техникой и необходимости увеличения государственной поддержки сельхозтоваропроизводителей. Чтобы полностью остановить выбытие основных видов сельскохозяйственной техники при 10%-ном списании, необходимо ежегодно приобретать минимум 47,0 тыс. тракторов, 13,0 тыс. зерно- и 2,0 тыс. кормоуборочных комбайнов. Приводятся ключевые целевые индикаторы технического переоснащения сельского хозяйства РФ, предусмотренные
программами и стратегиями развития сельского хозяйства и сельскохозяйственного машиностроения: создание оптимального машинно-тракторного парка в количестве 850.900 тыс. тракторов, 200.250 тыс. зерноуборочных комбайнов, 60 тыс. кормоуборочных комбайнов; повышение энергообеспеченности на 1 га пашни до 3 л.с. Анализ и исследование проблем воспроизводства сельхозтехники показали, что в настоящее время еще не созданы условия не только для расширенного, но и для простого воспроизводства. В целях решения этих проблем необходимо значительно увеличить финансирование из федерального бюджета, а также расширить другие меры государственной поддержки; шире использовать вторичное воспроизводство сельхозтехники.
Ключевые слова: инвестиционный кризис, техническая оснащенность сельского хозяйства; воспроизводство сельхозтехники; энергообеспеченность; лизинг; государственная программа развития сельского хозяйства; экономические санкции; платежеспособность сельхозтоваропроизводителей.
Введение. Основным итогом инвестиционного кризиса в АПК является деградация материально-технической базы его отраслей, представляющая реальную угрозу продовольственной безопасности России. Так, техническая оснащенность сельского хозяйства снизилась до 40.60% к уровню нормативной потребности, а 50.80% отдельных видов техники в АПК выработали срок амортизации. Главная причина - низкая доходность сельхозпроизводства, не позволяющая большинству производителей осуществлять расширенное, а значительной его части -простое воспроизводство технического потенциала. Продолжает увеличиваться диспаритет цен. При существующих ценах на продукцию промышленности даже самые крепкие и рентабельные хозяйства могут приобрести всего 1-2 единицы техники.
Для выхода из кризиса необходимо решить много задач, и в первую очередь - восстановить технический потенциал аграрного сектора, сформировать адекватный механизм воспроизводства технических ресурсов.
Цель исследований - анализ проблем воспроизводства сельскохозяйственной техники и определение основных направлений их решения.
Имеет место постоянное сокращение за анализируемый период количества всех видов сельскохозяйственной техники (табл. 1). При этом следует отметить, что данная тенденция наблюдается и в период реализации Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг., в рамках которой осуществлялось стимулирование обновления техники.
Сравнивая наличие техники в 2013 г. (год начала реализации Государственной программы
Методика исследований основана на использовании методов наблюдения, сравнения, рядов динамики, анализа и синтеза, метода табличного представления. В статье использованы данные Рос-стата о наличии техники и энергетических мощностей в сельскохозяйственных организациях за ряд лет, а также материалы государственных программ и стратегий развития сельского хозяйства и сельскохозяйственного машиностроения России.
Результаты и обсуждение. По определению академика РАН Ю.А. Конкина, воспроизводство сельхозтехники является составной частью процесса воссоздания всего многообразия средств производства и имеет свои специфические особенности, вытекающие из ведущей роли сельского хозяйства в развитии других отраслей АПК [1].
На протяжении многих лет ежегодное выбытие сельскохозяйственных машин в результате списания превышает их ввод в эксплуатацию. В целом оснащение сельхозпроизводства в России техникой характеризуется отрицательной динамикой. В таблице 1 представлены данные о наличии основной сельскохозяйственной техники.
развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг.) и данные о наличии техники в 1991 г. (год начала в РФ формирования рыночной экономики), можно отметить существенное сокращение парка. Так, количество тракторов за период 1991-2015 гг. сократилось в 5,4 раза, количество зерноуборочных комбайнов - на 84,9%. В таблице 2 представлены данные о приобретении новой сельскохозяйственной техники и выбытии списанной.
Таблица 1
Парк техники в сельскохозяйственных организациях России (данные на конец года), тыс. шт. [2]
Вид техники Годы 2015 г. к 2014 г., %
1991 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Тракторы 1 365,6 396,9 338,4 318,9 301,2 283,0 270,0 255,1 94,5
Комбайны:
зерноу борочные 407,8 95,9 80,7 76,6 72,3 67,9 64,6 61,4 95,0
кормоу борочные 120,9 24,0 20,0 18,9 17,6 16,1 15,2 14,0 92,1
Таблица 2
Поступление новой и выбытие списанной сельскохозяйственной техники в сельскохозяйственных организациях РФ [2]
Вид техники Годы 2015 г к 2014 г, %
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Приобретение новой техники, шт.
Тракторы 7343 8002 10759 10052 8492 8269 7086 85,7
Комбайны: зерноуборочные кормоуборочные 3 694 750 2 848 819 4 066 1 207 3 512 831 3 220 638 5 400 628 5 335 619 98,8 98,6
Выбытие списанной техники, шт.
Тракторы 21978 18161 16956 16905 15193 14556 14090 96,8
Комбайны: зерноуборочные кормоуборочные 7 268 2 051 5 818 1 701 5 342 1 618 5 270 1 529 4 614 1 331 4 092 1 185 3 675 1 054 89.8 88.9
Из представленных в таблице 2 данных следует, что новая техника полностью не компенсирует выбытие списанной даже с учетом того, что поступающая техника, как правило, является более энергонасыщенной, чем выбывающая списанная. Дальнейшее повышение энергонасыщенности техники нецелесообразно, так как при этом увеличивается масса трактора и агрегатируемых сельскохозяйственных машин, а следовательно, возрастает их разрушающее воздействие на почву. В будущем, с учетом уве-
личения количества ЛПХ и фермерских хозяйств, потребность в малогабаритной технике будет только возрастать. Но с учетом низкой платежеспособности сельских товаропроизводителей при существующих условиях дефицит техники будет еще более увеличиваться. Подтверждением является динамика рассчитываемого Росстатом в течение ряда лет коэффициента обновления техники, которая показывает, что темпы обновления сельхозмашин в стране являются чрезвычайно низкими (табл. 3).
Таблица 3
Коэффициент обновления техники, % [2]
Вид техники Годы
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Тракторы 4,0 2,0 2,4 3,4 3,3 3,0 3,2 3,1
Комбайны зерноуборочные 7,0 4,3 3,5 5,3 4,9 4,7 5,2 5,3
Комбайны картофелеуборочные 8,0 5,4 4,8 7,0 5,1 3,0 4,5 3,9
Комбайны кормоуборочные 7,0 3,5 4,1 6,4 4,7 4,0 4,5 4,1
Комбайны кукурузоуборочные 6,0 2,2 2,9 5,1 4,7 3,2 5,3 8,4
Комбайны льноуборочные 3,0 2,8 2,4 1,1 2,7 1,5 1,2 2,3
Культиваторы 5,0 2,7 3,2 3,8 3,6 3,1 3,3 3,9
Плуги 3,0 1,9 2,4 2,9 3,2 2,9 3,3 3,9
Свеклоуборочные машины 3,0 3,2 4,2 5,8 4,7 3,8 4,1 4,3
Сеялки 4,0 2,4 2,7 3,3 3,1 3,0 3,0 3,5
Коэффициент обновления сельхозтехники, который представляет собой выраженное в процентах отношение приобретенной новой техники к ее суммарному наличию на конец отчетного года, в России по большинству позиций не превышает 4% в год (табл. 3).
44
Таким образом, очевидно, что уже продолжительное время российский парк сельскохозяйственных машин является высоковозрастным (табл. 4).
Данные таблицы 4 показывают, что в последние годы доля старой техники в парке снижается. Однако это происходит на фоне общего сокращения
парка сельхозтехники. Иными словами, ветхая техника выбывает, но сокращение парка в полной мере не компенсируется покупкой новых машин.
В предыдущие годы была велика доля закупаемых импортных машин. В настоящее время из-за экономических санкций, и главным образом -из-за удорожания валюты, объемы импортной техни-
ки значительно снизились. К началу 2016 г. в российском сельском хозяйстве доля импортных тракторов составила 66,4%, зерноуборочных комбайнов - 20,7, кормоуборочных - 22%. В январе-июле 2016 г. ввоз снизился: в частности, по зерноуборочным комбайнам на 26% до 17 ед., кормоуборочным - на 22% до 23 ед., новым тракторам - на 41% до 3000 ед. [3].
Таблица 4
Возрастная структура основных видов сельскохозяйственной техники в сельскохозяйственных организациях РФ, %
Вид техники 2006 г. 2008 г. 2013 г.
до 3 лет от 4 до 8 лет 9 лет и старше до 3 лет от 4 до 8 лет 9 лет и старше до 3 лет от 4 до 9 лет 10 лет и старше
Тракторы 5,6 11,2 83,2 9,0 12,9 78,1 14,6 23,1 62,3
Культиваторы 12,9 17,8 69,3 7,6 30,1 62,3 12,5 32,4 55,1
Сеялки 13,2 18,4 68,4 14,8 84,6 0,6 12,8 31,5 55,7
Зерноуборочные комбайны 11,2 16,0 72,8 18,2 24,8 57,0 17,1 35,4 47,5
Кормоуборочные комбайны 12,6 24,7 62,7 19,5 24,6 56,0 21,7 28,2 50,1
Свеклоуборочные машины 16,0 24,2 59,8 20,5 37,4 42,1 15,9 42,8 41,3
Доильные установки 7,6 11,1 81,2 13,3 13,6 73,2 12,4 23,5 64,1
Источник. Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства.
В этих условиях особого внимания заслуживает отечественный рынок сельхозтехники, а также причины низкого уровня продаж на фоне очевидного роста потребности в новых машинах у российских сельхозпроизводителей. Ответ на этот вопрос дает утвержденная Правительством в 2011 г. «Стратегия развития сельскохозяйственного машиностроения России до 2020 года» [4], в которой декларируется, что одной из основных проблем российского рынка сельхозтехники является «отсутствие стабильного платежеспособного спроса на внутреннем рынке». Как следствие, тенденция снижения парка сельхоз-
техники оставалась отрицательной. Несколько возрастали поставки техники по федеральному лизингу: в 2014 г. - 1803 трактора и 701 комбайн [5], хотя при таких объемах они не могут значительно повлиять на обеспеченность техникой села. При этом тенденция снижения наличного парка сельхозтехники не может быть объяснена сокращением пахотных земель (посевная площадь и площадь пашни в РФ в последние годы, напротив, растут). Это демонстрирует представленная в таблице 5 динамика показателей наличия различных видов сельхозмашин в пересчете на 1000 га пахотной площади.
Таблица 5
Количество сельскохозяйственных машин на 1000 га пашни, шт.
Вид техники Годы
1990 2000 2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Тракторы 10,6 7,4 5,5 4,2 4,0 3,9 3,6 3,5 3,3
Комбайны зерноуборочные 7,0 5,0 4,0 3,0 3,0 3,0 3,0 2,0 2,0
Комбайны картофелеуборочные 25,0 46,0 32,0 16,0 16,0 16,0 18,0 17,0 15,0
Комбайны кукурузоуборочные 12,0 8,0 5,0 1,0 1,0 1,0 0 0 0
Комбайны льноуборочные 22,0 32,0 22,0 24,0 18,0 16,0 15,0 16,0 14,0
Свеклоуборочные машины (без ботвоуборочных) 17,0 16,0 11,0 4,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
По данным таблицы 5 прослеживается низкая обеспеченность энергетическими мощностями. Так, в 2015 г. на 1000 га пашни приходится 3,3 шт. тракторов, зерноуборочных комбайнов -2 шт. на 1000 га посевов зерновых культур (в сравнении со странами, обладающими высоким развитым сельским хозяйством, в Аргентине - 8 шт., Канаде - 16 шт). Самый высокий показатель у Германии - 64 шт. Схожей является ситуация, связанная с наличием комбайнов: в США - 17,9 шт., Канаде - 7 шт., в странах ЕС - 11,5 шт. [3].
Низкая обеспеченность парка сельхозтехники на 1000 га посевов в России ограничивает технические возможности отечественных сельхозпроизводителей, снижает производительность труда и урожайность в сельском хозяйстве. Например, в США энергообеспеченность на каждый гектар составляет 8,5 л.с., нагрузка на один трактор - 38 га, на комбайн - 63 га, а урожайность зерновых превысила 68 ц с 1 га. В России энергообеспеченность составляет 1,5 л.с. на 1 га, 247 га нагрузки на трактор и 354 га - на комбайн при урожайности 21,1 ц/га [3].
Еще более снизилась обеспеченность сельхозтехникой в условиях финансового кризиса. За прошедший с момента принятия стратегии период ситуация с покупательной способностью заметно ухудшилась. Так, если в 2012 г. ее емкость оценивалась в 114 млрд руб., то в 2015 г. составила лишь 93 млрд руб. С точки зрения объемов реализации в натуральном выражении продажи тракторов сократились с 45,6 тыс. шт. в 2013 г., до 26,9 тыс. шт. в 2015 г., а продажи зерноуборочных комбайнов упали с 5,9 тыс. шт. в 2013 г. до 5,1 тыс. шт. в 2015 г. [6].
Очевидно, что рынок сельхозтехники в России находится под влиянием текущего кризиса в экономике страны. И влияние это выражается в изменениях не только количественных параметров рынка, но и его структуры: все большую долю рынка занимает техника отечественного производства, которая получила ценовые конкурентные преимущества, связанные с произошедшей в конце 2014 г. девальвацией рубля и выразившиеся в пропорционально меньшем ее удорожании по сравнению с зарубежными аналогами. Так, с 2013 по 2015 гг. доля отечественных предприятий сельхозмашиностроения в стоимостном объеме продаж выросла с 22% до 35%. В количественном выражении рост является еще более впечатляющим. Так, продажи тракторов отечественных марок выросли с 934 шт. в 2013 г. до 2610 шт. в 2015 г. Соответственно доля российских тракторов в физическом объеме продаж увеличилась в тот же период с 2% до 10%. В другом крупнейшем сегменте рынка - рынке зерноуборочных комбайнов - доля отечественных машин в суммарных продажах в натуральном выражении выросла в 2013-2015 гг. с 52% до 64% [6].
В течение последних лет аграрный сектор отечественной экономики находился в режиме выживания, т.е. в условиях нехватки финансовых ресурсов не только на расширенное, но и на простое воспроизводство. Из комплекса проблем, которые
требуют решения, на современном этапе выделяют две наиболее острые, не решив которые, нельзя рассчитывать на позитивные сдвиги в АПК в целом: это увеличение платежеспособности сельскохозяйственных предприятий и расширение инвестиционных возможностей.
В решении этих проблем необходимо повышение роли государства, в том числе в оказании содействия по освобождению хозяйств от долгов. Одна из мер государственного участия предусмотрена Постановлением Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2012 г. № 1432 «Об утверждении правил предоставления субсидий производителям сельскохозяйственной техники». Согласно этому постановлению государство поддерживает продажи отечественных сельхозмашин с 2013 г., субсидируя скидку в 25...30% в зависимости от региона. В 2014 г. субсидии составили 1,6 млрд руб. (на такую сумму машиностроители предоставили скидки покупателям техники), в 2015 г. - 5,2 млрд руб., а в 2016 г. - 10 млрд руб. В итоге селом куплено 17 тыс. ед. техники, произведенной в России [3]. Однако в бюджете 2017 г. субсидирование сельхозмашиностроителей не предусмотрено, и, как следствие, приобретение сельхозтехники аграриями резко сократится.
Сельхозтехнику с применением скидки по Постановлению № 1432 можно приобрести и в лизинг, но проблема заключается в том, что в России одна государственная компания монополизировала рынок лизинга. Доля на рынке компании «Росагроли-зинг» в 2016 г составляла 94%. При этом во многих субъектах РФ сельхозтоваропроизводители не могут воспользоваться лизингом как мерой государственной поддержки, так как стоимость лизинга является чрезвычайно высокой, а работа региональных операторов компаний по реализации имеющейся техники - весьма слабой.
По данным Минсельхоза России, чтобы полностью остановить выбытие основных видов сельскохозяйственной техники при 10%-ном списании, необходимо ежегодно приобретать минимум 47,0 тыс. тракторов, 13,0 тыс. зерно- и 2,0 тыс. кормоубороч-ных комбайнов [3].
По мнению академика РАН И.Г. Ушачева, одной из ключевых целевых индикаторов технического переоснащения сельского хозяйства РФ является создание оптимального машинно-тракторного парка в количестве 850.900 тыс. тракторов с учетом освоения 30 млн га неиспользуемых земель, 200.250 тыс. зерноуборочных комбайнов, 60 тыс. кормоуборочных комбайнов; повышение энергообеспеченности на 1 га пашни до 3 л.с. [7]. В этой связи базой для оценки перспектив обновления парка до 2020 г. могут стать заявленные индикаторы программ и стратегий развития сельского хозяйства и сельскохозяйственного машиностроения [4, 8, 9].
В статье рассмотрены только основные направления воспроизводства сельхозтехники, касающиеся первичного воспроизводства сельхозтехники -оснащения предприятий новой техникой. В целом
сфера воспроизводства технического потенциала АПК включает в себя также и вторичное воспроизводство (ремонт и лизинг восстановленной техники, рынок подержанной техники), которое может значительно уменьшить дефицит техники для села.
Выводы
Приведенный анализ проблем воспроизводства сельскохозяйственной техники показывает, что тенденция сокращения продолжается на протяжении всего рыночного периода, и необходимые условия для расширенного воспроизводства полностью еще не созданы. Особенно эта тенденция усилилась в настоящее время - в условиях финансового кризиса.
Для решения этих проблем необходимо:
- увеличить финансирование воспроизводства техники для АПК из федерального бюджета, позволяющее осуществлять ее расширенное воспроизводство, а также предпринять другие меры государственной поддержки;
- шире использовать вторичное воспроизводство сельхозтехники, которое поможет уменьшить дефицит техники для села.
Библиографический список
1. Конкин Ю.А. Проблемы воспроизводства сельскохозяйственной техники / Ю.А. Конкин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2005. № 7. С. 2-5.
2. Наличие техники, энергетических мощностей в сельскохозяйственных организациях Российской Федерации в 2015 году [Электронный ресурс]:
Стат. сб. M.: Росстат, 2016. URL: http://www.gks.ru/. Размещено 23.04.2016 г.
3. Чекмарев П.А. Не время бить в литавры или в набат // АГРОМАШ. 2016. № 3(26). Сентябрь. С. 19-26.
4. Фисинин В.И. Стратегия машинно-технологической модернизации сельского хозяйства России на период до 2020 года / В.И. Фисинин и др. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2009. 80 с.
5. Министерство сельского хозяйства Российской федерации. Агропромышленный комплекс России в 2014 году. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2015. 704 с.
6. Бутов А.М. Рынок сельскохозяйственных машин. М.: Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2016. 68 с.
7. Полухин А.А. Проблемы технико-технологической модернизации сельского хозяйства России в условиях членства в ВТО и Евразийском Экономическом Союзе // Вестник ОрелГау. 2014. 5(50). Октябрь. С. 12-18.
8. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы: Постановление Правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 г. № 717 // Собрание законодательства Российской Федерации. 2012. № 32.
9. Стратегия развития сельскохозяйственного машиностроения России до 2020 года: Приказ Минпромторга России от 22.12.2011 г. № 1810 [Электронный ресурс]. М., 2011. URL: Справочно-правовая система «Консультант Плюс».
Статья поступила 22.12.2016 г.
PROBLEMS OF FARM MACHINERY REPRODUCTION AND BASIC WAYS OF THEIR SOLVING
VIKTOR I. TARASOV, PhD (Econ), Professor
E-mail: tarasov1952@yandex.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The paper presents the dynamics of the availability of basic equipment in agribusiness enterprises in Russia for the period 2009-2015 in comparison with 1991. The author has analyzed the supply and disposal of farm machinery, as well as its availability in the course of the implementation of the Government program of agricultural development and regulation of markets for farm produce, raw materials and food in 2013-2020. Thus, the author has revealed a steady decline in the farm machinery fleet: the number of tractors in 1991-2015 declined in 5,4 times, that of combine harvesters has dropped by 84,9%. The author also analyzes the availability of power sources and provides a comparison with countries featuring highly developed agriculture. The paper shows the influence of power supply on crop yields. The author makes a conclusion about insufficient availability of agricultural equipment and the need to offer increased state support of farm producers. To completely stop the retirement of main agricultural technological assets at the 10% depreciation rate, it is recommended to acquire annually a minimum of 47,0 thousand tractors, 13,0 thousand grain harvesters and 2.0 thousand forage harvesters. The paper features
key target indicators of farm technical re-equipment in Russia provided by programmes and strategies for rural development and agricultural engineering development: formation of an optimal composition of machine and tractor fleet - 850.900 thousand tractors, 200.250 thousand combine harvesters, 60 thousand forage harvesters; as well as increasing energy supply per 1 ha of arable lands up to 3 h.p. The analysis and research of farm machinery re-utilization problems has shown that currently there are no conditions for both advanced and even simple re-utilization. To address these problems, there is a need to significantly increase the funding from the federal budget, as well as to expand other governmental support measures; wider use of recycled re-utilization. To address these problems, there is a need to significantly increase the funding from the federal budget, as well as to expand other government support measures; as well as to enlarge the secondary re-utilization of farm machinery.
Key words: investment crisis, technical equipment of agriculture; farm machinery re-utilization; energy supply; leasing; state programme for rural development; economic sanctions; solvency of farm producers.
References
1. Konkin Yu.A. Problemy vosproizvodstva sel'sko-khozyaystvennoy tekhniki [Problems of reproduction of agricultural machinery] / Y.A. Konkin // Mechanization and electrification of agriculture. 2005. Issue 7. Pp. 2-5.
2. Nalichiye tekhniki, energeticheskikh moshch-nostey v sel'skokhozyaystvennykh organizatsiyakh Rossiyskoy Federatsii v 2015 godu [The availability of technology, energy capacity in agricultural organizations of the Russian Federation in the year 2015]. [Electronic resource]: Stat. sat. M.: Rosstat, 2016. Access mode: http://www.gks.ru/. Posted 23.04.2014 g.
3. Chekmarev P. A. Ne vremya bit' v litavry ili v nabat [Is not the time to beat in the timpani or alarm] // AGRO-MASH. Issue 3 (26) September 2016. Pp. 19-26.
4. Fisinin V.I. Strategiya mashinno-tekhnologich-eskoy modernizatsii sel'skogo khozyaystva Rossii na period do 2020 goda [Machine-technological strategy of agricultural modernization in Russia for the period up to 2020]. Fisinin [etc.]. M.: FGNU "Rosinfor-magroteh", 2009. 80 p.
5. Ministerstvo sel'skogo khozyaystva Rossiys-koy federatsii. Agropromyshlennyy kompleks Rossii v 2014 godu [Ministry of Agriculture of the Russian Federation. Agriculture of Russia in 2014]. M.: FGNU Rosinformagroteh, 2015.
6. Butov A.M. Rynok sel'skokhozyaystvennykh mashin [The market for agricultural machinery]. M.:
Natsional'nyy issledovatel'skiy universitet "Vysshaya shkola ekonomiki", 2016. 68 s.
7. Polukhin A. A. Problemy tekhniko-tekhnologich-eskoy modernizatsii sel'skogo khozyaystva Rossii v usloviyakh chlenstva v VTO i Yevraziyskom Ekonom-icheskom Soyuze [Problems of technological modernization of agriculture in Russia in conditions of WTO membership and Eurasian Economic Union] / Vestnik OrelGAU, 5 (50). October. 2014. Pp. 12-18.
7. Gosudarstvennaya programma razvitiya sel'sko-go khozyaystva i regulirovaniya rynkov sel'skok-hozyaystvennoy produktsii, syr'ya i prodovol'stvi-ya na 2013-2020 gody: Postanovleniye Pravitel'st-va Rossiyskoy Federatsii ot 14 iyulya 2012 g. [The State programme for the development of agriculture and management of agricultural markets, raw materials and food for 2013-2020: The Decree of the Government of the Russian Federation dated July 14, 2012 № 717] // Code of laws of the Russian Federation. 2012. Issue 32.
8. Strategiya razvitiya sel'skokhozyaystvennogo mashinostroyeniya Rossii do 2020 goda: Prikaz Min-promtorga Rossii ot 22.12.2011 g. № 1810 [The development strategy of agricultural engineering of Russia till 2020 years: the order of the Ministry of Russia from Dec 22, 1810]. [Electronic resource]. M., 2011. Access mode: background and legal system "Consultantplus".
Received on December 22, 2017
УДК 338.43.01:631.171
ОСТАПЕНКО МАРИНА НИКОЛАЕВНА
E-mail: morskay14@mail.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН
В современных условиях экономических отношений актуальным является проведение экономической оценки сельскохозяйственной техники в целях выявления наиболее эффективных технологий, определения границ экономической эффективности техники и наиболее эффективных способов приобретения техники. В 1950-е гг. было предложено множество подходов и показателей оценки экономической эффективности капитальных вложений и технических средств, в том числе и для сельского хозяйства. Проведен обзор методик экономической оценки эффективности сельскохозяйственной техники, разработанных и принятых к практическому использованию с 50-х гг. по настоящее время. Рассмотрены основные положения разработанных методик. Показаны методологические и методические изменения при определении экономической эффективности в результате изменения общественного, политического и экономического устройства государства. В действующих стандартах и методиках оценки техники в качестве критерия предлагается использовать прирост чистой прибыли (снижение себестоимости продукции). Эффективность капитальных вложений основывается на максимуме прибыли на вложенный капитал. В расчет эксплуатационных затрат принимаются проценты за кредит, налоги, страхование. Рассмотрены современные подходы по определению критерия экономической оценки и методы расчета эксплуатационных затрат. Показана актуальность разработки более совершенной методики экономической оценки эффективности сельскохозяйственной техники. В методике должны быть учтены основные методические положения ранее действовавших отечественных и зарубежных методик. Предлагается использовать целевой подход при выборе критерия экономической оценки в зависимости от объекта исследования. Приведенные затраты должны иметь место среди критериальных показателей при оценке сельскохозяйственных машин.
Ключевые слова: экономическая оценка, экономическая эффективность, сельскохозяйственная техника.
Введение. Обеспеченность техническими средствами определяет эффективность применяемых технологий, объемы производства продукции и получение дохода. В современных условиях рыночных отношений актуальным является проведение экономической оценки сельскохозяйственной техники в целях выявления наиболее эффективных технологий, экономической оценки новой и используемой техники и определения границ экономической эффективности техники.
В связи с большой практической значимостью экономического обоснования и выбора наиболее целесообразных технических средств, технологических и организационных решений теоретические и методические проблемы измерения и оценки экономической эффективности стали весьма актуальными еще в 30-е гг. прошлого столетия. В 50-70-е гг. было предложено множество подходов и показателей оценки экономической эффективности технических средств, в том числе и для сельского хозяйства.
Цель исследования - анализ методических подходов к экономической оценке эффективности сельскохозяйственной техники.
Материалы и методы. Исследования проблемы эффективности как экономической категории про-
изводства указывают на то, что данная категория является довольно сложной и многогранной. В настоящее время в обширной экономической литературе практически невозможно найти единое однозначное содержательное определение категории «Эффективность». Проблему эффективности исследовали Т.С. Хачатуров, С.Г. Струмилин, Л.А. Вааг, С.А. Аган-бегян, В.В. Новожилов, Д.С. Львов, Л.М. Гатовский, В.П. Красовский и др. Проблемой эффективности сельскохозяйственного производства занимались И.А. Минаков, А.П. Зинченко, И.Г. Ушачев, В.А. Добрынин, Н.Я. Коваленко и др. Теоретическое и методическое освещение проблема эффективности сельскохозяйственной техники получила в работах М.И. Горячкина, В.С. Антошкевича, Н.С. Власова, Г.Г. Косачева, М.И. Синюкова, Ю.А. Конкина, Н.М. Морозова, Л.Ф. Кормакова, В.И. Драгайцева, В.И. Черноиванова и др.
Методика экономической оценки эффективности сельскохозяйственной техники получила свое развитие как необходимость практического выбора из нескольких вариантов применения какого-либо одного конкретного средства механизации аграрного производства.
Первая официальная методика «Временная типовая методика определения эффективности внедрения техники» была разработана ВИСХОМ и утверждена в 1956 г. Данной методикой пользовались специалисты всех отраслей народного хозяйства. Типовая методика определяла эффективность внедрения новой техники как степень повышения производительности труда, устанавливала основные показатели (капитальные затраты, себестоимость, ожидаемая выработка) и дополнительные (время производственного цикла, капиталоотдача, качество продукции и др.).
Всесоюзная научно-практическая конференция по проблемам определения экономической эффективности капиталовложений и новой техники в народном хозяйстве в 1958 г. была посвящена совершенствованию методов оценки экономической эффективности. Рекомендации конференции легли в основу «Методики определения годового экономического эффекта, получаемого в результате внедрения новой техники», утвержденной ГНТК СССР в 1961 г. Методика использовала сравнительный метод приведенных затрат, критерием выступал минимум приведенных затрат (1):
С - Ен ■ К ^ min, (1)
где С - себестоимость или затраты на производство единицы продукции, руб.; К - удельные капитальные затраты, т.е. сумма производственных основных и оборотных фондов, руб. на единицу годового выпуска данной продукции или годового объема произведенной работы; Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности дополнительных капитальных вложений. Также в методике по отраслям устанавливались дифференцированные нормативные отраслевые коэффициенты экономической эффективности капитальных вложений. Для сельскохозяйственного машиностроения рекомендовался нормативный коэффициент, равный 0,25. Дополнительным показателем двух сравниваемых вариантов техники служил коэффициент сравнительной эффективности, который рассчитывался как обратный показатель срока окупаемости дополнительных капитальных вложений. Еще одной особенностью данной методики является возможность сравнения различных вариантов посредством определения разницы в приведенных затратах, которая являлась годовым экономическим эффектом.
Г.Г. Косачев предложил проводить оценку универсальных сельскохозяйственных машин, принимая во внимание различную степень участия частей машины в технологических операциях. При расчете эффективности определялись удельные показатели: экономия живого труда на единицу выполненной работы, экономия эксплуатационных затрат на 1 га или единицу произведенной продукции, дополнительные капитальные вложения для машины и комплекса машин на производство сельхозпродукции по отдельной операции на 1 га или 1 год.
М.И. Горячкин усовершенствовал методику экономической оценки и обоснования применения сельскохозяйственной техники. Были добавлены относитель-
ный показатель снижения металлоемкости процесса, показатель сезонной производительности машины (сезонная выработка), уточнен расчет амортизационных отчислений и отчислений на капитальный и текущий ремонт и технический уход для трактора, универсальной и специальной машин, а также расчет производительности машины за смену.
М.И. Горячкин совместно с Д.Я. Володарским разработал в 1969 г. более детальную методику. В ней подробно представлены показатели экономической оценки использования новой техники на основе изменения эксплуатационных затрат. Эффективность техники приравнивалась к эффективности капитальных вложений, а методика определения являлась частной при оценке капитальных вложений. Критерием эффективности произведенных капитальных вложений был принят вызванный ими рост производительности общественного труда.
В «Методике (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений», утвержденной в 1977 г., были использованы и усовершенствованы подходы к определению годового экономического эффекта новой техники на основе сопоставления приведенных затрат по базовой и новой технике [1]. В методике содержится предложение учитывать фактор времени. При осуществлении капитальных вложений в течение нескольких лет и при изменении текущих издержек и результатов производства по годам эксплуатации предполагалось приведение к одному моменту времени (началу расчетного года) единовременных и текущих затрат. В отличие от ранее действующих данная методика устанавливала нормативный коэффициент эффективности капиталовложений (Ен) в размере 0,15 для всех отраслей и новой техники.
В 1978 г Г.Г. Косачев изложил методику экономической оценки и анализа эффективности сельскохозяйственной техники в книге «Экономическая оценка сельскохозяйственной техники» [2]. Важнейшими данными для определения экономической эффективности машины выступают цена, производительность и годовая загрузка. Критерием экономической эффективности новой техники являлся полный годовой экономический эффект. Г.Г. Косачев также изложил методы расчета границ экономической эффективности, вопросы взаимодействия цены и эффективности техники и особенности определения экономической эффективности отдельных групп сельскохозяйственной техники.
Все методики определения границ эффективности сельскохозяйственных машин основаны на принципе нахождения критического значения параметра (объема работ, производительности и др.), при котором критериальный показатель оцениваемой машины будет равен критериальному показателю базовой машины.
В.С. Антошкевич и М.И. Горячкин были одними из первых, кто разработал метод определения границ экономической эффективности. Основным методическим принципом является разделение приведенных затрат на постоянную и переменную части. Согласно
этому методу граница экономической эффективности устанавливалась по параметрам производительности машины за час сменного времени и годовой выработки.
Г.Г. Косачев в предложенной методике увидел частный случай определения границы по допустимому минимуму годового объема работ, где годовые выработки по сравниваемым вариантам равны, т.е. для выполнения одного и того же объема работ требуется одна новая и одна старая машина. В своей же методике Г.Г. Косачев предлагает отказаться от разделения приведенных затрат на постоянные и переменные, перейти к оценке границы в относительных показателях через соотношение производительностей, использовать в качестве критериального показателя приведенные затраты на единицу работы. Таким образом, предлагается находить границы по производительности, по годовой выработке и по соотношению производительностей. Преимущество рассматриваемого метода заключается в менее трудоемких расчетах [2].
ГОСТ 23728-88 «Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки» утвердил на государственном уровне использование в качестве критерия экономической эффективности при сравнительной экономической оценке сельскохозяйственной техники экономический эффект, определяемый как разность приведенных затрат рассматриваемых вариантов техники [3].
В 1980-1990 гг. при экономической оценке новой техники для сельскохозяйственных организаций наряду с приведенными затратами стали рекомендовать и хозрасчетный показатель: получение максимума прибыли. Однако этот показатель был предложен только в отраслевых методиках.
В силу изменения общественного, политического и экономического устройства разработанные методики определения экономической эффективности сельскохозяйственной техники не отражали новых условий производственной деятельности. Вопросы коммерческой эффективности использования сельскохозяйственных машин нашли отражение в «Методике определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники» авторов А.В. Шпилько, В.И. Драгайцева, Н.М. Морозова и др. (1998).
Отличие методики, ориентированной на рыночные отношения, от методики плановой экономики заключается в том, что:
- эффективность капитальных вложений основывается не на росте производительности труда, а на максимуме прибыли на вложенный капитал;
- критериальный показатель - минимум приведенных затрат - заменяется на прирост прибыли (снижение себестоимости продукции);
- в расчет эксплуатационных затрат принимаются проценты за кредит, налоги, страхование.
В «ГОСТ Р 53056-2008. Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки» сформулированы подходы к оценке капитальных и текущих затрат при использовании техники. Их оценка дается в фактических ценах без использования коэффициен-
тов приведения и дисконтирования [4]. Критериальным показателем определена экономия совокупных затрат денежных средств, которая учитывает эксплуатационные затраты, количество и качество продукции, условия труда механизаторов и воздействие на окружающую среду.
В последние годы проблема экономической оценки эффективности использования техники в сельском хозяйстве сохраняет актуальность, продолжает обсуждаться в научных работах экономистов и инженеров, в которых указывается на необходимость разработки методик расчета эффективности с учетом зональных агротехнологий производства, типа и размера хозяйств. Работы посвящены теме критериев оценки сельскохозяйственной техники либо методов расчета эксплуатационных затрат.
В настоящее время развернулась дискуссия по теме необходимости использования показателя приведенных затрат при оценке техники. Н.Т. Сорокин и А.Т. Табашников, говоря о приведенных затратах, основном и единственном критерии оценки экономической эффективности техники в советской методике, отмечают условность и противоречивость этого показателя хозрасчетным принципам и показателям оценки по фактическим затратам, прибыли, показателям ресурсосбережения. Также авторы предложили использовать в методике расчета затрат на ремонт рекомендации американского и немецкого стандартов.
В.И. Кузьмин отрицает всякий экономический смысл приведенных затрат и считает их расчет лишь результатом математических преобразований. По мнению ученого, приведенные затраты отражают сумму не затрат (себестоимости и капитальных вложений), а доходов (разность себестоимостей) и затрат [5].
Э.В. Жалнин допускает возможность применения показателя приведенных затрат, но только при расчете эффективности дорогостоящих и долгосрочных инвестиционных проектов, и не рекомендует его использование в случаях оценки объектов одинакового функционального назначения, имеющих соизмеримую массу, стоимость, сложность [6].
В.И. Драгайцев указал недостатки существующей экономической оценки сельскохозяйственной техники. Это снижение отечественного производства сельскохозяйственных машин при использовании импортной техники, что ведет к уменьшению налоговых поступлений в региональный и федеральные бюджеты; недостаточная и устаревшая информация по нормативам оценки техники, являющаяся причиной неточных расчетов [7]. Он отметил, что некоторые методические подходы, изложенные Н.Т. Сорокиным и А.Т. Табашниковым, уже отражены в методике. В.И. Драгайцев предлагает исчислять амортизационные отчисления пропорционально объему работ, выполненных в течение года, а не линейным способом, а также указывает на недостатки в информационной обеспеченности при проведении расчетов по эффективности использования сельскохозяйственной техники.
При определении границ экономической эффективности новой техники В.И. Драгайцев рассматривает только те параметры и экономические показатели, которые непосредственно влияют на ее эффективность. Наиболее распространенными варьируемыми параметрами являются объем продукции (работ, услуг), производительность техники, цена, уровень инфляции и процент за банковский кредит, налоги, формы использования техники.
Выводы
Анализ развития методик экономической оценки сельскохозяйственных машин показал, что имеющиеся методические положения представляют огромную важность при их оценке, однако ученые признают необходимость в более совершенной методике. Под актуальной методикой мы подразумеваем методику, которая будет применима к конкурентному развитию аграрной сферы, к инвестиционной деятельности в передовые технологии и технику. При разработке методики должны быть учтены основные методические положения ранее действовавших отечественных методик и методик зарубежных ученых.
При оценке технических средств пользуются экономическая, экологическая, технологическая, техническая и другие виды оценки. Этот принцип реализован в действующей методике и должен быть принят в новой методике, т.к. только экономическая оценка может выявить целесообразность применения конкретного варианта технических средств в сельскохозяйственном производстве с определенными техническими, технологическими, экологическими характеристиками. Стоит согласиться с В.И. Драгай-цевым, который предлагает использовать целевой подход при выборе критерия экономической оценки в зависимости от объекта исследования (технологии, парк машин, комплекс машин, отдельная машина). Приведенные затраты должны иметь место среди критериальных показателей при оценке сельскохозяйственных машин. Сам критерий приведенных затрат в полной мере отвечает требованиям рыночного меха-
низма хозяйствования, а методы определения и учета элементов текущих затрат детально для каждого конкретного случая следует рассматривать отдельно [8].
Библиографический список
1. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений [Электронный ресурс] // Справочная правовая система Консультант-Плюс. ШЪ: http://www.consultant.ru/cons/CGI/online. cgi?req=doc&base=ESU&n=5160#0.
2. Косачев Г.Г. Экономическая оценка сельскохозяйственной техники / Г.Г. Косачев. М.: Колос, 1978. 240 с.
3. ГОСТ 23728-86 «Техника сельскохозяйственная. Основные положения и показатели экономической оценки» [Электронный ресурс] // Информационно-справочная система ГОСТ РФ. цкЪ: http://standartgost. т^ОСТ_23728-88.
4. ГОСТ Р 53056-2008. «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки». М.: Стан-дартинформ, 2009. 23 с.
5. Кузьмин В.Н. Развитие методов определения экономической эффективности [Электронный ресурс] // Российский экономический интернет-журнал. икЬ: http://www.e-rej.ru/Articles/2008/Kuzmin.pdf.
6. Жалнин Э.В. К дискуссии о методике оценки экономической эффективности сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2013. № 3. С. 3-9.
7. Драгайцев В.И. О методике экономической оценки сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2013. № 3. С. 15-19.
8. Водянников В.Т. Методологические и методические основы определения экономической эффективности технических средств // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2013. № 3. С. 52-57.
Статья поступила 17.02.2017 г.
DEVELOPMENT OF METHODOLOGY FOR ECONOMIC EVALUATION OF AGRICULTURAL MACHINERY
MARINA N. OSTAPENKO
E-mail: morskay14@mail.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
Modern economic conditions call for a vital need in economic evaluation of agricultural machinery in order to identify the most efficient technologies, determine the limits of the machinery economic efficiency and the most efficiency ways of acquiring machinery. There have been proposed many approaches and indicators for assessing the economic efficiency of capital investments and technical resources, including agriculture even since the 1950s.
the author has made a review of the economic efficiency evaluation of the farm machinery developed and adopted for practical use since 1950s up to the present with account of the main provisions of the developed evaluation methods. The author presents methodological changes in determining the economic efficiency resulting from changes in social, political and economic spheres. The current standards and methods of technological assessment use as a criterion the increase in net profit (reduced production costs). The efficiency of capital investments is based on maximum return on the invested capital. The calculation of operating costs should take into account interests on loans, taxes, and insurance. The paper also outlines some modern approaches to determining the economic evaluation criteria and methods for calculating operating costs. The paper also proves the relevance of the development of a more efficient methodology for the economic evaluation of farm machinery efficiency. The methodology should consider the main methodological provisions of the previously existing domestic and foreign approaches. The author suggests using a targeted approach that determines the criteria of economic evaluation depending on the object of study. The reduced costs should be applied among other criteria indicators in farm machinery evaluation.
Key words: economic evaluation, economic efficiency, farm machinery.
References
1. Metodika (osnovnye polozheniya) opredeleniya ekonomicheskoy effektivnosti ispol'zovaniya v narod-nom hozyajstve novoj tekhniki, izobretenij i racionali-zatorskih predlozhenij [Methodology (main provisions) for calculating of economic efficiency of use in the national economy the new technology, inventions and innovations] [Electronic resource] // Reference legal system ConsultantPlus. URL: http://www.consultant.ru/ cons/CGI/online.cgi?req=doc&base=ESU&n=5160#0.
2. Kosachev G.G. Ekonomicheskaya otsenka selskok-hozyaystvennoy tekhniki [Economic evaluation of agricultural machinery] / G.G. Kosachev. M.: Kolos, 1978. 240 p.
3. GOST 23728-88. "Tekhnika selskokhozyayst-vennaya. Osnovnye polozheniya i pokazateli ekonom-icheskoy otsenki" [State Standard 23728-88 «Agricul-tural machinery. Principle positions and factors of economic evaluation»] [Electronic resource] // Information system of GOSt of the Russian Federation. URL: http ://standartgost. ru/g/TOCT_23728-88.
4. GOST R53056-2008. "Tekhnika selskokhozyay-stvennaya. Metody ekonomicheskoy otsenki" [State Standard R53056-2008 "Agricultural machinery. Methods of economic evaluation"]. M.: Standartin-form, 2009. 23 p.
5. Kuzmin VN. Razvitiye metodov opredeleniya ekonomicheskoy effektivnosti [Development of methods for the determination of economic efficiency] [Electronic resource] // Russian Economic Internet Journal. URL: http://www.e-rej.ru/Articles/2008/Kuz-min.pdf.
6. Zhalnin E.V. K diskussii o metodike otsenki ekonomicheskoy effektivnosti selskokhozyaystven-noy tekhniki [Discussion on the method of calculation of economic efficiency of agricultural machinery] // Agricultural Machinery and Technology. 2013. Issue 3. Pp. 3-9.
7. Dragaytsev V.I. O metodike ekonomicheskoy otsenki selskokhozyaystvennoy tekhniki [The methods of economic evaluation of agricultural machinery] // Agricultural Machinery and Technology. 2013. Issue 3. Pp. 15-19.
8. Vodyannikov V.T. Metodologicheskiye i meto-dicheskiye osnovy opredeleniya ekonomicheskoy effektivnosti tekhnicheskikh sredstv [Methodological and methodical bases of determining the economic efficiency of technical equipment] // Vestnik of FSEI HPE MSAU named after V.P. Goryachkin. 2013. Issue 3. Pp. 52-57.
Received on Februaryr 17, 2017
УДК 620.9
МУРАВЛЕВА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСАНДРОВНА1
E-mail: katya.muravleva@gmail.com
РУДОБАШТА СТАНИСЛАВ ПАВЛОВИЧ, докт. техн. наук, профессор1
E-mail: rudobashta@mail.ru
JERRY HUDGINS, профессор2
E-mail: jhudgins2@unl.edu
1 Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
2 Университет Небраска - Линкольн, 209N Инженерный центр имени Скотта, Линкольн, Небраска 68588-0511, США
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
Ветроэнергетические установки малой мощности (5-10 кВт) пока не нашли должного применения в сельском хозяйстве на территории России. Это объясняется низкой осведомленностью населения об альтернативных источниках энергии, отсутствием информации о возможности применения установок в фермерском хозяйстве, отсутствием точных схем выбора оборудования и примеров применения установок и рекомендаций по их выбору. Целью исследования являлось определение наиболее подходящих технических параметров установки (установленная мощность и высота расположения ветроколеса) для фермерских хозяйств в России. По результатам исследования и проведенным расчетам был составлен график, которым можно руководствоваться при выборе ветровой энергоустановки малой мощности в регионах со среднегодовой скоростью ветра от 3 до 7,2 м/с. Показано, что в целом по стране наиболее подходящими для фермерских хозяйств России являются ветроустановки мощностью 6-10 кВт с высотой расположения ветроколеса на уровне 18.30 м. Пороговым значением скорости ветра, при котором производство энергии превышает ее потребление, чаще всего является 4.6 м/c. Установлено, что только 21% из проанализированных регионов страны имеет среднегодовую скорость ветра, превышающую это значение.
Кючевые слова: выбор ветровой электроустановки, электроустановки малой мощности, автономное электроснабжение, фермерское хозяйство.
ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Введение. Несмотря на то, что Россия обладает огромными ресурсами ветровой, геотермальной, солнечной энергии, энергии биомассы, гидроэнергетическими ресурсами, в настоящее время возобновляемые источники энергии (ВИЭ), за исключением крупных гидроэнергетических систем, используются в стране весьма ограниченно. Так, доля России в производстве электроэнергии на базе ВИЭ в 2012-2015 гг. составила лишь 0,001% [1]. Согласно Постановлению Правительства РФ доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергоснабжении страны к 2020 г. должна увеличиться на 0,5.4,5% [2]. Основные усилия по увеличению доли ВИЭ в топливно-энергетическом секторе направлены на введение в эксплуата-
цию электростанций больших мощностей [3-5]. Применению установок малой мощности на основе ВИЭ не уделяется должного внимания, хотя они в определенной мере способствуют решению проблемы электрификации обособленных фермерских хозяйств. К ветроэнергетическим установкам малой мощности относятся установки мощностью до 40 кВт, но наиболее приемлемыми из них в фермерских хозяйстве являются ВЭУ мощностью 5-10 кВт с высотой установки ветроколеса на уровне 12.30 м [6].
Цель исследования - определение рациональных значений мощности ветровой электроустановки и высоты расположения ветроколеса, способных покрыть нагрузку фермерского хозяйства, располо-
женного в регионах страны с различными показателями среднегодовой скорости ветра.
Материал и методы. В качестве примера колебания электрических нагрузок для фермерского дома в течение года были взяты данные индивидуального фермерского дома, расположенного в городе Линкольн, штат Небраска, США.1
На рисунке 1 представлено среднее помесячное значение нагрузок по данным энергопотребления за 2011-2015 гг. Площадь рассмотренного фермерского дома составляет 300 м2, в котором на постоянной основе проживают 3 чел. К основным энергопотребителям относится кухонное, мультимедийное оборудование, уборочные механизмы, стиральная машина и сплит-система. Из приведенных на рисунке 1 данных следует, что электрическая нагрузка рассмотренного фермерского дома существенно ко-
леблется в течение года. Годовое потребление электроэнергии в среднем составляет 7653,4 кВтч. С декабря по февраль, а также в июле, августе и сентябре потребление электроэнергии превышает среднее ежемесячное значение 637,78 кВтч/мес. Это объясняется дополнительной электрической нагрузкой, потребляемой электрообогревателем или кондиционером соответственно в зимние и летние месяцы.
Для анализа эффективности использования ветроэнергетической установки (ВЭУ) малой мощности для электроснабжения фермерского дома в различных климатических зонах России было отобрано 10 регионов со среднегодовой скоростью ветра, находящейся в пределах 3,1...7,2 м^ (табл. 1). Регионы подобраны таким образом, чтобы интервал между среднегодовыми скоростями ветра в них на высоте 10 м составлял в среднем 0,5 м/а
Рис. 1. Помесячный график потребления электроэнергии фермерским домом по данным LES (Lincoln Electric Systems)
Таблица 1
Распределение скорости ветра в регионе на высоте 10 м, м/с
№ Регион, город Месяц v ср.год
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Москва 3,2 3,1 3,1 3,0 3,0 2,7 2,8 3,0 3,1 3,1 3,0 3,0 3,0
2 Челябинск 3,6 3,6 3,5 3,5 3,7 3,2 3,1 3,2 3,5 3,6 3,5 3,6 3,5
3 Рязань 4,4 4,5 4,4 4,0 3,9 3,6 3,3 3,4 3,8 4,0 4,1 4,2 4,0
4 Мурманск 5,2 5,1 4,7 4,4 4,0 4,0 3,8 3,7 4,0 4,8 4,9 5,0 4,5
5 Рыбновск 5,9 5,6 4,9 4,7 4,4 4,1 4,0 3,9 4,2 5,9 6,3 6,2 5,0
6 Диксон 5,6 5,5 5,7 5,5 5,4 5,0 5,8 5,6 5,4 5,5 5,6 5,5 5,5
7 Махачкала 6,0 6,5 6,1 5,8 5,5 5,4 5,9 6,0 5,8 5,9 6,4 6,5 6,0
8 Южно-Сахалинск 7,4 6,8 6,6 6,7 6,1 5,2 5,1 5,4 5,8 7,2 7,7 7,6 6,5
9 Курильск 8,4 8 7,4 7,0 6,2 5,2 5 5,2 5,6 7,3 8,3 8,7 6,9
10 о. Беринга 8,5 8,7 8,0 7,0 6,0 5,3 5,2 5,8 6,1 7,8 8,7 8,8 7,2
1 Анализ проведен во время прохождения годичной стажировки Е.А. Муравлевой по гранту Fulbright в университе-
те Небраска - Линкольн, штат Небраска, США.
Данные по скорости ветра в нормативных документах и климатических картах обычно представлены для высоты 10 м. Высота установки ветроко-леса для ВЭУ малых мощностей 5-10 кВт в среднем составляет 12.30 м. Известно, что при удалении от поверхности земли скорость ветра увеличивается. Воспользовавшись формулой (1) [7], рассчитали доступную скорость ветра (ук) на высоте установки ветроколеса к = 12.30 м в 10 выбранных регионах. Результаты расчета приведены в таблице 2.
vh = v2 = v1
vа h1.
(1)
где v1, v2 - скорость ветрового потока на высоте соответственно к1 и к2, м/с; а - коэффициент сдвига (при неизвестном значении, а = 1/7).
Таблица 2
Средняя годовая скорость ветра по регионам на высоте 10...30 м, м/с
№ Регион, город Высота, м
10 12 18 30
1 Москва 3,0 3,1 3,3 3,5
2 Челябинск 3,5 3,6 3,8 4,1
3 Рязань 4,0 4,1 4,3 4,6
4 Мурманск 4,5 4,6 4,9 5,2
5 Рыбновск 5,0 5,1 5,4 5,9
6 Диксон 5,5 5,7 6,0 6,4
7 Махачкала 6,0 6,1 6,5 7,0
8 Южно-Сахалинск 6,5 6,6 7,0 7,6
9 Курильск 6,9 7,0 7,5 8,0
10 о. Беринга 7,2 7,3 7,8 8,4
В качестве ВЭУ в расчетах рассматривались серийно выпускаемые установки различных фирм мощностью 5-10 кВт с высотой расположения ветроколеса 12.18 м (табл. 3).
Таблица 3
ВЭУ мощностью 5-10 кВт с высотой установки ветроколеса 12.30 м
Наименование ВЭУ Мощность кВт Высота установки ветроколеса, м
12 18 30
Evance ISKRAR9000 5 + + +
Eoltec SciroccoE5.6-6 6 + + +
Bergey Excel-R7,5 7,5 - + +
Bergey Excel 10 10 - + +
Энергия, производимая установками в течение месяца (Рвыр), рассчитывается на основе данных по скорости ветра (табл. 2) и характеристик мощностей ВЭУ в зависимости от силы ветра, взятых из паспортных данных:
Лшр. = ((Р = Я^вых,^))• 24• Идн.)/1000, (2)
где Рвыр - выработанная электроэнергия за месяц, кВт-ч; vh - скорость ветра на высоте (к) установки ветроколеса, м/^ Рвых - мощность установки, взятая с кривой мощности установки, кВт; пдн - количество дней в месяце.
Результаты расчетов представлены на рисунке 2.
Результаты и обсуждение. Полученные графики позволяют определить приемлемую ВЭУ для ф4рмерского хозяйства с наиболее подходящей установленной мощностью и высотой установки ветроколеса.
600 500
й 400
а
и
а
300 200 100 0
3,5 4
4,5
Энергопотребление 6 кВт, 18 м 10 кВт, 30 м
5,5
5 кВт, 18 м
6 кВт, 30 м 5 кВт, 12 м
6,5
6,9
7,2
V
ср.год 10
, м/с
5 кВт, 30 м 10 кВт, 18 м
6 кВт, 12 м
Рис. 2. Покрытие энергопотребления с помощью ВЭУ разной мощности и высоты установки ветроколеса
3
5
6
Из рисунка 2 и таблицы 2 следует, что для регионов со среднегодовой скоростью ветра на высоте 10 м ^сргод 10 = 3.. .4 м/c из всех проанализированных ВЭУ наиболее подходит установка Bergey Excel 10, мощность 10 кВт с высотой ветроколеса 30 м, так как ее график проходит наиболее близко к кривой энергопотребления и данная установка способна покрыть потребность в электроэнергии на 28% при среднегодовой скорости 3 м/c; на 51% при скорости 3,5 м/c и на 83% при 4 м/c соответственно. В регионах со среднегодовой скоростью ветра 4 м/c и 5 м/c годовая выработка энергии сразу у нескольких ВЭУ способна покрыть годовую потребность. Так, для Рср.год 10 = 4,5 м/c следует выбирать между Eoltec Scirocco E5.6-6, мощностью 6 кВт с h = 30 м и Bergey Excel 10, мощностью 10 кВт с h = 18 м, а для ^сртод 10 = 5 м/c - между Scirocco E5.6-6, мощностью 6 кВт с h = 18 м, Scirocco E5.6-6, мощно-
стью 6 кВт с h = 12 м и Evance ISKRAR9000, мощностью 5 кВт с h = 18 м. Для территорий со среднегодовой скоростью ветра, лежащей в пределах 5,5.7,2 м/c, следует сделать выбор в пользу установки Evance ISKRAR9000, Excel 10, Руст. = 10 кВт с h = 18 м, а для ^ср.год 10 = 5 м/c между установками Scirocco E5.6-6, Руст = 6 кВт с h = 18 м, Scirocco E5.6-6, Руст. = 6 кВт с h = 12 м и Evance ISKRAR9000, Руст = 5кВт с h = 12 м. В этом случае переизбыток энергии будет минимальным по сравнению с другими вариантами ВЭУ, составив для ^сргод 10 = 5,5 м/c лишь 9%, для Уср.год 10 = 6 м/c - 37%, для 10=6,5 м/c, 6,9 м/c и 7,2 м/c - 77%, 114% и 140% соответственно.
Проанализировав далее скорость ветра в 447 населенных пунктах, расположенных в 80 субъектах РФ, получили, что в 293 из них среднегодовая скорость ветра лежит в пределах 3.4 м/c (табл. 4) [8].
Таблица 4
Количество населенных пунктов с сортировкой среднегодовой скорости ветра по интервалам
Округ Количество населенных пунктов Среднегодовая скорость ветра по интервалам, м/c
2.3 3.4 4.5 5.6 6.7 7.8
Центральный 26 8 15 3 - - -
Приволжский 35 - 2 27 6 - -
Южный 17 - 6 11 - - -
Сибирский 118 5 102 10 1 - -
Северо-Кавказский 13 - 6 5 1 1 -
Уральский 26 24 1 1 - -
Северо-Западный 57 7 37 10 2 1 -
Дальневосточный 155 25 76 32 9 11 2
Российская Федерация 447 47 293 78 14 13 2
Сопоставляя графики рисунка 2 и данные, полученные после анализа ветровых ресурсов (табл. 4), получили, что наиболее подходящими установками малой мощности для покрытия нагрузки рассмотренного индивидуального фермерского дома в большинстве проанализированных населенных пунктов (293 города с уср.год 10 = 3.4 м/с и 78 городов с ^сргод 10 = 4.5 м/с) являются установки мощностью 10 и 6 кВт соответственно с креплением ветроколеса на высоте 18.30 м.
Для установки БоИес 8с1госсо (Руст. = 6 кВт) с высотой расположения ветроколеса 18 м пороговым показателем, при котором производство энергии превышает ее энергопотребление, является среднегодовая скорость ветра, равная 5 м/с. На рисунке 3 представлены более развернутые результаты проведенных исследований для установ-
Несмотря на то, что общегодовой показатель выработанной энергии Рвыр.год = 8186 кВтч, в данном случае превышает годовой показатель по-
требляемой энергии Рп
= 7663 кВтч, с мая
ки Eoltec Scirocco (Р = 6 кВт) при v,
ср.год.10
= 5 м/c.
по сентябрь и в феврале потребность в электроэнергии не может быть покрыта только за счет ВЭУ. В июле и августе установка способна покрыть только 41 и 34% требуемой энергии, в июне и сентябре - около половины (65 и 51%), а в феврале и мае - практически полностью: на 98 и 96% соответственно.
Проведенный анализ показывает, что точно подобрать универсальную установку, которая будет вырабатывать ровно такое количество энергии, необходимое потребителю, невозможно. Ветровой показатель является достаточно непостоянной величиной, поэтому всегда будет присутствовать недостаток или избыток энергии. В месяцы с недостат-
ком энергии следует предусмотреть дублирующий источник электроснабжения, а в регионах с переизбытком энергии целесообразнее подсоединение ВЭУ к распределительной линии электропередач с последующей продажей электроэнергии в сеть.
Взяв в основу данные рисунка 2 для различных ветроэнергетических установок и регионов страны, можно выбрать рациональные ВЭУ для фермерского дома с иным годовым значением энергопотребления, чем рассмотрено в примере.
Рис. 3. Процент энергии, выработанной установкой Еокес Scirocco мощностью 6 кВт при среднегодовой скорости ветра 5 м/с, по отношению к потребляемой энергии
Выводы
1. Путем проведения расчетов для ветровых электроустановок мощностью 5.10 кВт с высотой установки ветроколеса 12.30 м получен общий график, которым можно руководствоваться для быстрого определения наиболее подходящей ВЭУ с конкретными значениями Руст и h в регионах с различными показателями среднегодовой скорости ветра для фермерского дома с заданным значением годового энергопотребления.
2. Наиболее благоприятными ВЭУ малой мощности для России в целом являются установки мощностью 6 и 10 кВт с креплением ветроколеса на высоте 18.30 м, так как в большинстве проанализированных населенных пунктов (371 из 447) покрытие нагрузки индивидуального фермерского дома за счет установок данного типа ВЭУ является наиболее приемлемой.
3. При расчете и выборе ВЭУ для конкретного фермерского хозяйства рекомендуется проводить более детальные расчеты по каждому месяцу. Даже если годовое производство электроэнергии превышает ее годовое потребление, не будут исключением месяцы, в течение которых можно наблюдать дефицит электроэнергии, поэтому необходимо предусмотреть дублирующий ее источник.
Библиографический список
1. Елистратов В.В. Возобновляемая энергетика / В.В. Елистратов. Изд. 2-е, доп. СПб.: Наука, 2013. 308 с.
2. Распоряжение Правительства РФ от 13.11.2009 г. № 1715-р «Об Энергетической стратегии России на период до 2030 года» [Электронный ресурс]. URL: http:// www.consultant.ru.
58
3. Коробова ОС. Перспективы использования возобновляемых источников энергии в России / О С. Коробова // Горный информационно-аналитический бюллетень: Научно-технический журнал. 2009.№ 5. С. 175-187.
4. Идрисова А.А. Повышение энергетической эффективности за счет использования регенеративной энергии: ветроэнергетика / A.A. Идрисова // Вестник Казанского технологического университета. 2013. № 20. С. 291-294.
5. Кулаков А.В. Ветроэнергетика в России: проблемы и перспективы развития / A.B. Кулаков // Межрегиональная научно-практическая конференция: Строительство и жилищно-коммунальный комплекс. Энергоэффективность. Инвестиции. Инновации: Сб. статей. Ярославль, 2010. С. 38-41.
6. Кривцов В.С., Олейников А.М., Яковлев А.И. Неисчерпаемая энергия. Кн. 2. Ветроэнергетика / В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т « Харьк. авиац. ин-т»; Севастополь, 2004. 519 с.
7. Bing Wu, Yongqiang Lang, Navid Zargari, Samir Kouro. Power Conversion and Control of Wind Energy-Institute of Electrical and Electronics Engineers: A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION, 2011. 481 p.
8. Скорость ветра по широте и долготе местности. База данных по климатологии и солнечной энергии Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA Surface meteorology and Solar Energy) [Электронный ресурс]. URL: https://eosweb.larc.nasa.gov/ cgi-bin/sse/grid.cgi
Статья поступила 5.11.2016 г.
DETERMINATION OF APPROPRIATE POWER FOR SMALL WIND TURBINES ON FARMS
EKATERINAA. MURAVLEVA1
E-mail: katya.muravleva@gmail.ru
STANISLAVP. RUDOBASHTA, DSc (Eng), Professor1
E-mail: rudobashta@mail.ru
JERRY HUDGINS, Professor2
E-mail: jhudgins2@unl.edu
1 Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K. A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
2 University of Nebraska - Lincoln, 209N Scott Engineering Center, Lincoln, NE68588-0511
Small power wind turbine installations (5-10 kW) have not found a proper use in the agriculture of Russia. This may be due to low public awareness of alternative energy source availability, insufficient information on opportunities of applying wind turbines by farm enterprises, the lack of proper algorithms of equipment selection, as well as practical examples and selection recommendations. The purpose of the considered research is to determine the most appropriate technical parameters of wind turbines (indicated capacity and the windwheel height) that are most suitable for farms in Russia. Basing on the research results and performed calculations the author has developed a graph that can be used as a guideline for choosing small wind turbines for farms in the regions with an average annual wind speed from 3 to 7.2 m/s. the research results show that the most suitable installations for farms in Russia are wind turbines with a capacity of 6-10 kW and the windwheel height of 18-30 meters. The threshold wind speed values, with the power consumption exceeding the production power, are often 4-6 m/s. It has been proved that only 21% of the analyzed regions in Russia fall within this wind speed range.
Key words: choosing wind power installation, small-size wind power installations, autonomous power supply, farm enterprise.
References
1. Elistratov V.V. Vozobnovlyaemaya energetika [Renewable energy] / VV. Elistratov // 2nd Ed. ext. SPb.: Science, 2013. 308 p.
2. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 13.11.2019 № 1715-p Ob Energeticheskoy strategii Rossii na period do 2030 goda [Russian Government Decree from 13.11.2009 № 1715-r "Energy Strategy of Russia till 2030"] [electronic resource]. URL: http://www.con-sultant.ru.
3. Korobova O.S. Perspektivy ispol'zovaniya vozobnovlyaemyh istochnikov energii v Rossii [Prospects of using renewable energy in Russia] / O.S. Ko-robova // Gorniy informatsiono-energeticheskiy byul-leten' (nauchno-tekhnicheskiy zhurnal). 2009. Issue 5. Pp. 175-187.
4. Idrisova A.A. Povyshenie energeticheskoy ef-fektivnosti za schet ispolzovaniya regenerativnoy energii: vetroenergetika [Increasing energy efficiency by using renewable energy: wind energy] / A.A. Idriso-va // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo univer-siteta. 2013. Issue 20. Pp. 291-294.
5. Kulakov A.V. Vetroenergetika v Rossii: problem i perspectivy razvitiya [Wind power in Russia: prob-
lems and development trends] / A.V. Kulakov // Mezh-dunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya: Stroitel'stvo i zhilishchno-kommunal'niy kompleks. Energoeffektivnost'.Investitsii. Innovatsii: sb. statey. Yaroslavl', 2010. Pp. 38-41.
6. Krivtsov V.S., Oleynikov A.M., Yakovlev A.I. Neischerpaemaya energiya. Kn. 2. Vetroenergetika [Inexhaustible energy. B. 2. Wind power] / VS. Krivtsov, A.M. Oleynikov, A.I.Ya.ovlev: Uchebnik. Kharkov: Nats.aerokosm. un-t "Khark. aviats. in-t"; Sevastopol', 2004. 519 p.
7. BingWu, Yongqiang Lang, Navid Zargari, Samir Kouro. Power Conversion and Control of Wind Energy-Institute of Electrical and Electronics Engineers: A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION, 2011. 481 p.
8. Skorost' vetra po shirote i dolgote mestnosti. Baza dannih po klimatologii i solnechno' energii Nat-sional'nogo upravleniya po vozdukhoplavaniyu i issle-dovaniyu kosmicheskogo prostranstva [Wind speed according to latitude and longitude. NASA Surface meteorology and Solar Energy]. [Electronic resource]. URL: https://eosweb.larc.nasa.gov/cgi-bin/sse/grid.cgi.
Received on November 5, 2016
УДК 621.311.1.001.25
ШЕРЬЯЗОВ САКЕН КОЙШЫБАЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,1
E-mail: sakenu@yandex.ru
ПЯТКОВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, инженер2
E-mail: piatkov_andriei@mail.ru
1 Южно-Уральский государственный аграрный университет, ул. Красная, 38, Челябинск, 454080, Российская Федерация
2 «Челябэнерго», филиал ОАО МРСК-Урала, ул. 3-Интернационала, 114, Челябинск, 454091, Российская Федерация
ВЕКТОРНЫЕ ДИАГРАММЫ ТОКОВ ПРИ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В ОБМОТКАХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Дефекты межвитковой изоляции в силовых трансформаторах 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских электрических сетях, являются основным видом повреждений, приводящим к отказам. Вит-ковые замыкания сопровождаются незначительным увеличением токов со стороны питающей обмотки трансформатора. Целью исследований является разработка методики определения токов, возникающих при витковых замыканиях в обмотках трансформатора. Предложена методика определения тока вит-кового замыкания, на основании которой представлены векторные диаграммы токов при замыкании в обмотках трансформатора. Для подтверждения данных, полученных в результате расчета, произведено экспериментальное исследование векторных диаграмм при витковых замыканиях в обмотках трансформатора ТСЗИ-2,5 кВА. В качестве средства измерения при проведении экспериментального исследования применялся прибор «Энергомонитор-3.3-Т1». Представлены результаты экспериментальных исследований токов в предаварийном режиме и при возникновении витковых замыканий в обмотках. На основании анализа расчетных и экспериментальных данных определена актуальность предлагаемой методики и предложена дифференциальная токовая защита, основанная на измерении симметричных составляющих, как оптимальный метод выявления витковых замыканий в процессе эксплуатации трансформатора.
Ключевые слова: сельские электрические сети, силовые трансформаторы, витковые замыкания в обмотках, токи прямой и обратной последовательностей, векторные диаграммы.
Введение. Повреждение витковой изоляции обмоток является основной причиной отказов трансформаторов 6-10/0,4 кВ, эксплуатируемых в сельских электрических сетях [1]. Замыкание витков в одной из обмоток трансформатора представляется как появление дополнительной короткозамкнутой обмотки (ВЗ), а само замыкание - как однофазное на выводах этой обмотки [2, 3]. Выявление витковых замыканий в процессе эксплуатации трансформатора возможно по косвенным признакам. При этом наиболее перспективным методом представляется метод измерений аналоговых величин токов частоты 50 Гц (первой гармоники), а также их симметричных составляющих. Для выбора измеряемой величины необходимо рассмотреть изменение и распределение токов первой гармоники при витковых замыканиях, наглядно демонстрируемое векторными диаграммами, построенными с помощью метода симметричных составляющих [4].
Цель исследований - разработка методики определения токов, возникающих при витковых замы-
каниях в обмотках трансформаторов 6-10/0,4 кВ, экспериментальное подтверждение актуальности предлагаемой методики.
Материалы и методы. Витковое замыкание в аналогии с однофазным коротким замыканием (КЗ) является несимметричным повреждением и сопровождается возникновением равных между собой токов прямой, обратной и нулевой последовательностей в месте повреждения [5]:
Л,.. = I
al в.з
a 2 в.з.
= I
a 0 в.з.
(1)
Со стороны обмотки ВН, соединенной звездой, токи прямой и обратной последовательностей из короткозамкнутой обмотки транс; формируются без изменений, однако составляющие нулевой последовательности не могут протекать по обмотке без нейтрального вывода и, следовательно, не будут трансформироваться в обмотку ВН [5]:
1A1 1A2 ^ al I а2 1о п
(2)
Полный^ ток в поврежденной фазе, например, в фазе А, со стороны питающей о бмотки, соединенной в звезду, будет определяться по формуле:
!л =1Л! +1л 2 =-( 1 а! +1 «2).
(3)
Исходя из этого определение тока прямой или обратной последовательностей со стороны питающей обмотки представляется следующей формулой:
и2
А(1)2
"К1 + "К 2 + "о П
(4)
где иА - напряжение поврежденной фазы со стороны питающей обмотки ВН; ZK1 - сопротивление короткого замыкания прямой последовательности обмоток ВН-ВЗ; ZK2 - сопротивление короткого замыкания обратной последовательности обмоток
ВН-ВЗ; Z0П ' - сопротивление нулевой последовательности обмотки ВЗ.
Результаты и обсуждение. По предложенной методике был произведен расчет токов при замыкании 2% витков в фазе А, обмотки ВН трансформатора ТСЗИ-2,5 кВА 0,4/0,23 кВ (У/Уд). Данный трансформатор по своему конструктивному исполнению является подобным трансформаторам 6-10/0,4 кВ 1 и 2 габаритов эксплуатируемых в сельских электрических сетях.
На основании данных, полученных расчетным путем, была построена векторная диаграмма токов, отражающая их распределение в предаварийном и аварийном режиме. При построении векторной диаграммы принималось допущение того, что трансформатор нагружен в номинальном режиме - активной нагрузкой. Векторная диаграмма, полученная расчетным путем, представлена на рисунке 1.
■^д 1а гесяеазлр.
1Аз.з. 1А2
1А1 и зоааар
1С доззгр
Рис. 1. Векторная диаграмма токов в обмотке ВН, соединенной по схеме У, построенная по расчетным данным
На рисунке 1 штриховой линией показан ток, возникающий при витковом замыкания (1вз), сплошными линиями, ток доаварийного режима
(1доавар) и ток аварийного режима (/авар>
Согласно векторной диаграмме при витковом замыкании со стороны питаемой обмотки ВН, соединённой по схеме «У», ожидается изменение токов во всех трех фазах трансформатора. При этом в поврежденной фазе увеличение тока будет в два раза больше, чем в двух других, а полный ток, возникающий при витковом замыкании 2% витков, составит около 25% номинального тока.
Для подтверждения данных, полученных по результатам расчетов, произведено экспериментальное исследование векторных диаграмм при вит-
ковых замыканиях в обмотках трансформатора ТСЗИ-2,5 кВА 0,4/0,23 кВ (У/Ун). Для моделирования витковых замыканий в обмотках ВН и НН трансформатора были специально подготовлены выводы, позволяющие замыкать витки друг с другом, тем самым имитируя витковое замыкание.
В качестве средства измерения применялся прибор «Энергомонитор-3.3.Т1», позволяющий производить измерения амплитуд токов и напряжений, а также фазовых углов между фазными напряжениями и фазовых углов между напряжениями и токами [6].
Схемы подключения прибора «Энергомони-тор-3.3.Т1» для снятия векторных диаграмм со стороны обмотки ВН представлены на рисунке 2.
61
Нагрузка
О-
О-
0
О
Рис. 2. Схема подключения прибора «Энергомонитор-3.3.Т1» для снятия векторных диаграмм со стороны обмотки ВН силового трансформатора
Экспериментальное исследование векторных диаграмм силового трансформатора производилось в два этапа.
На первом этапе силовой трансформатор подключался к сети 0,38 кВ и загружался до номинальной мощности, при этом с помощью цифровой фотокамеры с дисплея устройства «Энергомонитор-3.3.Т1» производилась фиксация векторных диаграмм. Данный режим работы трансформатора рассматривался как предаварийный.
На втором этапе при номинальной нагрузке производилось моделирование витковых замыканий в обмотках ВН и НН, при этом также производи-
лась фото фиксация векторных диаграмм. Режим с витковым замыканием рассматривался как аварийный. При проведении двух этапов эксперимента нагрузка носила активный характер. Векторные диаграммы при витковом замыкании в фазе А обмотки ВН, полученные экспериментальным путем, представлены на рисунке 3 а, б.
На векторных диаграммах, снятых с дисплея устройства «Энергомонитор-3.3Т1» (рис. 3 а, б), в левой части дисплея прибора отображаются цифровые значения углов, град.; в правой части - векторная диаграмма, на которой длинные векторы соответствуют напряжению, а короткие - току.
Рис. 3. Векторные диаграммы токов в обмотке ВН трансформатора: а - в предаварийном режиме»; б - при витковом замыкании в фазе А обмотки ВН
Анализ векторных диаграмм, полученных экспериментальным путем (рис. 3), показывает, что витковое замыкание в обмотке ВН сопровождается изменением токов во всех трех фазах обмотки ВН, при этом токи со стороны обмотки НН не изменяются. Векторные диаграммы, полученные экспериментально, являются аналогичными диаграмме, построенной по расчетным данным.
Также прибором «Энергомонитор-3.3.Т1» регистрировалось изменение токов прямой и обратной последовательностей. Данные измерений симметричных составляющих токов, а также данные, полученные расчетным путем, представлены в таблице.
Таблица
Токи прямой и обратной последовательностей при витковых замыканиях в фазе А, обмотки ВН трансформатора
Анализ данных, представленных в таблице, показывает актуальность предложенной методики расчета токов, возникающих при витковых замыканиях. Незначительное отличие экспериментальных данных от полученных расчетным путем может быть следствием несимметрии магнитопровода, а также может быть обусловлено погрешностью прибора измерения.
Экспериментальные исследования витковых замыканий в других фазах обмотки ВН трансформатора и во всех фазах обмотки НН также показали существенное сходство с данными, полученными расчетным путем.
Выводы
1. Анализ данных, произведенных расчетным и экспериментальным путем, показывает актуальность предложенной методики определения токов, возникающих при витковых замыканиях, с помощью метода симметричных составляющих.
2. Витковые замыкания в обмотках трансформаторов со схемой соединений У/Ун, вне зависимости от локализации повреждения в одной из обмоток, сопровождаются увеличением токов прямой и обратной последовательностей со стороны питающей обмотки ВН, при этом токи со стороны обмотки НН не изменяются.
3. Токи, возникающие при витковых замыканиях, существенно меньше номинальных токов трансформатора, что создает значительные трудности для выбора устройств, чувствительных к витковым замыканиям в обмотках трансформатора.
4. Сопровождающееся с витковым замыканием увеличение токов только со стороны питаемой обмотки позволяет рассматривать в качестве устройства, реагирующего на данный вид повреждения, токовую дифференциальную защиту, позволяющую выполнять настройку срабатывания меньше номинального тока трансформатора.
5. Одним из перспективных методов выявления витковых замыканий в обмотках трансформатора представляется метод измерений дифференциальных токов симметричных составляющих.
Библиографический список
1. Шерьязов С.К., Пятков А.В. Анализ видов и причин повреждений трансформаторов 6-10/0,4 кВ в сельских электрических сетях: Материалы ЬШ Международной науч. - техн. конф. «Достижения науки - агропромышленному производству». Челябинск: ЧГАА, 2014. С. 320-325.
2. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 240 с.
3. Чечушков Г. А., Гаген А.Ф. Витковые замыкания в трансформаторах и их схемы замещения. Автоматизация энергосистем и энергоустановок промышленных предприятий. Челябинск: ЧПИ, 1974. С. 36-42.
4. Вольдек А.И. Электрические машины. М.: Энергия, 1974. 840 с.
5. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. Л.: Энергия, 1970. 432 с.
6. Приборы для измерения электрических величин и показателей качества электрической энергии Энергомонитор-3.3.Т.1: Руководство пользователя. 2012. 120 с.
Статья поступила 10.01.2017 г.
Метод определения Доаварийный режим Аварийный режим
11, А 4 А 11, А 4 А
Экспериментальный 3,82 0,08 4,29 0,55
Расчетный 3,82 0,00 4,27 0,45
VECTOR DIAGRAMS OF CURRENTS AT INTERTURN FAULTS IN WINDINGS OF POWER TRANSFORMERS
SAKENK. SHERIAZOV, DSc (Eng), Professor1
E-mail: sakenu@yandex.ru
ANDREY V. PYATKOV, engeneer2
E-mail: piatkov_andriei@mail.ru
1 South-Ural State Agricultural University. Department of Energy Supply and Automation of Technological Processes. Krasnaya str., 38, Chelyabinsk, 454080, Russian Federation
2 "Chelyabenergo", branch of OAO MRSK-Ural, 3 International str., 114, Chelyabinsk, 454080, Russian Federation
The author claims that defects of interturn insulation in power transformers 6-10/0.4 kV operating in rural power networks are the main type of damage leading to failures. Coiled-circuit currents are accompanied by a slight current increase in the transformer supply winding. The research purpose is to develop methods for detecting currents arising from interturn short circuits in the transformer windings. The paper proposes a method of determining the current interturn fault serving as a basis for presenting a vector diagram of currents in case of transformer winding faults. To confirm the data obtained as a result of calculations, the authors have made an experimental study of vector diagrams at interturn faults in the TSZI-2,5 kV- A transformer windings. The "Energomonitor-3.3.T1" device has been used as a measuring instrument in the pilot study. The paper presents the results of experimental current studies in a pre-emergency mode, and in case of interturn faults in windings. Basing on the analysis of theoretical and experimental data, the authors have determined the relevance of the proposed methodology and suggested a differential current protection based, in particular, on the measurement of symmetrical components, as the best method for detecting interturn faults in the transformer operation.
Key words: rural power grids, power transformers, interturn short circuits in windings, positive and negative sequence currents, vector diagrams.
References
1. Sher'yazov S.K., Pyatkov A.V. Analiz vidov i prichin povrezhdeniy transformatorov 6-10/0,4 kV v sel'skikh elektricheskikh setyakh [Analysis of types and causes of damage to 6-10 / 0.4 kV transformers in rural power grids] // Materialy VIII Mezh-dunarodnoy nauch. - tekhn. konf. "Dostizheniya nauki - agropromyshlennomu proizvodstvu". Chelyabinsk: CHGAA, 2014. Pp. 320-325.
2. Zasypkin A.S. Releynaya zashchita transformatorov [Transformer relay protection]. M.: Energoat-omizdat, 1989. 240 p.
3. Chechushkov G.A., Gagen A.F. Vitkovyye zam-ykaniya v transformatorakh i ikh skhemy zamesh-cheniya. Avtomatizatsiya energosistem i energous-tanovok promyshlennykh predpriyatiy [Interturn
faults in transformers and their replacement schemes. Automation of power systems and power plants of industrial enterprises]. Chelyabinsk: CHPI, 1974. Pp. 36-42.
4. Vol'dek A.I. Elektricheskiye mashiny [Electric installations]. M.: Energiya, 1974. 840 p.
5. Vasyutinskiy S.B. Voprosy teorii i rascheta transformatorov [On the theory and calculation of transformers]. L.: Energiya, 1970. 432 p.
6. Pribory dlya izmereniya elektricheskikh velichin i pokazateley kachestva elektricheskoy energii Energo-monitor-3.3.T.1: Rukovodstvo pol'zovatelya [Instruments for measuring electrical values and electrical energy quality indicators. Energomonitor-3.3.Vol.1: User's manual]. 2012. 120 p.
Received on January 10, 2017
УДК 621.31
ПОДОБЕДОВ ПАВЕЛ НИКОЛАЕВИЧ, аспирант
E-mail: podobiedov13@mail.ru
МАСЛЕННИКОВ ПАВЕЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ, аспирант
E-mail: maslennikovpa@list.ru
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ), 1-й Вешняковский проезд, 2, Москва, 109456, Российская Федерация
ИССЛЕДОВАНИЕ ОТКАЗОВ ШИННЫХ МОСТОВ 10 КВ И СПОСОБА ИХ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
В связи с большим ростом выработки и потребления электроэнергии участились случаи отказа электрооборудования на распределительных подстанциях. Снижение надежности электроснабжения связано в первую очередь с высоким процентом износа электрических сетей и сетевого оборудования (до 80%), а также с большим ростом нагрузки на линии. Одним из основных элементов сети, имеющим значительное число отказов по причине старения и повышения энергопотребления, являются шинные мосты 10 кВ. Рассмотрены методы повышения надежности эксплуатирующихся шинных мостов 10 кВ и их отдельных элементов. Опыт эксплуатации шинных мостов 10 кВ с полимерными изоляторами показал, что такая конструкция обеспечивает надежную изоляцию шин и не требует профилактики и дополнительного обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации. Установлено, что использование полимерного материала изоляторов на стойках шинных мостов 10 кВ снижает затраты на их производство и повышает уровень его надежности и электрических сетей в целом. Предложены переоснащение шинных мостов 10 кВ изоляторами из полимерного материала и разработка рекомендаций по их техническому обслуживанию. Это позволит снизить число отказов линии и время перерывов в электроснабжении потребителей.
Ключевые слова: шинный мост, изолятор, полимер, фарфор, электрические сети, надежность.
Введение. Повышение установленной мощности электростанций ЕЭС России за счет ввода нового, а также модернизации действующего генерирующего оборудования электростанций в 2015 г. составило 4710,0 МВт. Ввод новых мощностей в 2015 г на электростанциях ЕЭС России с учетом электростанций промышленных предприятий составил 4393,0 МВт. Все станции вырабатывают около 1 трлн кВт-ч электроэнергии в год. В 2015 г. электростанции ЕЭС России выработали 1 026,88 млрд кВт-ч (на 0,2% больше, чем в 2014 г.) [1].
Следует отметить, что в этот период среднегодовой темп роста ВВП в стране составил 6,8%, что приблизительно в 2 раза выше, чем сегодня прогнозирует Минэкономразвития на 2012-2018 гг. В сценариях долгосрочного прогноза социально-экономического развития Российской Федерации до 2030 г принято, что ежегодный темп роста ВВП до 2020 г. будет находиться в диапазоне 3,5.4,6%. В прогнозе и программе Минэнерго 2013 г. среднегодовой темп электропотребления на 2013-2019 гг. составляет уже 1,89% [2].
В связи с большим ростом выработки и потребления электроэнергии участились случаи отказа электрооборудования на распределительных подстанциях.
Со времен СССР на подстанциях массово заменялось большинство электрооборудования за исключением шинных мостов 10 кВ, трансформаторов тока, проходных изоляторов, высоковольтных выключателей и т.д.
Шинные мосты 10 кВ на распределительных подстанциях занимают существенное место по количеству аварий и являются существенной причиной снижения надежности электроснабжения в сельских сетях, их отказ приводит к большому количеству аварийных отключений, учащению неполного отпуска электроэнергии и к снижению качества выпускаемой продукции на предприятиях. Основной причиной отказов является разрушение изоляторов, на которых установлены шинные мосты.
Цель исследования - анализ и выявление процентного соотношения отказов электрооборудования на подстанции, анализ причин отказов и выявление способа устранения причин отказов шинных мостов 10 кВ.
Материалы и методы. На основе статистических данных на распределительных подстанциях напряжением 220/110и10 кВ исследованы состав отказов электрооборудования и их причины, а также методы устранения.
Результаты исследований. Анализ общего процента отказов электрооборудования на распределительных подстанциях напряжением 220/110и10 кВ отражен в таблице 1.
Из таблицы 1 следует, что общий процент отказов линии по причине шинного моста составляет 3%.
Основными причинами отказов шинных мостов являются:
- перегрев в местах болтовых соединений;
- некачественное лакокрасочное покрытие;
- разрушение опорных изоляторов по причине высоких вибраций на ошиновках.
Таблица 1
Частота отказов электрооборудования на подстанциях Москвы напряжением 220/110 и 10 кВ за 2010-2016 гг.
Тепловизионное обследование чаще всего используется для проверки состояния электрических систем, поскольку они позволяют проводить обследование быстро и без непосредственного контакта. Большая часть работы по тепловизион-ному обследованию электрооборудования имеет качественный характер, т.е. производится простое сравнение тепловых изображений похожих компонентов.
На подстанциях тепловизионное обследование оборудования производят один раз в квартал. С его помощью на ранней стадии выявляется множество дефектов, связанных с перегревом (рис. 1).
В местах перегиба и плохого контакта возникает перегрев, приводящий к оплавлению шин с возгоранием [3].
Электрооборудование Частота отказов, %
Выключатели 10 кВ 60
Транс форматор 10
Человеческий фактор 7
Шинные мосты 10 кВ 3
Проходные изоляторы 10 кВ 4
Линейный разъединитель 10 кВ 6
Шинный разъединитель 10 кВ 6
Ложная работа релейной защиты 4
Рис. 1. Дефект контактных соединений ошиновок 10 кВ и 0,4 кВ (тепловизор ЯОК ^-160)
Поверхности шин распределительного устройства (РУ) окрашивают равномерно без наплывов и подтеков по всей длине эмалевой или масляной краской. Однополосные шины окрашивают со всех сторон, многополосные - в сухих помещениях по наружным поверхностям; в помещениях сырых, с повышенной влажностью или с химически активной
средой, - каждую шину в отдельности со всех сторон. Отслаивание краски с последующим перекрытием фаз приводит к короткому межфазному замыканию.
Некачественное лакокрасочное покрытие, особенно на открытых распределительных устройствах, приводит к отслаиванию и возникновению авариной ситуации (рис. 2).
Рис. 2. Пример некачественного покрытия краской
При перенапряжении шин возникают статодина-мические нагрузки. В результате болтовые соединения разбалтываются и вибрации на шинах усиливаются.
В процессе эксплуатации шинных мостов 10 кВ выявлено, что опорные изоляторы, на которых устанавливают шины, являются основной причиной отказов шинных мостов 10 кВ. 75% отказов шинных мостов составляют повреждения фарфоровых
опорных изоляторов. Основная причина отказа изолятора - трещины и сколы на теле изолятора.
Поломки опорных изоляторов связаны с недостаточной механической прочностью, низким качеством изготовления фарфоровых изоляторов и дефектами армировки изоляторов [4].
В процессе эксплуатации выявлено, что сильные вибрации на пластинах шин являются причи-
ной появления трещин в теле изолятора, что ведет к его разрушению и короткому замыканию на корпус распределительного устройства (рис. 3).
Большинство шинных мостов установлено на изоляторы марки И0Р-10-3,75 УХЛ2, что привело к большому числу отказов по вине этих изоляторов [5]. Для решения этой проблемы при кон-
струировании и монтаже современных шинных мостов применяют полимерные изоляторы. Предлагается переоснащение эксплуатирующихся шинных мостов 10 кВ полимерными изоляторами, что позволит повысить надежность их работы путем исключения наиболее частой причиной их отказа.
Рис. 3. Сколы на теле фарфорового изолятора
Полимерный материал ничем не уступает фарфору по диэлектрической прочности, объемному сопротивлению и диэлектрической проницаемости.
Применение полимерных изоляторов позволяет избавиться от таких недостатков, как низкая механическая прочность на кручение и изгиб; хрупкость; деформация при изменении температур; большая масса; нестабильность свойств электроизоляционного материала в различных условиях эксплуатации; толщина ребер изоляции, когда требуется гораздо более тонкий слой полимера по сравнению с керамикой.
Применение полимера вместо фарфора целиком оправдано в аппаратах внутренней установки, особенно кремнийорганической резины, которая является абсолютным диэлектриком и в чистом виде, и в виде оксидов. Кремнийорганическая резина (силикон) пластична, обладает высокой термостойкостью, экологически нейтральна, устойчива к старению и является негорючей. Срок службы изоляции из этого материала даже в самых суровых условиях составляет не менее 30 лет [6].
Как показал опыт эксплуатации шинных мостов 10 кВ с полимерными изоляторами в различных климатических зонах, в т.ч. в условиях сложных температурных режимов северных областей РФ, такая конструкция обеспечивает надежную изоляцию шин и не требует профилактики и дополнительного обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации.
Сравнительная оценка изоляционных материалов показала, что полимеры обладают более высокой механической прочностью на изгиб, что повышает его сопротивляемость статодинамическим нагрузкам.
Преимущества замены фарфорового изолятора на полимерный заключаются в следующем [1]:
- большая механическая прочность, особенно при высоких напряжениях, когда снижается повреждаемость на 40%;
- гидрофобность;
- простота и удобство монтажа, когда фарфор скалывается при ударах во время установки и транспортировки;
- высокая стойкость к перенапряжениям, когда снижается вероятность разрушения на 50%;
- меньший вес (более чем на 90%) по сравнению с фарфоровыми изоляторами.
Таблица 2
Разрушающая сила на изгиб фарфорового и полимерного шинного изолятора
Марка изолятора Минимальная разрушающая сила на изгиб, не менее, кН
И0Р-10-7,5 II УХЛ1 7,5
0НШП-10-20-4 УХЛ1 20
Выводы
Результаты анализа эксплуатации шинных мостов 10 кВ по причинам отказов показали их недостаточную эксплуатационную надежность. В процессе ремонта наиболее часто заменяемой деталью является фарфоровый изолятор. Вместо фарфоровых изоляторов в шинных мостах 10 кВ предлагается устанавливать полимерные изоляторы, с чем связаны некоторые преимущества.
Высокая эксплуатационная надежность и долговечность, подтвержденные опытом их работы на линиях, - основная особенность полимерных изоляторов. Изоляторы отличаются высокой ударопрочностью, вибростойкостью, трекингостойкостью, грязестойко-стью, устойчивостью к актам вандализма, дугостой-костью, стойкостью к солнечному излучению. Масса изолятора значительно ниже традиционных. Высокая гидрофобность ребристой оболочки из силиконовой композиции обеспечивает превосходные характеристики изоляторов в условиях загрязнения и увлажнения. Все это позволит повысить надежность шинных мостов 10 кВ, снизить количество отключений и в целом повысит надежность электроснабжения.
Библиографический список
1. Масленников П.А., Подобедов П.Н. Использование полимерных изоляторов на стойках выключателя ВМП-10 / П.А. Масленников, П.Н. Подобедов // Вестник ВИЭСХ. 2016. № 4. С. 7-14.
2. Нигматулин Б. Анализ прогнозов электропотребления в различных программах Минэнерго России / Булат Нигматулин // Энергорынок. 2013. № 6. С. 1-13.
3. Инструкция по монтажу токопроводов 6-10 кВ // Концерн «Электромонтаж». Москва, 1994. 120 с.
4. Бреньков Н.Т. Исследования влияния факторов на механическую прочность опорных полимерных изоляторов: Доклад на Девятом общем собрании ассоциации ТРАВЭК. С. 2-12.
5. Изоляторы керамические опорные на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия // ГОСТ Р 52034-2003.
6. Изоляторы полимерные опорные на напряжение 6-220 кВ. Общие технические условия // ГОСТ Р 52082-2003.
Статья поступила 27.10.2016 г.
INVESTIGATION OF 10 KV BUSBAR BRIDGE FAULTS AND WAYS OF THEIR PREVENTION
PAVEL N. PODOBEDOV, post-graduate student
E-mail: podobiedov13@mail.ru
PAVEL A. MASLENNIKOV, post-graduate student
E-mail: maslennikovpa@list.ru
Federal Scientific Agroengineering Center VIM, 1st Veshnyakovskiy Proezd, 2, Moscow, 109456, Russian Federation
In connection with a large increase in the generation and consumption of electricity, there have been frequent cases of electrical equipment failures at distribution substations. The decrease in the power supply reliability is primarily due to the high wear extent of electrical power grids and grid equipment (up to 80%), as well as with a large increase in the electrical line load. One of the main grid elements having a significant number of failures due to its aging and increased power consumption, are busbar bridges of 10 kV The paper considers the methods of increasing the reliability of operating 10 kV busbar bridges and their individual components. The experience of operating 10 kV busbar bridges with polymer insulators has shown that this design provides reliable insulation of busbars and does not require any preventive and additional maintenance throughout the system service life. It has been established that the use of polymeric material as insulators in 10 kV busbar bridge racks reduces the costs of their production and increases the level of their reliability and that of power grids, in general. The authors recommend the re-equipment of 10 kV bus bridges with insulators of polymer material and making recommendations for their maintenance. This will reduce the number of line failures and the time of interruptions in the power supply of consumers.
Key words: busbar bridge, insulator, polymer, porcelain, power grids, reliability.
References
1. Maslennikov P.A., Podobedov P.N. Ispol'zo-vaniye polimernykh izolyatorov na stoykakh vyk-lyuchatelya VMP-10 [Use of polymer insulators on the basis of the VMP-10switch] / P.A. Maslennikov, P.N. Podobedov // Vestnik VIESKH. 2016. Issue 4. Pp. 7-14.
2. Nigmatulin B. Analiz prognozov elektropotre-bleniya v razlichnykh programmakh Minenergo Rossii [Analysis of energy consumption forecasts in various programs of the Russian Ministry of Energy] / Bulat Nigmatulin // Energorynok. 2013. Issue 6. Pp. 1-13.
3. Instruktsiya po montazhu tokoprovodov 6-10 kV [Instructions for the installation of current leads 6-10 kV] // Kontsern "Elektromontazh". Moskva, 1994. 120 p.
4. Bren'kov N.T. Issledovaniya vliyaniya faktorov na mekhanicheskuyu prochnost' opornykh polimernykh izolyatorov. Doklad na Devyatom obshchem sobranii assotsiatsii TRAVEK [Determining the influence of different factors on the mechanical strength of supporting polymeric insulators: Report in the Ninth General Meeting of the Association TRAVEC]. Pp. 2-12.
5. Izolyatory keramicheskiye opornyye na na-pryazheniye svyshe 1000 V. Obshchiye tekhniches-kiye usloviya [Ceramic insulators for voltage over 1000 V General specifications] // GOST R52034-2003.
6. Izolyatory polimernyye opornyye na napryazheni-ye 6-220 kV. Obshchiye tekhnicheskiye usloviya [Polymer reference insulators for voltage 6-220 kV. General specifications] // GOST R52082-2003.
Received on October 27, 2016
КО ДНЮ ПОБЕДЫ
Владимир Трофимович Сергованцев - профессор, доктор технических наук, заслуженный работник высшей школы, академик Международной академии информатизации и академик Международной академии наук (русская секция), почетный работник агропромышленного комплекса России, отличник газовой промышленности СССР, отличник энергетики и электрификации СССР, участник Великой Отечественной войны, кавалер двух боевых орденов и более 60 медалей и нагрудных знаков.
В.Т. Сергованцев родился 25 июня 1922 г. в Омской обл., ст. Москаленки, в большой крестьянской семье. В 1940 г. окончил среднюю школу в г. Омске и стал курсантом Тихоокеанского высшего военно-морского училища во Владивостоке. Со второго курса училища в октябре 1941 г. как доброволец был откомандирован в 70-ю отдельную морскую стрелковую бригаду. С декабря 1941 г. до середины мая 1945 г. Владимир Сергованцев участвовал в боях Карельского и 4-го Украинского фронтов; в 1944 г. был награжден орденом Красной Звезды. Закончил войну 13 мая 1945 г. в Чехословакии под городом Пардубицы.
После демобилизации, в октябре 1945 г., В.Т. Сергованцев поступил в МИМЭСХ (позднее - МИИСП). В 1950 г. он с отличием окончил факультет электрификации, в 1953 г. - аспирантуру по кафедре «Производство и распределение электроэнергии в сельском хозяйстве».
За отличную учебу как студенту и как аспиранту присуждались персональные стипендии имени И.В. Сталина. После защиты кандидатской диссертации в 1954 г. работал ассистентом, доцентом кафедры, ученым секретарем института. Первым в институте он стал заниматься вопросами автоматизации и телемеханизации сельских электрических установок.
В 1959-1968 гг. В.Т. Сергованцев работал руководителем лаборатории автоматики и телемеханики отдела вычислительной техники и автоматики ВНИИ природных газов Мингазпрома СССР, руководил работами по телемеханизации газопроводов и газовых промыслов, был редактором научно-технических сборников «Автоматизация, телемеханизация и связь в газовой промышленности». За разработки в области автоматизации и телемеханизации газопроводов им получено более 20 авторских свидетельств; он награжден знаками «Нефтепровод Дружба» и «Отличник газовой промышленности СССР».
С 1968 по 1971 гг. Владимир Трофимович работал проректором по научной работе МИИСП (позднее - МГАУ имени В.П. Горячкина). Он организовал работы по внедрению вычислительной техники в управление вузом и в учебный процесс, поставил курс по вычислительной технике в инженерных и экономических расчетах.
В 1971-1974 гг. как замдиректора ВНИИ кибернетики МСХ СССР В.Т. Сергованцев возглавил работы по информационному и техническому обеспечению создаваемых в то время автоматизированных систем управления в сельском хозяйстве. В ноябре 1974 г. для завершения и защиты докторской диссертации он перешел в НИПИ экономики и АСУ Миннефтегазстроя СССР и в 1975 г. защитил докторскую диссертацию по специальности «Автоматизация управления технологическими процессами в газовой промышленности». Во время трудовой деятельности в нефтегазовой отрасли он не прерывал связь с МИИСП, работая на общественных началах на кафедре управления и вычислительной техники, фактически являясь ее руководителем. В декабре 1976 г. он вернулся в МИИСП заведующим кафедрой.
Возглавляя кафедру, Владимир Трофимович поставил курс по управлению сельскохозяйственным производством для инженерных специальностей. Под его руководством получили развитие дисциплины по вычислительной технике и электронике, была создана современная по тем временам техническая база и организовано учебно-методическое обеспечение читаемых дисциплин на кафедре. Им организованы вычислительный центр института, филиал кафедры при ВНИИ кибернетики МСХ СССР, отраслевая научно-исследовательская лаборатория по электронизации и информатизации учебного процесса в АПК. Он организовал и вел курсы для профессорско-преподавательского состава по изучению вычислительной техники и программированию; возглавлял межвузовский кабинет по применению технических средств обучения при Главке вузов МСХ СССР. За труды по развитию учебного процесса и научных исследований был награжден нагрудным знаком «Отличник энергетики и электрификации СССР».
С 2000 г. Владимир Трофимович Сергованцев - профессор кафедры информационно-управляющих систем. Список его научных и учебно-методических трудов включает в себя более 350 наименований, в том числе 22 книги, 23 изобретения. Им подготовлены 13 кандидатов наук.
В.Т. Сергованцев активно продолжает заниматься общественной деятельностью. Владимир Трофимович продолжает заниматься спортом: утренняя спортивная зарядка, водные процедуры, походы выходного дня - пешие или лыжные зимой. В 2005 г. он был участником Международного сверхмарафона «Москва - Брест», вместе с мастерами спорта преодолевая дистанции.
В 1993 г. В.Т. Сергованцев организовал и ведет при совете ветеранов университета постоянно действующий научный семинар «Проблемы миропонимания», где заслушиваются и обсуждаются доклады известных ученых, общественных, политических и религиозных деятелей России, а также ведущих профессоров университета.
Владимир Трофимович по сей день находится в строю, преподает на кафедре автоматизации и роботизации технологических процессов имени академика И.Ф. Бородина. В преддверии большого праздника 9 мая публикуем статью этого замечательного человека.
Редакция журнала поздравляет Владимира Трофимовича с днем Победы, желает ему крепкого здоровья и успехов в дальнейшей творческой деятельности.
УДК 62; 68
СЕРГОВАНЦЕВ ВЛАДИМИР ТРОФИМОВИЧ, докт. техн. наук, профессор
E-mail: sergovantsev@mail.ru
Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева, ул. Тимирязева, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
ТЕХНИКА КАК ПОДОБИЕ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
Структура современной техники (механики и автоматики) подобна структуре живой природы. Структура механики (двигатель - кинематика - рабочий орган) подобна руке: мышцы - скелет руки - инструмент в руке. Автоматика (датчики - микропроцессор) и память (исполнительный механизм) подобны нервной системе: рецепторы - система нейронов - эффекторы. Следовательно, во-первых, изобретая технику, мы копируем живую природу; во-вторых, мир, включая технику, построен по одному и тому же лекалу. В технике наш разум создает технические автоматы, накапливает знания в компьютерной памяти и книгах, пытается создать искусственный интеллект. И в нас самих есть разум, биоавтоматы и знания. Возникает мысль о том, что и мы, как техника, созданы также разумом, но уже Высшим, Космическим. Разум инженера создал компакт-диск, компьютер и проектор и на экране демонстрирует фильм, т.е. «жизнь» - движения в 2-мерном пространстве и в экранном времени. Снова возникает мысль о том, что и наша биологическая жизнь в 3-мерном пространстве и в нашем времени сотворена также Высшим, Космическим Разумом. Таким образом, техника, как отображение, подобие биологической материи, предоставляет нам возможность познавать наш Мир. В частности, показано в виде гипотезы, что существует над нами Высший Разум.
Ключевые слова: техника, механика, автоматика, разум, техника подобна живой природе.
В современном мире разум инженера изобретает машины и их автоматизирует, тем самым создает технику механизации и автоматизации (управления). Совместно с производственным процессом эта техника образует автоматизированные производственные системы управления. Система управления имеет управляющую и управляемую части - управляющий орган и объект управления (рис. 1) [1].
Технику механики, как известно, образуют двигатель, кинематика и рабочий орган. Двигатель преобразует энергию в движение. Кинематика распределяет движения в соответствии с задачами
рабочего органа. Характер и последовательность движений задает управляющий орган, воздействуя на кинематику или двигатель.
Центральным структурным звеном современной автоматики является микропроцессор. Его основные функции - обработка информации, хранимой в памяти и поступающей с датчиков, выработка согласно выполняемой программе управляющих воздействий. Микропроцессор взаимодействует с памятью, в которой хранятся программы и данные [2]. Управляющие воздействия передаются на кинематику техники механизации через исполнительное устройство.
Цель
Разум
Управляющая система
Задание Программа Техника автоматизации
Вво д
Датчики
р
Микропроцессор
(микроконтроллер)
Память
Вывод
Исполнительные устройства
/ :
Объект управления
Энергия
Техника
механизации
Движитель Кинематика Рабочий орган
Протзводственно-технологические процессы
Рис. 1. Структура техники механизации и автоматизации технологических процессов
Человек (его разум) реализует цель создания указанных технических систем. При необходимости он выполняет функцию управления производственно-технологическим процессом, реализуя верхний уровень управления. Человек может корректировать производственно-технологический процесс, перестраивая программу или непосредственно вручную управляя системой.
В сельском хозяйстве в соответствии с многоуровневой системой управления техника автоматизации разделена на две группы: автоматика технологических процессов и техника управления организационных систем.
Технику организационных систем (от министерства до предприятия) в сельском хозяйстве составляют персональные компьютеры и средства телефонной и электронной связи, включая локальные сети и интернет. Она может отличаться прикладным программным обеспечением, которое используется для решения экономических и организационных задач [3].
Особенностью технологий сельскохозяйственного производства является рассредоточенность, мобильность, наличие в технологии человека, а также живых организмов, представляющих собой биоавтоматы. Большое место на уровне технологических процессов и технологической автоматики занимают средства связи и средства навигации. Наличие животных, растений, микроорганизмов ставит задачу использования их как биоавтоматов в сочетании с технической автоматикой. Кроме того, автоматика в виде микроконтроллера соединяется с механикой и живым организмом в единую биотехническую систему. Таким образом, осуществляется процесс роботизации сельскохозяйственных технологий [4].
В учебном процессе сельскохозяйственных вузов вычислительная техника привязана к экономическим дисциплинам и изучается лишь как инструмент в экономических расчетах и в работе с информацией. В то же время для специалиста инженерно-
го направления любого профиля эти знания крайне необходимы, ибо современная техника - это прежде всего автоматы и роботы, которые необходимо обслуживать и совершенствовать. К сожалению, на инженерных факультетах даётся только краткое знакомство с этой техникой.
Такова структура нашей техники, если говорить о ней обобщенно.
Обратимся к самому человеку и рассмотрим его с тех же позиций, что и технику. Есть управляющий и управляемые органы: нервная система, ноги, руки. Рука человека, как механика, имеет двигатель (мышцы), кинематику (скелет руки), а в руке - инструмент. И мы видим, что механика подобна живому организму (рис. 2).
Рис. 2. Структура живой системы управления
В нервной системе как управляющем органе есть рецепторы (датчики), чувствительные нервы, дендриты (устройства ввода), совокупность нейронов и аксонов (микропроцессор и память), двигательные нервы (устройства вывода), эффекторы (исполнительные устройства) [1]. На нейронах и аксонах базируются разум человека и биоавтоматы.
Вся живая природа и техника функционируют как системы управления - СУ Они состоят из управляющего устройства или органа У и объекта управления ОУ Между ними две векторные связи: от управляющей к управляемой - канал управления и в обратном направлении - обратная
информационная связь. В целом структура (образ) системы управления имеет вид:
цль упр СУ = I У ОУ, инф
где СУ - система управления; У - управляющий орган; ОУ - объект управления; цль - цель управления; упр - управляющее воздействие; инф - информационная обратная связь.
Сельскохозяйственные предприятия, как системы управления, имеют открытую, сильно зависимую от окружающей среды структуру: огр взм цль упр вх вых СУ = I I (^ У (^ ОУ инф
где огр, взм - ограничения и возмущения среды на управляющую и управляемую части системы; вх - входные энергетические и материальные ресурсы, необходимые для производства; вых - выходная производимая продукция.
Управляющий орган (У) как в живой природе, так и в технике составляют разум и автоматы [5]. Разум человека создал техническую систему по образу и подобию своему. Образ - структура, подобие - одинаковые функции. Но базовая среда, в которой созданы эти системы, совершенно различна. Среда живой природы на порядки совершеннее технической.
Рассмотренная аналогия структуры и функций технических систем и живой природы дает основание подтвердить следующие свойства Мира как аксиомы мироздания.
1. Мироздание построено по одному и тому же лекалу: что вверху, то и внизу. Микромир, мир и макромир имеют подобные структуры, но на разных «кирпичиках». Классический пример: структуры атома и звездной системы подобны.
2. Техника, изобретаемая инженерами, копирует живую природу.
Опираясь на указанные свойства как на аксиомы, рассмотрим работу нашего разума. Разум инженера изобретает машины. А современные машины создаются автоматизированными, т.е. разум инженера творит в технической среде технические автоматы. Разум ученого добывает знания и записывает их в компьютер и в книгу, напечатанную техникой. А современная инженерная мысль разрабатывает искусственный интеллект. Таким образом, разум человека творит в технической среде технические разум, автоматы и знания.
Вновь обратимся к человеку. Он тоже имеет те же три составляющие, но в биологической среде: разум, различные биоавтоматы, которые управляют органами тела, и знания, накапливаемые в своей памяти (рис. 3).
Разум человека, по образу и подобию своему, копирует себя в технической среде. Следовательно, опираясь на две указанные аксиомы, приходим к мысли о том, что и мы сотворены Высшим, космическим разумом, Творцом [6].
Творец
Рис. 3. Техника выводит на понятие иерархии разума
Рассмотрим еще одну из технических систем, созданных разумом инженера: устройство демонстрации фильма (рис. 4). На компакт-диске записан фильм. Вставляем диск в дисковод компьютера и запускаем. На экране автоматически разворачивается действие фильма: в двумерном пространстве экрана и в экранном времени возникают движения, отображение жизни. Неважно, что тут движется не биологическая материя, а свет.
\ Прошлые дорожки
Настоящая дорожка Будущие дорожки
Рис. 4. Техническая система, создающая пространство и время
Заметим, что в этой технической системе выделяются две части:
1) устройство хранения заранее записанного фильма - компакт-диск;
2) устройство считывания и воспроизведения фильма на экране - компьютер и проектор.
Таким образом, наш разум, поставив цель сотворить фильм - искусственную «жизнь» (её информационное отображение), сотворил техническую систему, запустил её и создал «жизнь» в экранном времени и двумерном пространстве. И вновь возникает гипотеза: не есть ли наша жизнь творением Высшего (космического) Разума в нашем трехмерном пространстве и нашем реальном времени?
Будем считать, что в отличие от нас Высший Разум существует в «-мерном пространстве. Для наглядности упрощенно изобразим это пространство трехмерным (рис. 5).
Как и компакт-диск, это пространство каким-то образом содержит память обо всем нашем Мире. Так же, как и в компакт-диске, эта «запись» находится в статическом состоянии. В этом пространстве образована плоскость, которая движется вдоль определенной координаты пространства. И в этой движущейся пло-
скости возникают изменения положений и свойств элементов статического пространства, т.е. протекает наша жизнь. В нем, как в компакт-диске, одновременно существует наше прошлое и наше будущее.
Движущаяся Содержание
плоскость мироздания
Рис. 5. Порождение времени в мироздании
Существование такой гипотезы подтверждают пророки и ясновидящие. Им дана возможность «снимать» информацию из прошлого и будущего. Например, известный спящий пророк Эдгар Кейси (1877-1945) в 1944 г. предсказал распад СССР, рост политической мощи Китая и дальнейшее возрождение новой России. И опять мы видим, что техника выступает как средство познания Мира, «провоцирует» нас к его изучению.
Коснемся теперь роли техники в движении нашей цивилизации. Начало и зарождение техники можно отнести к эпохе охоты и собирательства (рис. 6). Это отдельные орудия труда и охоты. Как известно, в эпоху земледелия появились первые подобия машин: например, упряжка с сохой при использовании мышечной энергии животного. Стала использоваться энергия воды и ветра [7].
Зарождение техники. Орудие труда Развитие и становление техники. Машины и машинные технологии Глобализация общества
Охота и Земледелие Техника Техника Электронные
собирательстве механизации управления. сети,
ЭВМ интернет
Путь
технократиче< цивилизации
40-50 тыс. 10 тыс. 250 70 40 Лет т.н.
Рис. 6. Развитие техники и становление технократической цивилизации
Машина Уатта и углеводородное топливо обозначили становление уже машинного производства. И тут техника создала условия для активизации свободного бизнеса. Используя машинное производство, свободный бизнес создал социально-экономическую систему капитала. Капитализм сыграл роль мощнейшего механизма развития производства, общества и самой техники. Он, капитал, создал высокоразвитую материальную культуру на западе. Но основа системы капитала - конкуренция, т.е. борьба. А борьба, как мы знаем, всюду и везде сеет зло: возникают войны, человечество становится на путь саморазрушения [8, 9].
Электроника и компьютер дали толчок к переходу на машинное управление производством и на развитие машинных информационных технологий. А создание электронных сетей (интернета) привело к глобализации человеческого общества; техника поставила человечество на технократический путь развития.
Итак, к чему привела техника человечество? С одной стороны, техника облегчила процесс познания Мира, облегчила ему труд и расширила его возможности, создала высокоразвитую техническую культуру. С другой стороны, техника создала мощнейшие средства самоуничтожения самого человечества. Более того, техника, как отображение, подобие биологической материи, предоставляет нам возможность познавать наш Мир. В частности, в данной работе показано, пусть в виде гипотезы, что существует над нами Высший Разум.
Библиографический список
1. Сергованцев В.Т., Загинайлов В.И., Судник Ю.А. Управление в сельскохозяйственных технологических процессах. М.: МГАУ 2010. 160 с.
2. Сергованцев В.Т., Судник Ю.А., Гируцкий И.И. Основы схемотехники микропроцессорных систем. М.: МГАУ, 2008. 72 с.
3. Управление с.-х. производством / Под ред. М.Г. Лозы и Г.И. Будылкина. М.: Колос, 1982.
4. Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических процессов. 2-е изд. М.: КолосС, 2008. 344 с.
5. Сергованцев В.Т. Автоматы и разум как генераторы движения // Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина». 2004. № 3 (8). С. 27-30.
6. Сергованцев В.Т. Мир как автоматическая система, сотворенная разумом // Международный научный журнал. 2009. № 2. С. 29-37.
7. Шухардин С.В., Ламан Н.К., Федоров А.С. Техника в ее историческом развитии. М.: «Наука», 1982. 416 с.
8. Федотов А.П. Глобалистика: начало науки о современном мире. М.: Аспект Пресс, 2002. 224 с.
9. Сергованцев В.Т. Глобалистика: глобальное управление. Электрон. уч. - метод. пособие. М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2011. 195 с.
Статья поступила 14.03.2017 г.
73
TECHNOLOGY AS IMITATION OF NATURE
VLADIMIR T. SERGOVANTSEV, DSc (Eng), Professor2
E-mail: sergovantsev@mail.ru
Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russian Federation
The author proves that the structure of modern technology (mechanics and automatics) is similar to that of live Nature. The structure of mechanics: engine - kinematics - working part - is similar to an arm: muscles -an arm's skeleton - a tool in the arm. Automatics - sensors as a microprocessor and memory as an executive mechanism - imitates the nervous system: receptors - a system of neurons - effectors. Consequently, first of all, by inventing technological tools we emulate Nature; secondly, the world, including technologies, is based on the same template. In technological field, our brain creates technical machines, accumulates knowledge in the computer memory and books, and strives to create artificial intelligence. We all also possess brain, biomechanisms and knowledge. The author supposes that we, like machines, are created by the Reason, though a Higher, or a Cosmic one. The engineer's mind has created a CD, a computer and a projector to demonstrate a film on the screen, i.e. "life" is like a 2D motion within the screen time limits. Again, the author assumes that our 3D biological life within our time limits is created by the Higher, Cosmic Reason. Thus, machines, being reflections and imitations of a biological matter, provide us with an opportunity to perceive the World around us. Thus, the paper, in particular, offers a hypothesis, that there exists a Higher Reason above us.
Key words: technology, mechanics, automatics, brain, technology is similar to nature.
References
1. Sergovantsev V.T., Zaginaylov V.I., Sudnik Yu .A. Upravleniye v sel'skokhozyaystvennykh tekh-nologicheskikh protsessakh [Management in agricultural technological processes]. M.: MGAU, 2010. 160 p.
2. Sergovantsev V.T., Sudnik YU.A., Girutskiy I.I. Osnovy skhemotekhniki mikroprotsessornykh sistem [Fundamentals of circuitry engineering of microprocessor systems]. M.: MGAU, 2008. 72 p.
3. Upravleniye s. - kh. proizvodstvom [Management of agricultural enterprises. Production] / Ed. by M.G. Loza i G.I. Budylkin. M.: Kolos, 1982.
4. Borodin I.F., Sudnik Yu .A. Avtomatizatsiya tekh-nologicheskikh protsessov [Automation of technological processes]. 2nd ed. M.: KolosS, 2008. 344 p.
5. Sergovantsev V.T. Avtomaty i razum kak gener-atory dvizheniya [Robots and intelligence as motion
generations] // Vestnik FGOU VPO "MGAU imeni V.P. Goryachkina". 2004. Issue 3 (8). Pp. 27-30.
6. Sergovantsev V.T. Mir kak avtomaticheskaya sistema, sotvorennaya razumom [The world as an automatic system created by the Reason] // Mezhdunar-odnyy nauchnyy zhurnal. 2009. Issue 2. Pp. 29-37.
7. Shukhardin S.V., Laman N.K., Fedorov A.S. Tekhnika v yeye istoricheskom razvitii [Machinery in its historical development]. M.: "Nauka", 1982. 416 p.
8. Fedotov A.P. Globalistika: nachalo nauki o sovre-mennom mire [Globalistics: the basics of the modern world science]. M.: Aspekt Press, 2002. 224 p.
9. Sergovantsev V.T. Globalistika: global'noye upravleniye. Elektron. uch. - metod. Posobiye [Glo-balism: global governance. Presentation of lectures: Electronic learning guide]. M.: FGOU VPO MGAU, 2011. 195 sl.
Received on March 14, 2017
Научный журнал
ВЕСТНИК
ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
№ 2 (78) /2017
Редактор И.В. Мельникова
Литературная обработка текста - В.И. Марковская Компьютерный набор и верстка - А.С. Лаврова Перевод на английский язык - А.Ю. Алипичев
Подписной индекс в объединенном каталоге «Пресса России» - 42252.
Правила оформления научных статей для опубликования в журнале размещены в Интернете (http://timacad.ru/deyatel/izdat/vestnik_MGAU/trebovaniya.php). Для ссылок: Вестник ФГОУ ВПО «МГАУ имени В.П. Горячкина»
По вопросам публикаций статей обращаться по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 58, корпус № 27, к. 321. E-mail: vestnik@rgau-msha.ru Телефон: 8-499-976-07-27, 8-926-716-48-00
Подписано в печать 20.04.2017 г.
Формат 60 84/8
Усл. печ. л. 8,4
Тираж 500 экз.
Заказ №
Цена подписная
Издательство РГАУ-МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул., 44 Тел.: +7 (499) 977-00-12; 977-40-64, 977-14-92
