Техника - молодёжи 1964-04, страница 4

„БИОМАШИНОСТРОЕНИЕ"...

А. ГУДКОВ,

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических неук,

Б. ЗУБКОВ, инженер

ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

|етория сельскохозяйственного машиностроения не уходит в глубь времен. Вот основные даты его рождения: молотилка — 1785 год, жнейка и косилка — 1833—1834 годы, веялка-сортировка — 1752—1826 годы, наконец, комбайн появился всего лишь полсотни лет назад.

В эти первые периоды развития «сельских» машин их форма, разм< ры и скорость полностью подчинялись режиму работы живого двигателя — человека или лошади, поэтому тихоходность и небольшая производительность были неизбежны. Появление паровых, тепловых и электрических двигателей почти не повлияло ка изменение режима работы сельскохозяйственных машин. Рабочая скорость трактора — 3— 5 км/час — недалеко уходила от скорости движения лошади, влекущ< и за собой соху или плуг. Поэтому сейчас тракторостроение решает двойную проблему: «мощность плюс скорость».

Но д. же самый совершенный трактор останется в принципе тяг чом, который везет на себе, тянет или толкает навесные и прицепные орудия. Поэтому новые принципы для создания сельскохозяйственных машин следует искать в точке соприкосновения живой и мертвой материи, в точке соприкосновения рабочего органа машины с деформируемым стеблем, пластом земли, клубнем картофеля. Здесь, в этой точке воздействия машины на живую природу, и возникают задачи, еще во многом ожидающие смелых, остроумных решений.

Вот всего лишь несколько примеров.

МАШИНА И НЕЖНОСТЬ

М ашиностроители всегда имеют дело с простыми геометрическими фигурами. Шейка вала — цилиндр, головка болта — шестигранник. Даж сложные профили зубчатых колес легко укладываются в простейшие математиче кие кривые. Но какими формулами опишешь п< в рхность картошки, свеклы или моркови? Здесь все: мки, глазки, шероховатости — неповторимо и не-и тощимо разнообразно. Заметим тут же, что картофель содержит до 80% воды, а его кожица отличается недостаточной прочностью и повреждается при трении клубней о металлические части машин. У помидоров, огурцов и капусты содержание воды доходит до 98% I Неосторожное обращение с ними губительно. Вспомнив про фрукты, чайные листочки и коробочки хлопка, мы убедимся, что рабочие органы уборочных машин, имеющих дело с подобными «неженками», должны обладать особой гибкостью, особой приспособляемостью к прихотливым очертаниям плодов и клубней. Сконструиро

вать такой рабочий орган совсем не просто, и, в частности, поэтому у нас нет пока надежных машин для уборки помидоров, огурцов, кабачков и т. д.

Есть ли выход из положения? Конечно. «Руки» машин следует конструировать из струй и потоков воздуха и воды, из невидимых силовых линий электрических полей и других «неосязаемых» материалов.

Вода, например, отличный сортировщик. Используя разницу в удельном весе, она может отделять камни от картофеля, спорынью — от пшеницы, спелые ягоды — от сора и гнили. Перспективно и разделение семян по их удельному весу. Исследования профессора Н. А. Майсуряна и других ученых доказали, что если посевной материал рассортирован по удельному весу, то урожайность зерновых культур повышается на 10—36%, урожай фасоли и гороха на 25—33%. Разделение семян по удельному весу в жидкостях можно совместить с протравливанием химикалиями, дезинсекцией, обработкой токами высокой частоты, ультрафиолете ым облучением, воздействием ультразвуком и т. д.

Составной частью будущих огородных, садовых и других машин может стать воздух. Собирая, например, хлоп-Koi ie летучки или чайные листья, он может отрывать только то, что уже созрело и поэтому непрочно удерживается на растении.

Возможна комбинация «жестких» и «воздушных» рук. Представьте себе чаеуборочную машину, снабженную гребенкой из натянутых на ролики капроновых струн. Струны прочесывают чайный куст, и одновременно поток, воздуха изгибает около струн листья, ломая и обрывая их, а затем отправляя по трубопроводу в контейнер. Соединенные вместе гидро- и аэродинамические устройства найдут применение для уборки картофеля, свеклы, моркови. Воздух способен заменить и плуг. Если под давлением в несколько атмосфер закачать его по трубе в землю, то, вырываясь из небольших от »рстий, воздушные пуз |рьки, р!здаваясь вширь, будут крошить почву. Подобная пневматическая обработка соответствует вспашке без оборота пласта, когда все почвенные слои остаются на своих местах. Наконец можно вводить воздух между рабочей поверхностью обычного плуга и пластом почвы. Такая воздушная подушка не только уменьшит тяговое сопротивление плуга, но и уничтожит досадное оалипанис землей плужных отвалов.

Конструиру I «нежные» руки машин, нельзя забывать о воздействии на растение электрическим полем. В Челябинске ученые исследовали поведение семян культурных растений и сорняков в электростатическом поле. Оказалось,

что здоровое зерно и щуплое, примеси и семена сорняков по-разному воспринимают электрические заряды, заряжаются сильнее или слабее, «плюсом» или «минусом». Это помогло изобрести несколько типов электростатических сортировальных и зерноочистительных машин, оригинальных электрических «сит».

Уже сейчас насчитывается около трехсот м тодов непосредственного технологического «вмешательства» электроэнергии в дре ний труд земледельца и скотовода. Электропастух — проволочная передвижная изгородь, питаемая импульсным током, — ст ipi ж т стада. Электроловушки и электрические аэрозольные генераторы уничтожают вредных насекомых. Электромагнитные вибраторы разгружают силосные бункеры и башни. Разработан способ электроконсервации цветочной пыльцы для дальней транспортировки. Изучается дейс вие электромагнитных полей на укоренение и рост черенков плодовых деревьев.

Но и чисто механические способы воздействия на живую природу не уйдут с арены. Они лишь качественно — иногда очень неожиданно — преобразуются.

ИНТЕГРАЛ И МОЛОТИЛКА

В свое время советский ученый академик В. П. Горячкин создал новую науку — земледельческую механику. Этим самым машины и технологические процессы сельского хозяйства из царства грубого эксперимента и внешнего описател ства перешли в строгую область точных наук. Сейчас следует еще глубже проникнуть в сущность з мле-дельческих процессов, проверить интегралом работу плуга, молотилки, жатки, сушилки. Только таким образом мы сможем достичь идеала: наилучшее качество обработки при наименьших затратах энергии.

Необходимо всеми средствами инженерных наук познать свойства почвы, зерна, стебля, клубней и т. д. Надо исследовать их методами «сопромата» на сжатие, раст жение, срез, сдвиг, изгиб и кручение. Изучить электропроводность и теплопроводность зерен кукурузы и пшеницы для конструирования электростатических сортировок и сушилок «кипящего слоя». Определить аэро-дикамиче кие свойства гороха и семян его сорняков для устройства пневматических сеялок. Установить диэлектрические свойства клубней картофеля для контроля его влажности и стойкости при длительном хранении. Если завтра мы научимся в массовых масштабах воздействовать на семена и посадочный материал ультразвуком или. гамма-лучами, нужно будет иметь под рукой

3