Развитие бионического направления в земледельческой механике

Предпосылки к использованию идей живой природы при создании сельскохозяйственных машин заложены академиком В.П. Горячкиным, профессором А.Н. Гудковым и другими учеными Нами предложено новое бионическое направление в земледельческой механике, заключающееся в использовании принципов и методов бионики для обоснования рабочих процессов сельскохозяйственных машин и параметров их рабочих органов. Рассматривается живая биологическая система «почва-растение-атмосфера», в которую в процессе работы внедряется искусственный деформатор - рабочий орган почвообрабатывающего орудия. Все параметры создаваемого почвообрабатывающего рабочего органа следует получать на основе бионического моделирования с биологического прототипа, функционирующего в этой системе. Для бионического моделирования рабочих органов почвообрабатывающих машин наиболее близкими биологическими прототипами являются роющие конечности животных и насекомых-землероев, а также обитатели водной среды. Исследования челюстного аппарата птиц дали возможность обосновать форму долота на скоростных культиваторных лапах в виде птичьего клюва. Особенность строения когтей и зубов животных в виде сочетания слоев различной твердости используется при создании самозатачивающихся лемехов и культиваторных лап. Исследования движения лап алтайского цокора и сурка позволили подобрать кинематику ножей рабочих органов фрезы для мелиоративной обработки солонцовых почв. В результате анализа принципа движения дождевого червя и строения его основных элементов тела разработана конструкция гибкой бороны, зубья которой выполнены по форме щетинок червя. Принцип прокладывания ходов червями в плотной почве заложен в конструкцию колебательно-ударного чизельного рабочего органа. По прототипу с роющими конечностями крота, розового броненосца, медведки и жука-носорога разработаны новые конструкции культиваторных рабочих органов с зубьями на лемехах и стойке. Определение оптимальной формы и параметров лобовой поверхности ската-рогача позволило создать новую конструктивную схему плоскорежущего почвообрабатывающего рабочего органа, который состоит из рамы и ножа, закрепленного на двух вертикальных стойках.

бионическое моделирование, земледельческая механика, обоснование параметров, сельскохозяйственная машина, самозатачивающийся лемех, биологический прототип, зубчатый нож, гибкая борона, энергоёмкость, экологичность, надёжность, почвообрабатывающий рабочий орган

1. Горячкин В.П. Земледельческая механика Ч. 1: Основы теории земледельческих машин и орудий: 1917-1918. М.: Кн-во студентов Петров. с.-х. акад., 1919. 200 с.

2. Горячкин В.П. Земледельческие машины и орудия. М.: Кн-во студентов Петров. с.-х. акад., 1923. 181 с.

3. Летошнев М.Н. Сельскохозяйственные машины. Теория, расчет, проектирование и испытание. Л.: Сельхозгиз, 1955. 766 с.

4. Василенко П.М. Введение в земледельческую механику. Киев: Сельхозобразование, 1996. 252 с.

5. Синеоков Г.Н., Панов И.М. Теория и расчёт почвообрабатывающих машин. М.: Машиностроение, 1977. 328 с.

6. Дубровский А.А. Вибрационная техника в сельском хозяйстве. М.: Машиностроение, 1968. 204 с.

7. Гудков А.Н. Теоретические основы построения рабочих процессов сельскохозяйственных машин с учетом характера живой материи растений, животных, почвы. Кн.: Земледельческая механика. М.: Машиностроение, 1966. Т. 9. С. 86-97.

8. Рабинович А.Ш. Самозатачивающиеся плужные лемехи и другие почворежущие детали машин. М.: ГОСНИТИ, 1962. 165 с.

9. Удельный Н.Н., Москалевич В.Ю. Обоснование параметров прерывистой наплавки лемехов и ножей почвообрабатывающих машин // Молодая наука: сб. трудов научн.-практ. конфер. / Под общей редакцией Н.Г. Гончаровой. Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2015. С. 184-186.

10. Бабицкий Л.Ф., Соболевский И.В., Ку-клин В.А. Обоснование конструктивных параметров гибкой бороны // Вісник Українського відділення Міжнародної академії аграрної освіти. 2016. № 4. С. 61-68.