Сельскохозяйственное машиностроение на современном этапе — тренды и тенденции

Эффективность деятельности агропромышленного комплекса во многом определяется уровнем развития сельскохозяйственного машиностроения.

В настоящие время в машиностроение России и Республики Беларусь активно внедряются новые и передовые технологии. В секторе сельхозмашиностроения ускоренными темпами идут масштабные процессы внедрения и освоения различного рода инноваций в дальнейшие совершенствования сельскохозяйственной техники.

На первый план при создании сельхозтехники выходят цифровые технологии и электронные системы машин. Следует выделить несколько основополагающих направлений дальнейшего развития:

• повышение качества и надежности;
• создание высокопроизводительных машин;
• многофункциональность машин;
• цифровая трансформация АПК и внедрение точного земледелия.

Обеспеченность сельхозпроизводителей современными сельскохозяйственными машинами:

• позволит применить в АПК современные агротехнологии;
• даст возможность снизить влияние погодных условий и получать устойчивые высокие урожаи;
•  в конечном счете положительно отразится на продовольственной безопасности стран и увеличении экспортного потенциала.

Создание нового ряда зерно- и кормоуборочных комбайнов с улучшенными функциональными характеристиками, высокой энергоэффективностью, более экономичных и эргономично адаптированных к пользователю, с широким применением электрифицированных рабочих органов позволит повысить рентабельность и вывести на принципиально новый уровень производство сельскохозяйственной продукции.

Особое внимание уделяется развитию интеллектуального (точного) сельского хозяйства, которое основано на автоматизированных системах принятия решений, комплексной автоматизации и роботизации производства, а также на технологиях проектирования и моделирования экосистем.

Все это предполагает минимизацию использования внешних ресурсов (топливо и агрохимикаты) при максимальном задействовании локальных факторов производства (возобновляемые источники энергии, биотопливо, органические удобрения и т.д.).

Точное земледелие дает возможность более тщательно обрабатывать почву, создает оптимальные условия для регулирования процессов в почве, позволяет проводить точный посев, использовать ультра малообъёмное опрыскивание, оптимизировать процесс уборки урожая, снизить затраты труда, дозы удобрений и пестицидов, а также топлива и других материальных ресурсов.

Усовершенствования в области электроники, сенсорной техники и программного обеспечения определяют характер сельскохозяйственных технических инноваций и ведут к расширению автоматизации рабочих процессов в растениеводстве и животноводстве с целью организации более эффективной, качественной, точной, экологичной и экономичной работы.

Для производства большего количества продукции с меньшими затратами в комбайнах предусмотрены электронные системы точного земледелия. Оснащение комбайнов приборами GPS-навигации, GSM-связью позволяет использовать их в системах точного земледелия и максимально адаптировать к требованиям целевых рынков сбыта.

Главные цели точного земледелия:

• экономия средств производства;
• экономия рабочего времени, техники и персонала;
• полное использование потенциала урожайности;
• повышение качества продукции;
• рост прибыли сельхозпредприятий за счет повышения урожайности и снижения издержек производства.

Применение новых технологий и средств техники в 2,5 раза повышает сбор зерна, затраты при этом сократились более чем на 20%. Дальнейшая трансформация аграрного сектора позволит добиться снижения затрат, роста инвестиций, автоматизации принятия решений и минимизации вмешательства человека в производственные процессы, а также увеличения количества рабочих мест и развития экспорта.

Каждое поле имеет свой тип почв, разный состав питательных веществ и различное количество влаги. Для интерпретации этих данных служат карты урожайности, необходимые для анализа зон с высокой и низкой урожайностью на каждом поле.

Принцип работы систем мониторинга урожайности следующий. На первоначальном этапе GPS/ГЛОНАСС датчик определяет позицию комбайна, затем в работу вступают специализированные датчики. Датчик объема благодаря использованию инфракрасного луча определяет объем зерна в транспортере и подсчитывает проходящее количество зерна. Датчик влажности определяет процент влажности в зерне. Датчик положения жатки, используя потенциометр, определяет высоту поднятия жатки, также этот датчик используется для картирования. Данные со всех датчиков передаются контроллеру (модулю урожайности), который собирает информацию для подсчета и составления карт урожайности в режиме реального времени.

Например, системы точного земледелия Trimble позволяют не только провести оценку данных (например, сравнить затраты и прибыль на гектар, определить рентабельные сорта или лучшие поля для выращивания культур), но и применить полученные знания на практике (например, бюджетировать расходы на семена и химию, создавать карты предписаний и др.).

С помощью функции AUTOPILOT достигается максимальная точность автоматического управления в зависимости от типа дифференцированных поправок. Функция AUTOPILOT позволяет повысить производительность до 10-30%, выработку за счет снижения перекрытий и автоматического разворота, а также экономить горюче-смазочные материалы.

В тракторостроении и коммунальном машиностроении основное внимание уделено:

• внедрению цифровизации в сельском хозяйстве;
• освоению беспилотной техники;
• освоению производства энергонасыщенных тракторов более высокой мощности (450-500 л.с.) с двигателями не ниже уровня Stage III и прогрессивными энергосберегающими силовыми передачами;
• внедрению элементов точного земледелия;
• расширению модельного ряда малогабаритных тракторов, освоению производства их новой модификации с улучшенными эксплуатационными характеристиками и дизайном;
• освоению выпуска нового поколения тракторной техники с электромеханической трансмиссией и современной бортовой электроникой;
• освоению выпуска тракторов мощностью более 240 кВт с шарнирно-сочлененной рамой;
• расширению линейки полугусеничных движителей.

В прошлом году Минский тракторный завод продемонстрировал первый образец беспилотного трактора Belarus 3523i. Беспилотную технику разрабатывают многие ведущие мировые производители сельскохозяйственных машин, но на постсоветском пространстве это первый полностью беспилотный и роботизированный трактор. В макете применена перспективная электромеханическая бесступенчатая трансмиссия. Новинка разрабатывалась совместными усилиями инженеров Управления конструкторско-экспериментальных работ №1 Минского тракторного завода и специалистов Объединенного института машиностроения НАН Беларуси.

В конструкции трактора не предусмотрена кабина, поскольку он способен функционировать полностью автономно. Разработчики оснастили машину дизельным двигателем мощностью 350 л.с., трансмиссией с редуктором и электромеханическим приводом, который обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости. Также предусмотрены передние и задние навесные устройства, передний и задний валы отбора мощности. На месте привычной кабины установлена антенна, под ней устройства для связи и управления.

Трактор прошел испытания с модульной ротационной косилкой КМР-9ВТ, посевным комплексом АПП-6Д и 8-корпусным плугом ППО-8-40. По заверениям разработчиков, он в состоянии работать даже ночью и в условиях ограниченной видимости.

Задачи беспилотнику могут передаваться как удаленно, через сотовую связь, так и на флеш-карте. Belarus 3523i имеет систему автономного управления, позволяющую удаленно контролировать работоспособность и управлять всеми системами, узлами и агрегатами машины. Трактор сам обрабатывает данные и избегает столкновения с препятствиями.

Разработчики уверяют, что суммарно расход топлива снизился на 7%, а на транспортных работах до 12% по сравнению с обычными тракторами с механической передачей. Кроме того, гибридная электроустановка дает возможность уменьшить в 10 раз уровень выбросов вредных веществ. Использование электромеханической трансмиссии позволяет реализовать простую систему тяги, исключить из конструкции сложную и дорогостоящую коробку передач, снизить стоимость тягово-энергетического оборудования. А еще гибридная силовая установка должна существенно увеличить ресурс трактора.

Современное сельскохозяйственное машиностроение ориентировано на освоение перспективных машин общего назначения, агрегатируемых с тракторами мощностью двигателя до 500 л.с. Разработаны агрегаты с модульными почвообрабатывающими орудиями, прицепными машинами для внесения удобрений нового поколения, высокопроизводительные почвообрабатывающие-посевные с шириной захвата до 9 м и посевные агрегаты шириной захвата до 12 м, специализированные тракторные прицепы, оснащенные сменными адаптерами с унифицированными шасси грузоподъемностью до 36 т. Внедряются широкозахватные комбинированные косилки (с ленточными транспортёрами и кондиционерами), широкозахватные валкообразователи (роторные, колесно-пальцевые, ленточные), пресс-подборщики высокой плотности прессования.

Все это обеспечит существенный рост производительности труда, экономию топлива, что в конечном итоге позволит получить сельскохозяйственную продукцию, конкурентоспособную как на внутреннем, так и на внешнем рынках.