
книги из ГПНТБ / Поляк, А. Я. Трактор будущего
.pdfскорость, соответственно увеличить и мощность двига теля, но не менять вес трактора? Оказывается, в этом случае вершина «холма», характеризующего тяговый к.п.д. трактора, переместится к большим скоростям. Де ло в том, что нам теперь есть, где взять мощность, и для того, чтобы быстрее катить трактор, и для выполнения полезной работы. Ведь сохранив вес трактора и увели чив мощность, мы в каждую тонну его веса «запрягли» больше лошадиных сил, как говорят инженеры, повыси ли энергонасыщенность трактора.
Ну а как Обстоит теперь дело с тягой? Тяговые воз можности трактора определяются его весом, а вес мы не меняли. Значит, и ширина захвата орудий останется прежней.
Исследования показали, что увеличение мощности двигателя при сохранении веса трактора, то есть увели чение его энергонасыщенности, позволяет повысить ра бочую скорость тракторного агрегата при той же ширине
захвата, иначе говоря, поднять производительность.
Вес трактора определяет его тяговые возможности, а величина энергонасыщенности— рабочие скорости дви жения.
Забегая немного вперед, скажем, что для трактора класса 3 тонны (вес около 6000 килограммов) мощ ность 54 лошадиных силы (трактор ДТ-54) соответству ет энергонасыщенности 10 лошадиных сил на тонну веса и позволяет работать со скоростью 3,6—7 кило метров в час. Увеличив мощность двигателя до 75 ло шадиных сил, мы довели энергонасыщенность трактора (Т-74) -до 12,5 лошадиной силы на тонну и повысили его, скорость. до 5—9 километров в час. Трактор мощ ностью 150 лошадиных сил будет иметь энергошк ыщенность 24 лошадиных силы на тонну и развивать ско рость 9—15 километров в час.
70
Теория вооружает |
нас знанием того, как передви |
гать в нужном нам |
направлении «холмы» к.п.д., чтобы |
их вершины соответствовали или желаемой тяге, или желаемой скорости. Принципиально можно создать
трактор, рассчитанный |
на |
любую |
тягу и любую ско |
рость. Но двигать горы |
или даже холмы — нелегкое |
||
дело. Чтобы вложить |
в |
трактор |
большую мощность |
при том же весе, нужно усовершенствовать его конст рукцию, применить новые, более легкие и прочные ма териалы, улучшить технологию изготовления тракторов на заводах. Развитие техники в тридцатые годы еще не позволяло решить эту задачу. Только через двадцать с лишним лет, в 1957—1960 годах, в результате об ширных комплексных исследований были впервые соз даны тракторы повышенной энергонасыщенности, спо собные работать на скоростях 5—9 километров в час. Вскоре началось массовое производство этих машин
(Т-75, Т-74, ДТ-75, МТЗ-50, Т-40, Т-4, К-700 и др.). При правильной организации использования техники, раци ональном агрегатировании, механизации вспомогатель ных работ (заправка тракторов топливом, засыпка се мян в ящики сеялок и т. д.) новые тракторы могут ра ботать на 20—30% производительнее тракторов тех же классов, но старых марок.
Так был сделан первый шаг на пути повышения рабо чих скоростей машинно-тракторных агрегатов. Он об легчался тем, что на скоростях 5—9 километров в час могут успешно работать обычные сельскохозяйственные машины и орудия, обеспечивая соблюдение всех тре бований агротехники.
Сделать следующий шаг — повышение скорости до 9—15 километров — значительно труднее. Дело не толь ко в усложнении конструкции самого трактора. Как по казали опыты, с увеличением скорости более 7,5—8 ки
71
лометров в час качество пахоты обычными плугами ухудшается, резко растет тяговое сопротивление, уве личивается распыление почвы, а при скорости более 10 километров в час почва начинает фонтаном отбра сываться в сторону. На высоких скоростях ухудшается качество работы стандартных лап культиваторов, выглубляются сошники сеялок.
Казалось, дальше повышать скорости нельзя. Одна ко выход был найден. Подобно тому, как изменялась форма самолета по мере увеличения его скорости, ста ли изменять и форму рабочих органов сельскохозяй ственных машин. Уменьшили угол наклона корпуса плуга к борозде и сделали более пологой поверхность отвала. Это позволило снизить тяговое сопротивление и получить хорошее качество пахоты при скоростях 9—13 километров в час. Аналогичные изменения были внесе ны и в конструкции рабочих органов других машин и орудий.
С повышением скорости возросли требования к на дежности и прочности машин. Изучение напряжений в деталях, причин их износов и поломок при работе на повышенных скоростях помогло правильно решить и эту проблему— увеличить надежность машин, не уве личивая их веса.
С переходом на повышенные скорости остро встал вопрос об условиях труда механизаторов: ведь с уве личением скорости растет тряска, вибрация, запылен ность воздуха. Чем выше скорость, тем большее внима ние требуется от тракториста, тем быстрее должен он манипулировать рычагами управления. Как обеспечить трактористу необходимый комфорт на его рабочем ме сте, как защитить его от повышенной утомляемости и профессиональных заболеваний? Конструкторы поза ботились и об этом. Созданы специальные подрессорен
72
ные сиденья, удобные кабины, удалось облегчить и упростить управление трактором.
В экспериментальных цехах Минского и Волгоград ского тракторных заводов были изготовлены тракторымакеты класса 1,4 тонны (колесный) и 3 тонны (гусе ничный). Это позволило проверить расчеты практикой, посмотреть, на что способны скоростные тракторы.
В колхозе им. В. И. Ленина Новокубанского района Краснодарского края был поставлен интересный опыт. В одном из отделений все полевые работы выполнялись тракторами-макетами, которые работали со скоростными орудиями и машинами. Замена обычной техники пер спективной скоростной позволила уменьшить количест
во тракторов с 18 до |
12, |
а количество |
сельско |
хозяйственных машин |
и |
орудий со 106 |
до 75. |
Соответственно уменьшилось число механизаторов и обслуживающего персонала. Машинный парк отделе ния, весивший раньше 188 тысяч килограммов, «поху дел» на 50 тонн. Вот какую экономию дало применение скоростных машин только в одном отделении колхоза! Производительность машинно-тракторных агрегатов на основных работах повысилась на 72—98%. Затраты труда на возделывании пшеницы снизились на 23%, ку курузы— на 33%- Прямые издержки на производство одного центнера пшеницы снизились на 17%, а кукуру зы — на 49%.
Всесторонняя проверка скоростных агрегатов на па хоте, посеве, культивации, бороновании, междурядной обработке, уборке кукурузы и сахарной свеклы и дру гих работах проводилась во многих хозяйствах. Произ водительность труда на основных работах возросла в 1,5—2 раза и примерно в 1,5 раза по всему комплексу работ в среднем, значительно снизились затраты на про изводство продукции.
73
Состоявшийся в октябре 1968 года Пленум ЦК КПСС поставил задачу ускорить внедрение энергонасыщен ных скоростных тракторов в сельское хозяйство. Уже проходят государственные испытания 150-сильные гу сеничные машины класса 3 тонны Харьковского трак торного завода. Испытываются и созданные конструк торским бюро Минского завода скоростные тракторы класса 1,4 тонны МТЗ-80 (мощность 80 лошадиных сил). Заводами им. Октябрьской революции и «Красная звезда» созданы скоростные плуги и сеялки; конструк торское бюро по сельскохозяйственным и виноградниковым машинам заканчивает работы по созданию ско ростных культиваторов, специальных сцепок и мар керов.
Пройдет год-два, и на полях колхозов и совхозов появится новая высокопроизводительная скоростная техника. Естественно, возникает вопрос: что же будет дальше, исчерпываются ли этим возможности повыше ния скоростей и не пойдет ли развитие сельскохозяйст венной техники другим путем? Попробуем разобраться в этом вопросе. Посмотрим, есть ли другой путь уве личения производительности тракторов.
Производительность — площадь, обрабатываемая за единицу времени, — определяется не только скоростью движения агрегата, но и шириной его захвата. Действи тельно, чем больше ширина захвата, тем больший уча сток поля за один проход обрабатывает агрегат. Зна чит, не увеличивая скорость, а лишь увеличив шири ну захвата, можно повысить производительность агре гата.
Но не будем торопиться с выводами. Вспомним, что тракторы делятся на классы по силе тяги. Чем выше класс трактора, тем большее тяговое усилие он разви вает и, следовательно, может . работать с орудиями
74
большей ширины захвата. Получается, что выгоднее всего применять тракторы наибольшего класса по тяге. Однако это далеко не так. Если не отрываться от зем ли, то легко заметить, что размеры агрегата ограничи ваются конфигурацией и размерами полей, агротехни кой и технологией возделывания тех или иных культур. В самом деле, трудно представить себе агрегат из 4—5 сеялок на небольших подмосковных полях, в то время^ как на просторах Казахстана такие агрегаты успешно применяются. Там, где невозможно увеличить ширину' захвата, нельзя использовать и трактор, рассчитанный' на большую силу тяги.
Приобретая новый трактор, руководители колхоза или совхоза обязательно учитывают, на каких работах его можно применить. Но чем трактор больше;' тем меньше его универсальность (его труднее использовать на легких работах), ниже его годовая выработка, а это может привести к тому, что трактор окажется невыгод ным. Наибольшее распространение в нашей стране по лучили тракторы классов 1,4 тонны (МТЗ-50) и 3 тон ны (ДТ-75, Т-74). Использование тракторов классов выше 6 тонн в сельском хозяйстве вряд ли целесооб разно: такие тракторы-громадины будут весить больше 12 тонн, а ширина захвата посевного агрегата превысит 18 метров.
Но, пожалуй, самые серьезные преграды, мешаю щие применению тракторов высоких классов тяги, кроются в технологии возделывания сельскохозяйствен ных культур. Повышая класс тяги тракторов, мы вы нуждены увеличивать его вес, а вместе с ним — ширину колес или гусениц: иначе слишком велико будет их давление на .почву. Но такие движители не «вписы ваются». в междурядья пропашных культур. В данном случае размеры междурядий определяют допустимый
75
вес трактора, его тяговые возможности, а значит, и ширину захвата.
Эти примеры показывают, что возможности увеличе ния ширины захвата определяются естественными ус ловиями и весьма ограниченны. В то же время повы шение скорости зависит от уровня развития техники — возможностей насыщения металла энергией — и культу ры эксплуатации. Эти показатели динамичны и непре рывно улучшаются. Научно-технический прогресс от крывает огромные перспективы увеличения скоростей при выполнении полевых сельскохозяйственных работ
тракторами |
всех классов. Скорости 9—15 километров |
в час — не |
предел, а только этап на пути к еще более |
высоким скоростям, которые должны вплотную приб лизить наше сельское хозяйство по уровню произво дительности труда к передовым отраслям промышлен ности.
Нам сегодня нелегко представить себе трактор с сель скохозяйственными машинами, движущимися по полю со скоростью, скажем, 30 километров в час. Мешают привычные, годами укоренившиеся, понятия и сужде ния. Но развитие техники уже не раз ставило в смеш ное положение тех, кто не находил в себе силы ото рваться от, казалось бы, незыблемых традиций и смело посмотреть в будущее. Жертвой подобного рода тех нического консерватизма стал, например, видный анг лийский астроном Уильям Пикеринг. «В народе бытует
мнение,— писал |
он,— что в будущем |
огромные летаю |
щие машины |
будут проноситься над |
Атлантическим |
океаном и перевозить большое количество пассажиров подобно нашим современным пароходам. На мой взгляд, не подлежит сомнению, что такого рода идеи абсолют но нереальны». Видимо, Пикеринг был настолько уве рен в своей правоте, что посчитал полезным преподать
70
«наивным» фантастам еше один урок: «Необходимо рас сеять распространенное заблуждение, а именно, что при этом можно будет достигнуть огромных скоростей. Разумеется, мы не можем надеяться, что имеющиеся в нашем распоряжении летательные аппараты когда-ли бо смогут конкурировать со стремительностью наших локомотивов и автомобилей». А ведь это было сказа но в 1910 году, когда Луи Блерио уже совершил пере лет через Ла-Манш. Действительно, как известно, очень скоро опровергла прогнозы и предостережения Пике ринга. Такая же участь ждет и скептиков, которые се годня сомневаются в возможностях дальнейшего уве личения скоростей машинно-тракторных агрегатов.
Конечно, для этого потребуется решить еще немало сложных проблем: повысить надежность и прочность тракторов, механизировать вспомогательные операции, упростить техническое обслуживание, улучшить ма невренность агрегатов и т. д. Особенно трудная зада ча— обеспечить хорошие условия труда механизаторов. Мы уже говорили о том, что с повышением скорости увеличиваются напряженность работы тракториста, его утомляемость, вредное влияние шума, тряски, запылен ности воздуха. Чтобы уменьшить воздействие этих факторов на организм человека, приходится создавать специальное оборудование, строить дорогие кабины, ус ложнять конструкцию трактора.
Но и этого оказывается недостаточно. Увеличению скоростей выше определенного предела мешает биоло гический барьер. Ведь время реакции человека обуслов лено его физиологическими особенностями, а при боль ших скоростях тракторист просто не успеет управлять трактором. Как же быть?
Ответ напрашивается сам собой. Если человек не может работать на тракторе, значит, его надо удалить
77
с трактора, а управление агрегатом поручить автомату. Это принесет пользу не только трактористу, который на конец избавится от тяжелой утомительной работы, но и трактору. Отпадет надобность в дорогой кабине, сложном сиденье, вентиляторах, кондиционерах и дру гом оборудовании — трактор станет проще. Так стрем ление повысить скорость и производительность неиз бежно влечет за собой необходимость автоматизации трактора, которая откроет широкие возможности еще большего повышения производительности.
ТРАКТОР-АВТОМАТ
Трактор-автомат? Возможно ли это? Раздумывая о будущем автоматизации, мы обычно представляем себе этакую бодрую фигурку, облаченную в нечто по добное рыцарским доспехам и обязательно с рожками антенн на голове. Фигурка эта — совсем как человек, разве что не ест, не курит и не ходит в кино. Вполне вероятно, что такой робот, заменив человека, сможет сесть за рычаги трактора и повести его по полям. Од нако нужно ли это, следует ли заменять человека по добным ему автоматом? Чтобы ответить на эти вопро сы, попробуем подробнее разобраться в том, что может дать автоматизация и что надо нам автоматизировать при работе трактора.
Еще во |
времена античной Греции — около двух |
|
тысяч лет тому назад — существовали |
куклы-автоматы; |
|
различные |
автоматические устройства |
создавались и |
79