Scienty

Что выпускается сейчас в сельском хозяйстве? Как современная техника отличается от прошлых образцов, а что остается неизменным? Играет ли человек всё меньшую роль в сельском хозяйстве и останется ли он востребован в будущем? Будет ли полевая техника полностью беспилотной, и нужно ли это? Об этом рассказывает кандидат технических наук Роман Сергеевич Федоткин, заместитель директора по науке и практике Института механики и энергетики им. В.П. Горячкина, руководитель Центра автотракторного машиностроения, доцент кафедры тракторов и автомобилей ФГБОУ ВО РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева.

— Нас окружает множество сельхозтехники. В чём смысл этого помещения, зачем её сюда собрали?

Это кафедра механизации сельского хозяйства, составляющая часть десяти кафедр Института механики и энергетики имени Василия Прохоровича Горячкина. На базе кафедры проходят занятия: студенты изучают устройство и принцип действия сельскохозяйственных машин и оборудования как российского, так и иностранного производства, реализуют свои идеи в ходе научно-исследовательских и опытных конструкторских работ, модернизируя, совершенствуя и оптимизируя.

— Расскажите подробнее, что это за техника.

На стеллажах выставлены рабочие органы плугов разных конструкций. В институте имени В.П. Горячкина, родоначальника школы сельскохозяйственных машин и почвообрабатывающей техники, представлен образец плуга с профилированными рабочими поверхностями, которые сам Василий Прохорович создал при помощи специального стенда. Студенты могут познакомиться с историей развития конструкции корпусов плугов, увидеть, как они менялись со временем и какими стали сегодня.

— А чем они принципиально отличаются?

Главное отличие состоит не только во внешнем виде. Существуют винтовые, полувинтовые и культурные корпуса. Отличаются принципом обработки почвы: по-разному оборачивают и крошат почву. Второй момент — наличие элементов, повышающих надежность и износостойкость рабочих органов для длительной работы и обеспечения наилучших агротехнических показателей.

— С прочностью и износостойкостью всё ясно. Но кто и как определяет обработку почвы в каждом конкретном случае?

Агроном — ключевое звено сельского хозяйства. Разрабатывает процесс выращивания каждой культуры. Подготовка почвы, посев и послепосевная обработка специфичны для каждой культуры. В зависимости от технологии, зафиксированной в технологических картах, выбирается техника. Но главная машина – трактор.

Значит, роль агронома остается актуальной. Но хватает ли специалистов, и достаточно ли хорошо подготовлены?

Нехватка высококвалифицированных специалистов постоянна, так как нужно обеспечить не только большой урожай, но и высокое качество сельхозпродукции применительно к всем природно-климатическим условиям страны. В результате возник дефицит кадров в сельском хозяйстве. Однако ключевые вузы, прежде всего Тимирязевская академия, постепенно разрешают эту проблему.

— А техники везде хватает?

Недостаток сельскохозяйственной техники ощутим, особенно отечественной. Дефицит выражен сильнее всего в тракторах. В сельском хозяйстве страны сложился дефицит по всем классам тракторов, кроме МТЗ-82, который единственный находится в избытке. Особенно остро стоит вопрос с тракторами малого тягового класса (от 0,6 до 2,0 т тяги).

— Где эту технику производят?

Здесь представлено не все существующее оборудование. Есть целый комплекс сельскохозяйственных машин и приборов для выращивания разных культур. Работают иностранные корпорации-лидеры — Amazone, Lemken, John Deere, Claas Другие представлены на мировом рынке очень широко. К сожалению, многие из них сейчас не поставляются. Благодаря государственным мерам поддержки, в том числе от Министерства промышленности и торговли, Агентства по технологическому развитию, в рамках постановления Правительства РФ № 208 этот вопрос постепенно решается. Все эти меры позволяют поддерживать отечественных разработчиков и производителей комплектующих для сельскохозяйственной техники, самих машин и оборудования.

Можно ли создать всю нужную сельскохозяйственную технику своими силами или это бессмысленно?

Считаю необходимым развивать отечественное производство всей сельхозтехники: от машин до тракторов. Важно учитывать современные тенденции в мировой технике и технологиях при производстве.

— Получится?

Многие проблемы связаны с разработкой и использованием. В целом понятно, что и в каком направлении нужно действовать. Например, в тракторной технике на первый план выступают не только современные механические тракторы. Стремление к созданию беспилотных тракторов, работающих по заданному алгоритму с минимальным участием человека или без него.

Недостаток трактористов на селе ведет к необходимости беспилотных тракторов для решения этой проблемы?

— Отлично, что вы подняли этот вопрос. Действительно, социальный фактор мешает развитию тракторной техники. Человеку на селе нужно где-то работать. Механизатор может переобучиться для эксплуатации более современной техники, но это потребует времени и создаст определённые сложности. Есть и другие причины, в том числе отсутствие компонентной базы. Мы уже говорили о том, не вся техника у нас отечественная. К сожалению, нет, и очевиден дефицит по многим комплектующим: электродвигатели, элементы механического привода, гидравлических/пневматических систем и рабочие органы. Нужно переходить от зарубежных аналогов к отечественным. Это замедляет темп создания беспилотного трактора.

Чтобы перейти к беспилотной технике, необходимо сделать небольшой технологический шаг, подготовив базовую машину к автоматизации и роботизации.
Основной тренд развития тракторной техники — создание гибридного трактора с упрощённой энергетической установкой и трансмиссией. В дальнейшем его можно оснастить электромеханическими компонентами, системами управления движением и рабочими процессами.

— А в чем его гибридность?

Мы сохраняем штатный двигатель внутреннего сгорания, но движение обеспечивается электромеханическим приводом, дополнительно поддерживаемым буферным источником энергии. Большая часть энергии на данном этапе будет вырабатываться двигателем внутреннего сгорания, совмещенным с генератором, а дополнительным источником значительной доли энергии станут накопители — например, тяговые аккумуляторные батареи. В части водородных топливных элементов и суперконденсаторов также есть много направлений развития альтернативных источников энергии, которые могут быть полезны для создания гибридной силовой установки трактора.

Перед нами стоит машина необычайной красоты и размера, похожая на пожарный автомобиль из фильмов о будущем. Что это?

— Эта машина не станет автономной, нужна ли в ней живая душа?

Любая машина может стать беспилотной. Существуют проекты автоматизированного или даже беспилотного управления сельскохозяйственной техникой. Есть отличия самоходной сельскохозяйственной техники от транспортных машин: поле уникально по влажности почвы, рельефу и т.д. В сельском хозяйстве существуют препятствия, которые нужно определить и преодолеть. На начальной стадии участие человека сохраняется, но впоследствии стремятся сделать комбайны и трактора беспилотными.

— Не будет ли из-за этой тенденции роль человека в сельском хозяйстве минимальной?

Вместо этого человек будет заниматься высококвалифицированными задачами. Цифровое сельское хозяйство ориентируется на использование беспилотных тракторов, комбайнов и сельхозавтомобилей, которые общаются друг с другом, корректируют движение и режимы работы. Например, трактор может подчиняться комбаину во время уборки урожая. В эту концепцию также входят беспилотники, выполняющие не только мониторинг, но и сельскохозяйственные операции.

— А человек-то где?

Его обязанности включают подготовку техники к работе, ремонт и обслуживание, поскольку во время работы могут возникнуть сбои, потребующие ручной настройки и регулировки. Также может понадобиться корректировка управления или, на начальном этапе, дистанционное управление с комфортабельного пункта управления техникой.

Где-то в деревне расположена удобная изба, где работают высококвалифицированные специалисты и наблюдают, как необычные машины курсируют по просторным полям.

Представление теоретически существует, но реализация пока неясна. Стремимся к этому. Можно заметить, что беспилотники в сельском хозяйстве уже реальность. Уже производится мониторинг и картирование местности. Начинаются работы по внесению средств защиты растений, удобрений и даже посеву культур.

Кроме новой техники я заметила старый трактор, такой же, как когда мы собирали картошку во время учебы в университете. Что ему здесь делать?

Его присутствие здесь обусловлено одной целью: студенты должны научиться агрегатировать его с комплексом сельскохозяйственных машин и оборудования. То есть прицеплять и навешивать сельхозтехнику на трактор. Должны понимать, как это происходит, как управлять этим оборудованием, применять его на практике.

— Вы говорили, что здесь есть помещение с большой техникой, например, тракторами, и что сейчас всё это отправилось на поля. Правда ли это?

У нас есть превосходная кафедра тракторов и автомобилей под руководством академика О.Н. Дидманидзе. Кафедра располагает парком тракторов, начиная от квадроцикла и заканчивая гусеничным трактором и комбайном. Машины постоянно эксплуатируются: в учебных целях, когда студенты изучают конструкцию тракторов и сельскохозяйственной техники, а также для подготовки трактористов-машинистов. Институт и кафедра предоставляют студентам права на управление тракторами всех категорий. А1 и дальше — В, С, D, E, FПоля Тимирязевской академии простираются далеко. В них непрерывно ведут опыты и полевые работы, готовят к посеву, проводят сами сев и уборку. Тракторная техника принимает участие в этом процессе, как и сейчас.

Неужели случится так, что молодой человек, получивший здесь образование, вдохновившись всем этим прекрасным оборудованием, поверит, что такая жизнь его ожидает, а приехав в деревню, увидит старый трактор, который, возможно, вообще не заводится?

В некоторых местах доступна государственная поддержка по приобретению техники, включая лизинг. Многие хозяйства этим пользуются. Студенты чаще всего обращают внимание не только на частные хозяйства, но и на крупные агрохолдинги, компании вроде «Мираторга». Приезжая на место, студенты видят современную технику, хотя старые модели тракторов тоже есть, и их нельзя сбрасывать со счетов.

Как представляете себе развитие сельскохозяйственных машин в отдаленной перспективе?

Основной краткосрочный тренд — создание гибридного трактора, готового к автоматизации и роботизации. В дальнейшем ожидается переход к полностью беспилотным тракторам и комбайнам, взаимодействующим с беспилотными авиационными системами. Такая работа позволит стабильно получать высокий урожай качественной сельскохозяйственной продукции, способной удовлетворить внутренний и внешний спрос.

— Так и будет или это мечты?

— Это мечты, но осуществимые. Будем работать.