Научный архив: статьи

Оборот пласта остается наиболее распространенным приемом основной обработки почвы. Высокой культуре земледелия в наибольшей степени удовлетворяет так называемая гладкая вспашка без образования свальных гребней и развальных борозд, которая выполняется оборотными плугами. (Цель исследования) Обосновать кинематику пласта при его обороте в собственную борозду без поперечного смещения. (Материалы и методы) При рассмотрении кинематики пласта принимается допущение, что он состоит из связной упругой среды, в процессе оборота в габаритах собственной борозды претерпевает деформации, но не разрушается. Такое допущение вполне корректно, так как известно, что задерненный и влажный пласт вырезается из почвенного массива сплошной неразрывной лентой и, практически сохраняя свои геометрические размеры, оборачивается на 180°. При обосновании траектории пласта применяются классические методы теоретической механики. (Результаты и обсуждения) Рассмотрены уравнения движения точек пласта при его обороте в габаритах собственной борозды. Все точки поперечного сечения пласта в процессе оборота изменяют свое положение в пространстве. Процессы изменений перемещения, скорости и ускорения i-ой точки теоретического пласта происходят по плавным зависимостям, описываемым тригонометрическими функциями. Однако при значении угла поворота ωt = π/2 происходит резкая смена направлений графиков перемещения, скорости и ускорения, что указывает на резко переменные нагрузки, которым подвергается пласт в области этой точки. Объясняется это сменой опорного ребра, относительно которого осуществляется вращение поперечного сечения пласта. Центр тяжести поперечного сечения движется с переменными скоростью и ускорением, что говорит о наличии инерционных сил, на преодоление которых потребуется определенная энергия. (Выводы) Величина затрачиваемой работы во многом будет зависеть от геометрических параметров пласта a, b и режимов его оборота ω. При обороте поперечного сечения пласта на угол ωt = π/2 – γ вертикальное ускорение центральной точки О принимает максимальное значение. В этом положении при определенных условиях возможен отрыв пласта от дна борозды. Исследование кинематики оборота почвенного пласта в собственную борозду позволило обнаружить новые явления, возникающие в процессе его движения и установить закономерности влияния геометрических параметров почвенного пласта на динамические характеристики.

С реализацией плана ГОЭЛРО в конце 1920-х-начале 1930-х годов применение электроэнергии стремились распространить на земледельческие работы в поле, создавая специальные машины и механизмы. Усилия были направлены на поиск возможностей по электрификации энергоемких работ в земледелии. Стали появляться различные конструкции электроплугов и электротракторов. (Цель исследования) Провести анализ работ по созданию электротрактора в СССР в период с 1930 по 1956 год. (Материалы и методы) В работе использован хронологический метод исследований. Изучались научно-технические публикации и другие источники, в которых отражены вопросы изготовления и испытания электротракторов. На основе анализа и обобщения рассмотренных материалов формировались выводы. (Результаты и обсуждение) Начальный этап электрификации операций обработки почвы ознаменовался созданием плугов, приводимых в действие электрическими лебедками. В начале 1930-х годов стали появляться тракторы, в которых тепловой двигатель (внутреннего сгорания) заменяли электрическим. Совершенствование электротракторов привело к созданию гусеничных моделей ХТЗ-15 (Харьков) и ЭТ-5-ЭНИН-ВИЭСХ (Москва). Однако всесторонняя проверка выявила, что не только по техническим, но и экономическим показателям применение электротракторов в полеводстве нецелесообразно. (Выводы) С 1930 по 1956 год в Советском союзе были построены не менее 15 типов колесных и гусеничных электротракторов. Их испытания показали положительные и отрицательные стороны электрифицированной тяговой техники. Технические проблемы, возникшие на пути внедрения электротрактора, не смогли преодолеть инженеры середины ХХ века. Тематика по этому направлению была закрыта в 1956 году.

Рассмотрены вопросы перемещения почвенного пласта при различных способах вспашки. Выявлен эффект продольного перемещения пласта в процессе его оборота. (Цель исследования) Изучение кинематики продольного перемещения почвенного пласта при различных способах оборота (в собственную борозду и в соседнюю борозду) и его количественная оценка. (Материалы и методы) Явление перемещения пласта в продольном направлении было обнаружено при изучении кинематики физических моделей пластов. Для проведения исследований была изготовлена пластичная модель почвенного пласта толщиной 1 сантиметр, шириной 2 и длиной 7,5 сантиметра. Закрутка пласта на 180° осуществлялась на расстоянии 5 сантиметров. Объяснением этого явления может быть тот факт, что при осуществлении оборота пласта его центр тяжести поднимается над дном борозды дважды в результате смены опорных ребер пласта. Вследствие этого средняя линия пласта приобретает изогнутый вид. (Результаты и обсуждение) Проекция изогнутой линии на плоскость дна борозды всегда короче, чем длина самой линии, поэтому, если специально не растягивать пласт, он неминуемо должен переместиться в продольном направлении в сторону защемленного конца на некоторую величину. Установлены зависимости, позволяющие определять величину продольного перемещения, а также скорость и ускорение поперечного сечения пласта при осуществлении оборота в зависимости от кинематических параметров почвенного пласта. (Выводы) Величина продольного перемещения пласта прямо пропорциональна его толщине и зависит от коэффициентов устойчивости и закрутки.