CC BY
267
МЕХАНИЗАЦИЯ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА, РАСТЕНИЕВОДСТВА
УДК 631
К ПРОБЛЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
© 2013 г. Ю.Ф. Лачуга, А.М. Бондаренко
Проведен анализ состояния технической и технологической модернизации АПК, выявлены ключевые проблемы, сдерживающие ее развитие.
Определены основные направления деятельности инженерно-технической службы как основы технической и технологической модернизации сельского хозяйства.
Ключевые слова: техническая и технологическая модернизация, структура машинно-тракторного парка, инвестиции в сельскохозяйственную науку.
The analysis of the technical and technological agricultural modernization is carried out, the key problems hindering its development are revealed.
The main activities of engineering and the technical service as the basis of the technical and technological modernization of agriculture are defined.
Key words: technical and technological modernization, structure of machine-tractor park, investments into agricultural science.
Аграрный сектор России после разгосударствления предприятий и их приватизации оказался в крайне сложном финансово-экономическом состоянии, являясь одним из самых слабых секторов экономики, хотя содержит в себе мощный потенциал для развития.
Широко распространенный механизм реализации государственных программ, как федеральных, так и региональных, и местных является минимальной мерой для вывода из кризиса российской аграрной экономики.
На сегодня расширенное воспроизводство материально-технической базы АПК невозможно без мер внешней поддержки. От данного фактора напрямую зависит продовольственная безопасность страны. Для обеспечения продовольствен-
ной безопасности страны, выполнения работ в оптимальные агротехнические сроки необходимо иметь:
1. Энергообеспеченность на 1 га пашни - не менее 3 л.с. (фактически в 2011 г. -1,48 л.с., в то время как ЕС имело 4,0-4,5, США - 8,5 л.с).
2. Высокопроизводительную, многофункциональную технику с высоким уровнем надежности, обеспечивающую высокую безопасность и комфортные условия труда.
3. Оптимальный машинно-тракторный парк, включающий 850-900 тыс. тракторов (с учетом освоения 30 млн га, без этого - 630 тыс. шт.) со средней мощностью 120-150 л.с.; 200-250 тыс. зерноуборочных комбайнов и не менее 60 тыс. шт. кормоуборочных комбайнов.
В настоящее время в России на
115.6 млн га пашни (к уровню 1990 г.) имеется 469 тыс. тракторов, в то время как, к примеру, в Г ермании на 11,9 млн га пашни
- 680 тыс. тракторов. Зерноуборочных комбайнов в России на 1000 га посевных площадей имеется 1,9 шт., в Германии -26 шт. Показательными являются следующие сравнения: в мире на 1000 га пашни приходится 21 трактор (в России - 4,1 трактора); зерноуборочных комбайнов на 1000 га посевов зерновых культур - 6,3 шт. (в России - 1,9 шт.). Следовательно, по количеству тракторов на 1000 га пашни Россия отстает от мирового уровня более чем в 5 раз, по количеству зерноуборочных комбайнов - в 3,3 раза.
В сравнении с другими развитыми странами мира по количеству тракторов на 1000 га пашни Россия уступает Канаде (площадь пашни 45,5 млн га) в 3,7 раза, США ( площадь пашни - 172 млн га) в
6.6 раза, Франции (площадь пашни
18,4 млн га) в 16,8 раза, Великобритании (площадь пашни - 5,6 млн га) в 21,7 раза. По обеспеченности сельхозтоваропроизводителей зерноуборочными комбайнами на 1000 га убираемой площади Россия (по данным на 2010 год) уступает Украине в
3.7 раза, Беларуси - в 4,2 раза, США - в 7,4 раза, Франции - в 8,4 раза, Германии -в 13,7 раза.
Обеспеченность хозяйств Российской Федерации тракторами представлена в таблице 1, из которой видно, что за 10 лет (1990-2000 гг.) снижение количества тракторов составило 22,7%, в том числе снижение энергообеспеченности на 1000 га пашни - 42,7%. Достоверный учет МТП крестьянских (фермерских) хозяйств практически отсутствует.
Из таблицы 2 видно, что наиболее востребованы тракторы мощностью 51-100 л.с. (73,5%). Востребованность тракторов мощностью более 400 л.с. составила 1,0%.
Формирование количественной структуры МТП основывается на наличии посевных площадей (табл. 3).
Из таблицы 3 видно, что в Российской Федерации площадь пашни за последние 12 лет (1990-2011 гг.) сократилась
на 12,3%, при этом за указанный промежуток времени посевные площади уменьшились на 35,1% и составили в 2011 г. лишь
76,4 млн га, в том числе площади под зерновыми и зернобобовыми культурами сократились на 30,9% и составляют 43,6 млн га.
Формирование количественно-возрастной структуры тракторного парка сельскохозяйственных организаций представлено на рисунке 1, из которого видно, что с 1987 по 1989 гг. было закуплено для сельхозорганизаций 558,7 тыс. тракторов, а начиная с 1995 года, закупки техники снизились в разы. Это привело к значительному «старению» тракторного парка. Так, в 2003 году 586 тыс. тракторов имели возраст до 15 лет, в 2005 г. 408,3 тыс. тракторов - до 17 лет и т.д.
«Старение» тракторного парка и недостаточное его сервисное обслуживание являются серьезной проблемой для качественного проведения работ в растениеводческой отрасли. По Госпрограмме развития АПК предусмотрено на 2013-2020 гг. закупить для АПК 329,1 тыс. тракторов, хотя согласно рекомендации ГНУ ВИМ закупки необходимо довести к 2020 году до 900 тыс. шт.
Из таблицы 4 видно, что количество комбайнов в парке снизилось по сравнению с 1990 г. на 80,5% и составило в 2010 году 80,7 тыс. шт. При этом количество зерноуборочных комбайнов на 1000 га убираемой площади составило 1,9 шт. (в 1990 г. этот показатель был значительно выше и составлял 6,6 шт.).
В таблице 5 приведено количество кормоуборочных комбайнов, которое в сравнении с 1990 годом снизилось на 82,8% и в 2010 году составило 20,8 тыс. шт. При этом количество кормоуборочных комбайнов на 1000 га убираемой площади составило в 2010 году 1,1 шт. (в 1990 г. этот показатель был выше более чем в 2 раза и составлял 2,7 шт.).
Производство зерноуборочных комбайнов (табл. 4) в сравнении с 1990 годом снизилось на 92,3% и составило 4,9 тыс. шт. в 2010 году; кормоуборочных комбайнов снизилось на 95,0% и составило в 2010 году 500 шт.
Таблица 1
Обеспеченность хозяйств Российской Федерации тракторами
Показатели Годы 2010 г. к уровню 1990 г., %
1990 1995 2000 2005 2010
Сельхозорганизации: - количество тракторов в парке, тыс. шт. - суммарная мощность двигателей, млн л.с. - энергообеспеченность, л.с./1000 га - средняя мощность двигателя*, л.с. Крестьянские (фермерские) хозяйства: - количество тракторов в парке**, тыс. шт. - суммарная мощность двигателей, млн л.с. - энергообеспеченность, л.с./1000 га - средняя мощность двигателя*, л.с. 1365 1052 747 480 310 22,7
133 103 73 46 31 23,2
1030 940 790 620 440 42,7
97,4 97,7 97,9 96,8 99,4 -
По данным Всероссийской сельскохозяйственной переписи 2006 г., госмониторинг не проводится
159
15,7
1190
99
* По базе данных ВИМ
** Включая с навесным оборудованием; не учтены Ростехнадзором РФ как исправные и допущенные к безопасной эксплуатации
Таблица 2
Мощностная структура сельскохозяйственных тракторов на российском рынке
(без малогабаритных и б/у, 2010 г.)
Мощность двигателя, л.с.
0-50 51- 100 101- 150 151- 200 201- 250 251- 300 301- 350 351- 400 Более 400
Количество тракторов, шт. (%) 483 (2,9) 12246 (73,5) 1853 (11,1) 884 (5,3) 385 (2,3) 229 (1,4) 281 (1,7) 127 (0,8) 164 (1,0)
Примечание'. Наиболее востребованы тракторы мощностью 50-100 л.с. (73,5%)
Таблица 3
Мощностная структура сельскохозяйственных тракторов на российском рынке
(без малогабаритных и б/у, 2010 г.)
Показатели 1990 г. 1995 г. 2000 г. 2005 г. 2010 г. 2011 г.
Пашня, млн га 131,8 127,6 119,7 116,1 115,6 115,6
Посевные площади всего, млн га; в т.ч. под зерновыми и зернобобовыми культурами 117,7 63,1 102,5 54,7 85,4 45,6 77,5 43,7 75.1 43.2 76,4 43,6
Таблица 4
Обеспеченность хозяйств Российской Федерации зерноуборочными комбайнами
Показатели Годы
1990 1995 2000 2005 2010
1. Количество комбайнов в парке, тыс.шт. 413,7 207,5 198,7 132,2 80,7
2. Убираемая площадь под зерновыми и зернобобовыми культурами, млн га 63,1 54,7 45,6 43,7 43,2
3. Количество комбайнов на 1000 га убираемой площади, шт. 6,6 3,8 4,4 3,0 1,9
4. Энергообеспеченность парка комбайнов:
- общая, млн л.с. - на 1 га убираемых площадей, л.с. 48,9 43,8 31,8 23,6 16,4
0,77 0,80 0,70 0,54 0,38
5. Производство комбайнов в год, тыс. шт. 63,7 6,2 5,2 5,9 4,9
Таблица 5
Обеспеченность хозяйств Российской Федерации кормоуборочными комбайнами
Показатели Годы
1990 1995 2000 2005 2010
1. Количество комбайнов в парке, тыс.шт. 120,9 94,1 59,6 33,4 20,8
2. Убираемая площадь под кормовыми культурами, млн га 44,6 37,1 29,1 22,1 18,1
3. Количество комбайнов на 1000 га убираемой площади, шт. 2,7 2,5 2 1,5 1,1
4. Энергообеспеченность парка комбайнов:
- общая, млн л.с. - на 1 га убираемых площадей, л.с. 19,3 15,1 10,7 6 4,1
0,4 0,4 0,4 0,3 0,2
5. Производство комбайнов в год, тыс. шт. 10,1 0,5 0,5 0,5 0,5
Закупка, тыс.тракторов
250
191,9
Парк в году, тыс. тракторов, max возраст, лет
200
187,3
150
100
50
179,5
94,2
26,1
2007
405,7 тыс.
16 лет
86
75,1
2010
310,3 тыс.
17 лет
2009 330,0 тыс.
17 лет
35,9
34,7
19 17 19,219,220,4
13,4 9 7 12,4 98 12,4 11 15-2 13
34,2
11,'
16,7
112
100 100 100 100 100 100
80
50
30
1987 '
1 989 і і і і 1991 1993 і і і і 1995 1997 і і і і 1999 2001 і 20С, і і і 3 2005
✓ 2003 586,0 тыс. 15 лет Ч
Z 2005 480,3 тыс 17 лет Ьь
5 2С07 ; 009 201 1 2013 2015 2017 2019 202 0
Годы
1 I I I I I I I і
^_________2020 900,0 тыс. 12 лет
Рекомендации ГНУ ВИМ 2020 329,1 тыс. 17 лет
По Госпрограмме ... на 2013-2020 годы ^
Рис. 1. Формирование количественно-возрастной структуры т
(база данных за 1987-2010 гг. и прогноз до 2020 г.)
В
ракторного парка сельскохозяйственных организации
Зависимость объемов закупок тракторов и зерноуборочных комбайнов от уровня рентабельности сельхозтоваропроизводителей на сельхозпредприятиях Российской Федерации на период с 1995 по 2010 гг. представлена на рисунке 2, из которого видно, что низкий уровень закупок тракторов и зерноуборочных комбайнов коррели-руется с падением уровня рентабельности сельхозтоваропроизводителей. С 1999 года наметилась тенденция роста рентабельности сельхозпредприятий, в связи с чем увеличились закупки техники. С 2008 года начался спад уровня рентабельности, что привело к снижению закупок тракторов и зерноуборочных комбайнов.
Следовательно, уровень доходности хозяйств напрямую определяет объем закупок сельскохозяйственной техники.
В последние годы наметилась тенденция постановки на производство и при-
обретения тракторов и комбайнов отечественного производства, которые уступают зарубежным по качеству сборки, но значительно дешевле зарубежных аналогов и более адаптированы к зональным условиям эксплуатации [1]. В таблице 6 приведены технические характеристики отечественных зерноуборочных комбайнов: пропускная способность их колеблется от 4,3 кг/с (КЗС-3 «Русь») до 12,8 кг/с (КЗС-1218). Повышение пропускной способности комбайнов привело к повышению мощности двигателей до 294 кВт (Тогиш-740) и массы комбайнов до 16,9 т (КЗС-1218).
Ученым и конструкторам необходимо улучшить некоторые удельные показатели работы комбайнов: для КЗС-3 «Русь» и Лего8-540 - отношение массы к пропускной способности; для Енисея-960 и Тогиш-740 - мощностные показатели к пропускной способности комбайнов и их массе.
рентабельность (с учетом субсидий), %
зерноуборочные комбайны, тыс. шт.
тракторы, тыс. шт.
Рис. 2. Зависимость объемов закупок тракторов и зерноуборочных комбайнов от уровня рентабельности сельхозтоваропроизводителей (с учетом субсидий) на сельхозпредприятиях России
Улучшение характеристик, в частно- частного секторов экономики Российской
сти, энергонасыщенной техники, требует Федерации, как делают развитые зарубеж-
финансовой поддержки государственного и ные страны.
Таблица 6
Технические характеристики отечественных зерноуборочных комбайнов
Технические характеристики КЗС-3 Русь (1Б) Нива- Эффект (1Б) Енисей-1200 НМ (2Б) Енисей- 959 (2Б) Енисей- 950 (1Б) Уесіог- 420 (1Б) Енисей- 960 (1Б) Дон- 1500Б (1Б) ЛсГ08- 540 (1Б) Дон- 2600 (Р) Тогиш- 740 (Р) КЗС- 1218 (2Б)
Пропускная способность, кг/с 4,3 5,6 6 6,3 6,6 7,8 9,3 9,5 9,9 12,4 12,6 12,8
Мощность двигателя, кВт 74 107 136 136 136 161 230 173 194 206 294 243
Масса комбайна, т 6,36 6,64 7,3 7,5 8,1 10,5 11,1 9,98 13,48 15,2 15,6 16,9
Удельные показатели кВт/кг /с 17,2 19,1 22,7 21,6 20,6 20,6 24,7 18,2 19,6 16,6 23,3 19,0
кВт/т 11,6 16,1 18,6 18,1 16,8 15,3 20,7 17,3 14,4 13,6 18,8 14,4
т/кг/с 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,2 1,1 1,4 1,2 1,2 1,3
Гос .сектор «Частный сектор
0,9
0,4
Переработка с.-х. Растениеводство Животноводство Механизация с.-х. Окр. среда и Питательность и Экономика, Развитие продукции природные безопасность статистика, сельских
. ресурсы продуктов аграрная территорий
*)
Оценочные значения политика
Рис. 3. Доля частного сектора в инвестициях в сельскохозяйственную науку США (по направлениям исследований, 2006 г.)
На рисунке 3 показаны инвестиции в скохозяйственная наука в США инвестиру-
сельскохозяйственную науку США по раз- ется федеральным бюджетом через уни-
ным направлениям исследований. Сель- верситеты штатов [2]. При этом федераль-
ный бюджет может достигать 50-60%; бюджет штатов - 30%; гранты, контракты, различные фонды - до 10-20%. Финансирование аграрного образования федеральным бюджетом США не предусмотрено, что позволило иметь достаточно мощные исследовательские центры и на их базе вести обучение студентов на высоком уровне. Чисто образовательные услуги финансируются через гранты, конкурсы, частных инвесторов и т.д. Большое внимание профессорско-преподавательский состав уделяет научным исследованиям. Систематическая и качественная научная деятельность профессорского состава университетов обеспечивается сравнительно невысокой педагогической нагрузкой (до 240 часов в год).
Из рисунка 3 видно, что наибольшая доля госсектора вкладывается в растениеводство - до 1,5 млрд долларов и животноводство - до 1,2 млрд долларов.
Большую часть расходов на исследования, связанные с переработкой сельхозпродукции, растениеводством, механизацией сельского хозяйства, берет на себя частный сектор.
Примечательно то, что исследования в области окружающей среды и природных ресурсов, питательности и безопасности продуктов, экономики, статистики и аграрной политики, развития сельских территорий, находятся под контролем государства и финансируются федеральным бюджетом.
В Российской Федерации также создаются исследовательские центры, охватывающие решение проблем, в том числе и агропромышленного сектора. Примером является наноцентр ГОСНИТИ, который оснащен современным оборудованием для проведения исследований на высоком научном уровне.
Например, эмиссионный спектрометр позволяет быстро получить точные результаты по одновременному сбору данных с полным пространственным перекрытием спектрального диапазона. Для каждой длины волны используется обзор плазмы (осевой, радиальной или двойной), наилучшим образом подходящей для решения поставленных задач.
Наличие сканирующего зондового микроскопа позволяет получить трехмерное изображение исследуемой поверхности (топографию) с высоким разрешением. Сканирующий туннельный микроскоп позволяет производить измерение рельефа проводящих поверхностей путем подвода металлической иглы к образцу на расстояние нескольких ангстрем. При подаче на иглу относительно образца небольшого потенциала возникает туннельный ток (преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера). Величина этого тока экспоненциально зависит от расстояния между образцом и иглой.
Посредством трибометра исследуется поведение материалов и покрытий при поверхностном трении и скольжении в зависимости от времени, скорости, давления, температуры и влажности, наличия и вида смазки, что позволяет определить механизм износа и сопротивляемость износу, потери при трении, время «жизни» покрытий.
Указанное выше и другое оборудование наноцентра ГОСНИТИ позволяет проводить научные исследования учеными, работающими в вузах и НИИ РФ, направленные на повышение надежности отдельных узлов и агрегатов для технических средств, работающих в АПК.
Основная задача центра: создание наноматериалов и разработка нанотехнологий для технического и технологического оснащения сельского хозяйства России.
Следовательно, основными направлениями деятельности инженерно-технической службы как основы технической и технологической модернизации сельского хозяйства на ближайшую перспективу должны являться:
1. Формирование оптимального машинно-тракторного парка, оснащение сельского хозяйства энергонасыщенной, высокого технического уровня и надежности техникой и оборудованием.
2. Внедрение высокоэффективных, ресурсосберегающих технологий, создание службы типа «Extension»; существенная экономия всех видов ресурсов (семена, удобрения, топливо, средства защиты рас-
тений и др.), дающих возможность уменьшить расход семян, топлива и пестицидов в 1,5-2,5 раза.
3. Модернизация материально-технической, ремонтно-обслуживающей базы.
4. Повышение уровня технической готовности парка машин до 0,95-0,98 (против 0,80-0,82 в настоящее время), и годовую выработку в основных сельскохозяйственных зонах на эталонный трактор до 1200-1500 эт. га (против 540-560 эт. га в настоящее время).
5. Сокращение удельных затрат на ремонт и техобслуживание МТП с 19 до 4-5% от себестоимости продукции.
6. Снижение затрат за счет использования при ремонтно-обслуживающих работах восстановленных деталей (ежегодно на 10 млрд руб.).
7. Продление срока использования машин на 20-25%.
8. Введение в широкую практику планово-предупредительного технического обслуживания МТП.
Литература
1. Горбачев, И.В. Состояние и перспективы развития тракторостроения для АПК России / И.В. Горбачев, А.М. Нефедов // Тракторы и сельхозмашины. - 2012.
- № 1. - С. 3-6.
2. Лачуга, Ю.Ф. Инновации для агропромышленного комплекса / Ю.Ф. Лачуга, А.М. Бондаренко // Вестник аграрной науки Дона. - Зерноград: РИО ФГБОУ ВПО АЧГАА. - 2012. - № 3(19). - С. 5-13.
Сведения об авторах Лачуга Юрий Фёдорович - вице-президент Россельхозакадемии, академик РАСХН, д-р техн. наук, профессор (г. Москва).
Бондаренко Анатолий Михайлович - д-р техн. наук, профессор, проректор по научной работе Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8(86359) 41-1-61.
Information about the authors Lachuga Yuryi Fyodorovich - Vice-President of the Russian Academy of Agricultural Sciences, academician of the RAAS, Doctor of Technical Sciences, professor (Moscow).
Bondarenko Anatolyi Mikhailovich - Doctor of Technical Sciences, professor, prorector of research work, Azov-Black Sea State Agroengineering Academy (Zernograd).
Phone: 8(86359) 41-1-61.
УДК 631.86.067
АНАЛИЗ РАБОТЫ ШЛЮЗОВОГО ЗАТВОРА В ЛИНИЯХ ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
© 2013 г. И.Н. Краснов, А.Н. Глобин, Д.А. Терновой, М.А. Бондарева
Показана возможность работы шлюзового затвора в режиме пневмопривода его ячеистого ротора. Даны зависимости для определения его производительности на выгрузке сыпучих материалов и частоты вращения его ротора. Предложен способ стабилизации частоты вращения ротора в зависимости от нагрузки на него.
Ключевые слова: шлюзовой затвор, лопатка ротора, частота вращения.
