CC BY
4
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-36 SELECTION OF HIGHLY EFFICIENT TECHNOLOGY FOR HAY ROLLS HARVESTING FROM SUDAN GRASS
А. I. Ryadnov, S. Yu. Fandeev
Volgograd State Agrarian University, Volgograd Received 02.12.2021 Submitted 02.02.2022
Funding: The reported study was funded by RFBR, project number 20-38-90255.
Summary
It is proposed to select the technology for harvesting hay rolls according to a complex efficiency criterion, including the actual and required values of the following particular indicators: the productivity of the technical means for one hour of shift time, the complexity of loading and unloading and transport operations, fuel and lubricants costs, the cost of technical means and damage to hay rolls, as well as their relative importance. It is determined that for the adopted technology of harvesting hay rolls, the complex efficiency criterion is 52, and for the proposed technology based on the application of the developed technical means for loading hay rolls without the use of auxiliary machines and without stops, it is 272.
Abstract
Introduction. The successful development of agricultural enterprises, the activity of which is aimed at the production of meat and milk, is possible only if there is a solid feed base. This is especially true for the south of Russia, a significant proportion of whose areas belong to the zone of insufficient moisture. In these conditions, the Sudan grass has become widespread for creating a fodder base. The most important reserve for increasing the level of harvesting feed from Sudan grass is the use of advanced technology using new machines that reduce both quantitative and qualitative losses of grown feed, significantly reduce the cost of work performed, including loading and unloading and transport operations. Currently, when harvesting hay pressed into rolls, various types of machines are used for loading and unloading and transport operations. The selection of technology for harvesting hay rolls from Sudan grass using highly efficient technical means is relevant for agricultural production. The purpose is to select a technology for harvesting hay rolls from Sudan grass based on the use of technical means justified by a complex criterion of efficiency for loading, transporting and unloading hay rolls. Materials and methods. The object of the study was the technologies used in agricultural enterprises for harvesting hay rolls of Sudan grass from the field, as well as the proposed technology using a technical means for loading, transporting and unloading hay rolls developed by the authors of this work. The main method of choosing a technology for harvesting hay rolls from a set of possible technologies was the method of using a comprehensive efficiency criterion. For the compared technologies, the mowing of Sudan grass was carried out by the MTZ-82.1+ KSF-2.1B4 unit, raking and tilling hay into rolls - MTZ-82.1+GVK-6A, pressing into rolls - MTZ-82.1+ PR-F-110. For the technology used in the farm, the loading of hay rolls into the vehicle was carried out by the MTZ-82.1+PKU-0.8 unit. The same unit was also used when unloading non-dump vehicles. The MTZ-82.1 + 2PTS-6 vehicle was used to transport hay rolls according to the technology used. A distinctive feature of the proposed technology was the following: loading and unloading and transport operations were carried out by the technical means developed by the authors of this article - ATGM-1. At the same time, the loading of the rolls was carried out without stopping the loader-transporter. Results and conclusions. When choosing a technology for harvesting hay rolls based on experimental studies, the values of the following particular indicators were determined: the productivity of the technical means for one hour of shift time (Wh), the labor intensity of loading and unloading and transport operations (T), the cost of fuel and lubricants (ZTSM), the cost of technical means involved in loading, transporting and unloading hay rolls, taking into account depreciation charges for the service life (C) and damage to hay rolls (P). It was found that for the adopted technology Wh = 1050 kg/h, T = 13.48 people-h, ZTSM = 4829 rubles, C = 3440030 rubles. P = 1.05%, and for the proposed technology Wh = 672 kg /h, T = 6.95 people-h, Ztsm =
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
2395 rubles, C = 1885620 rubles. P = 0.57%. Based on the data on the actual and required values of all selected indicators, as well as their relative importance, the values of the complex efficiency criterion for the technology adopted in farms and proposed in this paper are calculated. Calculations showed that the complex efficiency criterion for the adopted technology is 52, and for the proposed one it is 272. The proposed technology for loading, transporting and unloading hay rolls using an experimental loader-transporter design is 5 times more efficient than the adopted technology.
Key words: the technology of harvesting Sudan grass, hay rolls, private indicators and a comprehensive efficiency criterion.
Citation. Ryadnov A.I., Fandeev S. Yu. Selection of highly efficient technology for hay rolls harvesting from Sudan grass. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2022. 1(65). 370-380 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-36.
Author's contribution. All authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this study. All authors of this paper have read and approved the final version submitted.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
УДК 631.358:633.28
ВЫБОР ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ РУЛОНОВ СЕНА ИЗ СУДАНСКОЙ ТРАВЫ
А. И. Ряднов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор С. Ю. Фандеев, аспирант
Волгоградский государственный аграрный университет, г. Волгоград
Дата поступления в редакцию 07.12.2021 Дата принятия к печати 02.02.2022
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта№ 20-38-90255
Актуальность. Успешное развитие сельскохозяйственных предприятий, деятельность которых направлена на производство мяса и молока, возможно только при наличии прочной кормовой базы. Особенно это актуально для юга России, значительная доля площадей которого относится к зоне недостаточного увлажнения. В этих условиях широкое распространение с целью создания кормовой базы получила суданская трава. Важнейшим резервом повышения уровня заготовки корма из суданской травы является применение прогрессивной технологии с использованием новых машин, которые позволяют снизить как количественные, так и качественные потери выращенного корма, существенно уменьшить себестоимость выполняемых работ, в том числе погрузочно-разгрузочных и транспортных операций. В настоящее время при заготовке сена, спрессованного в рулоны, на погрузочно-разгрузочных и транспортных работах используются различные типы машин. Выбор технологии уборки рулонов сена из суданской травы с использованием высокоэффективных технических средств актуален для сельскохозяйственного производства. Цель настоящей работы - выбор технологии уборки рулонов сена из суданской травы на основе применения обоснованных по комплексному критерию эффективности технических средств для погрузки, транспортировки и разгрузки рулонов сена. Материалы и методы. Объектом исследования явились применяемые в сельскохозяйственных предприятиях технологии уборки рулонов сена суданской травы с поля, а также предлагаемая технология с применением технического средства для погрузки, транспортировки и разгрузки рулонов сена, разработанного авторами настоящей работы. Основным методом выбора технологии уборки рулонов сена из совокупности возможных технологий явился метод использования комплексного критерия эффективности. Для сравниваемых технологий кошение суданской травы осуществлялось агрегатом МТЗ-82.1+ КСФ-2.1Б4, сгребание и ворошение сена в валки -МТЗ-82.1+ГВК-6А, прессование в рулоны - МТЗ-82.1+ПР-Ф-110. Для используемой в хозяйстве технологии погрузка рулонов сена в транспортное средство выполнялась агрегатом МТЗ-82.1+ПКУ-0,8. Этот же агрегат использовался и при разгрузке не самосвальных транспортных
371
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
средств. На транспортировке рулонов сена по применяемой технологии применялось транспортное средство МТЗ-82.1 + 2ПТС-6. Отличительной особенностью предлагаемой технологии являлось следующее: погрузочно-разгрузочные и транспортные работы выполнялись разработанным авторами данной статьи техническим средством - ПТРМ-1. При этом погрузка рулонов осуществлялась без остановок погрузчика-транспортировщика. Результаты. При выборе технологии уборки рулонов сена на основе экспериментальных исследований определены значения следующих частных показателей: производительность технического средства за один час сменного времени (Жч), трудоемкость выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ (Т), затраты на топливо-смазочные материалы (ЗТСм), стоимость технических средств, участвующих на погрузке, транспортировке и выгрузке рулонов сена с учетом амортизационных отчислений за срок службы (С) и повреждаемость рулонов сена (П). Получено, что для принятой технологии Жч = 1050 кг/ч, Т = 13,48 чел-ч, ЗТСМ = 6814 руб., С = 3 568 708 руб. П = 1,05 %, а для предлагаемой технологии - Жч = 672 кг/ч, Т = 6,95 чел-ч, ЗТСМ = 3388 руб., С = 1 983 832 руб., П = 0,57 %. На основе данных по фактическим и требуемым значениям всех выбранных показателей, а также относительной их важности рассчитаны значения комплексного критерия эффективности для принятой в хозяйствах технологии и предложенной в настоящей работе. Расчеты показали, что комплексный критерий эффективности для принятой технологии равен 52, а для предлагаемой - равен 272. Вывод. Предложенная технология по погрузке, транспортировке и выгрузке рулонов сена с использованием экспериментальной конструкции погрузчика-транспортировщика эффективнее в 5 раз по сравнению с принятой технологией.
Ключевые слова: технологии уборки суданской травы, рулоны сена, механизация уборки сена, погрузочно-разгрузочные работы.
Цитирование. Ряднов А. И., Фандеев С. Ю. Выбор высокоэффективной технологии уборки рулонов сена из суданской травы. Известия НВ АУК. 2022. 1(65). 370-380. DOI: 10.32786/20719485-2022-01-36.
Авторский вклад. Все авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились с представленным окончательным вариантом и одобрили его.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Введение. Успешное развитие сельскохозяйственных предприятий, деятельность которых направлена на производство мяса и молока, возможно только при наличии прочной кормовой базы, в частности для крупного рогатого скота (КРС). Особенно это актуально для Волгоградской области, значительная часть площади которой относится к зоне недостаточного увлажнения. В этих условиях широкое распространение для создания кормовой базы получила суданская трава, которая обладает высокой засухоустойчивостью, неприхотлива к условиям внешней среды, а также способна после скашивания к вегетативному возобновлению. Характерной особенностью суданской травы при ее высокой урожайности является то, что она существенно отличается от других возделываемых в условиях юга России кормовых трав значительной долей высококачественного сена [14]. Кроме того, суданская трава по содержанию перевариваемого протеина не имеет себе равных среди злаковых трав [10] и весьма близка к зоотехнической норме [9, 18].
На объем заготовки корма из суданской травы влияет ряд факторов: площадь и урожайность культуры, количественные и качественные потери урожая, которые зависят от сроков выполнения работ, используемых технологий возделывания и уборки данной культуры, организации работ и других.
Важнейшим резервом повышения уровня заготовки корма для КРС из суданской травы является применение прогрессивных технологий, операции которых выполняются высокоэффективными техническими средствами [12].
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Для заготовки сена высокого качества и необходимого объема для кормления поголовья КРС в стойловый период требуется применение прогрессивных технологий с использованием новых машин, которые позволяют снизить и количественные, и качественные потери выращенного корма, существенно уменьшить себестоимость выполняемых работ, в том числе погрузочно-разгрузочных и транспортных операций. К сожалению, до настоящего времени используемые технологии заготовки сена высокозатратны.
Эффективность технологии возделывания и уборки кормовых культур во многом зависит от типа и марки того технического средства, которое применяется для выполнения отдельной технологической операции с учетом природно-климатических и хозяйственных условий сельскохозяйственного предприятия, изменяющихся в течение уборки в зависимости от технологических свойств убираемой культуры и ряда других факторов [3].
В настоящее время наиболее распространенной в хозяйствах Волгоградской области, а также экономически обоснованной является технология заготовки сена с прессованием его в тюки и рулоны. При использовании этой технологии процесс заготовки кормов полностью механизирован, а потери сухого вещества в сене снижаются до 3035 % [7] и питательных веществ - в 1,5-2 раза [15].
При заготовке сена, спрессованного в рулоны, основными операциями технологии уборки являются: скашивание с плющением или без него, а также может быть с кондиционированием; ворошение, сгребание провяленной травы в валки, подбор валков и прессование с упаковкой в пленку или без упаковки, погрузка в транспортное средство, доставка к месту хранения, разгрузка рулонов из транспортного средства и складирование их в штабели под навесом или в сенном сарае с возможностью досушивания или без досушивания [6]. Ряд технологических операций, например, скашивание, ворошение и сгребание сена в валки, также как и применяемые на данных операциях машины, одинаковы для различных технологий. Однако на операциях по перевозке рулонов сена к месту их хранения применяются различные транспортные средства. Так, наряду с автомобильным транспортом, широко используется транспорт, энергетическим средством которого является трактор [2, 4, 5, 8, 13]. Из отмеченного следует, что выбор высокоэффективной технологии уборки суданской травы во многом определяется верным выбором технических средств для погрузки, транспортировки и разгрузки рулонов сена.
Для решения сложных задач, учитывающих совокупность множества факторов, имеющих вероятностный характер изменения, применяются различные имитационные модели [1, 17]. Однако применение имитационных моделей специалистами рядовых сельскохозяйственных предприятий до настоящего времени пока затруднительно. Желательно иметь более простой и доступный метод выбора эффективных машин и технологий уборки рулонов сена, например, с использованием комплексного критерия эффективности [11, 16].
В связи с этим цель настоящей работы - выбор технологии уборки рулонов сена из суданской травы на основе применения обоснованных по комплексному критерию эффективности технических средств для погрузки, транспортировки и разгрузки рулонов сена.
Материалы и методы. При подготовке настоящей работы использованы материалы открытых источников сайтов, научные статьи и другие публикации ученых научно-исследовательских организаций и высших образовательных учреждений, а также описания патентов на изобретения и полезные модели.
Объектом исследования явились применяемые в сельскохозяйственных предприятиях технологии уборки рулонов сена суданской травы с поля, а также предлагаемая технология с применением технического средства для погрузки, транспортировки и разгрузки рулонов сена, разработанного авторами настоящей работы.
Основным методом выбора технологии уборки рулонов сена из совокупности возможных технологий явился метод использования комплексного критерия эффективности.
***** ИЗВЕСТИЯ *****
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Для сравниваемых технологий кошение суданской травы осуществлялось агрегатом МТЗ-82.1+ КСФ-2.1Б4 (рисунок 1а), сгребание и ворошение сена в валки - МТЗ-82.1+ГВК-6А (рисунок 1б), прессование в рулоны - МТЗ-82.1+ПР-Ф-110 (рисунок 1в).
Для используемой в хозяйстве технологии погрузка рулонов сена в транспортное средство выполнялась агрегатом в составе трактора МТЗ-82.1 и фронтального погрузчика универсального ПКУ-0,8. Этот же агрегат использовался и при разгрузке не самосвальных транспортных средств.
а б в
Рисунок 1 - Косилка КСФ-2.1Б4 (а), грабли-ворошилки ГВК-6А (б) и пресс-подборщик ПР-Ф-110 (в)
Figure 1 - KSF-2.1B4 mower (a), GVK-6A rake-trowel (b) and PR-F-110 baler (b)
На транспортировке рулонов сена на расстояние до 20 км по применяемой технологии применялось транспортное средство МТЗ-82.1 + 2ПТС-6.
Отличительной особенностью предлагаемой технологии являлось следующее: погрузочно-разгрузочные и транспортные работы выполнялись разработанным авторами данной статьи техническим средством - ПТРМ-1 (Пат. РФ №2728961; заявл. 22.10.2019; опубл. 03.08.2020, Бюл. № 22). При этом погрузка рулонов осуществлялась без остановок погрузчика-транспортировщика.
Рисунок 2 - Экспериментальный погрузчик-транспортировщик рулонов сена Figure 2 - Experimental loader-conveyor of hay rolls
б
Рисунок 3 - Схема погрузки рулона сена Figure 3 - Scheme of loading a roll of hay 374
в
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Предложенное техническое средство для погрузки, перевозки и разгрузки рулонов сена работает следующим образом. После заезда на поле, на котором уложены рядами рулоны, прицепное устройство транспортного средства разворачивают на поворотном круге из транспортного положения в рабочее. При подъезде к рулону оператор с помощью гидрораспределителя включает на опускание погрузочное устройство до момента его касания с поверхностью поля. При этом захват выдвигается вперед на расстояние S=(0,5-0,6) Брул. (Брул. - диаметр рулона) и поднимается на высоту, при которой его первая поперечная балка устанавливается относительно поверхности поля на высоту Н=(1,1-1,2) Брул. Затем погрузочное устройство направляется так, чтобы рулон находился между продольными балками захвата. Рукоятку гидрораспределителя переводят в положение «опускание», при котором шток гидроцилиндра воздействует на рычаги. Захват своими поперечными балками подтягивает рулон на ролики погрузочного устройства, которое, перемещаясь между продольными балками захвата, подает рулон на пол платформы. Рулон скатывается по роликам наклоненного назад пола платформы до упора в задний борт. В момент касания погрузочного устройства передних барьеров платформы срабатывает устройство фиксации захвата в закрытом положении.
Процесс загрузки технического средства следующим рулоном сена повторяется.
При полной загрузке технического средства рулонами прицепное устройство переводится из рабочего положения в транспортное. Техническое средство перемещается энергетическим средством к месту складирования рулонов.
При разгрузке рулонов открывается задний борт, техническое средство рывком начинает движение вперед и рулоны скатываются по роликам наклоненного назад пола платформы на площадку складирования рулонов.
Результаты и обсуждение. В работе [16] определены частные показатели эффективности использования технических средств на уборке рулонов: производительность технического средства за один час сменного времени (Ж,), трудоемкость выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ (Т), затраты на топливо-смазочные материалы (ЗТСМ), стоимость технических средств, участвующих на погрузке, транспортировке и выгрузке рулонов сена с учетом амортизационных отчислений за срок службы (С, руб.) и повреждаемость рулонов сена (П, %), а также комплексный критерий эффективности, учитывающий фактические (И^) и требуемые (ЖгТР) значения всех выбранных показателей, а также относительную важность г - го показателя (гг)[16]:
Кэ =
КтКЗ.ТСМКСКП
Кэ = , , , (1)
где К - Р ^ К _ Р ^ К - а К _ - К _ _ ^П (2)
где КШ _ £Ш ^тр, Кт _ СТ ^тр, КЗ.ТСМ _ £С ^тр^ Кс _ ^тр^ КП _ ^П ^тр^ (2)
ч т С С П
Экспериментальными исследованиями определены значения частных показателей. На рисунке 4 представлены данные по суммарной массе перевезенного сена в рулонах за один час сменного времени (часовая производительность технического средства), на рисунке 5 - расход топлива транспортными средствами, реализующими принятую (1) и предлагаемую (2) технологии.
С учетом комплексной цены одного литра топлива определены затраты денежных средств на приобретение дизельного топлива, бензина, моторного и трансмиссионного масла, а также других эксплуатационных материалов: для принятой технологии
ЗПтсМ1 = 6814 руб., для предложенной технологии - З^М = 3388 руб.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 4 - Суммарная масса перевезенного сена в рулонах: 1 - МТЗ-82.1+2ПТС-6/МТЗ-82.1+ПКУ-0,8; 2 - МТЗ-82.1+ ПТРМ-1
Figure 4 - Total weight of transported hay in rolls: 1 - MTZ-82.1+2PTS-6/MTZ-82.1+PKU-0.8; 2 - MTZ-82.1+ ATGM-1
Рисунок 5 - Суммарный расход топлива: 1- МТЗ-82.1+2ПТС-6/ МТЗ-82.1+ПКУ-0,8; 2 - МТЗ-82.1+ ПТРМ-1
Figure 5 - Total fuel consumption: 1- MTZ-82.1+2PTS-6/ MTZ-82.1+PKU-0.8; 2 - MTZ-82.1+ ATGM-1
Определена также трудоемкость выполнения погрузочно-разгрузочных и транспортных работ (рисунок 6).
Рисунок 6 - Суммарная трудоемкость работ: 1- МТЗ-82.1+2ПТС-6/ МТЗ-82.1+ПКУ-0,8; 2 - МТЗ-82.1+ ПТРМ-1
Figure 6 - Total labor intensity of work: 1- MTZ-82.1+2PTS-6/ MTZ-82.1+PKU-0.8; 2 - MTZ-82.1+ ATGM-1
376
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Стоимость технических средств, участвующих на погрузке, транспортировке и выгрузке отдельного рулона сена, определена по формуле:
С ~ ЦТС + А
ТС>
(3)
где ЦТС - суммарная цена технических средств, участвующих на погрузке, транспортировке и выгрузке рулонов сена, руб.; АТС - амортизационные отчисления, руб.
По расчетам для «принятой» и «предложенной» технологий С соответственно равна: СПРИН=3 568 708 руб. и СПРЕД=1 983 832 руб.
Повреждаемость рулонов при выполнении работ по принятой и предложенной технологиям соответственно равна 1,05 % и 0,57 %.
На основе экспертной оценки рассчитаны коэффициенты относительной важности si выбранных частных показателей значения (таблица).
Таблица - Значения коэффициентов относительной важности частных показателей Table - Values of coefficients of relative importance of particular indicators
Частный показатель эффективности / Private performance indicator ЗТСМ Жч С Т П
0,29 0,29 0,2 0,15 0,07
Экспериментальные данные позволили рассчитать коэффициенты (2), входящие в комплексный критерий эффективности Кэ (рисунок 7).
- принятая технология / adopted technology;
- предлагаемая технология / proposed technology
Рисунок 7 - Значения коэффициентов комплексного критерия эффективности Figure 7 - Values of the coefficients of the complex criterion efficiency
По данным, представленным на рисунке 3, по формуле (7) рассчитаны значения комплексного критерия эффективности применения принятой и предложенной технологий уборки рулонов сена из суданской травы с поля, которые соответственно равны КПРИН = 52 и КПРЕД = 272.
Вывод. Предложенная технология по погрузке, транспортировке и выгрузке рулонов сена с использованием экспериментальной конструкции погрузчика-транспортировщика эффективнее в 5 раз по сравнению с принятой технологией.
Библиографический список
1. Анализ структуры технологического процесса заготовки сенажа в рулонах, упакованных в пленку / С. Н. Капов, А. В. Орлянский, В. А. Лиханос, И. А. Орлянская // Вестник аграрной науки Дона. 2019. № 1 (45). С. 11-17.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
2. Бычков В. В., Кадыкало Г. И., Успенский И. А. Ресурсосберегающие технологии и технические средства для механизации садоводства // Садоводство и виноградарство. 2009. № 6. С. 38-42.
3. Бышов Н. В., Ряднов А. И. Методика комплексной оценки эффективности использования транспорта в сельскохозяйственном производстве // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П. А. Костычева. 2019. № 1 (41). С. 104-108.
4. Зарубежные транспортные средства для современного сельскохозяйственного производства / Н. В. Бышов [и др.] // Вестник ФГБОУ ВПО РГАТУ. 2012. № 4. С. 84-87.
5. Инновационные машинные технологии в картофелеводстве России / С. С. Туболев [и др.] // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 10. С. 3-5.
6. Маклахов А. В., Углин В. К., Никифоров В. Е. Совершенствование технологии заготовки сена в рулонах // Владимирский земледелец. 2017. № 4 (82). С. 28-30.
7. Научно-практические требования по производству высококачественных кормов из трав / Е. А. Тяпугин, В. К. Углин, В. Е. Никифоров, Л. И. Креминская // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 01. С. 41-43.
8. Особенности применения современного тракторного транспорта в технологических процессах по возделыванию сельскохозяйственных культур / Н. В. Бышов [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 126. С. 180-198.
9. Перспектива использования однолетних яровых кормовых культур в кормопроизводстве / М. П. Жукова [и др.] // Вестник АПК Ставрополья. 2015. № 3 (19). С. 149-153.
10. Продуктивность и питательная ценность суданской травы при возделывании на зеленый корм / Ю. Н. Плескачев, Ю. А. Лаптина, О. Г. Гиченкова, Н. А. Куликова // Аграрный научный журнал. 2021. № 8. С. 28-33.
11. Ряднов А. И. Метод выбора транспортных средств при уборке сельскохозяйственных культур // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 1 (57). С. 349-356.
12. Синицин А. А. Технологический комплекс заготовки кормов в условиях ООО "Барми-но" Лысковского района Нижегородской области // Вестник НГИЭИ. 2012. № 10 (17). С. 91-102.
13. Современная техника для АПК и перспективы её модернизации / Н. И. Верещагин, Г. Д. Кокорев, С. В. Колупаев [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2016. № 120 (06). С. 147-172.
14. Токов М. М., Бербекова Н. В. Суданская трава - один из основных источников растительного сырья в засушливой зоне юга России // Novalnfo. 2018. № 91. С. 67-72.
15. Трухачев В. И., Орлянский А. В., Орлянская И. А. Обоснование рациональных параметров процесса заготовки сенажа в рулонах с использованием имитационного моделирования: монография. Ставрополь: АГРУС, 2018. 176 с.
16. Федорова О. А., Фандеев С. Ю. К обоснованию комплексного критерия эффективности использования технических средств для уборки суданской травы // Вестник НГИЭИ. 2021. № 6 (121). С. 5-14.
17. Interaction Model Between a Curvilinear Working Surface and Soil / S. N. Kapov, A. V. Orlyansky, A. T. Lebedev, V. K. Maliev, I. A. Orlyanskay // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017. Vol. 8. № 6. P. 581-590.
18. Tagarakis A. C. Proximal sensing to estimate yield of brown midrib forage sorghum // Agronomy Journal. 2017. Vol. 109. Iss. 1. P. 107-114.
Conclusions. As a result of the conducted research, the efficiency coefficient of using sorghum harvesters of various designs is proposed, taking into account their performance for one hour of shift time under the same cleaning conditions. The use of a sorghum harvester equipped with a device for replacing a hopper filled with grain with removable empty bins allows increasing the efficiency of its use by 1.2 - 3.7 times, depending on the productivity of grain threshing per shift, the volume of the removable hopper and the object of comparison.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Reference
1. Analysis of the structure of the technological process of haylage harvesting in rolls packed in film / S. N. Kapov, A. V. Orlyansky, V. A. Likhanos, I. A. Orlyanskaya // Bulletin of Agrarian Science of the Don. 2019. No. 1 (45). P. 11-17.
2. Bychkov V. V., Kadykalo G. I., Uspensky I. A. Resource-saving technologies and technical means for mechanization of horticulture // Horticulture and viticulture. 2009. No. 6. P. 38-42.
3. Byshov N. V., Ryadnov A. I. Methodology of integrated assessment of the efficiency of transport use in agricultural production // Bulletin of the Ryazan State Agrotechnological University named after P. A. Kostychev. 2019. No. 1 (41). P. 104-108.
4. Foreign vehicles for modern agricultural production / N. V. Byshov [et al.] // Bulletin of FGBOU VPO RGATU. 2012. No. 4. P. 84-87.
5. Innovative machine technology in potato Russia / S. S. Tupolev [et al.] // Tractors and agricultural machines. 2012. No. 10. P. 3-5.
6. Maklakhov A. V., Uglin V. K., Nikiforov V. E. Improving the technology of harvesting hay in rolls // Vladimirsky husbandman. 2017. No. 4 (82). P. 28-30.
7. Scientific and practical requirements for the production of high-quality feed from herbs / E. A. Tyapugin, V. K. Uglin, V. E. Nikiforov, L. I. Kreminskaya // Achievements of science and technology of the Agro-industrial Complex. 2011. No. 01. P. 41 - 43.
8. Features of the use of modern tractor transport in technological processes for the cultivation of agricultural crops / N. V. Byshov [et al.] // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2017. No. 126. P. 180-198.
9. The prospect of using annual spring fodder crops in crop production / M. P. Zhukova [et al.] // Bulletin of Agroindustrial complex of Stavropol. 2015. No. 3 (19). P. 149-153.
10. Productivity and nutritional value of Sudanese grass when cultivated for green fodder / Yu. N. Pleskachev, Yu. A. Laptina, O. G. Gichenkova, N. A. Kulikova // Agrarian Scientific Journal. 2021. No. 8. P. 28-33.
11. Ryadnov A. I. Method of choosing vehicles when harvesting agricultural crops // Izvestiya Nizhnevolzhsky agrouniversitetskogo complex: Science and higher professional education. 2020. No. 1 (57). P. 349- 356.
12. Sinitsin A. A. Technological complex of forage harvesting in the conditions of LLC "Barmino" of the Lyskovsky district of the Nizhny Novgorod region // Bulletin of the NGIEI. 2012. No. 10 (17). P. 91-102.
13. Modern technology for agriculture and prospects for its modernization / N. I. Veresh-chagin, G. D. Kokorev, S. V. Kolupaev [et al.] // Polythematic network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2016. No. 120 (06). P. 147-172.
14. Tokov M. M., Berbekova N. V. Sudanskaya grass is one of the main sources of plant raw materials in the arid zone of southern Russia // NovaInfo. 2018. No. 91. P. 67-72.
15. Trukhachev V. I., Orlyansky A. V., Orlyanskaya I. A. Substantiation of the rational parameters of the haylage harvesting process in rolls using simulation modeling: monograph. Stavropol: AGRUS, 2018. 176 p.
16. Fedorova O. A., Fandeev S. Yu. To substantiate a comprehensive criterion for the effectiveness of the use of technical means for harvesting Sudanese grass // Bulletin of NGIEI. 2021. No. 6 (121). P. 5-14.
17. Interaction Model Between a Curvilinear Working Surface and Soil / S. N. Kapov, A. V. Orlyansky, A. T. Lebedev, V. K. Maliev, I. A. Orlyanskay // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017. V. 8. № 6. P. 581-590.
18. Tagarakis A. C. Proximal sensing to estimate yield of brown midrib forage sorghum // Agronomy Journal. 2017. Vol. 109. Iss. 1. P. 107-114.
Authors Information
Ryadnov Alexey Ivanovich, Professor of the Department "Operation and technical service of machines in agriculture", Volgograd state agrarian University (400002, southern Federal district, Volgograd region, Volgograd, 26 Universitetskiy Ave.), honored worker of the higher school of the Russian Federation, doctor of agricultural Sciences, Professor,
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2364-4944. E-mail: alex.rjadnov@mail.ru;
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Fandeyev Sergey Yurievich, postgraduate student Volgograd state agrarian University (400002, southern
Federal district, Volgograd region, Volgograd, Universitetskiy Ave., 26.),
ORCID: https://orcid.org/0000- 0002-9894-672. E-mail: fandey-kashperovsky@mail.ru
Информация об авторах Ряднов Алексей Иванович, профессор кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.), Заслуженный работник высшей школы РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2364-4944. E-mail: alex.rjadnov@mail.ru;
Фандеев Сергей Юрьевич, аспирант ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный аграрный университет» (400002, Южный федеральный округ, Волгоградская обл., г. Волгоград, пр. Университетский, д. 26.),
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9894-672. E-mail: fsy-03@mail.ru.
DOI: 10.32786/2071-9485-2022-01-37 IMPROVING THE ENERGY EFFICIENCY OF DRONES USED IN AGRICULTURAL PRODUCTION
A. A. Simdiankin, S. N. Borychev, I. A. Uspensky, D. E. Kashirin, I. A. Yukhin
Ryazan State Agro-technological University named after P.A. Kostychev, Ryazan
Received 14.12.2021 Submitted 15.02.2022
The studies were carried out as part of the project «Improving the technologies, means of mechanization, electrification and technical service in agricultural production», section 3.3 «Improving the efficiency of mobile agricultural equipment through the development of new structures, methods and means of maintenance, repair and diagnosis» (subsection 3.3.8 «Improving the use of mobile agricultural machinery by improving its technical operation based on innovative diagnostic methods») of the research plan of the Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «Ryazan State Agro-technological University» for 2016-2020
Summary
The article deals with the problems of using unmanned aerial vehicles (drones) in modern agriculture. Their advantages and disadvantages are shown, in particular, the limited time spent in the air and low load capacity. Based on the analysis it's proposed a solution aimed at improving the efficiency of technological processes for the production of agricultural products in crop production, supporting land reclamation construction and monitoring and controlling harvesting by increasing both the number of drones and the time of their continuous operation. That solution eliminates the dependence of drones on power sources and payload by transferring them to the mobile unit as well as increasing the efficiency of the mobile unit on the field due to an increase in the number of drones performing an individual task or subtask which is divided into a common task set for the mobile unit.
Abstract
Introduction. The relevance is due to the low power supply of modern drones, which does not allow them to continuously stay in the air for more than 30...35 minutes. The proposed methods for increasing the time the drone is in the air (depending on the payload) are mainly aimed at increasing the capacity of the batteries. Therefore, the development of a way to increase the time of "useful work" of the drone will increase the efficiency of its use. Object. Improving the energy efficiency and payload of drones by moving power supplies and payload to an accompanying vehicle. Materials and methods. Processing of experimental data on the energy consumption of various types of drones during their free flight with a payload in order to make a decision on the layout of the «vehicle-drone» system by transferring part of the payload, as well as the energy source to the vehicle. Results and conclusions. The proposed solution involves the transfer of power sources and payload from a drone (or several drones used simultaneously or in turn for work) to a mobile unit, which can significantly increase its efficiency by increasing both the area and the time of continuous processing.
