Скоростная вспашка

В сельском хозяйстве, как в промышленности и транспорте, действует три главных двигателя прогресса: индустриализация, специализация, скорость. О последней и пойдет речь.

Шестидесятые годы нашего века стали свидетелями невиданных скоростей, сдвинулись привычные понятия предельных скоростей. Когда-то человек изобрел колесо. С каждым годом оно катилось все быстрее и быстрее. Но и оно не успевает в беге за временем. Скорость стала символом нашего времени, и это вполне оправдано. Ускорилось движение валов машин и механизмов. Ускорилось и распространение знаний. Только за последние 50 лет напечатано книг больше, чем за всю предыдущую историю человечества.

В земледелии в течение тысячелетий преобладали малые скорости, определенные возможностями животной тяги. Появление механической "лошадки" незначительно повысило рабочие скорости при вспашке, культивации, севе, уборке и других операциях. Все дело в устройстве, конструкции основных рабочих органов, которые исторически развивались применительно к возможности лошади или волов. Их, как не погоняй, не заставишь прибавить шаг.

В конце 50-х и начале 60-х годов в нашей стране начался широкий поиск путей повышения производительности механизированных работ, включая и вспашку. Это можно было сделать как путем увеличения ширины захвата машин и агрегатов, так и путем повышения рабочих скоростей машин.

Первое направление не требовало новых решений: увеличивай себе ширину машин, ставь не пять, а все десять корпусов на плуг, да возьми помощнее трактор. Но, когда подсчитали, взвесили все факторы, оказалось, что работать такими машинами, управлять ими очень трудно, а порой просто невозможно. Кроме того, этот путь не давал ничего нового в выполняемых процессах: принцип оставался прежний.

Второе направление притягивало к себе взоры ученых своей необычностью, неизвестностью и, по расчетам, открывало заманчивые перспективы. Однако для его реализации в почвообработке требовалось решить ряд сложных и трудных задач.

Еще В.П. Горячкин установил, что с увеличением скорости тяговое сопротивление плуга возрастает пропорционально квадрату скорости пахоты.

Следовательно, если увеличивать скорость, не меняя конструкции плуга и ходовых систем тракторов, то полезная мощность двигателя будет все больше затрачиваться на преодоление инерционных сил отбрасываемых почвенных пластов. Появится необходимость снизить ширину захвата плуга. Но тогда весь выигрыш за счет повышения скорости будет потерян. Кроме того, с увеличением скорости движения рабочие органы плуга, действующие в основном по принципу клина, более интенсивно разрушают и отбрасывают почвенные частицы. А это уже создает опасность появления ветровой эрозии.

К решению этой проблемы были привлечены ученые, конструкторы, специалисты самых различных технических дисциплин.

Расчеты показали, что сопротивление плуга можно снизить изменением геометрии крыла отвала. Создали скоростной корпус. Однако корпус, хорошо работающий на большой скорости, не мог удовлетворительно оборачивать пласт на малых скоростях. Подобная задача возникла в авиации при переходе на сверхзвуковые скорости: при посадке требовалась большая площадь крыла, при полете за звуковым барьером площадь того же крыла должна быть в 5 - 6 раз меньше. Выход был найден: авиаконструкторы создали крыло с изменяющейся геометрией.

А нельзя ли этот принцип использовать при создании скоростного корпуса плуга: сделать гибкое крыло отвала и устанавливать его с разным углом наклона к стенке борозды. Впервые такое крыло предложил академик И. Ф. Василенко в 1960 г. Однако работы по его созданию еще не вышли из стадии эксперимента. Но поиски продолжались и в других направлениях. Изменяли форму, угол наклона лезвия лемеха к стенке борозды, подбирали необходимые размеры и установочные параметры отвала. Расчеты и опыты. Результат не заставил себя ждать. После многолетних исследований и испытаний плужных корпусов для вспашки на скоростях 9 - 15 км/час были оставлены два варианта скоростных корпусов: корпус КСШ, разработанный в ВИСХОМе, и корпус КСБ, предложенный ВИМом.

Корпус КСШ имеет цилиндроидальную лемешно-отвальную поверхность с горизонтальными образующими.

Скоростной плуг КСБ имеет комбинированную линейчатую поверхность с наклонными образующими. Он состоит как бы из трех частей. Лемех и нижняя часть груди отвала являются частью поверхности корпуса, вершина которого находится с полевой стороны корпуса. Верхняя часть груди отвала является поверхностью конуса с вершиной в бороздной стороне отвала. Поверхность крыла отвала представляет поверхность наклонного цилиндроида.

Сравнительные испытания скоростных и культурных корпусов подтвердили расчеты ученых и конструкторов. Качество пахоты скоростными корпусами на скорости 9 - 12 км/час было хорошее: отсутствовала гребнистость поля, а пласты почвы хорошо оборачивались и крошились.

Скоростные корпуса будут устанавливать как сменные рабочие органы на новых унифицированных 8-, 6-, 5-, 4-, 3-корпусных плугах общего назначения, при разработке которых были использованы последние достижения науки и техники. Рамы этих плугов неразборные, сварены из пустотелых низколегированных стальных труб, стойки корпусов штампованные, применены составные отвалы, самозатачивающиеся безремонтные лемехи и пневматические опорные колеса. Достоинством этой серии плугов является также то, что среди них нет прицепных машин, а есть только навесные - ПЛН-3-35, ПЛН-4-35, ПЛН-5-35 и полунавесные - ПЛП-5-35, ПЛП-6-35, ПЛП-8-35.

Работать эти плуги будут с новыми скоростными тракторами Т-150, Т-150К, МТЗ-80 и другими, которые уже выходят на поля и скоро станут главными в нашей стране пахотными тракторами. Применение новых пахотных агрегатов повысит производительность труда в 1,5 - 2 раза.

Для широкого использования таких плугов к ним придаются комплекты различных рабочих органов. Кроме скоростных, на них можно установить обычные культурные корпуса, полувинтовые, почвоуглубительные, ботвоотвальные, а также корпуса с выдвижными долотами и почвоуглубительными лапами.

При дальнейшем изучении скоростной пахоты выявилась одна интересная особенность. Оказалось, что степень крошения пласта, а собственно и его качество зависят не только от оптимального соотношения содержания влаги и воздуха в почве, формы поверхности корпуса плуга, но и от скорости движения плуга. Влажную почву вспахали плугом со скоростью 1,3 м/сек. Почва слитным пластом поднималась на отвал, оборачивалась и сбрасывалась в борозду. Крошение было минимальным. Во второй раз скорость движения плуга увеличилась до 7 м/сек. Оказалось, что эта же почва рассыпается в крошку.

Это значит, что понятие "физическая спелость" почвы, т. е. состояние ее, при котором она хорошо крошится, не прилипает к корпусам, зависит не только от влажности, но и от скорости движения плуга. Чем больше скорость движения орудия, тем выше может быть относительная влажность, при которой соответственно выше качество вспашки.

Следовательно, скоростная вспашка позволит начинать работу в поле значительно раньше, чем это было до появления скоростных плугов.