Станислав Зигуненко - 100 великих достижений в мире техники
Зачем трактору «тапочки»?
Колесо или гусеница? Такая альтернатива уже давно стоит перед специалистами сельскохозяйственного тракторостроения. Дело в том, что нынешние тяжелые трактора изрядно калечат почву своими гусеницами, прикатывают ее, будто дорогу. И порою даже удивительно, как на множество раз «проутюженном» поле еще что-то растет?
Понятное дело, все это не устраивает как фермеров и других тружеников сельского хозяйства, так и разработчиков сельскохозяйственной техники. И кое-что для исправления положения они уже придумали.
Трактор в «галошах». Он резко выделялся в ряду других на выставке сельскохозяйственных машин, прошедшей в Москве на Красной Пресне. Прежде всего необычной формой гусениц. Они были… треугольными.
Сидевший в кабине сотрудник Научного автотракторного института (НАТИ) В.М. Пономаренко рассказывал об особенностях выставленной машины.
«Идея подобного трактора, что называется, витала в воздухе. Конструкторы – и наши, и за рубежом – давно пытались переместить центр тяжести гусеничной машины таким образом, чтобы получить оптимальное распределение весовой нагрузки по осям. Как правило, он смещен назад, в итоге задние катки получаются перегруженными, а удельное давление их на почву 1–1,5 кг/см2 вместо оптимальных 0,45—0,5. Правда, у колесного “Кировца” дела обстоят еще хуже: при удельном давлении 2,5–3 кг/см2 он уплотняет почву до метровой глубины».
Положение усугубляется еще и тем, что большинство сельскохозяйственных орудий, прежде всего плуги, цепляют к трактору опять-таки сзади. Потому для противовеса на сравнительно легкие машины типа «Беларусь» и приходится навешивать перед капотом дополнительный груз, чтобы трактор не вставал на дыбы, словно норовистый конь. На Алтайском тракторном заводе попытались было перемещать двигатель по раме, чтобы его массой уравнивать нагрузку. Однако кардинально это не решило проблему.
В начале 90-х годов XX века американцы предложили расположить ведущий каток гусеницы выше ведомых – этаким треугольником. Вариант был апробирован на тракторах Д-10 и Д-9L и оправдал себя. Распределение массы по осям стало более равномерным.
Двойные шины не дают трактору увязнуть на поле
Следующий шаг сделали специалисты НАТИ, создав сельскохозяйственный трактор общего назначения. Его двигателю мощностью 250 лошадиных сил оказалось вполне по силам тащить орудия, которые ныне выпускаются для супермощного «Кировца», а среднее удельное давление машины на почву удалось довести до 0,38 кг/см2.
У детища НАТИ немало новшеств: трансмиссия с переключением передач на ходу, бесступенчатый механизм поворота, комфортабельная шумо– и виброзащищенная кабина… Но изюминка все-таки – гусеница. Она не только необычной формы, но и выполнена из весьма своеобразного материала.
«Нашим институтом разработано их два варианта: стальные с резинометаллическими шарнирами и целиком резиновые», – пояснил Пономаренко. Взаимодействия с почвой у резино-армированных гусениц почти такое же, что и у резиновых шин, а давление на грунт еще меньше из-за большей, чем у колеса, площади опоры. Такой трактор не вязнет в грунте даже в весеннюю распутицу. Стало быть, сельхозработы можно начинать на пару недель раньше.
Не причиняют «мягкие» гусеницы вреда и асфальтовому покрытию. Это особенно важно для Подмосковья, где на пути в поле сельхозтехника то и дело выезжает на магистральные автотрассы.
Резиновые гусеницы оказались столь же долговечными, что и стальные. Их ни разу не пришлось менять за 2,5 года испытания нового трактора в АО «Теряевское» Волоколамского района.
Пока, правда, используется японская резина, однако наши специалисты обещают в ближайшее время создать отечественный аналог подобной резины с теми же характеристиками.
«Так что приезжайте к нам в НАТИ, – пригласил Пономаренко. – Немало интересного увидите!»
Колесо с «копытами». У входа в корпус НАТИ стоят древний, начала века, трактор с огромными металлическими шипами на стальных колесах и современный, на резиновом ходу. Так сказать, наглядное напоминание о пройденном пути.
А в кабинете академика М.С. Сагова – генерального директора Научно-производственного объединения «БИОНИТ» при НАТИ, мне показали еще одну новинку – пластиковое колесо.
– Точнее, это адаптированный колесный движитель АКД, – пояснил Магомет Салиханович. – Подсказала нам его конструкцию сама природа… Вы обращали внимание, на пастбищах выпасают многочисленные стада крупного рогатого скота, табуны лошадей. Казалось бы, жесткие копыта животных должны истребить всю растительность. Так нет же, пастбища не гибнут, трава отрастает заново. Тогда почему раны, нанесенные живой природе гусеницами машин, не заживают десятилетиями?
Ответ вроде бы нам уже ясен – все дело в давлении, оказываемом машинами на почву. Но все не так просто. Ведь есть машины, у которых удельное давление значительно меньше, чем у животных.
Вывод? Разгадка не столько в силе, сколько в характере этого давления. Под ногами животных почва не переуплотняется, а, напротив, даже разрыхляется, чем улучшаются ее механические свойства. А коли так, не попытаться ли создать движители для машин, которые бы при соприкосновении с землей оказывали подобное же воздействие.
Однако реализовать идею оказалось непросто. Вот уже несколько десятилетий идут работы над разными модификациями шагоходов. Пока машины еще и не вышли за стены лабораторий и испытательных полигонов. Так как же они выглядят?
«Мы взяли за основу естественный принцип взаимодействия ноги и почвы, – продолжил свой рассказ академик Сагов. – Его механизм у животных отнюдь не одинаков. Скажем, у лошадей копыта цельные, у крупного рогатого скота – раздвоенные. А у верблюдов вообще нет твердых копыт, а этакие мозоли на подошвах. Нечто подобное и у северного оленя. Не кажется ли странным такое сходство у обитателей столь разных регионов – знойных пустынь и вечной мерзлоты?»
Но вспомним: сухой, сыпучий снег Заполярья сильно напоминает пески барханов. Это подтверждают и наблюдения – глубина погружения в почву ног этих животных при ходьбе и там, и здесь оказалась сходной.
Отсутствие же у оленя грубых копыт стало спасением тундры. Слой почвы здесь очень тонок, растительность весьма ранима, и «мягкая обувка» оленей не наносит вреда природе.
«Изучив эти премудрости, мы и попробовали использовать результаты наблюдений при создании новых движителей, – продолжал Магомет Салиханович. – Разработали несколько вариантов колес применительно к тем или иным видам почвы. Они не только не калечат землю, но и даже разрыхляют ее при переуплотнении».
На первый взгляд в новом колесе нет ничего хитрого. Лишь несколько видоизмененный протектор – с грунтозацепами различной формы для разного типа почв. Но в этом-то и все дело. Подобные грунтозацепы разрыхляют почву, словно папы роторного культиватора. Сделаны они из полиуретана, поскольку резина, изнашиваясь, засоряет почву вредными веществами.
Испытания показали и еще одно достоинство нового колеса. Оно меньше вязнет в рыхлой и размокшей почве. И это позволяет примерно на треть снизить энергозатраты при сельхозработах.
Пластиковые колеса куда долговечнее резиновых. За тракторный век те приходится менять 3–5 раз, затрачивая столько же средств, что и на саму машину. Срок же службы адаптированного колесного движителя равен агрегатному.
Наконец, тяговые свойства новых движителей за счет лучшего сцепления превосходят обычные колесные в 1,5–2 раза. Значит, трактора будут меньше буксовать, что опять-таки благотворно скажется на почве.
Словом, как видите, соревнование колеса и гусеницы продолжается.
Как корова на грядке выросла…
Однажды мне попался на глаза фантастический рассказ о том, как работники научной станции на Луне прослышали, что приехавший к ним сенатор-ревизор – большой любитель свежего молока. Для него два сотрудника и решили создать киберкорову. Не везти же настоящую с Земли?! Взяли они клетки коровьего вымени, заложили в биореактор, задали необходимый режим, и в надлежащий срок выросло нечто, способное давать молоко. Сенатор остался очень доволен, написал в отчете, что на лунной станции ведутся весьма ценные и полезные научные эксперименты…
«Стоило огород городить? – улыбнулся, услышав пересказ этой истории, Александр Подобедов. – Наша “корова” проще и покомпактнее. Вон на столе стоит»…
Действительно, на столе неподалеку стоял небольшой компактный агрегат. Он и отдаленно не напоминал кибера, тем более живую корову, но тем не менее исправно давал молоко. Правда, не совсем обычное – соевое.
«Давно пора накормить людей вкусно, калорийно и недорого, – пояснил ситуацию мой собеседник. – Вот мы и вспомнили о сое…» Краснодарская ассоциация переработчиков сои «АС Соя», генеральным директором которой и является мой новый знакомый, на дегустации в Москве организовала показ и дала попробовать журналистам целый ряд продуктов, производимых на основе этого растительного белка. Кто не знает, поясню: соя – в какой-то мере родственник обыкновенной фасоли и гороха, тоже относится к семейству бобовых.
