Станислав Зигуненко - 100 великих достижений в мире техники
Идея была настолько простой и в то же время неожиданной, что поначалу даже сам Костя не поверил в возможность ее осуществления. Решил проверить свою догадку на практике.
Современный картофельный комбайн требует ручного трудаПоскольку под рукой подходящей синтетической сетки не оказалось, обошелся тем, что нашел, – старыми капроновыми чулками. По весне он поместил клубни в мешочки из капроновых чулок и посадил их в почву с таким расчетом, чтобы кончики мешочков наружу из земли выглядывали. А по осени убирать ее оказалось намного легче; дернул за конец сетки, предусмотрительно оставленный весной на поверхности земли, – и картофельный куст у тебя в руках.
Мешки на привязи. Инженер из Казани Б.П. Липский подошел к проблеме по-другому. «В колхозе мне не раз приходилось наблюдать печальную картину, – рассказал он. – К уборке картофеля в достаточном количестве подготовлена современная техника, а посылать ее на поле не имеет смысла: земля после дождей раскисла, клубни из нее извлечь машиной невозможно»…
Вот поле подсохло. Можно приступить к машинной уборке. Но присмотритесь внимательно, как работает обычный картофелеуборочный комбайн. По существу, это небольшой экскаватор. Чтобы извлечь килограмм картофеля, комбайн измельчает и просеивает до 200 кг земли. Представляете, сколько энергии при этом расходуется впустую?
«Поддевать нужно чем-то клубни, в этом вся штука, – продолжал рассказ Липский. – Тут и подоспела новость – придумка Уткина»… Прочитав о «картошке в чулке» – об этом написала «Комсомольская правда», – Б.П. Липский обрадовался: «Вот путь к решению!..»
Для того чтобы придумку школьника для дачного участка можно было осуществить на колхозном поле, нужно сеточки с клубнями связать вместе капроновой же веревкой. Тогда можно будет и посадку и уборку механизировать. Вот только сложно все получается. Машина для закладывания клубней в мешочки нужна? Нужна. А агрегат для связывания мешочков в единую цепь? А посадочная машина? А уборочная?.. Словом, выходит, надо целый машинный парк создавать. Причем машины эти будут работать лишь раз в году, а остальное время простаивать. Быть может, отдельные мешочки стоит заменить единой сетчатой лентой?..Сеть в огороде. И еще одного изобретателя увлекла идея убирать картошку при любой погоде и без потерь. Ему тоже не нравилось, как работают комбайны.
Изобретатель из Тулы Лев Емельянович Панасюк начал экспериментировать. Вместо механизмов попробовал использовать гидравлику, воздушное разрежение…
«Потом я решил попросить помощи у природы, – рассказал Лев Емельянович. – Уж сколько раз она выручала конструкторов! Не может быть, чтобы и в этот раз она не дала никакого совета»…
Так на подоконниках квартиры Панасюка появились цветочные горшки. И росли в них не какие-нибудь экзотические кактусы, а самая прозаическая картошка. Каждые пятнадцать дней Лев Емельянович брал один из горшков, осторожно размывал землю струей воды, интересовался подробностями образования клубней.
И сделал для себя открытие – клубни образуются на столонах. Столоны – это побеги, которые вырастают из «глазков» посаженного клубня. Если столон пробивается на поверхность земли, на нем вырастают листья, потом цветы и семена. А вот если побег остается в земле, на нем завязываются новые клубеньки. А вокруг образуется обычная корневая система. Конечно, биологам все это было давным-давно известно. Но Лев Емельянович смотрел на картофельный куст со своей, инженерной точки зрения. И природа не отказала изобретателю в подсказке. Каким образом?
Кроме разницы в своем назначении – корни доставляют растению питательные вещества, а столоны берут их для формирования и роста клубней, те и другие разнятся еще по своей толщине. Диаметр каждого корешка составляет в среднем 1 мм, в то время как толщина столона достигает 3 мм.
Значит, если сажать картофель в сетке, ячейки которой будут такой величины, что пропустят корешки, но не пропустят столоны, то осенью с помощью той же сетки можно будет и доставать картофель из-под земли. Чистенький, неповрежденный!..
На этом принципе и работают машины, сконструированные Л.Е. Панасюком.
…Три изобретателя, начавшие работу примерно в одно время, независимо друг от друга, решили проблему каждый по-своему. Но это вовсе не значит, что ту же задачу нельзя решить еще и четвертым, и пятым способами… Страна наша огромна, картофельные поля занимают в ней свыше 7 млн га. Так что места на этих полях, наверное, хватит разным машинам.Картофельный детектор
В хлопотах и заботах незаметно прошло лето. Пора и урожай собирать. Но даже человек с его изощренным зрением не всегда может отличить покрытую мокрой осенней землей картофелину от такого же черного комка почвы. Что же говорить о картофельных комбайнах, гребущих с поля все подряд? Нельзя ли сразу на поле производить и сортировку?
Немало поломали голову над этой проблемой инженеры. Какие только детекторы не перепробовали: механические, телевизионные, ультразвуковые!.. Немецкие ученые как-то даже решили наделить машину «всевидящим» гамма-зрением – поставили на подборочный конвейер что-то вроде рентгеновского аппарата. Его лучи пронизывали насквозь земляные комья и клубни, а стоящий напротив датчика приемник определял «что есть что».
Но гамма-лучи вредны для здоровья людей, и при работе с ними приходится принимать специальные меры предосторожности. Кроме того, как оказалось, для безошибочного детектирования необходимо, чтобы все клубни и комья были приблизительно одинакового диаметра.
Контролировать уборку картофеля можно с помощью емкостного датчикаПо другому пути пошли специалисты Рязанского радиотехнического института; старший преподаватель А.Д. Касаткин и тогдашний студент-дипломник, а ныне уже инженер Сергей Решетников.
Они взглянули на картофельный клубень с точки зрения физики. Известно, что емкость конденсатора зависит от проницаемости материала, заложенного между его обкладками. Меняется диэлектрическая проницаемость. Меняется и емкость. Этот физический принцип и был положен в основу детектирования, так как диэлектрическая проницаемость картофеля оказалась отличной от диэлектрической проницаемости земли.
Но найти правильный физический принцип – только начало дела. Нужно было еще выяснить, на каких частотах детектор будет работать в оптимальном режиме, разработать принципиальную схему устройства, проверить правильность разработки на лабораторном макете.
«Наиболее трудной частью работы оказалось создание чувствительного емкостного датчика, – рассказывал Сергей Решетников. – Мы перебрали несколько вариантов и в конце концов остановились на такой конструкции. Датчик представляет собой две пружинные пластинки, расположенные друг относительно друга под некоторым углом. В эту своеобразную воронку и падают картофелины вперемешку с комьями земли. Как только картофелина или комок касаются обкладок конденсатора, система управления вырабатывает сигнал, значение которого зависит от диэлектрической проницаемости объекта, находящегося внутри датчика. Исполнительный орган – заслонка отклоняется в ту или иную сторону, производя сортировку»…
Эта работа удостоена награды Всероссийского студенческого научно-технического общества. И как знать, возможно, пройдет еще какое-то время, и в конструкцию отечественных картофельных комбайнов, разрабатываемых здесь же, в Рязани, добавится еще один узел – картофельный детектор с емкостным датчиком.Ропот про арбузный робот
Одна из наиболее трудоемких работ в сельском хозяйстве – уборка бахчевых культур. Попробуйте-ка потаскать по августовской жаре массивные – весом до 10 кг, а то и более – шары арбузов, эллипсоиды дынь. Тут поневоле задумаешься о механизации…
Первое упоминание о возможности повышения производительности работ, связанных с арбузами, мне попалось в книжке Льва Кассиля – бывшего саратовца (а в окрестностях этого волжского города, как известно, сплошные бахчи), ставшего московским писателем. Описание технологии погрузки арбузов на баржу до предела лаконично: девчата кидали, Антон Кандидов ловил. И, натренировавшись, стал вратарем сборной республики.
Потом и сам я внес посильную лепту в арбузную антологию, рассказав в 1976 году, как на Всесоюзном слете юных техников внимание жюри и прессы привлекла действующая модель бахчевого комбайна, созданная школьниками из Ростова-на-Дону. Один из авторов, Виктор Парасочка, так описывал особенности своего детища, способного по замыслу механизировать все операции цикла выращивания бахчевых – от посадки семян до уборки.
«Устройства для посадки, подкормки использовали готовые, от уже существующих сельскохозяйственных машин, – рассказывал он. – Сложнее оказалось наладить механизм уборки. Но все же справились – разработали механическую руку с вакуумным стаканом, который берет арбуз “на присос”. Уборка более нежных дынь производится рукой с резиновыми пальцами».
