Создать микрорельеф: совершенствование технологий для выращивания риса
Текст: С. Ю. Насонов, ассистент кафедры машин и оборудования природообустройства и защиты в чрезвычайных ситуациях, ФГБОУ ВО РГАУ — МСХА им. К. А. Тимирязева
Сейчас в России, в частности в Краснодарском крае, наблюдается устойчивый рост урожая риса — в последние годы отечественным сельхозпроизводителям удается собирать практически миллион тонн данной продукции в год. Подобные результаты стали возможны за счет совершенствования используемых технологий.
Одним из важных факторов повышения сбора риса стало применение аграрными предприятиями метода планировки, или выравнивания поверхности рисовых чеков. Именно благодаря данному мероприятию удается снизить расход воды для орошения и повысить объемы урожая. Сейчас технологические средства для проведения этой операции активно совершенствуются, а для разработки наиболее эффективных машин в качестве действенного инструмента используются математические модели, учитывающие статистические характеристики поверхности до ее выравнивания.
ПРОИЗВЕСТИ РАСЧЕТЫ
Исследования и построения математических моделей и профилей рисовых чеков для определения наилучшей технологии и подходящей машины были проведены на профильном предприятии «Новопетровское», расположенном в Краснодарском крае. В результате построения соответствующих графиков по данным вертикальной съемки можно было получить исчерпывающую информацию. Так, на профиле одного из чеков длиной порядка 1040 м были отчетливо видны вертикальные отклонения неровностей и их перепады по высоте, в то время как по агромелиоративному допуску они не должны превышать трех сантиметров как в большую, так и в меньшую стороны. При этом для эффективного исправления подобных отклонений необходимо знать не только высотные координаты, но и длины этих неровностей. Такую информацию можно получить за счет осуществления специфической статистической обработки. Первым шагом в этом направлении является составление корреляционной функции поверхности. Так как профиль был построен по случайным отметкам высотной плоскости, в дальнейшем он будет называться эмпирическим, то есть опытным. Корреляционная функция позволяет сделать анализ периодического процесса, где под периодом понимаются длины неровностей. Полученные сведения указывают на эффективность работы самой машины и собственно процесса выравнивания. Для их дальнейшего использования необходимо математическое описание неровностей, которое заключается в аппроксимации эмпирической корреляционной функции аналитическим выражением. Следующий шаг статистической обработки — получение итоговой информации всей аппроксимации. Ее может предоставить спектральная плотность, позволяющая определить длины неровностей, их дисперсии и средние амплитуды.
УДАЧНАЯ ЗАМЕНА
Предлагаемый подход был применен для различных рисовых чеков предприятия. Результаты исследования продемонстрировали неодинаковую общую дисперсию участков, причем значения отличались в разы. Так, у некоторых чеков она составляла 15,977–17,536 кв. см, а у других достигала 34,114 и 73,644 кв. см. Вследствие этого показатели общей и средней амплитуды выявленных неровностей, их дисперсия и длины также оказались существенно различными.
Подобные сведения позволяют определить, какое средство, то есть планировщик, необходимо применить, и непосредственно выбрать технологию работ. Например, результаты исследования показали, что на опытном предприятии вполне обоснованным будет использование машины с изменяющимися конструктивными особенностями, то есть скрепера-планировщика, например модели СП-4.2. Такой агрегат при выравнивании чеков может заменить две разных машины, что следует из его наименования. При этом объем перемещаемого им грунта в ковше и призме волочения примерно в два раза больше по сравнению с другими планировщиками, что соответственно снижает количество проходов, повышает производительность и сокращает расход топливо-смазочных материалов.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНЫ
Короткобазовые скреперы-планировщики, в том числе обозначенная модель, обычно состоят из тяговой рамы, ковша с удлиненными боковыми стенками, подвижного отвала с толкателем, перемещаемого на роликах при помощи гидроцилиндров, и заднего моста на опорных колесах. Его гидроцилиндры, в свою очередь, регулируют глубину копания и транспортное положение ковша. По бокам отвала закрепляются параллельные направляющие с роликами для его центрирования при перемещении. Их концы соединены между собой поперечным выталкивателем в виде трубы, которая жестко присоединяется к отвалу. Данный механизм облегчает и ускоряет разгрузку грунта. Для предотвращения его пересыпания через верх отвала на ковше шарнирно устанавливается поворотная подпружиненная заслонка. Более того, боковые стенки этого рабочего органа выполняются сборно-разборными, что дает возможность компактно транспортировать машину в различных грузовых автомобилях. Мачта с приемником лазерной системы устанавливается над режущей кромкой скреперного ковша. В отличие от обычных скреперов, подобные агрегаты не имеют передней заслонки. Помимо этого, ширина захвата у них увеличена в 1,6–1,8 раза, а режущая кромка выполнена без уступов или сплошной. Основные части конструкции скреперов-планировщиков типа СП-4.2, то есть рама, распорки, сцепное устройство с трактором, опора, мачта со штангой, лестница и задний мост, обычно унифицированы с планировщиками типа ПАУ-2Р, ПАУ-4.2РЦ и ПАУ-3.6Р.
Таким образом, совершенствование комплексного технологического процесса выравнивания рисовых чеков и разработка многофункциональных планировочных машин с расширенными возможностями представляет актуальную задачу, поскольку многие рисовые системы в нашей стране остро нуждаются в реконструкции. Проведение точной планировки способно обеспечить ощутимый рост урожайности и снижение расходов на полив, поэтому подобная операция рекомендована профильным предприятиям.