name: Обоснование и разработка адаптивных машинных технологий и технических средств для возделывания луковых культур
keyword_list: Адаптивная машинная технология возделывания луковых культур Технические средства для возделывания луковых культур Метод проектирования адаптивных машинных технологий Критерий адаптации машинной технологии возделывания луковых культур Распределитель-отражатель семян изотонного типа Катушечно-вильчатый высаживающий аппарат
abstract: Актуальность проблемы. Наиболее значимыми вызовами для общества, государства и науки является обеспечение продовольственной безопасности и независимости России, конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия, снижение технологических рисков в агропромышленном комплексе, снижение уровня импортозависимости за счет внедрения и использования: технологий производства семян высших категорий и технологий производства, переработки и хранения сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия путем увеличения числа конкурентоспособных отечественных технологий. Среди овощей открытого грунта большая доля импорта приходится на луковые культуры, которые вместе с семенами импортируется ежегодно на общую сумму более 15 млрд. рублей. Достижения максимальных урожаев требуемого качества при минимальных затратах можно добиться применением подходящей технологии возделывания луковых культур на основе прогнозирования урожайности с учетом сорта, почвенно-климатических и агротехнических условий, за счет оптимизации норм внесения семян и удобрений. В связи с этим, актуальной проблемой является разработка комплекса технических средств для возделывания луковых культур, включающего в себя машины для посева семян лука, посадки и калибрования луковиц, а также программное обеспечение для разработки машинных технологий адаптивных к почвенно-климатическим условиям и свойствам посадочного материала. 
  Степень разработанности темы. Существующее разнообразие конструктивно-технологических схем машин не в полной мере обеспечивает эффективное производство луковых культур в почвенно-климатических условиях России. Кроме того, результаты известных теоретических и экспериментальных исследований посева семян, калибрования и посадки луковиц не могут быть непосредственно применены при разработке адаптивных технологий и рабочих органов посевных, калибровочных и посадочных машин, ввиду широкого разнообразия сортов и гибридов луковых культур с существенными различиями в размерно-массовых характеристиках и физико-механических свойствах. 
  Научная гипотеза. Повышения эффективности возделывания луковых культур возможно достичь путём обоснования и разработки машинных технологий и технических средств, адаптивных к физико-механическим и технологическим свойствам семенного материала и почвы.
  Цель работы. Повышение эффективности производства луковых культур путём обоснования и разработки адаптивных машинных технологий и технических средств для посева семян лука, калибрования и посадки луковиц.
  Задачи исследований: - проанализировать существующие технологии и технические средства для возделывания луковых культур и определить направления их совершенствования; - разработать метод и модель проектирования адаптивных машинных технологий для возделывания луковых культур с учетом их адаптивности к физико-механическим и технологическим свойствам семенного материала и почвы; - теоретически обосновать параметры и разработать конструкции технических средств для ленточного посева семян лука, калибрования и ориентированной посадки луковиц; - экспериментально исследовать в лабораторных и полевых условиях разработанные адаптивные технологии и технические средства для возделывания луковых культур; - провести технико-экономические исследования разработанных адаптивных машинных технологий и технических средств в производственных условиях; - выполнить опытно-производственную проверку и внедрение разработанных адаптивных технологий и технических средств для возделывания луковых культур; - разработать рекомендации по применению разработанных адаптивных машинных технологий и технических средств для возделывания луковых культур научно-образовательным, промышленным и сельскохозяйственным организациям.
  Объект исследований. Машинные технологии и технические средства для возделывания луковых культур.
  Предмет исследований. Адаптивность конструктивных и технологических параметров технических средств для возделывания луковых культур к изменению физико-механических свойств луковиц и почв.
  Методология и методы исследований. Для решения поставленных задач проведены аналитические исследования для классификации рабочих органов по степени их адаптивности к факторам производства. Применены элементы динамического программирования для формирования адаптивных машинных технологий возделывания луковых культур. В теоретических исследованиях применены законы и методы классической механики и математики. В экспериментальных исследованиях использованы теории однофакторного и многофакторного эксперимента для лабораторных и лабораторно-полевых условий в соответствии СТО АИСТ и ГОСТ. Обработка экспериментальных результатов исследований проводилась с использованием прикладных программ «Mathcad», «Exel», «STATISTICA».
  Научную новизну представляют: - принципы воздействия адаптивных технических средств эластичного типа на луковицы при их калибровании и посадке; - критерий адаптации машинной технологии возделывания луковых культур, показывающий отзывчивость луковых культур на применение адаптивных технических средств в различных почвенно-климатических условиях; - метод и модель разработки адаптивных машинных технологий возделывания луковых культур; - классификация рабочих органов для посадки и калибрования луковиц по степени их адаптивности к факторам производства (форме луковиц и типу почв); - конструктивно-технологические схемы и параметры сошника для ленточного посева с распределителем-отражателем семян изотонного типа, высаживающего аппарата комбинированного типа (катушечно-вильчатого), обеспечивающего ориентацию луковиц донцем вниз при посадке, роликового калибратора с эластичным интенсификатором; - математические модели, описывающие параметры распределителя-отражателя семян изотонного типа; рабочий процесс катушечно-вильчатого высаживающего аппарата и роликового калибратора с эластичным интенсификатором; - алгоритм компьютерной программы «Программа подбора оптимальной машинной технологии возделывания луковых культур» для формирования адаптивных машинных технологий.
  Новизна технических решений подтверждается патентами РФ на изобретение № 2544631, № 2562535, № 2021108790, № 2708166; свидетельством на регистрацию программы для ЭВМ № 2018619692 и др.
  Практическая значимость. Теоретические и экспериментальные зависимости для разработки и изготовления адаптивных технических средств для возделывания луковых культур. Компьютерная программа «Программа подбора оптимальной машинной технологии возделывания луковых культур» для разработки адаптивных машинных технологий возделывания луковых культур, которая позволяет реализовать в автоматическом режиме сравнение вариантов технологий по заданным параметрам для условий конкретной организации. Посевная машина для ленточного посева с сошником, оснащенным распределителем-отражателем изотонного типа для посева семян лука во всем интервале рабочих скоростей 1,9-2,8 м/с, с соблюдением агротехнических требований по равномерности распределения семян. Роликовый калибратор с эластичными интенсификаторами для калибрования и получения первого сорта репчатого лука по ГОСТ при поступательной скорости транспортера 0,21 м/с и производительности калибратора 5,1 т/ч. Посадочная машина, оснащенная катушечно-вильчатым высаживающим аппаратом для ориентированной посадки луковиц всех фракций и форм при угле наклона семяпровода в интервале 35-40 градусов.
  Реализация результатов исследований. Разработанные и изготовленные адаптивные технические средства для возделывания луковых культур, в том числе машина для ленточного посева, машина с катушечно-вильчатым высаживающим аппаратом для ориентированной посадки луковиц и роликовый калибратор с эластичными интенсификаторами, компьютерная программа «Программа подбора оптимальной машинной технологии возделывания луковых культур» по разработке адаптивных машинных технологий возделывания луковых культур прошли производственную проверку в производственных условиях.
  Апробация. Основные положения диссертации были доложены и одобрены на российских и международных научно-практических конференциях.
  Основные результаты исследований представлялись в качестве инновационного проекта на научно-инновационных конкурсах «УМНИК» и «СТАРТ» фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, в результате которых получено право на заключение двух государственных контрактов на выполнение НИОКР по теме данной диссертации.
  Публикации. По теме данной диссертации опубликовано 70 печатных работ, в том числе 3 монографии; 5 статей в журналах, индексируемых в WoS и Scopus; 30 статей опубликованы в изданиях, указанных в «Перечне рецензируемых научных изданий ВАК» и 5 статей без соавторов. Получено 8 патентов на изобретение и полезную модель. Общий объем публикаций составляет 14,3 печатных листов, в том числе личный вклад автора данной диссертации - 7,2 печатных листа.
chairman_dissertation_council.name: Вячеслав
chairman_dissertation_council.surname: Черноиванов
chairman_dissertation_council.patronymic: Иванович
chairman_dissertation_council.position: Главный научный консультант
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Академик
chairman_dissertation_council.wos_research_id: '-'
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6602682232
chairman_dissertation_council.rinc_id: 552570
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Соколов
organization_supervisor.patronymic: Вячеславович
organization_supervisor.position: Ведущий научный сотрудник
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 68.85.35
rubrics.name: Механизация и электрификация в растениеводстве
oecds.code: 04.01.AH
oecds.name: AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY
speciality_codes.name: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
speciality_codes.code: 05.20.01
supervisors.fio: Измайлов А.Ю.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Кухарев О.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Славкин В.И.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Старовойтова О.А.
opponents.scientific_degree: Доктор сельскохозяйственных наук
opponents.speciality_code: Технологии и средства механизации сельского хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБНУ ФНАЦ ВИМ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ВИМ"
protection_organization.ogrn: 1037739771827
protection_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ИЗМАЙЛОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБНУ ФНАЦ ВИМ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР ВИМ"
author_organization.ogrn: 1037739771827
author_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ИЗМАЙЛОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ЮРЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения