Развитие бионического направления в земледельческой механике

Предпосылки к использованию идей живой природы при создании сельскохозяйственных машин заложены академиком В.П. Горячкиным, профессором А.Н. Гудковым и другими учеными. Нами предложено новое бионическое направление в земледельческой механике, заключающееся в использовании принципов и методов бионики для обоснования рабочих процессов сельскохозяйственных машин и параметров их рабочих органов. Рассматривается живая биологическая система «почва-растение-атмосфера», в которую в процессе работы внедряется искусственный деформатор – рабочий орган почвообрабатывающего орудия. Все параметры создаваемого почвообрабатывающего рабочего органа следует получать на основе бионического моделирования с биологического прототипа, функционирующего в этой системе. Для бионического моделирования рабочих органов почвообрабатывающих машин наиболее близкими биологическими прототипами являются роющие конечности животных и насекомых-землероев, а также обитатели водной среды. Исследования челюстного аппарата птиц дали возможность обосновать форму долота на скоростных культиваторных лапах в виде птичьего клюва. Особенность строения когтей и зубов животных в виде сочетания слоев различной твердости используется при создании самозатачивающихся лемехов и культиваторных лап. Исследования движения лап алтайского цокора и сурка позволили подобрать кинематику ножей рабочих органов фрезы для мелиоративной обработки солонцовых почв. В результате анализа принципа движения дождевого червя и строения его основных элементов тела разработана конструкция гибкой бороны, зубья которой выполнены по форме щетинок червя. Принцип прокладывания ходов червями в плотной почве заложен в конструкцию колебательно-ударного чизельного рабочего органа. По прототипу с роющими конечностями крота, розового броненосца, медведки и жука-носорога разработаны новые конструкции культиваторных рабочих органов с зубьями на лемехах и стойке. Определение оптимальной формы и параметров лобовой поверхности ската-рогача позволило создать новую конструктивную схему плоскорежущего почвообрабатывающего рабочего органа, который состоит из рамы и ножа, закрепленного на двух вертикальных стойках.