Mobile irrigation station based on KAMAZ-5320

Сельское хозяйство играет важную роль в каждой стране, включая Российскую Федерацию. Рассматриваемый сектор экономики, производящий сельскохозяйственную продукцию обеспечивает страну продуктами питания и сырьем для различных производственных сфер

Транспортные средства играют важную роль при обработке сельскохозяйственных культур. Они позволяют эффективно перемещать сельскохозяйственную технику и оборудование между полями, доставлять необходимые материалы и удобрения, а также вывозить урожай. Кроме того, транспортные средства помогают сокращать время и трудозатраты на проведение сельскохозяйственных работ, что способствует повышению производительности и качества урожая. Использование транспортных средств является неотъемлемой частью современного сельского хозяйства и имеет большое значение для успешного ведения сельскохозяйственных работ

Использование транспортных средств в сельском хозяйстве может привести к потерям сельскохозяйственных культур из-за повреждений, вызванных колесами или гусеницами. Например, при проезде сельскохозяйственных машин по полям или саженцам могут быть повреждены корни, стебли или плоды растений. Это может привести к уменьшению урожайности, качества урожая или даже полной гибели культур. Для снижения потерь необходимо проводить работы с сельскохозяйственной техникой внимательно, соблюдать правила техники безопасности и выбирать подходящие для полей типы транспортных средств (например, гусеничные машины для мягких почв). Также возможны различные методы предотвращения повреждений, такие как использование защитных элементов на машинах, проведение работ в соответствии с метеорологическими условиями (например, сухие условия помогут избежать ущерба уплотнению почвы). Правильное использование и обслуживание транспортных средств поможет минимизировать потери сельскохозяйственных культур из-за их воздействия

Орошение – это процесс искусственного увлажнения почвы с помощью воды с целью обеспечения необходимого уровня влаги для растений. Орошение может осуществляться различными способами, такими как капельное орошение, поливом почвы из поливочного шланга или системами автоматического полива.

Поливка сельскохозяйственных культур имеет огромное значение для успешного роста и развития растений

Транспортные средства могут нанести вред сельскохозяйственным культурам следующими способами: компактирование почвы – тяжелые транспортные средства могут повреждать структуру почвы и уплотнять ее, что затрудняет проникновение воздуха, воды и питательных веществ к корням растений. Загрязнение – выхлопные газы и масла из транспортных средств могут загрязнять почву и воду, что может негативно влиять на рост и здоровье сельскохозяйственных культур. Повреждение растений – неконтролируемое движение транспортных средств по полям может привести к повреждению растений, особенно во время вспашки или уборки урожая. Распространение болезней и вредителей – транспортные средства могут быть переносчиками вредных организмов, таких как болезни и вредители, что может привести к эпидемиям среди сельскохозяйственных культур. Для снижения вреда, вызванного транспортными средствами для сельскохозяйственных культур, необходимо принимать меры предосторожности, такие как уменьшение количества проездов по полям.

Бесконтактная поливка растений – это метод поливки растений, при котором вода или питательный раствор подается на растения без прямого контакта с их листьями или стеблями. Бесконтактная поливка позволяет уменьшить риск заболеваний растений, связанных с излишней влажностью или повреждением листьев при контактном поливе

Для данной системы орошения предлагается использовать специальную установку во избежание механических повреждений шланга и повреждений сельскохозяйственных культур. Под специализированной установкой следует понимать систему, которая состоит из: транспортного средства – рассмотрим пример на базе грузового автомобиля КамАЗ – 5320 с газодизельной системой питания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в которой будет храниться вода или жидкостное удобрение. Газодизельная система питания – система питания топливом смешанного типа (газ и дизельное топливо), которая позволяет сэкономить на топливе до 40% материальных затрат [8]. Бухта со шлангом, установленная так же на базе этой машины. Бухту предлагается оснастить системой автоматизированного управления, позволяющую регулировать длину шланга, в зависимости от площади орошения. Данная система позволяет предотвратить провисание шланга, путем поддержания натяжения, по принципу лебедки (рис.1).

Рисунок 1 - Разработанная модель системы полива

DOI:10.60797/ENGIN.2024.4.2.1

В верхней внешней части резервуара предлагается расположить место стационарного базирования динамических элементов орошения (беспилотных летательных аппаратов) рис. 2, на которой они смогут восполнить заряд энергии и спустя определенный интервал времени продолжить работу. Также при транспортировке автомобиля дроны располагаются в стационарном виде на данной платформе.

Рисунок 2 - Место стационарного базирования дронов

DOI:10.60797/ENGIN.2024.4.2.2

Управление дронами производится с помощью системы навигации GPS, задаются параметры конкретного поля и прокладывается маршрут полета

[9]

.

Принцип работы данной системы орошения на базе грузового автомобиля заключается в следующем: ТС располагается на определенной точки местности при заданных оборотах двигателя внутреннего сгорания (ДВС), расположенный во внутренней части емкости, насос нагнетает жидкость по шлангам, в свою очередь, дроны разлетаются по местности и производят орошение культур. Поливка производится без колоссальных повреждений сельскохозяйственных посевов, что в свою очередь положительно влияет на скорость роста, количество качество урожая. 

Рассматриваемая экономическая эффективность состоит из растрат материальных средств на:

1. Заработная плата персоналу;

2. Горюче-смазочные материалы (ГСМ);

3. Техническое обслуживание облуживание и ремонт техники (То и Р);

4. Уничтожения с/х культур.

Заработные платы персоналу:

Затраты на заработную плату водителя топливозаправщика – 80 тыс. руб./мес.; Оператор поливочной/удобряющей самоходной установки – 60 тыс. руб./мес.

Затраты на потребление топлива составят: поливочная/удобряющая самоходная установка, на примере «Туман-1М» расходует 0,25 л/га. По общим данным агрофирма владеет 2000 га земли, чтобы их обработать данная установка должна приехать на поле, затраты на логистику примерно составят – 400 литров бензина АИ 92 (48 руб/л), что равняется 19200 руб. На поливочные/удобряющие работы: 0,25л/га*2000га= 500 л бензина АИ 92), что равняется 24000 руб. Затраты на смазочные материалы (масло двигателя м коробки передач) составят 10 тыс. руб. Итого, общие затраты на ГСМ – 19200руб.+24000руб.+ 10 тыс. руб.= 53200 руб.

Затраты на ремонт и обслуживание данной техники в среднем составит 60 тыс. руб.

Итого, материальные затраты на поливочную/удобряющую самоходную установку составляют: 253200 руб., не учитывая покупки самой установки.

При поливочных/удобряющих действиях уничтожается 5% урожая. С 2000 га пшеницы результат урожая составит 5000 тонн, 5% уничтоженного урожая составит 250 тонн, при стоимости 1 тонны пшеницы – 11500 руб. Убыток составляет 2 875 000 руб.

При использовании бесконтактной поливочной установки затраты составят:

Водитель топливозаправщика – 50 тыс. руб./мес. (из-за меньшего количества рейсов); Оператор бесконтактной поливочной/удобряющей установки – 100 тыс. руб./мес.;

ГСМ: спец. установка, состоящая из автомобиля КамАЗ – 40 тыс. руб.

Обслуживание и ремонт спец. техники – 50 тыс. руб.; дроны – 70 тыс. руб.

Итого: 300 тыс. руб.

При эксплуатации бесконтактной системы поливки и удобрения не уничтожаются сельскохозяйственные культуры и экономический эффект от этого составляет 2 875 000 руб.

Таким образом, стоит отметить, что данная установка представляет собой мощный инструмент для сельского хозяйства. Предложенная система орошения выгоднее в экономическом плане, чем расширение автотранспортного парка, его эксплуатация и обслуживание. Уменьшение трат на персонал, технику, оборудование, обслуживание так же относятся к преимуществу данного предложения. При применении выбранной системы снижается порча урожая колесной/гусеничной техникой, из-за отсутствия контакта поливочной установки и урожая. При проведении аналогии с действующими решениями эффективность предложенной системы орошения по меньшей мере в 25 раз превосходит ручной труд и в 5 раз автоматический (автотранспорт)