Как экспериментальная "шестиножка", так и серийно выпускаемые горные трактора имеют автоматическую систему "слежения за склоном": в сложных горных условиях у тракториста много других забот. Забыть о склоне ему позволяют автоматы.
Для разных автоматических систем в -тракторе есть и другое применение... Приборы контролируют работу двигателя, многочисленных рабочих органов, следующих за трактором, или навешенных на него сельхозмашин, они переключают скорости движения агрегата и выполняют еще целый ряд сложнейших функций...
Снять водителя с трактора мы пока не можем: слишком сложна среда, она требует быстрых решений, "спектр" которых очень широк. Конечно, можно посадить в кабину трактора самопрограммирующуюся электронно-вычислительную машину, но... сельское хозяйство насыщено миллионами тракторных агрегатов, и оборудовать их роботами пока не представляется возможным.
До недавнего времени статистика показывала, что стоимость "вливания" дополнительной энергии на 1 гектар обрабатываемой земли с увеличением энергонасыщенности (то есть мощности и скорости) трактора снижается. Однако необходимость дополнительных затрат на автоматизацию, улучшение условий труда водителя и обеспечение большей его безопасности постепенно "съедают" прирост экономии. По данным компетентных организаций ФРГ, относительная цена трактора начинает повышаться с переходом через порог 100-300 лошадиных сил (в зависимости от типа конструкции). Конечно, "высота порога" зависит и от размеров хозяйств, и от социальных условий. В социалистических странах этот порог, безусловно, выше. И тем не менее он существует. Значит ли это, что трактор изживает себя?
В какой-то степени - да. Об этом говорит хотя бы то, что с течением времени на "сельскохозяйственной сцене" появляется все больше самоходных машин, отказавшихся от услуг трактора. Это свидетельствует, что трактору не удалось стать таким же универсальным транспортно-энергетическим средством, каким была лошадь. Самоходные машины дают некоторый дополнительный прирост энергонасыщения земли. В принципе они отличаются от трактора только очень узкой специализацией, в остальном это тот же самый движитель - двигатель плюс рабочие органы сельхозмашины.
Не решают самоходные машины в полной мере и основного противоречия между трактором и обрабатываемой средой. Они лишь чуть-чуть снижают (и то не всегда!) суммарное давление техники на почву. Что же касается хлопот с рабочим местом комбайнера, то их едва ли не больше, чем с кабиной тракториста: шансов пересесть за пульт и надеть белоснежную сорочку у него пока так же мало.
Трактор привязывает, наконец, к старому и сельскохозяйственная техника. От техники промышленной ее отличают деконцентрированность (она как бы "размазана" по пригодной для возделывания растений территории), мобильность, необходимость работать на "свежем воздухе" в быстро меняющихся (чаще непредсказуемо) условиях. Это ставит ее в крайне невыгодное положение по сравнению с промышленной техникой.
Почти 100 процентов тракторов имеют двигатели внутреннего сгорания. В промышленности нет такого однообразия: здесь в зависимости от условий используют различные энергетические и транспортные средства.
Это облегчает задачу их автоматизации. Кроме того, большая часть промышленных энергетических средств никуда не перемещается из-под крыш цехов и заводов и содержится, таким образом, в постоянных, искусственно поддерживаемых условиях. А когда эти средства предназначаются для использования под открытым небом в качестве транспортных, для них сооружают дороги.
Трактора лишены всех этих благ. Поэтому автоматизация их в десятки раз сложнее и дороже. Более сложная система далеко не всегда более надежная. Чаще (особенно в "грубых" эксплуатационных условиях сельского хозяйства) бывает наоборот.
Первая транспортная катастрофа, как свидетельствует мифология, произошла с колесницей царя Эномая, когда он преследовал ненавистного Пелопса. Подкупленный последним, слуга Эномая Миртил "забыл"
вставить чеки в оси колес экипажа своего господина.
Забывчивость (неорганизованность, неумелость или небрежность) службы технического обслуживания машинно-тракторных агрегатов обходится куда дороже, чем во времена названных мифических персонажей.
Ответственность (а следовательно, и необходимый уровень подготовки, и цена ее) растет с усложнением техники. Рассчитывать последнюю по старинке, как говорили когда-то "на дурака", уже нельзя. А это значит, что растущая цена эксплуатации и ремонта сельскохозяйственных энергетических агрегатов дополнительно понижают допустимые пороги их стоимости и соответственно энергонасыщенности гектара.
Безусловно, трактор еще далеко не исчерпал себя.
В соответствии с прогнозами вплоть до 2000 года у него вполне обеспеченное и даже прекрасное будущее, возможности реализовать многочисленные резервы. Но...
...Но, несмотря на все разговоры о том, как сельскохозяйственная техника "перекроила природу" и изменила ландшафт Земли, один из основных элементов этой техники - трактор жил лишь тем, что приспосабливался к среде точно так же, как и его четвероногие предшественники. Именно эта среда породила крепкие копыта, замечательный экстерьер, огромную выносливость лошади, которая в руках человека много тысяч лет подряд была орудием перестройки той же среды.
Так и трактор: "в агрегате" с человеком это мощнейшее средство воздействия на почву, на ландшафт в целом...
Но сам по себе это образец приспособленчества к той же почве и к тому же ландшафту, может быть, и не столь великолепный, как лошадь, но все же достаточно выразительный. Вспомните о "копытах" трактора, о его двигателе, "экстерьере", наконец...
Уже сейчас он кажется нам слишком сложным, однако будущее обещает еще большие усложнения.
Чтобы сделать возможным работу трактора на косогоре, его приходится снабжать несколькими парами складывающихся ног и колес, специальными гироскопами... Трактор приспосабливается к горе. Но почему бы гору не приспособить к трактору, например, срыгь ее?
Дорого? А разве кибернетизированный трактор будущего дешев? Надо еще посчитать, что выгоднее: приспосабливать наши энергетические средства к среде (и, как мы видели, разрушать ее) или, наоборот, - среду к этим средствам.
В начале прошлого века тысячи изобретателей работали над усовершенствованием парусных судов. А лучшее решение состояло в том, чтобы отказаться от парусов и построить пароход. Быть может, нужен не усовершенствованный трактор, а что-то совсем новое...
РОБОТ
У ДЕРЕВЕНСКОГО
КОЛОДЦА
- А не напоминает ли вам автоматизированный трактор один из сюжетов последней полосы "Литературки"?
- Из серии "Чудаки"?
- Вот именно. На одном рисунке этой серии изображен робот, достающий воду ведром из деревенского колодца...
- Другими словами, вы хотели бы знать, не пытаемся ли мы запрячь трактор-автомат в соху?..
В первом сочинении по сельскому хозяйству, изданном на английском языке, его автор В. Генлей приводит любопытные цифры, характеризующие стоимость полевых работ в Англии в XIII веке. В то время, чтобы выполнить существующие агротехнические требования, следовало трижды за год обработать землю. Стоило это 18 пенсов (по тогдашнему, конечно, курсу) за акр.
Еще 12 пенсов расходовалось на посев, два - на двукратную прополку, пять - на жатву и один - на перевозку собранного урожая. Итого - 38 пенсов. Таким образом, обработка земли "весила" почти половину от общей тяжести всех полевых работ.
С XIII по XIX век соотношение это не изменилось.
Поэтому-то трактор и создавался не как вполне независимое и универсальное средство выполнения крестьянских работ, а главным образом как моторный плуг.
В 1850 году английский исследователь Р. Хоскинс писал: "Руке человека присуще движение взад и вперед, поэтому полевым рабочим инструментом человека стали лопата и кирка, требующие этих движений. Упряжное животное совершает прямолинейное движение, поэтому строгальный плуг с оборачиванием пласта является естественным пахотным орудием. Всякий механический двигатель дает вращательное движение, поэтому фреза должна быть единственным рабочим органом при механической обработке почвы. Трактор в качестве упряжного двигателя к обыкновенным плугам так же странно представить, как и лошадь, держащую передними ногами заступ или кирку".
Удивительно, конечно, что это было написано 128 лет назад, когда трактор представлял собой просто-напросто паровоз, с трудом перемещающийся по дороге без рельсов. Но еще удивительнее другое: за истекшие со времен Р. Хоскинса 128 лет его предсказание так и не сбылось. В отношении плуга трактор по-прежнему выполняет главным образом роль обычного тяглового животного. Хотя, безусловно, много сделано для того, чтобы покончить с этой старой и, казалось бы, уже достаточно обветшалой традицией.
Всякому, кто когда-нибудь бывал на машиностроительном заводе или хотя бы в простых колхозных механических мастерских, знаком строгальный станок. Закрепленный в суппорте резец совершает по направляющим станка возвратно-поступательные движения: туда - снимается тонкая закручивающаяся стружка, назад - холостой ход. За время последнего стол, на котором укреплена обрабатываемая деталь, совершает незаметное движение поперек направления хода суппорта.
И поэтому после холостого хода из-под резца вновь бежит тонкая завивающаяся стружка.
Строгальный станок работает не спеша: его рабочую скорость существенно повысить невозможно из-за развивающихся инерционных усилий (за счет резкого изменения направления движения). Неизбежен и холостой ход, поскольку трудно обеспечивать резание одновременно в двух направлениях. Поэтому строгание везде, где возможно, заменяют фрезерованием.
Фреза - это несколько расставленных по окружности диска или цилиндра резцов-зубьев. При быстром вращении они попеременно вгрызаются в металл и отрезают от него стружку. Поскольку при вращении не развиваются знакопеременные инерционные усилия, постольку скорость фрезерования теоретически можно увеличивать до бесконечности. ~А раз увеличивается скорость, растет и производительность. К сожалению, все это верно, пока речь идет о фрезеровании металлов.
С почвой дело обстоит несколько иначе.
Первые почвообрабатывающие "фрез-машины" появились еще в XIX веке. Их рабочие органы - ножи напоминали набор мотыг, рукоятки которых жестко соединены с валом, получающим вращение от двигателя.
Вместе с ним начинают вращаться и "механические тяпки". Они "отгрызают" от земли "стружку" - ломти, похожие на арбузные дольки, и одновременно подталкивают трактор вперед (при обратном вращении почва, естественно, тормозит их, приводя к перерасходу горючего). Но вот беда: нетрудно убедиться, что "вгрызание в землю" будет происходить только в том случае, если окружная скорость ножей фрезы будет больше скорости поступательного движения трактора. Поэтому для увеличения последней (а следовательно, и для роста производительности) приходится существенно увеличивать либо диаметр барабана фрезы, либо число его оборотов. Оба способа не слишком-то приятны.
Когда мы увеличиваем частоту вращения фрезерующего металл инструмента, мы не обращаем внимания на отлетающую стружку: выдержали бы, не затупились и не сломались лезвия! А когда обрабатывают почву, стружка не отход, а продукт. Чем выше скорость воздействия на нее, чем с большей скоростью она вылетает из-под ножей барабана, тем больше распыление земли, больше эрозия.
Ну а если увеличить диаметр фрезы? От этого тоже ничего хорошего ожидать не приходится. Больше размеры - больше и вес, больше энергии понадобится для раскручивания барабана, менее удобным окажется агрегатирование фрезы с трактором... Метр с небольшим еще туда-сюда... А представьте себе фрезу диаметром 5-6 метров...
Все сказанное пока что существенно сдерживает внедрение фрез. До настоящего времени они достаточно широко используются только при обработке болотных почв, их освоении после осушения. Эти почвы покрыты кочками, густой травой, кустарником или мелкой порослью деревьев. Мощные болотные фрезы обрабатывают землю до глубины 25 сантиметров, перемалывая в мелкую щепу все, что попадает им "на зуб". Скорость вращения при этом достигает иногда 15 метров в секунду! Распылением это не грозит: в болотной почве много связывающей ее в комки органики, и, кроме того, они слишком влажны для того, чтобы орудие оставляло за собой шлейф пыли...
Но, конечно, болотные фрезы имеют и очень существенные недостатки. Главный из них - неспособность хорошо укрыть землей разрубленные ветви и разорванную дернину. После прохода фрезы пашня являет собой вид поля битвы: кругом лежат ничем не прикрытые тела - обломки деревьев и кустарников, клочки вырванной травы. Из-за плохого "захоронения" растительных остатков они своевременно не перегнивают, а посев становится неудобным и малопроизводительным.
Именно отсутствие оборота пласта и заделки растительных остатков основной "грех", в котором обвиняются ротационные орудия. Чтобы снять его, в разное время и разными людьми затрачена масса усилий и сделана масса предложений. Очень большое внимание, в частности, было уделено изучению принципов работы человека обычной ручной лопатой.
Каждому, наверное, приходилось копать землю. И вы, конечно, вспоминаете, что после того, как лопата отрезала и подняла над поверхностью земли слой почвы, вы делали какое-то неуловимое движение - и вот уже и орудие и земля перевернуты в воздухе на 90 градусов.