Передумови інжинірингу біонічних технічних засобів обробітку ґрунту

Анотація

Розвиток систем зберігання та утримання вологи в ґрунті стримується через високе енергоспоживання, низьку економічну ефективність і значні втрати вологи, а також інші недоліки, пов’язані з використанням ґрунтообробного обладнання. Отже, важливо розробляти ефективні та енергоощадні біонічні знаряддя для обробки ґрунту, які відповідатимуть сучасним вимогам аграрного сектору. Тому метою проведеного огляду літературних джерел було здійснення глибокого аналізу існуючих біонічних ґрунтообробних робочих органів і процесів їх взаємодіє із ґрунтом, який дасть змогу розробки методику проєктування біонічних технічних засобів обробітку ґрунту. Приведений аналіз морфологічних властивостей ґрунтової і водної фауни підкреслює актуальність застосування форми їх тіла ї поверхні покрову при проєктуванні робочих органів технічних засобів обробітку ґрунту. Використання таких біонічних робочих органів дозволяють знизити адгезію ґрунту і його опір на обтікання робочого органу, забезпечуючи при цьому ефективне прорізання ґрунтового середовища. Аналіз досліджень біонічних ґрунтообробних робочих органів показав великий спектр застосування морфологічних властивостей ґрунтової і водної фауни для різних видів технічних засобів обробітку ґрунту. Однак, у представлених дослідженнях відсутня узагальнена методика, яка б врахувала сучасні методи моделювання на основі CAD/CAE-систем, використання передових інженерних програм для аналізу результатів експериментальних досліджень, а також біонічних принципів проєктування. Тому спираючись на власному досвіду чисельного моделювання, аналізу локомоції та морфології тварин і обробки результатів експериментальних досліджень доповнено методику проєктування ґрунтообробних знарядь, яка має назву «Інжиніринг біонічних технічних засобів обробітку ґрунту». Представлена методика проєктування ґрунтообробних знарядь містить 5 блоків: технологічні вимоги, біонічні принципи проєктування, чисельне моделювання, експериментальні дослідження, виробничі випробування. Подальші дослідження будуть спрямовані на визначення конкретних закономірностей і взаємозв’язків морфології і локомоції тварин ґрунтової і водної фауни із проєктування робочих органів технічних засобів обробітку ґрунту та їх взаємодії із ґрунтовим середовищем.