The research purpose is to determine the parameters and justification of the design of the irrigation module of the drip irrigation system for orchards. Typical crop planting patterns in an orchard, microclimatic, soil and technological conditions of drip irrigation are considered as initial factors. The results of the study were obtained in the process of generalizing the methods and recommendations for predicting the technological parameters of the drip irrigation network. A methodology was developed for justifying the irrigation module design, which provides for establishing: the crop nutrition zone area; coefficient determining the nutrition zone area to be moistened; diameter and area of the horizontal projection of the soil moisture contour; the number of moisture contours and emitters ensuring their formation; arrangement diagrams for emitters in the plant nutrition zone. As a criterion for choosing the design of an irrigation module, the ratio of the area of moistened soil space required for cultivating plants and the area of drip soil moisture zones formed by the irrigation module is taken. The methodology was tested on an irrigation module in single- and double-line versions. A single-line irrigation module meets the needs of perennial fruit crops in areas with a natural moisture coefficient of 1.0, and in rare combinations of conditions with a coefficient of 0.8. The double-line irrigation module consistently provides the required soil moisture area in areas with a natural moisture coefficient of at least 0.6 and cannot form the required moisture area for the nutrition zone of fruit crops in areas with a moisture coefficient of 0.4. For drip irrigation of perennial fruit crops in areas with a moisture coefficient of not more than 0.6, it is proposed to use an irrigation module with three drip lines. | Цель исследований - определение параметров и обоснование конструкции поливного модуля системы капельного орошения плодовых садов. В качестве исходных факторов рассмотрены характерные схемы посадки культур в плодовом саду, микроклиматические, почвенные и технологические условия капельного полива. Результаты исследования получены в процессе обобщения методик и рекомендаций по прогнозированию технологических параметров капельной поливной сети. Разработана методика обоснования конструкции поливного модуля, которая предусматривает установление: площади зоны питания культуры; коэффициента, определяющего площадь зоны питания, подлежащей увлажнению; диаметра и площади горизонтальной проекции контура увлажнения почвы; количества контуров влажности и капельниц, обеспечивающих их формирование; схемы размещения капельниц в зоне питания растений. В качестве критерия для выбора конструкции поливного модуля принято соотношение необходимых для культивирования растений площади увлажняемого почвенного пространства и площади формируемых поливным модулем зон капельного увлажнения почвы. Апробация методики проведена на поливном модуле в одно- и двухниточном исполнении. Однониточный поливной модуль соответствует потребностям многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом природного увлажнения, равным 1,0, и в редких сочетаниях условий при коэффициенте 0,8. Двухниточный поливной модуль стабильно обеспечивает требуемую площадь увлажнения почвы на территориях с коэффициентом природного увлажнения не менее 0,6 и не может сформировать требуемую площадь увлажнения зоны питания плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения 0,4. Для капельного полива многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения не более 0,6 предложено использовать поливной модуль с тремя капельными линиями.

The research purpose is to develop technological equipment for drip tape installation, determining the installation resistance to assess the possibility of aggregation with agricultural machines. The numerical values of the resistance to tape installation in a potato ridge are determined, the data obtained are refined in the process of laboratory studies with a working body model, and the possibility of installing technological equipment on agricultural machines is substantiated. The Grimme GF-75/4 potato ridge former was upgraded to a drip tape stacker. For high-quality installation of the tape and preventing its twisting and breaking, it is necessary to maintain a constant tension of the tape at various speed rates of the basic machine. To do this, a brake device was introduced into the design of the stacker, which prevents the spool from unwinding by inertia during sudden braking and stopping the machine. Placement of equipment for drip tape installation on the Grimme GF-75/4 ridge former and the work on drip tape installation did not lead to a noticeable increase in traction resistance. The recommended tape installation depth was 20 mm. The brake device installed in the stacker structure prevents the drip tape spool from unwinding due to inertia when braking or stopping the machine. The optimal parameters of the braking device are determined: the spring diameter is 30 mm, the length is 200 mm. To reduce manual labor when carrying out work on installing a drip tape in the soil, the specialized stackers should be used. Due to the low installation resistance, these working bodies can be aggregated with various agricultural machines. To prevent the spool from spinning by inertia, a brake device should be introduced into the design, maintaining a constant tape tension and slowing down the spool in case of weakening the tension. This modernization will improve the quality of work on tape placing in the soil. | Цель исследования - разработка технологического оборудования для укладки капельной ленты, определение сопротивления укладке для оценки возможности агрегатирования с с.-х. машинами. Определены численные значения сопротивления укладке ленты в картофельный гребень, полученные данные уточнены в процессе лабораторных исследований на модели рабочего органа, обоснована возможность установки технологического оборудования на сельскохозяйственные машины. Формирователь картофельных гребней Grimme GF-75/4 был доработан до укладчика капельной ленты. Для качественной укладки ленты и недопущения ее перекручивания и обрыва необходимо поддерживать постоянное натяжение ленты на различных скоростных режимах базовой машины. Для этого в конструкцию укладчика было введено тормозное устройство, препятствующее раскручиванию катушки по инерции при резком торможении и остановке машины. Размещение оборудования на формирователе гребней Grimme GF-75/4 и проведение работ по укладке капельной ленты не привело к заметному росту тяговых сопротивлений. Рекомендованная глубина укладки ленты – 20 мм. Установленное в конструкции укладчика тормозное устройство предотвращает раскручивание катушки капельной ленты по инерции при торможении или остановке машины. Определены оптимальные параметры тормозного устройства: диаметр пружины – 30 мм, длина – 200 мм. Выводы. Для сокращения ручного труда при проведении работ по размещению капельной ленты в почве следует использовать специализированные укладчики. Благодаря невысоким сопротивлениям укладке указанные рабочие органы могут быть агрегатированы с различными с.-х. машинами. Для предотвращения раскручивания катушки по инерции в конструкцию следует ввести тормозное устройство, поддерживающее постоянное натяжение ленты и тормозящее катушку в случае ослабления натяжения. Данная модернизация позволит улучшить качество работ по размещению ленты в почве.

There were studied the basic laws of cutting some plant materials, the knowledge of which will justify the rational parameters of a small unit for mechanization of removing the root crop tops. The study was carried out experimentally on a computerized dynamometric unit, according to a non-compositional plan of the second order, using the most common types of root crops in cultivation in small holdings: table carrots and radishes. The value of the specific resistance of cutting tops was taken as an optimization parameter. The study has shown that such factors as the blade incidence angle to the cutting direction, the blade width and the blade speed at the beginning of cutting are crucial and significantly affect the energy consumption of the top removal process. The most significant parameter is the blade width, the degree of influence of which is 2.2–18.2 times greater than the degree of influence of the other two factors. On average, a decrease in the blade width from 0.5 to 0.1 mm leads to a 3–5-fold decrease in the specific cutting force of the top, which confirms the prospects of using ultra-thin replaceable blades instead of a durable wide-faceted blade in the design of the plant-top removing machines. It was also found that at a blade speed of about 0.2 m/s and its blunted blade (b is about 0.5 mm), the tops are not cut, but crumpled or (in some cases) deflected by the knife (the thickness of the cutting edge of the knife b is about 0.5 mm). The following rational parameters and operating modes of a small unit for mechanizing the root crops tops removal were determined: the blade incidence angle to the cutting direction is from 30 to 45 deg.; the blade width is about 0.1 mm; cutting speed is about 0.33 m/s. | Изучали основные закономерности резания некоторых растительных материалов, знание которых позволит обосновать рациональные параметры малой установки для механизации удаления ботвы корнеплодов. Исследование проводилось экспериментально на компьютеризированной динамометрической установке, по некомпозиционному плану второго порядка, с использованием наиболее распространенных при возделывании в подсобных хозяйствах видов корнеплодов: столовой моркови и редиса. В качестве параметра оптимизации принималось значение удельного сопротивления резанию ботвы. Исследование показало, что такие факторы, как угол ориентации кромки ножа к направлению резания, толщина режущей кромки и скорость ножа в момент начала резания, значимы и существенно влияют на энергоемкость процесса удаления ботвы. Наиболее значимым параметром является толщина лезвия ножа, степень влияния которой в 2,2–18,2 раза больше степени влияния двух остальных факторов. В среднем уменьшение толщины лезвия ножа с 0,5 до 0,1 мм ведет к снижению величины удельного усилия резания ботвы в 3–5 раз, что подтверждает перспективность использования в конструкции ботвоудаляющей машины ультратонких сменных лезвий вместо долговечного широкогранного ножа. Также было установлено, что при скорости движения ножа около 0,2 м/с и его затупленном лезвии (толщине режущей кромки ножа b около 0,5 мм) ботва не перерезается, а сминается или (в отдельных случаях) отклоняется ножом. Определены следующие рациональные параметры и режимы работы малой установки для механизации удаления ботвы корнеплодов: угол ориентации режущей кромки ножа к направлению резания – от 30 до 45 градусов; толщина его режущей кромки – около 0,1 мм; скорость резания – около 0,33 м/с.

Разрабатывали компоновочно-конструктивную схему двухниточного поливного модуля (ПМ) системы капельного орошения, обеспечивающую эффективный капельный полив многолетних древесных плодовых культур, возделываемых в садовых насаждениях. Основные требования к схеме ПМ: обеспечение требуемой доли площади увлажнения, обеспечение регламентируемого расстояния между штамбом древесного растения и ближайшей к нему капельницей не менее 0,2 м, обеспечение возможности периодического изменения положения капельниц относительно штамба растения. При разработке схемы ПМ использовались методы поискового конструирования. Предложена конструктивная схема двухниточного ПМ, предназначенного для капельного полива одного ряда растений в многолетнем древесном плодовом насаждении, которая включает две симметрично расположенные относительно оси ряда растений поливные линии с устроенными в них капельницами. Для использования в качестве поливных линий рекомендуются капельные трубки с толщиной стенки от 0,8 до 1,2 мм. Капельные линии располагаются на опорах на высоте 50 см от поверхности земли и имеют возможность изменения позиции относительно оси ряда растений. Головной и концевой узлы ПМ подключены к подающему и отводящему трубопроводам через гибкие водоводы. В концевой части ПМ предусмотрена возможность сбора и отвода промывной воды (раствора). Предложенное конструктивное решение двухниточного ПМ капельной оросительной сети, позволит увеличить долю площади увлажнения от площади питания каждого растения до нормативных значений, обеспечит эффективный полив корнеобитаемого почвенного пространства на разных стадиях роста и развития растений, замедлит процессы деградации почв при капельном поливе. | There was develop a design-layout scheme for a two-line watering module (WM) of a drip irrigation system, providing effective drip irrigation of perennial tree fruit crops cultivated in garden plantings. The main requirements for developing a WM scheme are: ensuring the required proportion of moisture area, ensuring a regulated distance between the woody plant stem and the nearest emitter at least 0.2 m, ensuring the possibility of periodically changing the emitter position relative to the plant stem. When developing the scheme of the WM, the methods of search design were used. A constructive scheme of a two-line irrigation module intended for drip irrigation of one row of plants in a perennial tree fruit plantation is proposed, which includes two irrigation lines symmetrically located relative to the axis of a row of plants with emitters arranged in them. Drip tubing with wall thickness from 0.8 to 1.2 mm is recommended for use as irrigation lines. Drip lines are located on supports at a height of 50 cm from the earth's surface and have the ability to change their position relative to the axis of a row of plants. The head and tail structure of the IM are connected to the supply and discharge pipelines through flexible water conduits. The end part of the WM provides for the possibility of collecting and discharging wash water (solution). The proposed constructive solution for a two-line WM of a drip irrigation network will allows: increasing the proportion of the moistening area from the area of nutrition of each plant to the standard values, will ensure effective watering of the root-inhabited soil space at different stages of plant growth and development, slow down the processes of soil degradation during drip irrigation.