История аграрных инноваций: От галльской жатки к современным комбайнам
Источник фото: Latifundist.com
Еще в прошлом году Latifundist.com запустил всеукраинский информационный проект об инновациях в аграрной сфере InnoAgro. В новом цикле материалов «История аграрных инноваций» мы расскажем, как создавались и совершенствовались революционные сельскохозяйственные устройства, машины, технологии и многое другое. В разгар уборочной кампании первым в нашей агрохронике станет комбайн.
Выражение «уборочная страда» появилось не на пустом месте. В конце XVIII века в Англии смертность в сельской местности в период уборки урожая увеличивалась почти вдвое. Несомненно, в других странах ситуация была не лучше. Так что изобретатели комбайна не просто облегчили труд сельских жителей, помогли накормить миллионы людей, но и спасли тысячи жизней.
Комбайн начинается с жатки
Большинство источников, описывая историю комбайна, начинают рассказ с первого патента, полученного в США в 1928 г. или с первого комбайна Мура, запатентованного там же в 1836 г. Но мы решили копать глубже и не пожалели. Предыстория создания зерноуборочной техники оказалась очень интересной. Сама логика подсказывает, что изобретение комбайна начиналось с открытия жатки и молотилки. А дальше осталось просто соединить их вместе.
По свидетельству Плиния и Палладия
В конце І века нашей эры Плиний старший в своей «Естественной истории» описывает зерноуборочную машину, использовавшуюся в крупных римских поместьях на территории Галлии. Более подробно такая жатка описана в IV веке крупным римским землевладельцем Рутилием Тавром Эмилианом Палладием, известным своими научными произведениями о сельском хозяйстве. Он утверждал, что с таким устройством два человека справлялись с работой, на которую шести работникам нужно было два или три дня. При этом терялось гораздо меньше зерна.
Как видим, уже тогда крупные агрохолдинги землевладельцы использовали на своих полях передовую технику. Но есть основания утверждать, что галлы применяли такие жатки задолго до завоевания их земель Римом (середина I века до н. э.). Это подтверждается барельефами, найденными на территории современной Бельгии.
Так случилось, мужчины ушли
Любое изобретение появляется лишь тогда, когда оно востребовано и соответствует сложившимся социально-экономическим условиям. В Европе II-I столетий до н.э. главным способом перераспределения материальных ценностей были военные набеги на соседей. Мужчинам приходилось чаще браться за оружие, чем за серпы. Потребность в устройствах, облегчающих труд на поле, была более чем насущной. Толкаемую ослом жатку обслуживали два человека. Работа с ней была вполне по силам подросткам, еще не пригодным для набегов и грабежей воинских подвигов.
Увы превосходная идея была забыта почти на полтора тысячелетия, в «темные века» на поля снова вернулся серп.
Новое — это правильно использованное старое
Ренессанс очесывающей жатки состоялся в период колонизации Австралии. В жарком сухом климате уборка пшеницы с пересохшим колосом привычными методами оказалась невозможной. Пришлось думать. Созданная в 1843 г. машина Джона Ридли обзавелась закрытым битером с приводом от колес. Новая жатка отчасти выполняла функции комбайна — значительная часть зерна оказывалась обмолоченной, оставалось просто решить проблему его отделения.
Спустя 40 лет, в 1884 году, Хью Виктор Маккэй создал собственный очесывающий комбайн оригинальной конструкции. Созданная ним торговая марка Sunshine Harvester просуществовала до 1950 года. Комбайн мог убрать за день до 100 акров (40,5 га). А по удельным затратам энергии превзойти «солнечный комбайн» не удалось до сих пор!
Возможно, мы уделили слишком много внимания очесывающей жатке. Но она была первой реальной и, главное, успешной попыткой механизации сельского хозяйства. Да и сегодня изобретение галльских гениев не забыто.
Рождение классики
Сначала в срезающих жатках пытались использовать вращающиеся режущие аппараты. Из-за ударов по стеблю потери зерна были значительно больше, чем при ручной уборке.
Первой жаткой, которой сопутствовал определенный коммерческий успех, была машина Смита (1811 г.) с диском, срезавшим стебель без ударов. Производство этой жатки чуть было не начали на Луганском чугунолитейном заводе. Но оказалось, что стальной диск быстро тупится, из-за чего для массового применения жатка была малопригодна.
Мотовило первыми в своей жатке применили в 1822 г. сельский учитель Генри Огль и механик Браун. По всей вероятности, они же первыми использовали и режущий аппарат возвратно-поступательного типа. Может быть, Огль и Браун довели бы свою машину до совершенства. Но в Англии в начале XIX века начал падать спрос на услуги наемных сельхозработников. Батраки из-за страха, что подобные машины еще больше усугубят ситуацию, стали угрожать изобретателям расправой, требуя прекращения работ.
В жатке Патрика Билля кроме мотовила и возвратно-поступательного режущего инструмента был применен ленточный транспортер. Конструкция 1928 г. была настолько удачной, что какое-то количество выпущенных жаток попало даже в США. Но преподобный Патрик Билль, стремясь облагодетельствовать человечество, не озаботился получением патента.
Официально изобретателем классической жатки во всем мире признан Сайрус Маккормик, запатентовавший свое творение в 1834 году. Необходимо отдать должное коммерческой сметке Сайруса и двух его братьев. Для продвижения своего детища они изобрели целый ряд маркетинговых приемов, широко используемых и ныне. В частности, именно братья первыми использовали яркие постеры, сеть представительств и полевые демонстрации машины в работе. Жатки Маккормика, что называется, «пошли». За 20 лет их было продано около четверти миллиона. Основанная Маккормиком компания International Harvester просуществовала до 1979 г. Фирма стала жертвой масштабной забастовки, от последствий которой не смогла оправиться.
Создание молотилки
Примитивные устройства для облегчения обмолота зерна появились около 1000 лет назад. Но в комбайне их использовать было бы достаточно трудно.
Поэтому мы просто обязаны вспомнить добрым словом отца и сына Мейклей из Шотландии. Их устройство барабанного типа было создано в 1786 г. Такие молотилки получили название английских или шотландских.
Механические молотилки значительно облегчали и ускоряли работу. Так, в изданной в 1890 г. в США книге «Американское земледелие и животноводство» (авторы Flint и Charles Louis) приводится описание и изображение молотилки первой половины XIX века. Она позволяла за день обмолотить и затарить в мешки 1000 бушелей (35 тыс. л или 27 тыс. кг) зерна.
К началу 1830-х годов позапрошлого века в мире использовались молотилки различной конструкции преимущественно с конным приводом. Это изобретение оказалось настолько революционным, что многие художники даже посвящали ему картины.
Рождение комбайна: прицепные агрегаты
Появление жатки и молотилки предопределило возможность создания комбайна. Первая машина, в которой была сделана попытка объединения всех операций, была запатентована в 1828 г. О ней известно очень мало. В 1836 г. Бриггс и Карпентер успешно испытали первый комбайн с барабанной молотилкой. Создателем комбайна современного типа считается Хирам Мур, запатентовавший свою машину в том же году. А первым более-менее успешным в коммерческом плане стал комбайн, который в 1875 г. создал Д. Петерсон. Из-за того, что привод всех механизмов осуществлялся от колес, сопротивление качению первых комбайнов было чрезвычайно велико.
Огромный вклад в развитие конструкции комбайна внес основатель компании Caterpillar Бенджамин Холт. Прежде всего, он в своем первом комбайне Link-Belt Combined Harvester, выпущенном в 1887 г., заменил шестеренчатый привод механизмов гибкими зубчатыми ремнями, за счет чего существенно уменьшились нагрузки. С 1890 г. Холт проводил эксперименты с заменой конной тяги паровым трактором. В середине 90-х годов он разработал первый комбайн, способный работать на полях с уклоном до 30 градусов. На этом создание прицепного комбайна можно считать завершенным. В дальнейшем конструкция лишь совершенствовалась, но принципиально не менялась.
Самоходные комбайны
До середины ХХ века было широко распространено мнение, что в сельском хозяйстве должны преобладать универсальные трактора с прицепными устройствами.
И все же, на самой заре комбайностроения уже предпринимались попытки создания самоходных машин. Экспериментировали с ними различные компании. Джордж Стоктон Берри получил патент на паровой самоходный комбайн в 1887 г. А с 1888 г. он выпустил 6 таких машин, способных в день обрабатывать до 40,5 га. Многие решения, предложенные Берри, были использованы в дальнейшем.
Широко известна фотография, на которой запечатлен Генри Форд рядом с автомобилем Ford-Т на фоне парового комбайна. Вероятнее всего снимок сделан в 1910 году.
Но на смену пару пришел бензиновый двигатель. Благодаря ему с 1926 г. американские комбайны обрели узнаваемый вид.
В Европе производство комбайнов началось на полтора десятилетия позже. Первым коммерчески успешным европейским комбайном стал появившийся в 1953 г. CLAAS Hercules. Но настоящий успех пришел к самоходным комбайнам лишь в 60-е годы, когда мировая экономика преодолела последствия двух мировых войн и Великой депрессии.
Гости из будущего
В дальнейшем они совершенствовались, обзавелись закрытой кабиной и массой электроники. Но даже самые современные красавцы сохранили родовые черты, унаследованные от предков.
Но говорить о том, что в дальнейшем комбайны ждет лишь совершенствование конструкции без каких-либо революционных решений, было бы безответственно.
Сокращение штатов
Паровой комбайн Берри, как и первые прицепные комбайны, обслуживали до 8 человек. Первые самоходные зерноуборочные машины с ДВС уже обходились экипажем из 3 человек. Многие читатели, наверное, помнят время, когда студенты и даже старшеклассники могли неплохо подготовиться к учебному году, подрабатывая помощником комбайнера. Вероятно, очень скоро заработка лишатся не только помощники, но и сами комбайнеры.
Latifundist уже рассказывал о беспилотном тракторе, представленном компанией Case IH. В России прошли лабораторные испытания «системы машинного зрения» и ПО, разработанных в Cognitive Technologies. Специалисты компании считают, что уже к 2023 году их совместный проект с Ростсельмашем увенчается созданием беспилотного комбайна, который будет готов выйти в поля. Полевые испытания первого экспериментального образца запланированы на 2018 год.
Думаем, здесь уместно вспомнить системы параллельного вождения, подобные предлагаемым компанией CLAAS уже сегодня GPS PILOT, AUTO TURN и LASER PILOT. И пусть речь идет не о полной автоматизации, но работа оператора облегчается в разы.
Технология Pilotdrive
А вот отечественные разработчики отдают предпочтение космическим технологиям. Принцип работы системы Pilotdrive, предложенной компанией «Инфоком ЛТД», понятен из иллюстрации. И это не просто концепт — автопилот успешно испытан в 2016 году, правда, пока лишь на автомобиле «Ланос». Возможно, и отечественный беспилотный комбайн — не такая уж фантастика.
Комбайн с водяной жаткой
Расположенная на севере Калифорнии долина Салинас (Salinas Valley), похоже, собирается претендовать на лавры аграрной Кремневой долины. Одной из 30 предложенных здесь новых разработок стал комбайн, в котором для срезания растений служат струи воды, подаваемой под сверхвысоким давлением. Пока что он может убирать только салат, да и то не всех сортов. Но лиха беда начало.
Послезавтра
Еще один аграрный революционер — комбайн Tribine Harvester. В нем реализован абсолютно новый подход к решению проблемы уборки и обработки зерна. Бункер объемом около 27 т пшеницы может быть освобожден всего за 2 минуты. Время работы без дозаправки — не менее 24 часов. Использование отдельного бункера освободило место для инновационной системы очистки зерна. Благодаря шарнирному соединению модулей маневренность Tribine лучше, чем у большинства современных моделей.
С 2017 года специалисты компании работают над решением проблемы уменьшения нагрузки на землю. Не исключается возможность использования реактивной тяги. Как видим, аграрное будущее рождается сегодня.
Андрей Бескорсый, Latifundist.com
Приложить свою руку к созданию высокотехнологичного будущего для агросектора может каждый! Агрохолдинг «Кернел» приглашает к сотрудничеству украинских инноваторов.
Команда экспертов Агробизнеса компании рассмотрит все уникальные решения разработчиков, которые помогут повысить эффективность бизнеса. Самые перспективные инновационные проекты в сфере АПК получат финансирование и будут реализованы.
Готовы? Тогда присылайте свои заявки! Заполните анкету и опишите свой проект.
