Комбайн

Комбайн — это сложная самоходная или прицепная сельскохозяйственная машина, предназначенная для выполнения одновременно нескольких операций по уборке урожая. Наиболее распространённым типом является зерноуборочный комбайн, который осуществляет срез стеблей, обмолот колосьев, отделение зерна от соломы и половы, а также сбор очищенного зерна в бункер. Термин происходит от английского «combine» (соединять, объединять), что отражает способность машины совмещать функции нескольких агрегатов: жатки, молотилки и веялки.

История

Предшественники и первые разработки

До появления комбайнов уборка зерновых культур была трудоёмким процессом, состоящим из отдельных этапов: жатва (скашивание), вязка снопов, обмолот (отделение зёрен от колосьев) и веяние (очистка от мякины). Первые попытки механизировать эти процессы предпринимались в XIX веке. В 1826 году шотландский изобретатель Патрик Белл создал жатвенную машину, которая срезала хлеба и укладывала их в ряд. Однако полноценный комбайн, объединяющий все операции, появился в США.

В 1834 году американцы Хайрам Мур и Джон Хэсколл получили патент на «комбайн для уборки и обмолота зерновых культур». Их машина, запряжённая лошадьми, могла срезать, обмолачивать и очищать зерно, но была громоздкой и ненадёжной. Первый практически пригодный комбайн был построен в 1885 году в США компанией «Matteson & Williamson» (Калифорния). Эти машины были огромными, требовали до 30 лошадей для буксировки и использовались в основном на крупных равнинных полях.

Развитие в XX веке

Ключевой этап в развитии комбайнов связан с появлением двигателей внутреннего сгорания. В 1911 году компания «Holt Manufacturing Company» (впоследствии часть «Caterpillar») выпустила первый самоходный комбайн. В 1920-х годах компания «International Harvester» начала массовое производство комбайнов «McCormick-Deering». В СССР первый зерноуборочный комбайн «Колхоз» (СК-1) был выпущен в 1930 году на заводе «Коммунар» (Запорожье). В 1932 году началось серийное производство комбайна «Сталинец-1» (СК-1) на Ростовском заводе сельскохозяйственного машиностроения («Ростсельмаш»).

В 1947 году в США компания «John Deere» представила модель «Model 55», ставшую одной из самых популярных в мире. В 1950-е годы комбайны стали оснащаться гидравлическими системами управления, что упростило работу оператора. В 1960-е годы появились роторные молотильные аппараты, которые позволили повысить производительность и снизить потери зерна.

Современный этап

С конца XX века комбайны активно оснащаются электроникой: системами спутниковой навигации (GPS), датчиками урожайности, автоматическими системами управления (автопилоты). Ведущими мировыми производителями являются компании «John Deere» (США), «Case IH» (США/Италия), «New Holland» (Италия/США), «Claas» (Германия), «Massey Ferguson» (США/Франция), а также российские «Ростсельмаш» и «Петербургский тракторный завод» (Кировец).

Классификация

По типу выполняемых работ

• Зерноуборочные: предназначены для уборки зерновых (пшеница, рожь, ячмень, овёс), зернобобовых (горох, соя) и крупяных (гречиха, просо) культур.
• Кукурузоуборочные: специализированные машины для уборки кукурузы на зерно. Отличаются конструкцией жатки (с початкоотделителями) и молотильного аппарата.
• Рисоуборочные: модификации, адаптированные для работы на переувлажнённых почвах (с гусеничным ходом или широкими шинами низкого давления).
• Кормоуборочные: предназначены для скашивания и измельчения зелёной массы (травы, кукурузы на силос) для заготовки кормов. Отличаются отсутствием молотилки и наличием мощного измельчителя.
• Картофелеуборочные: машины для выкапывания, отделения клубней от ботвы и земли, а также сортировки картофеля.
• Свеклоуборочные: для уборки сахарной свёклы: выкапывание, очистка от ботвы и земли, погрузка в транспорт.

По способу агрегатирования

• Самоходные: наиболее распространённый тип. Оснащены собственным двигателем, ходовой частью и кабиной оператора. Обладают высокой манёвренностью и производительностью.
• Прицепные: агрегатируются с трактором. Используются в хозяйствах с небольшими площадями или для уборки сложных культур (например, риса). Менее производительны, чем самоходные.
• Навесные: устанавливаются на трактор спереди или сзади. Чаще всего используются для уборки кормовых культур.

По типу молотильного аппарата

• Классические (барабанно-дековые): имеют один или два молотильных барабана, вращающихся в неподвижной деке. Зерно вытирается из колоса за счёт трения и ударов. Наиболее распространённая конструкция.
• Роторные: вместо барабана используется ротор (цилиндр с билами), который вращается с высокой скоростью. Зерно отделяется за счёт центробежной силы и ударов. Обеспечивают более высокую производительность и меньшее дробление зерна, но более энергоёмки.

Устройство и принцип работы

Основные узлы зерноуборочного комбайна:

1. Жатка: срезает стебли растений и подаёт их в наклонную камеру. Состоит из режущего аппарата (ножа и пальцев), мотовила (вращающегося барабана с граблинами, который подводит стебли к ножу) и шнека (транспортирует скошенную массу).
2. Наклонная камера: транспортирует хлебную массу от жатки к молотильному аппарату.
3. Молотильный аппарат: состоит из молотильного барабана (или ротора) и деки (решётчатой поверхности). Под действием вращения барабана зерно выбивается из колосьев и просыпается сквозь отверстия деки на очистку.
4. Соломотряс: отделяет солому (стебли) от зернового вороха. Солома сходит с соломотряса и выбрасывается на поле (или измельчается и разбрасывается).
5. Очистка (веялка): состоит из решёт и вентилятора. Воздушный поток выдувает полову (мелкие частицы, мякину), а зерно просеивается через решёта и поступает в бункер.
6. Бункер: ёмкость для хранения очищенного зерна. Обычно имеет объём от 5 до 15 кубических метров. Из бункера зерно выгружается в транспортное средство (тракторный прицеп, грузовик) через выгрузной шнек.
7. Двигатель: обеспечивает работу всех механизмов. Мощность современных комбайнов составляет от 200 до 600 лошадиных сил.
8. Кабина оператора: оснащена системами управления, климат-контролем, информационным дисплеем, часто — системой спутниковой навигации.

Применение и значение

Комбайны являются ключевым элементом механизированного сельского хозяйства. Их использование позволяет:

• Резко сократить сроки уборки: один комбайн за смену может убрать от 20 до 100 гектаров зерновых (в зависимости от урожайности и модели).
• Снизить потери урожая: современные машины оснащены системами, минимизирующими осыпание зерна и его повреждение.
• Уменьшить потребность в рабочей силе: вместо десятков работников, занятых жатвой, обмолотом и веянием, уборку выполняет один оператор.
• Повысить качество зерна: своевременная уборка и правильная настройка комбайна позволяют сохранить товарные качества зерна.

В России комбайны играют важнейшую роль в обеспечении продовольственной безопасности. Крупнейшим производителем зерноуборочных комбайнов в стране является компания «Ростсельмаш» (модели «ACROS», «TORUM», «VECTOR»). Также на рынке представлены комбайны «Петербургского тракторного завода» (серия «Кировец»).

Интересные факты

• Самый большой в мире зерноуборочный комбайн — «Lexion 8900» (производство «Claas»). Его мощность достигает 790 л.с., а ширина захвата жатки — до 12,3 метров.
• Первый в мире комбайн с системой автоматического вождения (автопилотом) был представлен компанией «John Deere» в 1998 году.
• В СССР в 1930-е годы комбайны часто использовались не только для уборки, но и для перевозки людей и грузов (в кузове, переоборудованном из бункера).
• В некоторых странах (например, в Австралии) до сих пор используются комбайны, работающие на газе (пропан-бутан), что снижает выбросы вредных веществ.

Критика и недостатки

Несмотря на высокую эффективность, комбайны имеют ряд недостатков:

• Высокая стоимость: современный самоходный комбайн может стоить от 10 до 50 миллионов рублей и более, что делает его недоступным для мелких фермерских хозяйств.
• Сложность обслуживания: требует квалифицированного персонала для настройки, ремонта и технического обслуживания.
• Уплотнение почвы: большая масса комбайна (до 20 тонн) приводит к уплотнению верхних слоёв почвы, что может снижать её плодородие.
• Зависимость от погоды: работа на переувлажнённых полях затруднена или невозможна из-за риска застревания и повреждения почвы.
• Потери зерна: при неправильной настройке или работе на сложных культурах потери могут достигать 5-10% урожая.

Источники

• «Сельскохозяйственные машины» / Под ред. В. И. Кленина. — М.: Колос, 1998.
• «История развития сельскохозяйственной техники» / А. Н. Карпенко. — М.: Агропромиздат, 1985.
• Материалы официальных сайтов компаний «Ростсельмаш», «John Deere», «Claas».
• «Зерноуборочные комбайны: устройство и эксплуатация» / В. В. Анисимов. — М.: Академия, 2010.