Концепции сельскохозяйственных тракторов будущего
Последние разработки в области инженерного обеспечения сельского хозяйства уже сегодня оказывают существенную помощь в снижении нагрузки на аграриев, способствуют повышению урожайности и сохранению плодородия почв, экономии затрат труда и материальных ресурсов. Беспилотные технологии, системы точного земледелия, GPS и программное обеспечение для управления парком машин становятся не просто модными словами, а объективными реалиями. Тем не менее, ведущие производители сельскохозяйственной техники не останавливаются на достигнутом и в условиях «жесткой» конкурентной борьбы создают новые концепции, направленные на упрощение труда фермеров.
«ГлавПахарь» предлагает ознакомиться с наиболее интересными новинками тракторостроения, которые могут быть предложены сельскохозяйственным товаропроизводителям в обозримой перспективе. Это новые концепции тракторов, которые являются не просто ультрасовременными и функциональными, но и имеют привлекательный футуристический дизайн.
Автономный трактор Case Magnum
Несомненно, самой известной и часто упоминаемой концепцией трактора будущего является разработка американской компании Case, созданная на базе существующей модели Magnum. Представители компании считают, что в перспективе все полевые работы могут выполняться автономно с возможностью удаленного контроля, а поэтому в конструкции модели кабина вообще не предусмотрена. Управление осуществляется посредством полностью интерактивного интерфейса, позволяющего осуществлять удаленный мониторинг предварительно запрограммированных работ.
Бортовая система трактора автоматически определяет наиболее эффективные маршруты движения по полю в зависимости от ширины оборудования, конфигурации местности, наличия препятствий и других машин, работающих на данном участке. Благодаря использованию радара, лазерных дальномеров и цифровых камер трактор может обнаруживать любые препятствия на своем пути и самостоятельно останавливаться, пока оператор не назначит новый маршрут.
Концептуальная модель Case вызвала широкие дискуссии в мировом агросообществе о том, как подобные машины могут потенциально решить проблемы нехватки рабочей силы в сельскохозяйственном производстве. Сегодня компания представляет роботизированный трактор по всему миру, предлагая потенциальным пользователям опробовать возможности модели и высказать свое мнение о данной концепции.
Мощность концептуальной модели трактора составляет 419 л.с., что позволяет ему эффективно выполнять такие задачи, как обработка почвы, посев, опрыскивание и уборка урожая.
Концептуальный трактор Valtra ANTS
Концептуальная разработка трактора будущего от компании Valtra отличается не только оригинальной конструкцией, но и футуристическим дизайном. Его маркировка ANTS подчеркивает сходство модели с насекомым (от англ. «ant» — муравей), а также представляет собой объединение возможностей и лучших параметров существующих линеек тракторов — серии A, N, T и S.
ANTS является модульной машиной, состоящей из двух частей. По отдельности основной модуль обеспечивает выходную мощность около 200 кВт, а дополнительный — 100 кВт. Модули трактора способны работать индивидуально или вместе как единое целое при выполнении особо тяжелых работ. При этом задние колеса одной машины регулируются на узкую колею и соединяются с передними колесами другой машины, создавая шарнирно-сочлененную раму. В такой конфигурации максимальная выходная мощность достигает 400 кВт.
На оба модуля, при необходимости, могут быть установлены кабины в форме капсул с регулируемой высотой установки в целях безопасного доступа и выхода из кабины. Традиционно, в кабине применена система реверсивного хода TwinTrac.
Управление машиной осуществляется, преимущественно, при помощи голосовых команд, а вся необходимая информация отображается на стекле кабины при помощи проекционного дисплея.
Концептуальный трактор Valtra H202
В развитие предыдущего концепта компания Valtra представила новую разработку — модель дистанционно управляемого трактора Valtra H202, работающего на водороде.
Конструкторы компании отмечают, что сегодня одной из самых важных тем является внимание к окружающей среде, поэтому в качестве источника энергии для трактора были выбраны водородные топливные элементы, при помощи которых вырабатывается электричество для привода колесных движителей.
Смешивание водорода и кислорода осуществляется в специальных топливных элементах. При этом кислород собирается посредством систем забора воздуха, а водород хранится в алюминиевых топливных баках при избыточном давлении.
Электропривод обладает высоким и, главное, постоянным крутящим моментом, является экологически безопасным и требует минимального обслуживания. Водород может быть получен путем переработки метана с животноводческих ферм и комплексов. Это также позволит не только снизить воздействия машин на окружающую среду, но и поможет сократить объем ресурсов, необходимых для производства продуктов питания.
Дизайн модели представляет собой эволюцию архетипической формы трактора, что делает его оригинальным и узнаваемым.
Предполагается, что трактор будет оборудован комплексом датчиков для работы на полях в ночное время, дистанционным управлением и системой активной безопасности, которая будет способна взять на себя управление трактором от оператора при возникновении опасных ситуаций.
Проект планируется завершить к 2040 году.
Концептуальный трактор Zetor
Чешский производитель Zetor в честь 70-летия компании представил новую концепцию трактора, дизайн которого разработан известной итальянской фирмой Pininfarina. При проектировании концептуальной модели использован стиль оформления спорткаров, в результате чего была создана конструкция трактора в стиле Ferrari с яркой красной окраской, тонированными окнами, фасонными боковыми панелями, напоминающая роскошный спортивный автомобиль.
Боковые панели трактора выступают в качестве защитного покрытия и могут быть легко сняты для выполнения работ по техническому обслуживанию. Вентиляционные отверстия в панелях служат для предотвращения перегрева двигателя, по аналогии спортивных автомобилей, что также дает определенное представление о характеристиках трактора.
Двухцветная схема окраски имеет не только эстетическое, но и функциональное назначение: технические элементы окрашены в черный цвет, декоративные — в красный.
В компании Zetor отмечают, что помимо соответствия продукции техническим запросам клиентов, они сосредоточены на привлекательном, современном внешнем виде машин, а новая концепция является предварительной проработкой будущей линейки тракторов бренда, которые будут использовать новый спортивный дизайн.
Даты производства и выпуска тракторов еще не определены, но Zetor представляет свою концептуальную модель на многих международных выставках, чтобы оценить реакцию и обратную связь от клиентов.
Концептуальный трактор Yanmar YT
Данный концепт трактора будущего впервые появился в середине 2013 года и был приурочен к 100-летнему юбилею компании Yanmar. Серийные модели серии YT сошли с конвейера завода в 2015 году и с тех пор стали ведущей линейкой тракторов Yanmar. Ключевой особенностью дизайна являются заостренные линии корпуса и массивные колеса с оригинальными дисками, что придает машине «футуристический» внешний вид.
Новый дизайн был несколько упрощен по сравнению с оригинальной концепцией, но сохранил спортивный внешний вид трактора. Также модель получила новый вариант окраски, алюминиевые ступени премиум-класса и эргономичные элементы управления.
Технической особенностью концепции YT стало наличие беспилотной системы, которая позволила одному оператору управлять двумя тракторами одновременно, что значительно сокращает время, необходимое для выполнения полевых работ. Несмотря на запуск модели в серию, компания продолжает совершенствование технологий автоматизации в сотрудничестве с Университетом Хоккайдо.
Концептуальный трактор Claas Etrion 400
Модель Etrion 400 является не концепцией, а исследовательским проектом, выполненным техническими специалистами по разработке тракторов Claas во французском подразделении Vélizy-Villacoublay.
Целью проекта было изучение вариантов дизайна, которые могли бы сделать сельскохозяйственные машины более эффективными в будущем. При этом дополнительно рассматривались и учитывались вопросы оптимизации сцепных свойств, типа привода, интуитивно понятного управления.
Etrion 400 расшифровывается как Electromobility (электромобильный), Trac (гусеничный), Rad (колесный) мощностью 400 л.с.
Для увеличения тягового усилия и минимизации уплотнения, на Etrion 400 был установлен комбинированный движитель, в котором гусеницы расположены между управляемыми колесными осями. Гусеничный движитель типа Terra Trac может подниматься при движении по дорогам или на поворотной полосе, что обеспечивает отличную маневренность.
Увеличение эффективности может быть достигнуто применением концепции Claas Power Systems, которая предусматривает возможность установки различных типов источников энергии и приводов. В предложенной конструкции применены 8 индивидуальных электроприводов на гусеницы и ступицы колес, а в качестве источника энергии могут применяться дизельный двигатель, аккумуляторы, водородные топливные элементы и пр.
Ключевым решением в обеспечении легкости эксплуатации стала технология Plug-in, которая позволяет операторам быстро присоединять навесные машины и оборудование (на передней и задней навеске) без необходимости выходить из трактора.
Несмотря на то, что у Etrion нет кабины, команда разработчиков также предоставила свое концептуальное видение по элементам управления и дальнейшему улучшению условий работы оператора.
Концептуальный трактор New Holland
Современные тракторы являются крупными потребителями топлива и источником загрязнения окружающей среды, особенно учитывая их размеры и выполняемый объем работ. Осознавая эту проблему, многие производители техники принимают определенные меры по ее решению. Компания New Holland также акцентировала свои исследования на применении экологически чистой энергии, и в 2009 году представила прототип трактора, работающего на водороде.
Вместо классического дизельного двигателя и коробки передач на трактор был установлен бак для водорода, система топливных элементов и два электродвигателя. Для запуска процесса конверсии водорода необходима только вода и электричество. Электролизер разделяет воду на газообразные водород и кислород, после чего водород поступает в резервуары высокого давления и используется в качестве энергии для трактора.
Система топливных элементов, установленная в тракторе, преобразует водород в электричество, которое приводит в действие два двигателя, обеспечивающие привод ведущих колес, ВОМ и других вспомогательных устройств. Представленный трактор развивал мощность до 106 л.с., а время его автономной работы составляло около трех часов.
До 2020 года высокая стоимость топливных элементов и ограниченная доступность водородного топлива не позволяла сделать такие модели тракторов коммерчески жизнеспособными, поэтому компании отказывались от подобной концепции.
После новых разработок австралийских ученых водород значительно укрепил свои позиции как альтернативный вид топлива для сельскохозяйственной техники. В институте CSIRO разработали новую мембранную технологию преобразования аммиака в водород, что позволяет осуществлять его безопасное хранение и транспортировку.
Концептуальный трактор Fendt X
Общей концепцией большинства тракторов будущего является использование электричества и чистой энергии как для привода трактора, так и навесного оборудования.
Модель Fendt X была представлена в 2013 году на выставке Agritechnica. Концепция была разработана на основе серии 700 Vario и оснащена четырехцилиндровым дизельным двигателем мощностью 200 л.с. Особенностью трактора стала идея электропривода навесного оборудования через встроенный высокопроизводительный генератор переменного тока, что исключает использование традиционных ВОМ и гидравлики. Электрическая мощность до 130 кВт может быть преобразована и передана потребителю в виде постоянного тока напряжением 700 В через систему POWERBUS. Данная система также обеспечивает питание внутренних компонентов трактора, таких как привод электрического вентилятора и насоса охлаждающей жидкости.
В концептуальной модели Fendt обеспечен постоянный контроль изоляции всех электрических линий. В случае неисправности какого-либо компонента источник питания можно отключить практически мгновенно.
По заявлению компании, Fendt надеется вывести эту концепцию на рынок в 2020 году.
Концептуальный трактор Kubota X
Японский производитель Kubota представил новую концепцию тракторов серии X или Dream Tractor. Модель футуристического дизайна является полностью автономной машиной, обладающей «искусственным интеллектом» и, по заявлению компании Kubota, представляет будущее сельского хозяйства.
Искусственный интеллект применяется для контроля погодных условий и оценки динамики роста сельскохозяйственных культур, а также самостоятельного принятия решений о необходимости и целесообразности выполнения операций по обработке почвы, посеву, сбору урожая.
Автоматизация управления обеспечивается системой GPS, бортовыми датчиками и камерами, что позволяет ему автономно работать на любых полях.
Робот Kubota X имеет четыре независимых гусеничных движителя с электроприводом, что позволяет регулировать скорость вращения каждой гусеницы и минимизировать радиус поворота. Также имеется возможность регулировки клиренса для обеспечения дополнительной устойчивости при высоких тяговых нагрузках или работы в высокорослых посевах.
В качестве источника энергии выступает комбинация литий-ионных аккумуляторных и солнечных батарей.
Концептуальный трактор John Deere Joker
В рамках исследовательского проекта GridCON, завершенного в 2018 году, американская компания John Deere представила автономный трактор, имеющий полностью электрическую трансмиссию с питанием из электросети через фронтальный барабанный удлинитель. Одной из главных особенностей разработки стала концепция автоматизированной прокладки кабеля. Тем не менее данный подход резко ограничивает мощностные параметры трактора: при длине кабеля 1 км доступная мощность составляет 300 кВт, при длине кабеля 2,5 км — уже 100 кВт.
Дальнейшим развитием проекта стала разработка в 2019 году автономного электротрактора Joker с приводом от электродвигателя мощностью 500 кВт, который работает от аккумуляторов. Новый трактор отличается компактностью и может быть оснащен колесами или гусеницами. Ключевой особенностью трактора является шарнирно-сочлененная система рулевого управления, работающего в тандеме с агрегатируемой сельскохозяйственной машиной.
Гибкая балластировка доступна в диапазоне от 5 до 15 тонн в зависимости от вариантов использования, что позволяет минимизировать степень уплотнения почвы.
Концептуальный трактор Massey Ferguson Next
В 2019 году состоялась презентация новой концепции трактора Massey Ferguson Next, воплотившей в себе планы развития компании на ближайшие годы и отразившей новый уровень простоты и надежности техники.
Модель оснащена новой четырехместной кабиной, а управление трактором осуществляется при помощи двух джойстиков. При этом левым рычагом контролируется направление движения, а правым — работа трансмиссии и гидрораспределителей. Управление всеми остальными функциями трактора возложено на новый многофункциональный джойстик и рычаг Multipad.
Также трактор оснащен всеми необходимыми системами для автономной работы. Важным нововведением является функция сканирования рабочего пространства с помощью датчиков и видеокамер на капоте и крыше, которые отслеживают параметры почвы и культуры, а по этим данным система управления нормой внесения автоматически корректирует настройки рабочей машины.
Трактор не имеет зеркал заднего вида, вместо которых операторам доступны две широкоугольные видеокамеры высокого разрешения с функцией ночного видения, которые передают изображения на дисплеи в кабине.
Еще недавно представленный прототип Next уже получил воплощение в серийную модель трактора Massey Ferguson MF 8S.
Концептуальный трактор Steyr Konzept
Гибридная модель австрийских производителей Steyr Konzept была представлена в 2019 году. На трактор установлен традиционный 4-цилиндровый дизельный двигатель NEF45 4.5 L мощностью 150 кВт и четыре электрических мотор-генератора. Благодаря гибридной связке NEF45 с электромоторами, удалось добиться повышения общей мощности до 250 кВт. При этом дизель работает в оптимальном экологичном режиме только для зарядки аккумуляторов. Заряда аккумуляторов хватает на работу трактора в тяжелых условиях без дизельного топлива в течение часа.
Интеграция электродвигателей в колеса понизила общий центр тяжести трактора, улучшила управляемость, устойчивость и маневренность за счет применения системы интеллектуального распознавания оптимального усилия, прилагаемого к каждому колесу. В конструкции использовано минимальное количество механических деталей, что способствует снижению потерь мощности, а также продлению срока службы узлов и агрегатов, уменьшению затрат на техническое обслуживание.
На тракторе установлена система камер и мониторов, а также интерактивные проекционные дисплеи, которые позволяют осуществлять управление и контроль за выполнением работ прямо из кабины.
Steyr Konzept создан для воплощения в жизнь идей и технологий точного земледелия. В комплект гибридного трактора входит дрон, оснащенный многочисленными датчиками. Во время полевых работ дрон летит впереди трактора, передавая эти данные в реальном времени прямо в кабину оператору. Таким образом, параметры работы трактора могут быть моментально изменены в зависимости от полевых условий.
Источник: