Приход к такому состоянию обусловлен вполне объективными факторами. С одной стороны, развитие электроники привело к существенному росту возможностей в смысле сложности реализуемых алгоритмов и программ, вследствие чего логические свойства бортовых устройств мало уступают персональным компьютерам. К тому же резко возросли показатели надежности электронных устройств и снизилась себестоимость их производства. С другой стороны, технический уровень традиционных узлов, механизмов и систем тракторов ведущих фирм фактически выровнялся так, что ни одной из фирм больше не удается надолго и значительно опередить конкурентов какими-то революционными решениями. И только область автоматизации, освоенная сравнительно недавно, позволяет изыскивать оригинальные подходы и конкурентоспособные качества.

При этом характерно, что уровень оснащенности тракторов СА практически не зависит от места, занимаемого фирмами-производителями на рынке. Даже при относительно небольших объемах производства и продаж многие фирмы за последние годы существенно продвинулись в этом направлении. Так, финская фирма Valmet на Парижском салоне SIMA-93 показывала тракторы, не имевшие никаких СА. А уже с 2001—2002 гг. ее преемница — фирма Valtra — выпустила на рынки семейство тракторов HiTech, оснащенных вполне современным набором таких средств. На этом фоне можно видеть, что по существу все производители работают по одним и тем же основным направлениям. В результате сложилась общепринятая номенклатура СА, внутри которой наблюдаются незначительные различия в реализации тех или иных функций.

Наиболее распространенными продолжают оставаться средства контроля технического состояния и режимов работы (электронные щитки приборов). С их помощью расширяется номенклатура контролируемых параметров без какого-либо увеличения габаритов приборной панели и средств индикации на ней. Более того, буквенно-цифровые индикаторы таких систем все более широко используются для предъявления водителю кодовых сообщений интегрального характера о неисправностях, требующих устранения. Так, в упомянутом семействе финских тракторов на дисплее системы могут быть показаны 34 кодовые комбинации, соответствующие различным неисправностям (следующие серии тракторов этой фирмы типов Т-160 и Т-180 имеют в руководствах по эксплуатации списки таких кодов более чем на трех страницах). Кроме того, наличие на тракторе такой системы сразу же обнаруживается в интерьере кабины и служит как бы визитной карточкой фирмы, подтверждающей современный технический уровень машины. В условиях острой конкуренции между производителями такой факт имеет определенное значение.

Следующее направление автоматизации связано с управлением моторно-трансмиссионной установкой трактора. Здесь наблюдается достаточно большое разнообразие функций, которое, по-видимому, отражает различные представления разработчиков о целесообразности и эффективности, но опирается на такую общую особенность, как использование фрикционных элементов с гидравлическим управлением с помощью электрогидравлических аппаратов. При этом функции автоматического управления можно разделить на две группы. Первая связана с управлением передаточными отношениями трансмиссии и распределением в ней потоков мощности: автоматическое управление переключением передач, "быстрый" реверс и автоматическое управление включением и выключением блокировок дифференциалов и приводов дополнительных ведущих мостов на колесных тракторах. Такие функции можно считать как бы "внешними", заметными по изменениям режимов движения машины.

Другую группу функций можно считать скорее внутренними, относящимися к характеру исполнения некоторых действий, в том числе относящихся к первой группе. В этой группе можно указать управление процессами плавного включения муфт того же реверса или привода ВОМ, а также управление процессом переключения ступенчатых КП без разрыва потоков мощности. Характерно, что в последнее время в этих целях тракторные трансмиссии оснащаются электрогидравлическими аппаратами в виде пропорциональных редукционных клапанов, обеспечивающих заданное протекание переходных процессов по характеру изменения давления в гидроприводе управления фрикционными элементами.

Наиболее продвинутые решения в этой области увязываются с таким прогрессивным фактором, как электронное регулирование подачи топлива в дизель, которое не только отвечает растущим экологическим требованиям по токсичности выхлопа, но и повышает стабильность регулирования в эксплуатации. Однако именно при совместном автоматическом управлении двигателем и трансмиссией достигается наивысшая эффективность по производительности и топливной экономичности в широком диапазоне тяговых нагрузок и скоростей. Отметим, что в последнее время ряд фирм возобновил производство двухпоточных трансмиссий с гидрообъемным контуром и автоматическим бесступенчатым регулированием. Можно считать, что это решение обеспечено как возросшим уровнем качества и снизившейся ценой гидравлических машин, так и достигнутым совершенством электронных средств автоматики.

Следующее по эффективности и распространенности — электронное регулирование положения навесного устройства (ЭГСАРН). Однако здесь, в отличие от предшествующего направления, наблюдается практически единый подход к устройству и действию. Он заключается в использовании стандартных способов регулирования (силового, позиционного и комбинированного) и методов настройки и управления. Некоторое разнообразие внесено появившимися в последние годы двумя особенностями:

• регулирование заданного положения навесного орудия может корректироваться при появлении чрезмерного буксования ведущих колес (о получении необходимой для этого информации будет сказано ниже);
• отдельные производители рекламируют такое свойство, как гашение колебаний поднятого навесного устройства с орудием на транспортных переездах, умалчивая при этом о принципах и фактической эффективности такого гашения.

Современный признак развития этих направлений — расширяющееся использование интегрированных систем программного управления трактором на развороте. Как известно, для входа в разворот и выхода из него водителю приходится в ограниченное время и в нужной последовательности выполнить целый ряд действий, связанных с выключением и включением ВОМ, подъемом и опусканием навесного орудия и изменением скорости. Появившиеся на ряде тракторов ведущих зарубежных фирм системы программного управления способны в режиме обучения запомнить требуемую последовательность действий такого рода и затем воспроизводить ее многократно и в том же порядке уже без участия водителя.

Выше упоминалось об использовании в некоторых системах регулирования положения навесного устройства информации о буксовании ведущих колес. Такая информация стала доступна благодаря массовому применению на тракторах радарных датчиков действительной скорости, действующих на основе эффекта Допплера. Ведущий поставщик этой продукции на рынок — американская фирма Dikey John. Датчики такого вида широко используются как основа эксплуатационно-технологического мониторинга, позволяющего рационально подбирать тягово-скоростные режимы для различных условий агрегатирования тракторов и состояния почвы.

Отметим, что в свое время в рамках советско-болгарского предприятия "Агроавтоматика" нами была разработана универсальная информационная система с оригинальной конструкцией радарного датчика и гораздо более насыщенным набором функций контроля. Изготовленная тогда установочная партия (100 шт.) находится в нашем распоряжении и сохраняет работоспособность, несмотря на 12-летний срок хранения. К сожалению, наши предприятия не проявляют пока интереса к ним. Более того, основа конструкции таких датчиков — твердотельная электроника для сверхвысоких частот — относится к направлениям, где отечественные наука и техника традиционно опережают мировой уровень. Поэтому здесь сохраняется возможность при благоприятных обстоятельствах разработать и освоить для отечественного тракторостроения конструкцию такого датчика на уровне, превышающем мировой.

Описанные направления автоматизации ранее прорабатывались нами совместно с заводами и другими научно-исследовательскими организациями. К сожалению, ни в одном из них не удалось продвинуться дальше образцов разной степени готовности к освоению. Произошедший в последние годы спад объемов производства тракторов и ОКР по тракторной технике привел практически к полному прекращению работ по этим направлениям как особенно науко- и ресурсоемким. Поэтому отечественные тракторы не оснащаются не только штатными СА, но и по заказу. Лишь отдельные заводы для экспорта комплектуют свои машины импортными изделиями, в том числе ЭГСАРН.

В последнее время появилась информация о том, что фирмы, изготовляющие такие изделия, как передние мосты, предлагают снабжать их электронными системами автоматического регулирования подвесок. Подробности такого регулирования не сообщаются, однако можно с большой уверенностью говорить, что оно скорее связано с автоматической коррекцией параметров пассивных (диссипативных) систем в зависимости от условий работы трактора.

Интересно отметить, что в последние годы (примерно уже с конца 80-х гг.) практически прекратились разработки и исследования по такому направлению, как автоматическое вождение тракторов. В свое время оно получило бурное развитие, в том числе в отечественной практике, но до промышленного освоения так и не дошло. Думается, что причины этого явления связаны с тем, что найденные решения либо имели слишком узкие области применения при достаточной простоте конструкции (копировальные системы), либо оказались слишком сложными и дорогими при очевидной универсальности (системы на базе радионавигационных средств). А такое преимущество этих систем, как существенное улучшение условий труда, оказалось не имеющим экономического подкрепления и не было востребовано.

В связи с этим нельзя не отметить, что в последнее время появляются сведения об использовании для автоматизации вождения мобильной с.-х. техники (МТА или самоходные машины) информации, предоставляемой спутниковой навигационной системой (GPS). Утверждается, что такая информация может служить не только основой технологий дифференцированной обработки, но и базой автоматизации вождения. По этому поводу имеются достаточно обоснованные сомнения, связанные как с недостаточной точностью определения местоположения управляемого объекта, так и с довольно высокой стоимостью оборудования и пользования им. Известные сведения об удачных попытках такого рода (например, о работах японских специалистов по созданию тракторов-роботов) оставляют в тени тот факт, что при этом используется достаточно сложная и дорогая аппаратура системы наземных ретрансляторов, которая и обеспечивает необходимую точность измерения координат объектов.

В подтверждение этих соображений можно сослаться на две достаточно свежие публикации. В первой [2] сообщается, что фирма John Deere предлагает для установки на свои мощные тракторы систему GreenStarг такого вида. Для ее поддержки в Англии размещена наземная станция, благодаря чему точность ориентирования становится не хуже 100 мм. В другой [3] описывается система, рекомендуемая для оснащения тракторов Challenger концерна AGCO и производимая фирмой Beeline Technologies в Австралии. Указывается, что она может обеспечивать два уровня точности: 10 см при стоимости оснащения (включая двухгодичную лицензию на право пользования) 13 тыс. евро и 5 см (19 тыс. евро).

По поводу явной экспансии таких предложений можно только гадать. Скорее всего она отражает возникающую конкуренцию между США и странами ЕС за рынок услуг глобальной системы спутниковой навигации [I].

В связи с этим представляется, что начатые нами в свое время разработки совместно с ВИСХОМом по локальным навигационным системам на базе радиодальномеров заслуживали большего внимания. К сожалению, исследования в этом направлении были без должных оснований прекращены, однако они могут возобновиться (при создании соответствующих условий) на той же базе, которая была упомянута в связи с радарными датчиками. Сегодняшнее состояние этой области аппаратных средств позволяет считать, что возможность решения такой задачи с разумными экономическими показателями имеется.

Что касается перспектив развития всего этого направления в отечественном тракторостроении и с.-х. производстве, можно отметить следующее. Несмотря на практически полное прекращение ОКР по нему, нам удалось сохранить накопленный научно-технический задел, а специалисты передовых зарубежных фирм, несмотря на бурное развитие тракторной электронной автоматики, таким заделом в полном объеме не обладают, о чем можно судить по характеру решаемых ими задач. Кроме того, если раньше возможности этого направления у нас были существенно ограничены по доступному конструкторско-технологическому и производственному потенциалу, то сейчас такой потенциал (при благоприятном стечении обстоятельств) может быть привлечен без ограничений.

Справедливости ради стоит отметить, что в последнее время техническое руководство ряда российских тракторных заводов проявляет оправданный интерес к отдельным аспектам этого направления. В первую очередь рассматриваются возможности электронного и электрогидравлического управления механизмами трансмиссий и электронно-гидравлического регулирования положения навесных устройств. Однако этот интерес пока еще не подкреплен необходимыми ресурсами. Кроме того, не всегда имеется понимание того, что для перехода к понятным стадиям ОКР и освоения в большинстве случаев требуется проведение прикладных НИР (хотя бы в плане адаптации сохраненного задела к созданию СА для новых моделей тракторов).

В связи с этим стоит подтвердить, что исследования и перспективные разработки, ведущиеся специалистами научно-исследовательских организаций и учебных заведений, заслуживают внимания и поддержки. Хочется верить, что отечественные машиностроение и с.-х. производство достаточно скоро востребуют результаты такой деятельности.

Список литературы

1. Барановский Андрей. Экономическая составляющая спутниковой навигации // Независимое военное обозрение. — 2004, № 1.
2. GreenStarг guidance system // "Landwards" Late Summer. — 2003.
3. Kommen Sie auf die gerade Spur! // Profi. — 2003, № 9.