Знаком ли Михаил Сергеевич Горбачёв – бывший Первый секретарь ЦК КПСС и первый Президент СССР, а нынче почётный пенсионер и Нобелевский лауреат с джоулем? Большой вопрос. Понятие «джоуль» хорошо известно тем, кто ещё не забыл школьную и университетскую физику. Большинству же хлеборобов России, да пожалуй и в мире, понятие «джоуль» неведомо, или почти не знакомо. Спроси любого хлебороба: что такое джоуль? – он, в лучшем случае, сочтёт это за «прикол», а в худшем – пошлёт куда подальше. И будет прав. Как сказала бы одна из героинь пьесы об одном из героев, задавшего витиеватый вопрос: «… учёность свою показывают». А тем ни менее, понятие это имеет самое непосредственное отношение к земледелию вообще и к хлеборобам в частности. Особенно это важно для молодых людей, которые собираются создать свою современную зерновую ферму.
Один джоуль (пишется 1 Дж) – это принятая всеми физиками мира единица измерения энергии. Любой энергии. И механической, с помощью которой хлеборобы сеют и убирают урожаи. И химической, которая скрыта в моторном топливе тракторов, комбайнов и зерновозов. И электромагнитной (солнечной), благодаря которой наливаются зерном колосья пшеницы и растут все растения на земле. Именно с этой энергией ежегодно, ежедневно и даже ежечасно имеет дело любой хлебороб. Чтобы рационально и по-хозяйски использовать эту энергию, надо, по меньшей мере, научиться правильно её измерять. А научившись её измерять, принимать правильные решения. Особенно полезно это знать тем, кому суждено принимать судьбоносные решения «быть или не быть» новой технике на полях хлеборобов. Дать «зелёный свет» новому изобретению, или положить его «под сукно». Построить ферму по классической схеме на основе тракторов, комбайнов, зерновозов и иной стандартной техники, или рискнуть и построить её на основе АМАК-системы в виде полевого самоходного зернового завода. Об этом и пойдёт речь ниже.
Чтобы обычный читатель, хорошо подзабывший школьную физику, представил энергию в один джоуль «весомо, грубо, зримо», приведём пример. Если любое тело массой в 102 грамма поднять на высоту в один метр, то в этом случае мы затратим механической энергии ровно один джоуль. Расчёт этой энергии сделан сравнительно просто: надо массу тела (в килограммах) умножить на ускорение свободного падения (9,8 м/сек²) и ещё раз умножить на высоту подъёма тела (в метрах), при этом полученное значение и будет обозначать количество затраченной механической энергии в джоулях. Для интереса (школьную программу вспомнили!) можете сами подсчитать количество энергии (механической), которую надо затратить, чтобы поднять одну тонну зерна на высоту трёх метров в бункер комбайна.
Очень полезно для хлебороба знать: сколько требуется затратить механической энергии, чтобы перевезти на расстояние в один километр одну тонну зерна от комбайна до склада. Рассчитать эту энергию тоже не очень сложно. Надо массу зерна (в килограммах) умножить на ускорение свободного падения (см. выше), умножить на коэффициент сопротивления качению, и ещё раз умножить на расстояние (в метрах) транспортировки зерна. В результате получим количество механической энергии в джоулях. Почти уверен, что заинтересованному читателю уже захотелось самому воспользоваться этой формулой и произвести свой расчёт. Ускорение свободного падения известно, массу зерна и расстояние его транспортировки можно брать любыми, а вот коэффициент сопротивления качению – строго определённый. Он зависит от вида транспортного средства и дороги, по которой оно будет передвигаться. Если вы воспользуетесь услугами типового автомобиля-зерновоза, то коэффициент сопротивления следует брать таким: 0,10 – для стерни; 0,04 – для сухой грунтовой дороги; 0,01 – для асфальтобетонной дороги. Можете приступить к расчёту для вашего конкретного случая. Только имейте в виду, что получать вы будите значения механической энергии. И учитывайте массу автомобиля-зерновоза.
Обычный хлебороб, познакомившийся с проектом АМАК-системы (см. Интернет, www.amak-sistema.ru), глядя на большие размеры и массу АМАК (126 тонн при четырёх 25-метровых рабочих и одном управляющем пролётах) на уровне интуиции или «чуйки» представит: сколько же энергии надо затратить на передвижение АМАК по рельсовым колеям вдоль активного угодья. Конечно же, ему покажется, что при перемещении более лёгких и меньших по габаритам тракторов, комбайнов, зерновозов и дождевальных машин будет расходоваться значительно меньше энергии, чем в АМАК-системе. На самом деле это не так, и поможет это доказать именно джоуль.
Если, например, сев вести в тракторной системе и использовать сеялку Астра нова (масса 3135 кг, ширина захвата 5,4 м) и трактор Зетор (масса 4800 кг, мощность 136 л. с.), при начальной массе семян в бункере сеялки в 200 кг, то на засев одного гектара затратим 49266 кДж (кило джоулей) химической энергии моторного топлива при его сгорании в двигателе внутреннего сгорания трактора. Если засев одного гектара вести в АМАК-системе, то затратим 350 кДж электрической энергии – в 140 раз меньше, чем в тракторной системе. Это можно объяснить тремя факторами. Во-первых, трактор и сеялка передвигаются по стерне при коэффициенте сопротивления качению 0,1, в то время как АМАК передвигается по рельсам при коэффициенте сопротивления качению 0,001 – это экономит энергию. Во-вторых, двигатели внутреннего сгорания преобразуют химическую энергию моторного топлива в механическую с КПД=0,3, в то время как АМАК преобразует электрическую энергию в механическую с КПД=0,9 – это вторично экономит энергию. В-третьих, во время сева в расчёте на один метр ширины захвата перемещаемая масса для тракторной системы составляет 1469 кг, а для АМАК – 1260 кг (1000 кг – масса погонного метра рабочего пролёта, 200 кг – доля массы управляющего пролёта, 60 кг – доля масса опоры с ходовой частью рабочего пролёта). Не значительные доли масс семян, доли масс тракториста и двух операторов АМАК при расчёте тракторной и АМАК-системы не учтены.
Внимательный читатель вправе задать вопрос: если АМАК даёт такой фантастический выигрыш в экономии энергии, то почему он до сих пор не применяется в земледелии? Почему мы не видим его на полях России? И, в конце-концов, почему им не заинтересовались за рубежом, американцы, например? Ответ прост: те люди, которые определяют научно-техническую политику и финансирование в земледелии либо ничего не знают о существовании АМАК (точнее АМАК-системы), либо игнорируют джоуль, как объективный инструмент анализа новой техники и принятия решений по её внедрению. Либо выжидают: кто внедрит её первым (внедрение АМАК-системы требует больших начальных капитальных вложений, но не больше, чем на проведение олимпиад и чемпионатов мира). АМАК-система изобретена в России, и уже в 1977 году могла быть реализована на практике. В своё время АМАК-системе мог дать «зелёный свет» Михаил Сергеевич Горбачёв, который сам поработал комбайнёром, был ответственным за всё сельское хозяйство в СССР, а потом и Генеральным секретарём ЦК КПСС. Но не включил «зелёный свет». А мог бы, если бы на юридическом факультете МГУ изучал не только труды Карла Маркса, но и познакомился хотя бы с одним трудом Джеймса Джоуля, в честь которого и названа единица измерения энергии – джоуль. Надо признать – плохо в российских вузах нашим юристам преподают физику. Вот и нынешний Президент России тоже юридический факультет закончил, может быть поэтому и нет в России ни одной АМАК-системы.
Ю. Жуков – автор АМАК-системы