Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, 2008, №38

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

1

УДК 519.24 
 
UDC 519.24 

МЕТОДИКА ВЫБОРА КОЛИЧЕСТВА 
ПОВТОРНОСТЕЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ 
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 
 

 METHOD OF REPLICATIONS AMOUNT 
CHOICE UNDER CARRYING OUT  
OF EXPERIMENTAL RESEARCHES 

Труфляк Евгений Владимирович  
 к. т. н., доцент 
 

Truflyak Evgeny Vladimirovich 
Cand. Tech. Sci., assistant  professor 

Труфляк И.С.  
 ассистент  
 

Truflyak I.S. 
 lecturer 

Кравченко В.С.  
 д. т. н., профессор 
 

Kravchenko V.S. 
Dr. Sci. Tech., professor 
 
Гончарова И.А.  
 студентка  
 

Goncharova I.A. 
student 

Кубанский государственный аграрный 
университет, Краснодар, Россия 
 

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia 

В статье представлена методика определения 
количества повторностей при сравнении двух 
выборок в зависимости от средних значений 
выборок и их стандартных отклонений. Показан 
пример сравнения выборок по критерию 
Стьюдента. 
 

Method of replications amount determination under 
comparison of two samplings dependently on average 
values of samplings and their standard deviations is 
presented in this article. Example of samplings 
comparison by the criteria of Student has been shown. 
 

Ключевые слова:  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ 
ИССЛЕДОВАНИЯ, КОЛИЧЕСТВО 
ПОВТОРНОСТЕЙ, ОШИБКА ОПЫТА. 

Key words: EXPERIMENTAL RESEARCHES, 
REPLICATIONS AMOUNT, EXPERIMENTAL 
ERROR. 
 

Методика исследований – это совокупность подходов, способов и 

приемов проведения научных исследований [1]. Она отвечает на вопрос: 

как и каким образом проводить исследование. Методика исследований 

определяет: оборудование, приборы, количество опытов (повторностей), 

план работы, затраты времени и средств. Правильная методика – залог 

успеха исследования. 

Задачей 
научного 
исследования 
является 
установление 

закономерности развития изучаемого явления. При этом мы ищем связи, 

лежащие в основе его развития. Для большинства 
технических 

исследований закономерности представлены величинами, полученными в 

результате измерений. 

Точность 
измерений 
– 
характеристика 
качества 
измерения, 

отражающая степень близости результатов измерений к истинному 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

2

значению измеряемой величины. Чем меньше результат измерения 

отличается от истинного значения измеряемой величины, то есть чем 

меньше погрешность,  тем выше точность измерений, независимо от того 

является ли погрешность систематической, случайной или содержит ту 

или другую составляющую. 

В зависимости от задач исследований, зачастую необходимо выбрать 

число повторностей таким образом, чтобы при этом обеспечивалось 

наличие статистически достоверной разности между средними двух 

выборок. Наличие существенной разности между средними значениями  

может быть различным (разрешающая способность опыта). Чем она 

меньше, тем больше потребуется повторностей.  
 

При изучении двух выборок необходимо определить среднюю по 

каждой из них, обеспечивающую по критерию Стьюдента (t-критерию) 

наличие существенной разности, которая может иметь различные 

величины в зависимости от принятого уровня значимости: 

 

d = 
2
1
Х
Х −
,  
 
 
 
 
 (1) 

где d – разность между средними значениями; 
1
Х , 
2
Х  – средние двух 

выборок. 

В теории статистики доказано, что ошибка разности или суммы 

средних арифметических независимых выборок при n1 = n2 определяется 

соотношением: 

2
2

2
1
X
X
d
S
S
S
+
=
,  
 
 
 
 
(2) 

где Sd – ошибка разности или суммы; 
2

1
X
S
, 
2

2
X
S
 – ошибки сравниваемых 

средних 
1
Х  и 
2
Х .  

Гарантией надежности наличия существенной или несущественной 

разности между 
1
Х  и 
2
Х  служит отношение разности к ее ошибке. Это 

отношение получило название критерия существенности разности: 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

3

2
2

2
1
факт

2
1
Х
Х
S
S

X
X
t
+

−
=
.   
 
 
 
(3) 

 

Если факт
t
> теор
t
 – нулевая гипотеза опровергается, а если факт
t
< теор
t
, то 

различия находятся в пределах случайных колебаний для принятого 

уровня значимости и нулевая гипотеза не опровергается. Разность может 

оказаться такой вследствие недостаточного объема выборки. 

Основной (нулевой) гипотезой называют гипотезу об отсутствии 

реального различия между двумя сравниваемыми рядами: эмпирическим и 

теоретическим или двумя эмпирическими [2]. 

Таким образом, для утверждения о наличии существенной разности 

необходимо, чтобы 

факт
t
> теор
t
.   
 
 
 
(4) 

Поэтому 

)1
(
)
(
)1
(
)
(
2
2
2
2
1
1

2
1
факт

−
−
+
−
−

−
=
∑
∑
n
n
Х
Х
n
n
Х
Х

X
X
t

i
i
, 
 
 
 
(5) 

где 
i
Х1 , 
i
Х 2  – текущие значения измерений; n – объем выборки. 

 

Здесь ошибки выборочных средних: 

2

1
X
S
= 

n
S1  = n

S 2
1  = 
)1
(
)
(
2
1
1
−
−
∑
n
n
Х
Х i
    и    
2

2
X
S
= 

n
S2  = n

S 2
2  = 
)1
(
)
(
2
2
2
−
−
∑
n
n
Х
Х i
, 

 

где 
1
S , 
2
S  – стандартные отклонения в выборках. 

Так же можно записать: 

n
S
n
S

X
X
t
2
2
2
1

2
1
факт
+

−
=
 = 

2
2
2
1

2
1
)
(

S
S

n
X
X

+

−
.   
 
 
 
(6) 

 

Тогда с учетом выражения (4), имеем 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

4

2
2
2
1

2
1
)
(

S
S

n
X
X

+

−
 ≥ теор
t
.  
 
 
 
 
(7) 

 

Откуда выразим формулу для определения количества повторностей: 

n  ≥  
2
2
1

2
2
2
1
2
теор
)
(

)
(

X
X

S
S
t

−

+
.  
 
 
 
 
 (8) 

 

Площадь под кривой нормального распределения, ограниченную от 

среднего на t стандартных отклонений и  выраженную в процентах от всей 

площади, 
называют 
статистической 
надежностью, 
или 
уровнем 

вероятности [1]. Величина, дополняющая уровень вероятности до 

единицы, называется уровнем значимости. Он указывает на вероятность 

отклонения 
случайной 
величины 
от 
установленных 
пределов 

варьирования. Вероятность 0,95 (или 95 %) и уровень значимости 0,05 (или 

5 %) обычно считается вполне приемлемым в большинстве исследований. 

Так как 
2
теор
t
 входит в числитель выражения (8), то наименьшее число 

повторностей будет в случае наименьшего его значения. Поэтому примем 

значение 
теор
t
= 1,98 (наименьшее) [1, с. 115, табл. 1], что имеет место при   

n = 100. 

Рассмотрим определение количества повторностей на примере. 

Пусть было проведено два опыта с трехкратными повторностями    

(таблица  1). 

   

Таблица 1 – Результаты опыта 

Повторности 
Номер 
опыта 
I 
II 
III 

Среднее 
значение 

Х  

Стандартное 
отклонение 
S 

1 
31 
33 
30 
31,3 
1,53 

2 
26 
28 
31 
28,3 
2,52 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

5

Определим фактическое значение критерия Стьюдента: 

=
факт
t
 

2
2
2
1

2
1
)
(

S
S

n
X
X

+

−
 = 

2
2
52
,2
53
,1

3
)3,
28
3,
31
(

+

−
= 0,6. 

При этом количество степеней свободы: 

n =  n1 + n2 – 2 = 3 + 3 – 2 = 4. 

Принимаем теоретическое значение 
=
05
t
 2,78 [1], 
=
факт
t
 0,6 < 
=
05
t
  

2,78.  

Таким образом, существенность разности не доказывается в связи с 

недостаточным количеством повторностей. Определим минимальный 

объем выборки по выражению 8: 

n  =  
2

2
2
2

)
3,
28
3,
31
(

)
52
,2
53
,1(
98
,1

−

+
= 3,79.  
 
 
 
(9) 

Примем, что объем выборки должен быть равен четырем. Таким 

образом, необходимо провести дополнительно еще одну повторность 

опытов (таблица 2). 

Таблица 2 – Результаты опыта 

Повторности 

Номер 
опыта 
I 
II 
III 
IV 

Среднее 
значение 

Х  

Стандартное 
отклонение 
S 

1 
31 
33 
30 
32 
31,5 
1,29 

2 
26 
28 
31 
27 
28 
2,16 

 

Определим факт
t
 для n = 4: 

=
факт
t
 

2
2
2
1

2
1
)
(

S
S

n
X
X

+

−
 = 

2
2
16
,2
29
,1

4
)
28
5,
31
(

+

−
= 2,79. 

Количество степеней свободы: 

n =  n1 + n2 – 2 = 4 + 4 – 2 = 6. 

Принимаем  
=
05
t
 2,45 [1], 
=
факт
t
 2,79 > 
=
05
t
 2,45. 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/04.pdf 

6

Разность 
существенна, 
что 
доказывает 
правильность 
выбора 

количества повторностей.  

 
 
 
 
Список литературы 
 
1. Кравченко, В.С. Основы научных исследований: Учебное пособие /                      
В.С. Кравченко,  Е.И. Трубилин,  В.С. Курасов,  В.В. Куцеев, Е.В. Труфляк. – 
Краснодар: КГАУ, 2005. – 136 с. 
 
2. Кравченко, В.С. Основы научных исследований: Сборник заданий / 

В.С. Кравченко, Е.И. Трубилин, В.С. Курасов, В.В. Куцеев, Е.В. Труфляк. – Краснодар: 
КГАУ, 2005. – 105 с. 
 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/08.pdf 

1

УДК 631.355.3 
 UDC 631.355.3 
 
ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО 
ПОВРЕЖДЕНИЯ ПОЧАТКА КУКУРУЗЫ ПРИ 
ЕГО ОТРЫВЕ В КУКУРУЗОУБОРОЧНОЙ 
ЖАТКЕ 
 

STUDY OF MECHANICAL DAMAGE  
OF A CORN-COB UNDER ITS BRAKE-OFF 
 IN A CORN-HARVESTER 

Труфляк Евгений Владимирович 
 к. т. н., доцент 
 

Truflyak Evgeny Vladimirovich 
Cand. Tech. Sci., assistant  professor 

Кравченко В.С.  
д. т. н., профессор 
 

Kravchenko V.S. 
Dr. Sci.Tech., professor 

Гончарова И.А.  
студентка  
 

Goncharova I.A. 
student 
 
Кубанский государственный аграрный 
университет, Краснодар, Россия 
 

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia 

В современных початкоотделяющих аппаратах 
кукурузоуборочных машин отрыв початка от 
стебля осуществляется за счет удара початка и 
растяжения плодоножки. Любое механическое 
воздействие связано с деформацией початка. При 
его деформации возникают силы, разрушающие 
связь зерна со стержнем. В статье рассматривается 
условие, при котором происходит механическое 
повреждение початка. 
 

Brake-off of a corn-cob from a stem occurs in expense 
of a corn-cob blow and pedicle distention in modern 
husker-shredder corn-harvesters. Any mechanical 
impact is connected with deformation of a corn-cob.  
Forces destroying connection between grains with rod 
appear under its deformation. Condition under which 
mechanical damage of a corn-cob occurs is considered 
in the article. 

Ключевые слова: КУКУРУЗОУБОРОЧНАЯ 
МАШИНА, СТРЕППЕРНЫЙ 
ПОЧАТКООТДЕЛЯЮЩИЙ АППАРАТ, 
ПОВРЕЖДЕНИЕ ПОЧАТКОВ КУКУРУЗЫ 

Key words: CORN-HARVESTER, STREPPING 
HUSKER- SHREDDER MACHINE, CORN-COB 
DAMAGE. 

 
       Лучшим сроком уборки кукурузы на зерно считается период, когда 

влажность зерна находится в пределах 25–30 %. В этот срок 

обеспечиваются минимальные потери урожая, так как в это время зерна 

початка прочно связаны со стержнем и полеглость растений (при 

нормальном их развитии) отсутствует [1]. 

Уборка кукурузы должна проводиться в возможно короткий срок с 

наступлением спелости зерна, так как с увеличением продолжительности 

стояния спелой кукурузы на корню увеличиваются обвисание початков и 

полегание стеблей растений. 

При достижении полной спелости зерна количество прямостоящих 

стеблей кукурузы составляет 89,3 %, наклоненных – 10,2 %, полеглых –  

0,5 % (примерно 27 августа); нормальные сроки уборки: прямостоящих –  

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/08.pdf 

2

75 %, наклоненных – 24 %, полеглых – 1 % (примерно 12 сентября); 

поздние сроки уборки (23 сентября) – 63,5 %, 30 %, 6,5 %, соответственно. 

Полеглость кукурузы отрицательно сказывается на качестве работы 

уборочных машин, увеличивая потери урожая из-за неподобранных 

полегших растений. 

Проблема повышения производительности ограничивается фактором 

дрейфа во времени физико-механических свойств початков. Чем суше 

становится кукуруза, тем более она склонна к вышелушиванию на 

початкоотделяющих пластинах, поэтому агротехнический срок уборки 

составляет 12 дней. Это можно доказать полученными зависимостями 

потерь и вышелушивания зерна от влажности зерна при уборке кукурузы 

комбайном КСКУ-6 по данным разных лет [2] (рисунки 1 и 2). 

 

Рисунок 1 – Зависимость потерь от 
влажности зерна при периодических 
испытаниях комбайна 

Рисунок 2 – Зависимость 
вышелушивания от влажности зерна 
при периодических испытаниях 
комбайна 
Основным рабочим органом кукурузоуборочной жатки является 

початкоотделяющий 
аппарат. 
В 
современных 
кукурузоуборочных 

машинах 
широкое 
распространение 
получили 
стрепперные 

початкоотделяющие аппараты, у которых отрыв початков осуществляется 

на неподвижных стрепперных пластинах (рисунок 3). 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/08.pdf 

3

Рисунок  3 – Стрепперный початкоотделяющий аппарат (вид спереди, разрез):  
1 – протягивающие вальцы; 2 – початкоотделяющие пластины; 3 – подающая 
цепь; 4 – лапки; 5 – початок; 6 – стебель 
Недостатком этих аппаратов является ограничение по скорости 

вращения протягивающих вальцов, отрицательно сказывающееся на 

повышении производительности уборки кукурузы. Это ограничение 

связано с тем, что с увеличением окружной скорости вальцов возрастает 

ударный импульс при взаимодействии початка с пластинами, ведущий к 

повреждению основания початка и потерям урожая за счет теряемого при 

этом зерна. В связи с этим актуальной является задача снижения ударного 

импульса при отрыве початков. 

Мы же видим свою проблему в разработке теоретических основ 

“мягкого удара”, позволяющего снизить мгновенные силы, возникающие 

при ударе початков за счет увеличения времени ударного импульса. Это 

позволит, в конечном счете, увеличить скорость протягивающих вальцов, а  

следовательно – и производительность комбайна. Для этого необходимо 

рассмотреть 
закономерность 
разрушения 
початка 
в 
стрепперном 

початкоотделяющем аппарате.  

Движение 
стебля 
в 
русле 
початкоотделяющего 
аппарата 

складывается из двух фаз. 

В первой фазе наблюдается свободное движение стебля по 

конусному зазору протягивающих вальцов. Это движение продолжается до 

тех пор, пока зазор между вальцами Z больше диаметра стебля dст (см. 

рисунок 3). При достижении условия dст ≥ Z, стебель останавливается, а 

движение машины продолжается.  

 
Во второй фазе движение стебля осуществляется следующим 

образом: под действием лапок цепей часть стебля, расположенная выше 

остановившейся части стебля, наклоняется в сторону, противоположную 

движению стебля, и попадает в верхнюю часть вальцов, где захватывается 

Научный журнал КубГАУ, №38(4), 2008 года 
 

http://ej.kubagro.ru/2008/04/pdf/08.pdf 

4

рифами. При достижении условия захвата стебель протягивается вниз, 

одновременно сжимаясь и изгибаясь. 

Таким образом, стебель с початком одновременно участвует в двух 

движениях: поступательном (Vп) и перемещении вниз под действием 

протягивающих вальцов (Vпр). Суммарная скорость початка при встрече с 

початкоотделяющими пластинами равна векторной сумме этих скоростей 

(рисунок 4). 

 

Рисунок 4 – Схема скоростей движения початка 

Внешнюю силу, возникающую при ударе початка о пластины, можно 

определить на основе ударного импульса, если задаться временем удара: 

J  = F · ∆t,   
 
 
 
(1) 

где J – ударный импульс, Нс; F  – сила удара, Н; ∆t  – время удара, с. 

Скорость Vпр  можно определить из допустимого ударного импульса, 

при котором початок начинает разрушаться (по ранее выполненным 

исследованиям Jдоп = 1,33 Н·с [3]): 

Vпр = Jдоп / mп = 1,33/0,3 = 4,43 м/c,   
 
(2) 

где mп  – масса початка, mп = 0,3 кг [1]. 

Ранее нами определено [4], что скорость цепи должна быть в 1,4 раза 

выше скорости комбайна. Учитывая интенсификацию процесса уборки и 

возможность увеличения скорости комбайна до 12 км/ч, принимаем Vп = 

4,66 м/с.