Når det er sæson for udlægning af husdyrgødning, får landmanden travlt. Han skal i en begrænset periode nå at køre mange kilometer frem og tilbage på marken med store maskiner, der via små slanger i vingerne fordeler gyllen over afgrøderne med stor præcision.

Vingekapløb i gang
Derfor handler det om at tænke stort. Jo større vingefanget på gylleudlæggeren er, jo hurtigere og mere effektivt bliver arbejdet for landmanden, og det faktum har sat et mindre designkapløb i gang:

”Blandt maskinproducenterne er der en benhård konkurrence om netop vingerne. Den traditionelle tilgang med at svejse mere stål på for at få mere styrke til at opnå mere bredde på vingerne er ikke længere hensigtsmæssig. Maskinerne bliver simpelt hen for tunge, og derfor er det meget relevant at begynde at tænke i mere avancerede ingeniørmæssige designløsninger baseret på beregningsmodeller og simuleringer,” siger Emil Warncke, som læser til maskiningeniør ved Aarhus Universitet.

Et stort vingefang på gylleudlæggeren giver landmanden en anden væsentlig fordel. Han kan nemlig reducere antallet af kørespor på marken og dermed ødelægge en mindre andel af dyrkningsarealet. 

I dag er det almindelige vingefang på en gylleudlægningsmaskine 36 meter, og de studerende vil altså forøge det med en tredjedel allerede i første fuldskalatest.

Matematikken og kunsten at sprede gylle på en mark
Emil Warncke står sammen med sin projektgruppe bag markedets hidtil mest ambitiøse bud på et vingesæt, som meget vel kan blive Europas største. 

I hvert fald er det gennem et halvt års intensive studier lykkedes for gruppen at finde frem til en pålidelig beregningsmodel til designet:

”Vi har helt klart nærmet os grænsen for, hvad der kan lade sig gøre. Derfor har vi også brugt en hel del tid på at samle data ind og opnå en matematisk forståelse af, hvordan de eksisterende vinger bevæger sig, når maskinen kører. Virkeligheden har mange ubekendte, vi skal tage højde for. Hvad kan vingerne holde til? Hvordan påvirkes de af markens hældning eller gyllens densitet? Hvad sker der, hvis maskinen kører over et hul eller øger hastigheden? Alt det har vi nu en matematisk model, der kan beskrive, og det giver helt nye designmuligheder,”” siger Kasper Guldmand Nielsen, maskiningeniørstuderende, Aarhus Universitet.

De studerende har selv bygget måleudstyr, som registrerer de dynamiske kræfter og den acceleration, vingerne påvirkes af under kørsel, og adskillige timers testkørsel på marken har givet dem en baggrundsviden til designprocessen, som selv store maskinproducenter kun kan drømme om:

”Vi kan meget præcist fastslå, hvordan vingerne fungerer nu, og hvordan man mest hensigtsmæssigt kan udforme nye vinger med hensyn til geometri, spændingsforhold og stivhed. På den måde kan det lade sig gøre at opnå et større vingefang,” siger Ebbe Bagge Paulsen, maskiningeniørstuderende ved Aarhus Universitet. 

Virksomhedssamarbejde med stort potentiale
Virksomheden Agrometer A/S skal i den kommende tid implementere resultaterne af de studerendes arbejde. Håbet er, at de i den nærmeste fremtid kan gennemføre fuldskalaforsøg med gylleudlægningsmaskiner med de rekordstore vinger:

”Vi føler en forpligtelse for at være med til at uddanne kommende ingeniører, og er meget glade for vores samarbejde med de studerende og for de nye muligheder, der åbner sig, når vi kan bruge simulering og modellering som designværktøjer,” siger Kaj Grove Poulsen, konstruktionschef i Agrometer A/S. 

Efter planen skal nye grupper af studerende fortsætte samarbejdet med virksomheden i 2018 med fokus på blandt andet at øge maskinens hastighed.

Kontakt

Emil Warncke, diplomingeniørstuderende, Aarhus Universitet (projektgruppe): bachelorefteraar2017@gmail.com

Kim Krogh, lektor, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet