Pod nazwą Nexat (skrót od ang. NEXt generation Agricultural Technology – technika rolnicza nowej generacji) kryje się firma założona w 2017 roku w Rieste koło Osnabrücka przez Klemensa i Feliksa Kalverkampów. Ojciec z synem zajmują się rozwojem, produkcją i sprzedażą nowoczesnego nośnika narzędzi z wymiennymi modułami, zaprojektowanymi do efektywnej produkcji roślinnej. Klemens Kalverkamp w branży znany jest jako wynalazca technologii zbioru w przystawce do kukurydzy RotaDisc marki Gerringhoff, wieloletni kierownik działu rozwoju w firmie Grimme oraz konstruktor prasy do pelletu – Krone Premos. Jego syn Feliks w 2011 roku założył biuro inżynierskie Kalverkamp Innovation. Już w 2013 roku pojawiła się koncepcja kompletnego systemu maszyn do upraw polowych, który byłby wydajny i ekonomiczny, a jednocześnie umożliwiał efektywną i zrównoważoną produkcję. – Szybko stało się dla nas jasne, że nie wystarczy poprawić wydajności ciągnika, czy zbudować jeszcze większy kombajn – stwierdza młody inżynier. Podczas wielu rozmów z rolnikami i kierownikami dużych gospodarstw na całym świecie nie chodziło o to, żeby zbudować pierwszy ciągnik o mocy 1100 KM (a w zasadzie drugi po Big Bud 16V-747 – przypis redakcji). Technika jest tylko środkiem na drodze do nowych rozwiązań w rolnictwie.

Nośnik narzędzi z modułami

Kierunek rozwoju określono w 2016 roku: prace koncentrowały się na wysoko wydajnym pojeździe nośnym, który za pomocą wymiennych modułów (narzędzi) byłby w stanie uprawić glebę, obsiać pole, wykonać zabiegi ochrony roślin oraz zebrać plon. Kolejny wymóg: wymiana modułów musiała być na tyle łatwa, aby mogła wykonać ją jedna osoba w czasie krótszym niż 10 min, a w przyszłości mogłaby być w pełni zautomatyzowana!

– Idea pojazdów nośnych (ang. WideSpan) narodziła się już 150 lat temu w Australii, kiedy to parowozami przejeżdżano przez pola po szynach – wspomina Felix Kalverkamp. W latach 80. podjęto kolejne próby wdrożenia pojazdów nośnych, poruszających się na polach wyłącznie po stałych (zaplanowanych) ścieżkach przejazdowych. – Anglik David Dowler miał dobre pomysły, ale poniósł klęskę w technicznej realizacji – wyjaśnia Kalverkamp. Bez nawigacji w zasadzie nie da się odnaleźć ścieżek technologicznych w bujnym rzepaku, a napędy hydrostatyczne nie były rozwiązaniem ekonomicznym. Nie bez znaczenia był brak odpowiedniej technologii omłotu, aby zbierać plony z szer. 12 m bez dodatkowych ścieżek przejazdowych.

Tylko 5% powierzchni

Właśnie ograniczenie do absolutnego minimum powierzchni zagęszczanej układem jezdnym maszyny jest w oczach konstruktorów Nexata kluczem do sukcesu. – Poza nośnikami narzędzi nie znamy innych rozwiązań ograniczających powierzchnię ścieżek przejazdowych do 5% powierzchni pola (niezależnie od zabiegu) – Kalverkamp wyjaśnia wybór właśnie takiej technologii. Równie obszernie dyskutowano na temat wielkości nośnika narzędzi i modułów. – Inżynierowie, którzy opracowują technologie roju minirobotów, nie mogą się mylić – stwierdza samokrytycznie Kalverkamp. Ale fakt, że pojazdy autonomiczne bez kierowców osiągają tzw. efekt skali, gdy stają się większe, inżynier wyjaśnia na przykładzie robotów koszących. – Najmniejszy robot przeznaczony do koszenia maksymalnie 600 m² jest, w przeliczeniu na jednostkę powierzchni, prawie dwa razy droższy od największego modelu przeznaczonego na powierzchnię do 4000 m². Wszak niezależnie od wielkości maszyny potrzebne jest podwozie, układ sterowania itp. Z tego powodu Nexat zaprojektowaliśmy do pracy z możliwie największą szerokością.

Napęd elektryczny

Pierwszy pojazd koncepcyjny pojawił się w 2017 roku – wtedy jeszcze z napędem hydrostatycznym, ale już o rozpiętości 14 m. Zaledwie rok później, przy współpracy z firmą Zuidberg, w gąsienicowym układzie jezdnym udało się zintegrować napęd elektryczny. Obecnie każda gąsienica jest wyposażona w zajmujący minimalną przestrzeń – chłodzony cieczą – silnik o mocy 160 kW (217,6 KM) i masie zaledwie 50 kg. Energia elektryczna do ich zasilania pochodzi z 4 jednakowych alternatorów o mocy 160 kW, które pełnią funkcję generatorów prądu. Są napędzane dwoma sterowanymi niezależnie silnikami wysokoprężnymi, do których dociera paliwo ze zbiornika o pojemności 2000 l. Oprócz dwóch 6-cylindrowych silników Liebherr, z których każdy ma pojemność 12 l i moc 550 KM, system jest już przygotowany do pracy z ogniwami wodorowymi.

Wzdłuż lub w poprzek

Ciekawy jest również układ jezdny: 4 gąsienice (każda o szer. 60 cm) zapewniają dużą powierzchnię (4,4 m²) styku z podłożem. Z kolei duży kąt obrotu podwozia, wynoszący 170 stopni, umożliwia przełączanie między trybami jazdy wzdłuż (na drodze) i w poprzek (na polu).

Z układem jezdnym ustawionym wzdłuż osi pojazdu przy szerokości zewnętrznej zaledwie 3,5 m, Nexat może poruszać się po drodze z prędkością 40 km/h. Dzięki automatycznemu sterowaniu wszystkimi „kołami”, średnica zawracania pojazdu, który ma ponad 14 m długości, wynosi zaledwie 25 m. Jest wystarczająco zwrotny, aby zmieścić się na drogach.

Na polu wystarczy obrócić układy gąsienicowe o 90 stopni i maszyna jest gotowa do pracy z pełną szerokością i 14-metrowym rozstawem ścieżek przejazdowych. Cechą charakterystyczną systemu jest możliwość podczepienia różnych modułów roboczych na ramie w kształcie litery C. Aby umożliwić odstawienie jednego modułu i podniesienie drugiego, ramę można unieść o 80 cm. Podczas sprzęgania modułu operator steruje pojazdem zdalnie, co ułatwia kontrolowanie działań z zewnątrz.

Nadal z kierowcą

À propos kierowcy: oczywiście podczas pracy Nexat może poruszać się autonomicznie. Twórca zakłada jednak, że upłynie jeszcze kilka lat, zanim na polu nie będzie potrzebna osoba do nadzoru pracy siewnika lub kombajnu zbożowego. Dlatego też Nexat został wyposażony w kabinę Fritzmeier, znaną z sieczkarni Fendt Katana.

Kabina jest zawieszona na mocowaniu równoległobocznym w przedniej części maszyny. Oznacza to, że podczas jazdy po drogach kierowca siedzi z przodu, a podczas pracy w polu może swobodnie obracać kabinę za pomocą hydrauliki, a także dowolnie wybierać wysokość, aby zapewnić sobie najlepszą widoczność. Oczywiście, z pomocą przychodzą również kamery – bez nich obserwowanie drugiego końca szerokiego modułu roboczego jest wręcz niemożliwe.

Wiele zadań, wiele narzędzi

Dotarliśmy zatem do narzędzi roboczych, nazywanym przez twórców modułami. W przyszłości system ma być otwarty na współpracę z narzędziami innych dostawców, ale na początku moduły pochodzą z zaledwie kilku firm. Jeśli chodzi o uprawę i siew – jest to Väderstad. Szwedzi opracowali narzędzia do uprawy roli oraz siewu, a także 29-sekcyjny agregat do precyzyjnego wysiewu kukurydzy i słonecznika. W zakresie ochrony roślin pierwszy moduł z 70-metrową belką polową i zbiornikiem o pojemności 24 m³ do nośnika Nexat, skonstruowała firma Dammann.

Dzięki zintegrowaniu modułów z ramą, każde narzędzie staje się praktycznie jednostką samobieżną, a jego masa spoczywa na nośniku Nexat. Zapewnia to znacznie większą precyzję prowadzenia narzędzi roboczych i mniejszy poślizg układu jezdnego w porównaniu z maszynami konwencjonalnymi. Wszak Nexat przypomina suwnicę portową, tylko że na polu. Dzięki solidnemu wsparciu, nawet na pochyłościach, maszyna może stabilnie pracować przy największych szerokościach roboczych. Nexat jest więc zaawansowanym technologicznie pojazdem systemowym, który sprawdzi się niemal we wszystkich zabiegach związanych z produkcją roślinną.

Na żniwa zbiornik 36 m³

Ciągle jednak nie omówiliśmy chyba najbardziej spektakularnego modułu do zbioru plonów. Kalverkamp szybko znalazł partnera odpowiedzialnego za zespoły żniwne, a mianowicie Geringhoff. Firma z Westfalii dostarcza taśmowe listwy tnące o szerokości 50 stóp: 22-rzędową przystawkę do kukurydzy oraz 30-rzędową do zbioru słonecznika.

Trudno było natomiast znaleźć dostawcę rozwiązań do omłotu, więc pełni pasji inżynierowie z Rieste ostatecznie sami zakasali rękawy i stworzyli moduł żniwny NexCo (skrót od Nexat Combine) z rotorem osiowym o imponującej długości 5,8 m – podobnym do tego z kombajnów serii S marki John Deere, tylko znacznie dłuższym.

Rotor w NexCo – inaczej niż w znanych kombajnach rotorowych z osiowym przepływem masy – jest ustawiony w poprzek kierunku jazdy, więc skoszony materiał jest podawany stycznie do kierunku jego obrotów. To duża zaleta, jeśli chodzi o równomierność przepływu masy. Dodatkowo, materiał podawany jest na środek rotoru i rozdzielany na obie strony, a dzięki temu, że rama nośna zapewnia dużo przestrzeni montażowej, konstruktorzy zintegrowali w NexCo dwa kosze sitowe i dwa rozdrabniacze słomy. W ten sposób uzyskano również jedyny w swoim rodzaju zespół sieczkarni rozrzucający słomę na dużej szerokości. Dzięki dwóm zamontowanym poprzecznie silnikom uproszczono układ przeniesienia napędu na zespół żniwny i rotor, który jest napędzany bezpośrednio z silnika i sterowany jego prędkością obrotową.

Unikalny – to właściwe określenie dla zbiornika ziarna, który w NexCo ma 36 m³. Przy takiej pojemności w zasadzie nie jest potrzebna przyczepa przeładowcza, a zbiornik można opróżnić na końcu pola bezpośrednio na samochód ciężarowy z zawrotną prędkością 600 l/s!

Jakie plany na przyszłość?

Firma Nexat ma duże plany. Otóż, już w tym sezonie kilka maszyn z produkcji przedseryjnej ruszy do testów w zróżnicowanych warunkach w kilku krajach świata. Jednocześnie w kuźni pomysłów Nexat w Dolnej Saksonii opracowywane są nowe rozwiązania. Przykładowo, do tej pory kryterium wykluczającym zastosowanie kołowego układu jezdnego (zamiast gąsienicowego), była niewystarczająca nośność.

To samo dotyczy innych szerokości roboczych. Rozważane są rozpiętości nośnika od 6 do 24 m. Takie zróżnicowanie pozwoliłoby sprostać różnorakim wymaganiom w różnych częściach świata. Nie tylko ze względu na napęd elektryczny, ale także na dalsze możliwości rozwoju, np. w zakresie napędu wodorowego, nośnik Nexat jest naprawdę ekscytującą maszyną.

Koniec końców nasuwa się jednak pytanie o cenę?! Tutaj Felix Kalverkamp również zaskakuje nas odpowiedzią: – Ponieważ w przypadku nośnika Nexat tak drogich komponentów jak silnik, podwozie i kabina nie odstawiamy po żniwach w kąt, lecz wykorzystujemy do kolejnych zabiegów uprawowych, nowa koncepcja parku maszynowego nie będzie droższa od wyposażenia gospodarstwa w konwencjonalne kombajny, ciągniki i narzędzia towarzyszące.

Powstał, więc swego rodzaju most ku przyszłym rozwiązaniom technicznym w rolnictwie. Ciekawe jak zareagują inni producenci maszyn?

T. Bensing, H. Wilmer, opr. aj