Всякому, кто когда-нибудь бывал на машиностроительном заводе или хотя бы в простых колхозных механических мастерских, знаком строгальный станок. Закрепленный в суппорте резец совершает по направляющим станка возвратно-поступательные движения: туда - снимается тонкая закручивающаяся стружка, назад - холостой ход. За время последнего стол, на котором укреплена обрабатываемая деталь, совершает незаметное движение поперек направления хода суппорта.
И поэтому после холостого хода из-под резца вновь бежит тонкая завивающаяся стружка.
Строгальный станок работает не спеша: его рабочую скорость существенно повысить невозможно из-за развивающихся инерционных усилий (за счет резкого изменения направления движения). Неизбежен и холостой ход, поскольку трудно обеспечивать резание одновременно в двух направлениях. Поэтому строгание везде, где возможно, заменяют фрезерованием.
Фреза - это несколько расставленных по окружности диска или цилиндра резцов-зубьев. При быстром вращении они попеременно вгрызаются в металл и отрезают от него стружку. Поскольку при вращении не развиваются знакопеременные инерционные усилия, постольку скорость фрезерования теоретически можно увеличивать до бесконечности. ~А раз увеличивается скорость, растет и производительность. К сожалению, все это верно, пока речь идет о фрезеровании металлов.
С почвой дело обстоит несколько иначе.
Первые почвообрабатывающие "фрез-машины" появились еще в XIX веке. Их рабочие органы - ножи напоминали набор мотыг, рукоятки которых жестко соединены с валом, получающим вращение от двигателя.
Вместе с ним начинают вращаться и "механические тяпки". Они "отгрызают" от земли "стружку" - ломти, похожие на арбузные дольки, и одновременно подталкивают трактор вперед (при обратном вращении почва, естественно, тормозит их, приводя к перерасходу горючего). Но вот беда: нетрудно убедиться, что "вгрызание в землю" будет происходить только в том случае, если окружная скорость ножей фрезы будет больше скорости поступательного движения трактора. Поэтому для увеличения последней (а следовательно, и для роста производительности) приходится существенно увеличивать либо диаметр барабана фрезы, либо число его оборотов. Оба способа не слишком-то приятны.
Когда мы увеличиваем частоту вращения фрезерующего металл инструмента, мы не обращаем внимания на отлетающую стружку: выдержали бы, не затупились и не сломались лезвия! А когда обрабатывают почву, стружка не отход, а продукт. Чем выше скорость воздействия на нее, чем с большей скоростью она вылетает из-под ножей барабана, тем больше распыление земли, больше эрозия.