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浅谈无人植保技术发展历程

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    大疆创新发布其第一款农用植保无人机MG-1,强势进军农业植保行业。
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    农用植保无人机行业有了无人机巨头的加入必然会发展的更快更好。大疆创新一向凭借尖端的科技实力改变传统行业,这次加入农用无人植保的行列,极有可能将无人植保技术提升到一个新的台阶。那么无人机植保在此之前又是怎么样一步一步发展过来的呢?
    农用植保无人机的发展过程经历了从载人飞机到无人飞行器的伟大变革。
    无人植保——新兴的行业必有其存在意义。农用植保无人在植保行业中的兴起,甚至一度成为关注的焦点。
    是什么导致无人机和农业的联姻,而这个新兴的行业又被寄予怎样的希望?
    首先我国是农业大国,地地道道的农业大国,同时也是农药生产与使用大国。农业是我国产业结构中的重一环,农作物病虫草害防治又是农业生产必不可少的环节。植保机械、农药制剂、施药技术3个方面对农药利用率和病虫害的防治效果有着重要的影响。我国农药的生产技术已经处于世界先进水平,但是植保机械和施药技术水平却严重滞后。这种情况不但导致了农药的使用效率低(仅为2040%),而且还造成农产品中农药残留超标,环境污染,作物药害和操作者中毒等一系列问题传统的植保机械,施药技术已经远不能满足现代化农业需求。与此同时,随着应用级无人机的飞速发展,将应用级无人机应用在农业植保上似乎是摆脱如此困境的最快最好出路。
    在农业植保无人机得到广泛应用之前,农业航空植保技术早已在国外得到广泛的应用。早在1911年德国人最就提出了用飞机喷洒农药控制森林害虫的计划;1949年美国开始研制专门用于农业的载人农用飞机。随着植保固定翼相继投入使用,其出色的工作效率得到行业的认可,并被广泛应用与大面积植保作业。
固定翼植保飞机(体型硕大,由飞行员操控完成作业任务):
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    航空植保固定翼飞机是针对农业应用设计的能够搭载喷雾装置并进行超低空低速飞行的载人飞机。在防治农作物病虫害的过程中,往往需要充分利用受飞机扰动的气流形成旋涡将农药洒到植物的茎部和叶片的背面。农业飞机的作业高度为 1~10米(距作物顶端),作业速度为100~180公里/时,喷幅一般可达20~30米宽。飞机需要在作业区超低空往返飞行,不断爬升、盘旋、下滑、拉平,有时还要飞越周围的障碍物(树林、高压电缆等)。由于每次载药量有限,且又多在外场作业,飞机还要在简易的跑道上频繁地起飞和着陆,因此不适宜小面积田块的质保作业。但我国农田分布恰恰极为分散,只有在新疆等地才有大面积种植的农作物,且南方多为山地丘陵,地形地貌复杂。不适合采用如此大型的农用固定翼飞机。所以在我国很少能看到固定翼植保飞机进行农药喷洒作业。
载人农用直升机;
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    载人农用直升机;由于农用固定翼飞机需要较长的起飞降落跑道,需要投入大量资金准备跑道,而且起降过程存在很大的危险性;不适宜小面积以及复杂地形的田块作业。载人农用直升在一定程度上解决这样的问题。搭配农用喷雾装置,相比固定翼飞机不需要跑道,能够低空悬停,垂直起降,作业速度,作业高度适应性强。但是强大的下压气流对农作物存在不同程度的破坏,而且飞机操作困难,机械结构复杂,维护成本极高,也不适用于国内小范围农田喷洒。未被广泛使用的最为主要原因是维护成本高。
载人旋翼机;
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    载人旋翼农用机在一定程度上综合了固定翼和直升机在农业应用方面的优势。不需要长的专用跑道(很短的跑道就能实现起落),低速低空飞行性能好操控性强,机械结构相对直升机有所简化,传动结构明显减少。但由于需要飞行员操作,无法悬停作业,任然无法胜任小面积田块的喷撒作业。
    航空喷雾技术在实际应用过程中不断积累经验,逐渐在农业植保行业确立自己特殊的地位。但是随着载人飞行器在农业应用过程中的意外事故连连发生,安全问题成为当今农业机械设备一个重要的考虑点。为了解决载人喷雾意外情况带来的不利影响,不得不将飞行员请下飞机。
    1987年,日本最先研制成功农用无人直升机。无人机利用遥控系统远程控制飞行器,不需要飞行员乘坐飞行器进行施药操作,既能确保操作人员的人身安全,又够减轻飞行器起飞重量,使飞行器体积重量大大缩小。这样的优势恰恰的能解决小面积田块的作业任务,又能够保证飞行员的安全。
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    无人机植保携带药液在农作物上方进行喷雾作业,具有操作简单,速度快,效率高,喷洒均匀,环保效果好,操作安全等优势。
    我国农业航空产业起步较晚,但是随着国内无人机飞控系统的飞速发展。同时也迎来了农业航空植保的快速发展,逐渐增高的曝光度使得值爆行业人士开始注意到无人机在农业上的应用。2013年后半年以来,我国农用无人机产业发展迅猛,市场上出现如:安阳全丰航空植保科技有限公司,珠海羽人飞行器有限公司,广西田园生化股份有限公司,
    国内目前常见在用的农用无人机主要有燃油动力无人直升机,电动直升机,电动多旋翼。这三种无人植保飞行器都已其特殊的作业性能得到业内认可。
    下面来简单介绍这三种植保无人机的优缺点。
燃油动力无人直升机;该类型农用无人机采用燃油动力,配备专用发动机为飞行提供强劲动力,具有有飞行时间长,载重量大,加油方便的特。但飞行时发动机震动强烈产生噪声污染,加之复杂的机械传动结构,也使其在实际应用过程中故障率较高(主要包括发动机温度过高,动力骤降,发动机熄火,机械传动结构疲劳破损,控制机构失效等),发动机的可靠性也极大程度影响了该型无人机的安全性。

电动直升机;该类型农用无人机在燃油动力农用无人机的基础上将燃油发动机改为电动机,并在相应机构上做了细微的调整。采用电动机作为动力,可靠性大大增强,而且后期维护难度也极大地降低了,但载重量和续航能力因此大大削减,需要采用高放电倍率电池供电,电池以及充电问题难以解决。
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电动多旋翼;该类型农用无人机相比无人直升机采用独特的飞行控制原理。机架,动力系统极其简化,机械结构非常简单可靠,采用电动动力噪声震动大大降低,飞行稳定操控简单。载重,有效作业时间是其短板,充电问题任然没有得到很好的解决。
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随着时间的推移,各大无人机公司都将目标瞄准了电动多旋翼植保无人机,电动多旋翼植保无人机相比其他植保机械有诸多优势:
1.高效,其效率比常规喷洒至少高出数十倍。
2.植保无人机通过地面遥控或GPS飞控操作,喷洒作业人员远距离操作避免暴露于农药下的危险,提高了喷洒作业的安全性。
3.节约水药,降低成本:可以节约50%的农药使用量,节约近90%的用水量,很大程度的降低资源成本。
4.防治效果显著,喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性,防治效果好。
5.成本低,平均喷洒一亩地的成本不到10块钱。
6.便携,整体尺寸小,重量轻。
7.易保养,机械结构简单,折旧率低,保养简单。
8人工成本低。
9.容易操作,操作人员一般经过20天培训即可独立操作。
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    我国拥有18亿亩基本农田,每年农药中毒人数约有10万之众,致死率高达20%。应用无人直升机喷洒农药对我国而言,不仅具有很大的经济价值,还具有社会价值:无人机作业不仅有超高的工作效率,对人员生命安全不构成威胁,同时能够大量节省劳动力,节约农业投入成本,最终增加农民的经济效益。
   




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1718348034   2015-12-6 2#
详尽的阐述!鲜明的对比!未来农业植保无人机谁主沉浮!!?想必大家已经知晓!
whereismh370.ye  Osmo Mobile认证用户 2015-12-10 3#
the future of possible
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