柔翼無(wú)人機在農業(yè)航空的發(fā)展前景論文

　　摘要：隨著(zhù)我國土地流轉、土地集約化管理趨勢加快，農業(yè)航空無(wú)人機將成為近兩年藥械行業(yè)內最吸引人的產(chǎn)品。但隨著(zhù)土地流轉和每畝噴灑收入的提升，高載藥量、高智能的無(wú)人機需求逐步顯現出來(lái)。闡述了柔翼無(wú)人機有效載荷大、飛行速度低、可超低空飛行等特點(diǎn)，同時(shí)表明柔翼無(wú)人機具有安全可靠，操作簡(jiǎn)單、成本低廉等特點(diǎn)，用于農業(yè)航空播撒具有較大的優(yōu)勢。

　　關(guān)鍵詞：柔翼無(wú)人機；農業(yè)航空；智能播撒

　　1前言

　　中國有1.2億hm2基本農田，每年農藥中毒人數有10萬(wàn)之眾。同時(shí)，農村青壯年勞動(dòng)力逐漸稀缺，都不愿意進(jìn)行農藥噴灑�！稗r業(yè)航空無(wú)人機可遠距離實(shí)施操作，避免噴灑作業(yè)人員暴露于農藥的危險，保障噴灑作業(yè)的安全�！比缃�，隨著(zhù)我國土地流轉、土地集約化管理趨勢加快，農業(yè)航空無(wú)人機將成為近兩年藥械行業(yè)內最吸引人的產(chǎn)品。

　　2農業(yè)航空播撒的國內外現狀分析

　　農業(yè)航空發(fā)達國家以美國和日本為典型代表。目前美國有農用航空相關(guān)企業(yè)2000多家，已成立國家農業(yè)航空協(xié)會(huì )和近40個(gè)州級農業(yè)航空協(xié)會(huì )，NAAA有來(lái)自于46個(gè)州的會(huì )員1800個(gè)。全國目前在用農用飛機4000多架，以有人駕駛固定翼飛機為主，在冊的農用飛機駕駛員3200多名，年處理40%以上的耕地面積。日本目前用于農業(yè)方面的無(wú)人機，以YAMAHARMAX系列為主，該機被譽(yù)為“空中機器人”，播撒作業(yè)效率為7～10hm2/h，一架RMAX每天可噴灑農藥80hm2。采用農用無(wú)人駕駛輕型直升飛機進(jìn)行農業(yè)生產(chǎn)已成為發(fā)展趨勢之一。農業(yè)航空作業(yè)面積253萬(wàn)hm2，在農藥制劑方面，日本有水稻、小麥、玉米作物專(zhuān)用的'無(wú)人機噴灑農藥制劑。我國開(kāi)展農業(yè)航空在50年代就開(kāi)始了，目前有400多架飛機在大面積的墾區和農場(chǎng)從事農業(yè)航空工作。以通用的農業(yè)航空噴灑為主，在大面積的墾區和農場(chǎng)運用國產(chǎn)的“農業(yè)5”，“Y5B”，“Y11”等固定翼機型進(jìn)行農業(yè)航空作業(yè)，但受機場(chǎng)和專(zhuān)用跑道限制，不能推廣。而無(wú)人機不受起降場(chǎng)地限制，因此，近些年無(wú)人機施藥技術(shù)與裝備受到國家高度重視，現在處于起步階段，是未來(lái)病蟲(chóng)害防治的主要趨勢。

　　3農業(yè)航空無(wú)人機的需求特點(diǎn)分析及柔翼無(wú)人機的特點(diǎn)

　　農業(yè)航空播撒作業(yè)要求無(wú)人機具有低空、低速、平穩飛行、耐用性、操作簡(jiǎn)易性、經(jīng)濟性好特點(diǎn)�，F在常見(jiàn)的可低空飛行的無(wú)人機主要是直升機式和多旋翼式，載重量都在20kg以下，因受機體和載質(zhì)量限制，田間作業(yè)時(shí)無(wú)法完全實(shí)現智能化。但隨著(zhù)土地流轉和每畝噴灑收入的提升，高載藥量、高智能的無(wú)人機需求會(huì )逐步顯現出來(lái)。柔翼無(wú)人機是無(wú)人機家族新成員。它是一種帶動(dòng)力的精確導航翼傘系統，由動(dòng)力裝置與柔性翼相結合，借助螺旋槳發(fā)動(dòng)機的推力和柔性翼的升力升空，可自主飛行，或在目標區安置超高頻無(wú)線(xiàn)電信標，通過(guò)獲取無(wú)線(xiàn)電信號實(shí)施自主尋跡飛行，可隨時(shí)切換為手動(dòng)控制模式，通過(guò)電子伺服系統操縱降落傘繩來(lái)控制其飛行方向，實(shí)現精確著(zhù)陸。采用柔翼無(wú)人機作為飛行平臺，按照預定航線(xiàn)飛行至任務(wù)目標點(diǎn)，到達預定地點(diǎn)后根據地面控制人員的指令，實(shí)施智能播撒作業(yè)。目前，其最大有效載荷150kg；最大續航時(shí)間3h；最大飛行航程100km；最大飛行速度50km/h；低空飛行高度7～10m；具有快速裝載、拆卸功能；自主導航控制系統，可根據任務(wù)規劃系統執行任務(wù)并自動(dòng)返回；地面手控功能，并與自動(dòng)控制可隨意切換；用輪式車(chē)輛或拖車(chē)放飛；人員配備：“1+3”模式，專(zhuān)業(yè)1人，輔助3人。

　　4柔翼無(wú)人機在農業(yè)航空無(wú)人機領(lǐng)域中的應用前景

　　4.1柔翼無(wú)人機的飛行特點(diǎn)

　　柔翼無(wú)人機具有超低空飛行的特性，飛行高度可低至7～10m，且飛行速度低（40～50km/h），適合播撒殺蟲(chóng)藥劑等播撒物。事先設置好飛行區域航線(xiàn)，放飛后只要在地面進(jìn)行監控，必要時(shí)進(jìn)行人工操縱干預，整個(gè)播撒過(guò)程簡(jiǎn)單可行，安全可控。

　　4.2柔翼無(wú)人機低空播撒的安全性

　　1）無(wú)人化作業(yè)：由于是無(wú)人駕駛，可以不考慮對人的安全，使用風(fēng)險低。2）系統本身安全可靠：翼傘系統本身具有滑翔緩降功能，即使在動(dòng)力發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機停機無(wú)動(dòng)力的情況下，也可緩緩滑翔降落，對設備和人員均不會(huì )造成損傷。3）系統具有應急備份傘：柔翼無(wú)人機系統配備有應急備份傘，在異常情況下可強制降落，不會(huì )發(fā)生由于失去控制而飛走，系統具有自動(dòng)判別是否受控，如果失控，則自動(dòng)打開(kāi)應急備份傘，就地降落。

　　4.3應用前景分析

　　柔翼無(wú)人機對比其他類(lèi)型的無(wú)人機具有有效載荷量大、飛行速度低、飛行平穩、飛行時(shí)間長(cháng)、安全可靠、起飛降落方便等特點(diǎn)，是對低空及超低空飛行作業(yè)的補充，將彌補我國農業(yè)播撒能力、飛行安全及防治農藥污染上的不足，填補了利用超低空飛行器攜帶播撒裝備進(jìn)行大規模、大面積農業(yè)播撒飛行作業(yè)等諸多方面的空白。柔翼無(wú)人機在農業(yè)航空領(lǐng)域的應用意義重大，必將進(jìn)一步推動(dòng)我國農業(yè)航空技術(shù)的發(fā)展。

　　參考文獻:

　　[1] 溫源，張向東，沈建文，等.中國植保無(wú)人機發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)及行業(yè)趨勢[J].農業(yè)技術(shù)與裝備，2014（，5）：35-38.