柔翼无人机在农业航空的发展前景

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摘要：随着我国土地流转、土地集约化管理趋势加快，农业航空无人机将成为近两年药械行业内最吸引人的产品。但随着土地流转和每亩喷洒收入的提升，高载药量、高智能的无人机需求逐步显现出来。阐述了柔翼无人机有效载荷大、飞行速度低、可超低空飞行等特点，同时表明柔翼无人机具有安全可靠，操作简单、成本低廉等特点，用于农业航空播撒具有较大的优势。

关键词：柔翼无人机；农业航空；智能播撒

1前言

中国有1.2亿hm2基本农田，每年农药中毒人数有10万之众。同时，农村青壮年劳动力逐渐稀缺，都不愿意进行农药喷洒。“农业航空无人机可远距离实施操作，避免喷洒作业人员暴露于农药的危险，保障喷洒作业的安全。”如今，随着我国土地流转、土地集约化管理趋势加快，农业航空无人机将成为近两年药械行业内最吸引人的产品。

2农业航空播撒的国内外现状分析

农业航空发达国家以美国和日本为典型代表。目前美国有农用航空相关企业2000多家，已成立国家农业航空协会和近40个州级农业航空协会，NAAA有来自于46个州的会员1800个。全国目前在用农用飞机4000多架，以有人驾驶固定翼飞机为主，在册的农用飞机驾驶员3200多名，年处理40%以上的耕地面积。日本目前用于农业方面的无人机，以YAMAHARMAX系列为主，该机被誉为“空中机器人”，播撒作业效率为7～10hm2/h，一架RMAX每天可喷洒农药80hm2。采用农用无人驾驶轻型直升飞机进行农业生产已成为发展趋势之一。农业航空作业面积253万hm2，在农药制剂方面，日本有水稻、小麦、玉米作物专用的无人机喷洒农药制剂。我国开展农业航空在50年代就开始了，目前有400多架飞机在大面积的垦区和农场从事农业航空工作。以通用的农业航空喷洒为主，在大面积的垦区和农场运用国产的“农业5”，“Y5B”，“Y11”等固定翼机型进行农业航空作业，但受机场和专用跑道限制，不能推广。而无人机不受起降场地限制，因此，近些年无人机施药技术与装备受到国家高度重视，现在处于起步阶段，是未来病虫害防治的主要趋势。

3农业航空无人机的需求特点分析及柔翼无人机的特点

农业航空播撒作业要求无人机具有低空、低速、平稳飞行、耐用性、操作简易性、经济性好特点。现在常见的可低空飞行的无人机主要是直升机式和多旋翼式，载重量都在20kg以下，因受机体和载质量限制，田间作业时无法完全实现智能化。但随着土地流转和每亩喷洒收入的提升，高载药量、高智能的无人机需求会逐步显现出来。柔翼无人机是无人机家族新成员。它是一种带动力的精确导航翼伞系统，由动力装置与柔性翼相结合，借助螺旋桨发动机的推力和柔性翼的升力升空，可自主飞行，或在目标区安置超高频无线电信标，通过获取无线电信号实施自主寻迹飞行，可随时切换为手动控制模式，通过电子伺服系统操纵降落伞绳来控制其飞行方向，实现精确着陆。采用柔翼无人机作为飞行平台，按照预定航线飞行至任务目标点，到达预定地点后根据地面控制人员的指令，实施智能播撒作业。目前，其最大有效载荷150kg；最大续航时间3h；最大飞行航程100km；最大飞行速度50km/h；低空飞行高度7～10m；具有快速装载、拆卸功能；自主导航控制系统，可根据任务规划系统执行任务并自动返回；地面手控功能，并与自动控制可随意切换；用轮式车辆或拖车放飞；人员配备：“1+3”模式，专业1人，辅助3人。

4柔翼无人机在农业航空无人机领域中的应用前景

4.1柔翼无人机的飞行特点

柔翼无人机具有超低空飞行的特性，飞行高度可低至7～10m，且飞行速度低（40～50km/h），适合播撒杀虫药剂等播撒物。事先设置好飞行区域航线，放飞后只要在地面进行监控，必要时进行人工操纵干预，整个播撒过程简单可行，安全可控。

4.2柔翼无人机低空播撒的安全性

1）无人化作业：由于是无人驾驶，可以不考虑对人的安全，使用风险低。2）系统本身安全可靠：翼伞系统本身具有滑翔缓降功能，即使在动力发生故障，发动机停机无动力的情况下，也可缓缓滑翔降落，对设备和人员均不会造成损伤。3）系统具有应急备份伞：柔翼无人机系统配备有应急备份伞，在异常情况下可强制降落，不会发生由于失去控制而飞走，系统具有自动判别是否受控，如果失控，则自动打开应急备份伞，就地降落。

4.3应用前景分析

柔翼无人机对比其他类型的无人机具有有效载荷量大、飞行速度低、飞行平稳、飞行时间长、安全可靠、起飞降落方便等特点，是对低空及超低空飞行作业的补充，将弥补我国农业播撒能力、飞行安全及防治农药污染上的不足，填补了利用超低空飞行器携带播撒装备进行大规模、大面积农业播撒飞行作业等诸多方面的空白。柔翼无人机在农业航空领域的应用意义重大，必将进一步推动我国农业航空技术的发展。

作者:薛富利 赵昕 单位:襄阳宏伟航空器有限责任公司 航宇救生装备有限公司

参考文献:

[1]　温源，张向东，沈建文，等.中国植保无人机发展技术路线及行业趋势[J].农业技术与装备，2014（，5）：35-38.