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輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)在航空植保作業(yè)方面的運(yùn)用范文

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輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)在航空植保作業(yè)方面的運(yùn)用

《航空檔案》2009年第Z1期

摘要:隨著我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,農(nóng)業(yè)航空越來越突顯出其在集約化、規(guī)模化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性,而這其中又將以輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)為代表的固定翼飛機(jī)為主要機(jī)種,同時(shí)輔以直升機(jī)/輕型無人直升機(jī)或多軸旋翼無人機(jī)協(xié)同作業(yè)的新發(fā)展模式,以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)的高效率、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)化和全方位覆蓋。

關(guān)鍵詞:輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī);航空植保;噴灑效果

1農(nóng)業(yè)航空背景

當(dāng)前,全球共有3萬多架農(nóng)業(yè)用飛機(jī)分布在70多個(gè)國家,其航空作業(yè)面積占到總播種面積的五分之一。而美國作為傳統(tǒng)的通航大國,其農(nóng)用飛機(jī)的保有量是最大的,其數(shù)值在10000架左右。美國由于其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度自動(dòng)化,整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中六成的作物噴灑及施肥作業(yè)是由飛機(jī)來主導(dǎo)完成的。我國作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國,需要植保作業(yè)的地域廣闊(擁有18億畝基本農(nóng)田、幾億畝森林),但基本還都是以人工或半自動(dòng)話的植保模式為主。依據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國每年糧食作物發(fā)生病蟲災(zāi)害的面積達(dá)3.6億畝,每年直接損失的糧食約4000萬噸,棉花損失率為24%左右,蔬菜和水果損失率為20%左右,如何快速高效的控制/消滅病蟲害并最大限度的減少由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失,已經(jīng)上升為專項(xiàng)課題或技術(shù)難題作為研究對(duì)象或目標(biāo),而此過程中農(nóng)業(yè)航空的重要性也隨著通航技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的集約化、規(guī)模化受到越來越多人的認(rèn)可。

目前,我國在航空植保方面的主要航空器種類有直升機(jī)、輕型無人直升機(jī)和輕型固定翼飛機(jī)。輕型固定翼飛機(jī)的作業(yè)特點(diǎn)是飛行速度快、載藥量大、作業(yè)效率高,一般采用距離農(nóng)作物冠層5~7米的超低空飛行,此類航空器對(duì)作業(yè)區(qū)域及周邊的凈空條件要求較高,比如田梗周邊的電線、電線桿、高大樹木等障礙物影響,尤其需要重視作業(yè)中的飛行安全問題;而采用直升機(jī)開展植保作業(yè),其最大的優(yōu)勢(shì)是旋翼螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)帶來的空氣渦流作用使得農(nóng)藥噴灑到作物的莖葉背面,有效增強(qiáng)噴灑的效果,與固定翼飛機(jī)相比其飛行速度較慢、載藥量較小、耗油量較大,但優(yōu)點(diǎn)就是可以在作業(yè)區(qū)域或附近直接起降,減少了對(duì)機(jī)場(chǎng)、跑道等的配套需求,尤其適用于地形較復(fù)雜的作業(yè)區(qū)域;輕型無人直升機(jī)與前2種機(jī)型相比,則具有操控安全簡便、自動(dòng)化程度高、投藥精準(zhǔn)且細(xì)化、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。

2輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)與其他農(nóng)業(yè)植保航空裝備的比較

常規(guī)的輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)采用并列雙座、上單翼、常規(guī)尾翼和前三點(diǎn)式不可收放起落架布局。通過起落架和浮筒的更換實(shí)現(xiàn)陸上型和水上型的轉(zhuǎn)換,配備一臺(tái)Rotax系列發(fā)動(dòng)機(jī)和三葉拉進(jìn)式復(fù)合材料螺旋槳,機(jī)體結(jié)構(gòu)采用玻璃鋼或復(fù)合材料整體壁板結(jié)構(gòu),外表美觀大方,使用普通97號(hào)汽油。根據(jù)國內(nèi)外航空植保裝備的使用情況以及在防治噴灑效果方面的比較,輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)在植保噴灑效果方面具有固定翼飛機(jī)的作業(yè)優(yōu)點(diǎn),同時(shí)該類型飛機(jī)能夠進(jìn)行超低空飛行作業(yè),同時(shí)由于良好的機(jī)動(dòng)性,較之如Y-5、海燕650C等機(jī)型對(duì)作業(yè)區(qū)域的凈空條件要求較低,而其架次作業(yè)面積又不比起飛重量大的多的海燕650C低;而輕型無人直升機(jī)相比固定翼飛機(jī)則存在單次裝載量較小的限制,同時(shí)對(duì)于施藥區(qū)域的氣候條件有要求,尤其是在抗風(fēng)能力方面,受到整機(jī)起飛重量與無線控制距離的影響,一般不能在風(fēng)力達(dá)5級(jí)的氣候條件下使用,但是旋翼類無人機(jī)也有其獨(dú)特的植保作業(yè)優(yōu)勢(shì),即不需要固定機(jī)場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施、飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性較大,空飛率低且作業(yè)效率較高、可滿足復(fù)雜地形下的植保作業(yè)需求、旋翼產(chǎn)生的下洗氣流與反向向上氣流可以使農(nóng)作物葉片的霧粒粘附面有效增大、可空中懸停的機(jī)型特點(diǎn)使得其具有對(duì)單株作物進(jìn)行噴灑的能力、良好的機(jī)動(dòng)性可有效避開城鎮(zhèn)、湖泊、河流或其他敏感環(huán)境以減少農(nóng)藥對(duì)周邊環(huán)境的污染等。

3我國農(nóng)業(yè)植保技術(shù)發(fā)展方向及趨勢(shì)

在國家有關(guān)部委的大力支持下,我國農(nóng)業(yè)航空的作業(yè)量隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢(shì),直至2012年,我國農(nóng)林業(yè)航空年作業(yè)量約為31900小時(shí)。當(dāng)前通航作業(yè)環(huán)境下,我國農(nóng)林航空作業(yè)用航空器主要還是以傳統(tǒng)的有人駕駛固定翼飛機(jī)和直升機(jī)為主,對(duì)應(yīng)的作業(yè)覆蓋面積約在200萬公頃,而新興的無人機(jī)或旋翼機(jī)在航空植保作業(yè)方面的應(yīng)用還處在起步發(fā)展階段,有待下一階段的產(chǎn)業(yè)興起。20世紀(jì)70年代以來,我國農(nóng)業(yè)航空年飛行作業(yè)時(shí)間基本保持在20000~30000小時(shí)上下波動(dòng),年度增幅不明顯;眾所周知,我國的通用航空產(chǎn)業(yè)源自于農(nóng)業(yè)航空,1979年以前,農(nóng)業(yè)航空在通用航空中占有很大比例,農(nóng)業(yè)航空飛行作業(yè)時(shí)間幾乎等同于通用航空,然而,隨著我國改革開放的不斷深化,通用航空產(chǎn)業(yè)得到了長足發(fā)展,其服務(wù)的領(lǐng)域也呈現(xiàn)由第一、第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)延伸和拓展的多元化格局演變(如空中觀光旅游、公務(wù)航空及民營飛行培訓(xùn)等),使得農(nóng)業(yè)航空在通用航空中所占的比例越來越小,到2012年農(nóng)業(yè)航空所占比例已降至6.2%左右。

綜上所述,從我國航空植保機(jī)型的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)可以預(yù)測(cè)得到,在未來一段時(shí)間內(nèi),涵蓋輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)的固定翼飛機(jī)仍將是主力機(jī)型,但直升機(jī)和輕型無人直升機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中已經(jīng)開始受到重視和應(yīng)用。伴隨著我國農(nóng)業(yè)航空作業(yè)模式由單一作業(yè)向多形態(tài)作業(yè)的延伸與轉(zhuǎn)變,其作業(yè)廣度也由粗放作業(yè)向精準(zhǔn)作業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新式發(fā)展,后續(xù)的農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)將會(huì)向多機(jī)型混合作業(yè)發(fā)展,即以輕型運(yùn)動(dòng)飛機(jī)或其他類型的固定翼飛機(jī)單機(jī)作業(yè)或機(jī)群作業(yè)的同時(shí),有條件有針對(duì)性的協(xié)調(diào)如直升機(jī)/輕型無人直升機(jī)或多軸旋翼無人機(jī)的立體式作業(yè)模式,以此提高農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)的高效率、經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動(dòng)化和全方位覆蓋。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭克蒙.我國農(nóng)林飛機(jī)市場(chǎng)研究與預(yù)測(cè)[J].預(yù)測(cè),1991(6).

作者:汪培佩;朱君 單位:中航通飛研究院有限公司

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