前言:中國(guó)已成為全球農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用面積最大的國(guó)家,連續(xù)幾年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,航空植保統(tǒng)防統(tǒng)治效果比農(nóng)民自防效果提高10%至20%,減少農(nóng)藥使用20%至30%,農(nóng)藥利用率提高10%以上。植保無(wú)人機(jī),又名無(wú)人飛行器,顧名思義是用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛飛機(jī)。
基本概述
定義:植保無(wú)人機(jī)是用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛飛機(jī),主要通過(guò)地面遙控或GPS飛控,用來(lái)實(shí)現(xiàn)噴灑藥劑、種子、粉劑等作業(yè)
組成部分:主要由飛行平臺(tái)、導(dǎo)航飛控系統(tǒng)及噴灑裝置三部分組成。飛行平臺(tái)提供動(dòng)力和支撐,導(dǎo)航飛控系統(tǒng)負(fù)責(zé)定位和飛行控制,噴灑裝置用于完成農(nóng)藥、種子等的噴灑播撒。

發(fā)展歷程
國(guó)外起步早:20世紀(jì)80年代,美國(guó)和日本開始運(yùn)用植保無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛防作業(yè)。1987年,日本雅馬哈公司制造出全球首臺(tái)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)R-50。
國(guó)內(nèi)快速發(fā)展:2004年,在科技部“863計(jì)劃”支持下,中國(guó)農(nóng)業(yè)部、各地方農(nóng)業(yè)科學(xué)院和少部分科研院校等開始植保無(wú)人機(jī)的研究和推廣工作。2010年,漢和航空公司制造出第一架植保無(wú)人機(jī)交付市場(chǎng),揭開中國(guó)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)化的序幕。
分類和區(qū)別
電動(dòng)植保無(wú)人機(jī):使用電池作為動(dòng)力源,具有環(huán)保、噪音小、易于操作和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn),但載荷小,續(xù)航時(shí)間短,單架次作業(yè)時(shí)間一般10-30分鐘。
燃油動(dòng)力植保無(wú)人機(jī):采用燃油驅(qū)動(dòng),如汽油、柴油等,特點(diǎn)是載荷大,續(xù)航時(shí)間長(zhǎng),單架次作業(yè)范圍大,但噪音大,會(huì)污染環(huán)境。
油電混動(dòng)植保無(wú)人機(jī):結(jié)合了傳統(tǒng)燃油動(dòng)力和電動(dòng)動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn),既保留了燃油的高能量,又有電驅(qū)動(dòng)操縱靈活穩(wěn)定的特點(diǎn)。
單旋翼植保無(wú)人機(jī):外形類似直升飛機(jī),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,平行性好,操作靈活,旋翼旋轉(zhuǎn)速度較慢,噪音小。
多旋翼植保無(wú)人機(jī):有多個(gè)旋翼動(dòng)力支臂,飛行高度低、機(jī)身振動(dòng)小,可以搭載精密儀器,噴灑農(nóng)藥更精準(zhǔn),具有機(jī)動(dòng)靈活、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
共軸無(wú)人直升機(jī):有兩個(gè)或以上旋翼軸線共軸排列,與單旋翼植保無(wú)人機(jī)相比,具有更高的穩(wěn)定性和操控性,能夠?qū)崿F(xiàn)更高的飛行高度和更廣的作業(yè)范圍。
按動(dòng)力來(lái)源
按機(jī)型結(jié)構(gòu)
應(yīng)用場(chǎng)景
精準(zhǔn)噴藥:搭載先進(jìn)的噴灑系統(tǒng),根據(jù)作物生長(zhǎng)狀況和病蟲害情況,進(jìn)行精準(zhǔn)、均勻噴灑,減少農(nóng)藥使用量和浪費(fèi),降低對(duì)環(huán)境的污染。
播種與施肥:按照設(shè)定模式進(jìn)行種子的精準(zhǔn)播撒和施肥作業(yè),提高播種和施肥的效率與均勻度。
作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè):配備高清攝像頭和傳感器等監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物的生長(zhǎng)狀況、土壤濕度、光照強(qiáng)度等環(huán)境參數(shù),為農(nóng)民提供決策依據(jù)。
災(zāi)害預(yù)警與評(píng)估:在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),快速響應(yīng),對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行航拍和監(jiān)測(cè),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并為災(zāi)害評(píng)估和應(yīng)對(duì)提供數(shù)據(jù)支持。
優(yōu)勢(shì)與不足
高效作業(yè):作業(yè)效率高,能快速覆蓋大片農(nóng)田,大大節(jié)省時(shí)間和人力成本,一般一畝地打藥時(shí)間僅需幾分鐘,全天能完成100-200畝地的打藥工作。
精準(zhǔn)施藥:可根據(jù)作物需求精準(zhǔn)控制農(nóng)藥、種子、肥料的投放量,提高資源利用率,減少浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染,且飛行速度均勻,噴灑更均勻。
降低勞動(dòng)強(qiáng)度:農(nóng)民無(wú)需親自進(jìn)行噴藥、施肥等繁重勞動(dòng),降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,也減少了與農(nóng)藥等有害物質(zhì)的接觸,保障了人身安全。
適用性強(qiáng):能適應(yīng)多種地形和農(nóng)田環(huán)境,無(wú)論是大面積的平原農(nóng)田,還是地形復(fù)雜、種植分散的山地、丘陵等農(nóng)田,都可進(jìn)行作業(yè)。
價(jià)格較高:購(gòu)買一架植保無(wú)人機(jī)通常需要幾萬(wàn)元,對(duì)于一些小規(guī)模農(nóng)戶來(lái)說(shuō),成本較高。
操作有難度:需要專門學(xué)習(xí)使用方法和飛行技巧,操作人員需具備一定的專業(yè)知識(shí)和技能,且飛行過(guò)程中受天氣等因素影響較大。