前言:中国已成为全球农业无人机应用面积最大的国家,连续几年调查数据显示,航空植保统防统治效果比农民自防效果提高10%至20%,减少农药使用20%至30%,农药利用率提高10%以上。植保无人机,又名无人飞行器,顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机。
基本概述
定义:植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,主要通过地面遥控或GPS飞控,用来实现喷洒药剂、种子、粉剂等作业
组成部分:主要由飞行平台、导航飞控系统及喷洒装置三部分组成。飞行平台提供动力和支撑,导航飞控系统负责定位和飞行控制,喷洒装置用于完成农药、种子等的喷洒播撒。
发展历程
国外起步早:20世纪80年代,美国和日本开始运用植保无人机进行飞防作业。1987年,日本雅马哈公司制造出全球首台农业植保无人机R-50。
国内快速发展:2004年,在科技部“863计划”支持下,中国农业部、各地方农业科学院和少部分科研院校等开始植保无人机的研究和推广工作。2010年,汉和航空公司制造出第一架植保无人机交付市场,揭开中国农业植保无人机产业化的序幕。
分类和区别
电动植保无人机:使用电池作为动力源,具有环保、噪音小、易于操作和维护的优点,但载荷小,续航时间短,单架次作业时间一般10-30分钟。
燃油动力植保无人机:采用燃油驱动,如汽油、柴油等,特点是载荷大,续航时间长,单架次作业范围大,但噪音大,会污染环境。
油电混动植保无人机:结合了传统燃油动力和电动动力的优点,既保留了燃油的高能量,又有电驱动操纵灵活稳定的特点。
单旋翼植保无人机:外形类似直升飞机,结构简单,平行性好,操作灵活,旋翼旋转速度较慢,噪音小。
多旋翼植保无人机:有多个旋翼动力支臂,飞行高度低、机身振动小,可以搭载精密仪器,喷洒农药更精准,具有机动灵活、操作简单、成本低等优点。
共轴无人直升机:有两个或以上旋翼轴线共轴排列,与单旋翼植保无人机相比,具有更高的稳定性和操控性,能够实现更高的飞行高度和更广的作业范围。
按动力来源
按机型结构
应用场景
精准喷药:搭载先进的喷洒系统,根据作物生长状况和病虫害情况,进行精准、均匀喷洒,减少农药使用量和浪费,降低对环境的污染。
播种与施肥:按照设定模式进行种子的精准播撒和施肥作业,提高播种和施肥的效率与均匀度。
作物生长监测:配备高清摄像头和传感器等监测设备,实时监测作物的生长状况、土壤湿度、光照强度等环境参数,为农民提供决策依据。
灾害预警与评估:在自然灾害发生时,快速响应,对受灾区域进行航拍和监测,及时发现问题并为灾害评估和应对提供数据支持。
优势与不足
高效作业:作业效率高,能快速覆盖大片农田,大大节省时间和人力成本,一般一亩地打药时间仅需几分钟,全天能完成100-200亩地的打药工作。
精准施药:可根据作物需求精准控制农药、种子、肥料的投放量,提高资源利用率,减少浪费和对环境的污染,且飞行速度均匀,喷洒更均匀。
降低劳动强度:农民无需亲自进行喷药、施肥等繁重劳动,降低了劳动强度,也减少了与农药等有害物质的接触,保障了人身安全。
适用性强:能适应多种地形和农田环境,无论是大面积的平原农田,还是地形复杂、种植分散的山地、丘陵等农田,都可进行作业。
价格较高:购买一架植保无人机通常需要几万元,对于一些小规模农户来说,成本较高。
操作有难度:需要专门学习使用方法和飞行技巧,操作人员需具备一定的专业知识和技能,且飞行过程中受天气等因素影响较大。