无人机低空低量喷雾技术

农业航空起源于德国，1911 年德国人提出了将飞机应用于植物保护工作中。目前，美国农用飞机保有量达 4000 多架（有人驾驶固定翼飞机占 88%）；俄罗斯的农业飞机保有量数目高达 1.1 万架，作业的机型主要以有人驾驶飞机为主 [4]；日本受地形的影响，有人驾驶固定翼飞机不适宜进行农业航空作业 , 轻型无人机异军突起 。据统计，截至 2010 年，日本的微轻型农用无人机达 2346 架；2003 年农用无人机首次亮相韩国，开启农业航空时代。因耕地面积小，地形等因素的影响， 韩国农业航空喷洒多使用无人机进行。截至 2010 年，农用无人机达 101 架，有人驾驶直升机 20 架。农业航空技术已经成为农业发达国家的评判标准，各个国家都针对本国国情选择合适的农业航空设备。在美俄等地广人稀的国家，多采用有人驾驶飞机为主，无人机为辅的植保作业方式；而日韩等国，小型无人机的各种优势吸引着广大农户。
        虽然，我国的无人机保有量保持持续增长的姿态， 但是农业航空作业占耕地面积比例仅 1.65%。较美、日等农业航空发达的国家相差甚远，世界平均水平也达到17%，远高于我国。就当前数据来看， 我国农业航空的发展刚刚起步，还需要各方人士共同努力。
        随着航空喷雾技术的发展，我国各位学者在低空低量喷洒、低空变量喷药系统等关键喷雾技术的各个环节上展开了相关研究，并取得了很大的突破。针对无人机的低空、低量、均匀性及高功效的喷洒要求，我国的许多学者对无人机的喷头进行了设计、试验与改进。
2014 年，茹煜等着重对一种兼顾了液力喷雾和离心喷雾的旋转液力雾化喷头进行了测试。以喷孔直径、喷雾压力、电机转速 3 种因素进行实验，分析各因素对喷头雾滴粒径、沉积分布、喷幅和功率消耗的影响。结果显示，喷头旋转电机电压对雾滴粒径的影响远高于喷孔直径，压力。电机电压提高，喷幅扩大，雾滴沉积量呈现正态分布。喷雾压力和喷孔直径对功率消耗的影响也很大。2016 年，王森建立了单旋翼植保无人机垂直风场模型及仿真模型，为分析无人机风场和喷洒作业中雾滴沉积规律提供了很大帮助。还对农业航空喷头进行了研究实验，获得了较优的喷洒参数，为提高农药利用率做出重要贡献。农业航空低空低容量喷雾技术的发展已进入了瓶颈，为了能够突破瓶颈的限制，相关人士针对不同的发展方向都进行了实利用农业航空低空低容量喷雾技术防治稻飞虱、稻纵卷叶螟、二化螟、纹枯病等病虫害，研究药剂喷雾雾滴大小及雾滴密度与防治效果的关系，明确防治不同作物主要病虫害的最佳药剂和最佳施药量。2014 年，杨帅等对 4 种不同无人机进行低空喷雾作业，寻找雾滴在作物冠层的沉积分布规律，并进行了防治效果的研究。无人机喷幅在一定范围内，随高度增加而增加， 确定最佳防治效果所需的飞行高度。不同无人机喷雾技术在冠层各位置的沉积密度均匀性不尽相同。
        针对目前农业无人旋翼施药机喷雾过程中因喷雾不均匀而发生作物药害、药效不理想和环境污染问题，研制无人旋翼施药机用的智能控制方法及装置，从而达到无人旋翼机随速度变化而改变施药液量，从而提高病虫害防治效果，减少农业航空施药过程中作物药害和环境污染。Alvin R Womac 等人修改入口的压力差调节活塞在壳体内的位置，改变空间的尺寸，调节喷头流量的目的，实现了低量精量喷雾 。HUANG 等设计了一种针对全自主飞行无人机的低容量喷雾系统，测试了 4 种不同喷嘴的喷雾效果，

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