农用无人机现状与发展趋势_何勇

《农用无人机现状与发展趋势_何勇》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本期专题农用无人机现状与发展趋势12何勇张艳超本拥有2346架已注册农用无人直升机，操作人员0引言14163人，成为世界上农用无人机喷药第一大国。无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务我国系统研究微小型无人机航空施药喷雾技术开始设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空于2008年，由国家资助，开始单旋翼无人机低空低器。它们没有驾驶舱，但安装有自驾仪、飞行姿态控量施药技术的研究。截至2012年末，生产航空施药制等设备，以助推、垂直起降、喷射起飞等方式起飞，无人机整机与配套设备的企业达80余家。以降落伞、拦阻索、接收网

2、等方式回收，可多次使用。无人机曾经作为一种作战武器在战场中显示出强大的战斗能力。无人机在民用领域应用主要表现在航空摄影、地面灾害评估、航空测绘、交通监视、消防、人工增雨等方面。无人机在农田中的应用逐渐开始出现，主要集中在农田信息遥感、灾害预警、施肥喷药等领域。图1无人机构成简图1.1无人机结构种类1无人机发展概况农用无人机有多种分类方法：如按照动力来源，世界上第一架无人机是由英国人于1917年研制分为电动和油动；按机型结构，分为固定翼、单旋翼、的。这是一架无线电操纵的小型单翼机，由于受到当时多旋翼和热动力飞行器；按起飞方式可

3、分为助跑起许多技术问题的制约，所以试验失败。而后终于在20飞、垂直起飞垂直降落；等等。以下按照其主要结构世纪30年代初研制成功无线电操纵的无人靶机，直到进行分类。80年代，美国将无人机应用于越战和海湾战争。一般1.1.1固定翼无人机来说，无人机主要由如图1所示部分构成。固定翼无人机是由动力装置（如燃油发动机、电世界上第一台农用无人机出现在1987年日本，机等）产生推力或者拉力，由机翼产生升力，机翼位Yamaha公司受日本农业部委托，生产出20kg级喷置和掠角等参数在飞行过程中保持不变的飞行器，药无人机“R￣50”，经过将近2

4、0多年的发展，目前日图2为浙江大学研制的小型农田信息遥感无人机。2014年第1期1本期专题固定翼无人机具有滑翔性能好，续航长，航程远，飞后退、左右运动，以螺旋桨转速次序变化实现自转，行高度高，飞行速度快等优点，适合应用于农田营养垂直起飞降落，场地限制小，可空中稳定悬停。多旋信息获取、灾害预警、成熟度估测等。然而固定翼受翼飞行器出现后，以优越的飞行稳定性、简单的动力天气影响大，气流变化剧烈的时候不宜飞行。学结构和低廉的价格迅速获得广泛的关注和使用。多旋翼无人机采用锂聚合物电池供电，自动化程度高，飞行平稳，操作技术要求低。同时由

5、于结构所限，载质量一般不高（10kg左右），续航时间较短（15~20min）。图4为浙江大学与浙江得伟有限公司联合开发的中型八轴多旋翼农田信息遥感平台。图2固定翼无人机1.1.2单旋翼直升机单旋翼直升机（如图3所示）通过主桨切割空气产生推力，尾桨保证平衡，无需跑道助跑，可垂直起降和稳定悬停，飞行灵活性和可靠性相对于固定翼要高很多。在农业中有很多应用：如刘小龙采用嵌图4多旋翼飞行器[1]入式主板设计无人机图像采集系统；李冰等采用2无人机生产单位京商260和ADC多光谱相机通过测定冬小麦覆盖度变化，对冬小麦生长过程中的5个主要生

6、育期进行监无人机植保作业相对于传统的人工喷药作业和测，分析了空间尺度变化对结果的影响[2]；TianLei等人机械装备喷药有很多优点：作业高度低，飘移少，可通过收集机载导航系统对飞行高度和位置的估测数空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有据，采用一定的变形模型对遥感所得图片进行几何校助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果好，远距离遥正，而无需控制点[3]。日本“RMAX”系列无人机、中国总控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高参谋部六十所的“Z”系列无人机都属于这种结构。了喷洒作业安全性等。无人直升机喷洒技

7、术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，这很大程度上降低了资源成本。在我国，作为农业用途的无人驾驶轻型直升机目前处于初级研究阶段。国内通用轻型农用无人直升机主要有中国人民解放军总参第六十研究所开发的“Z￣3”无人直升机，南京农业机械化研究所开发的喷药无人机，浙江大学和浙江得伟工贸公司开发图3单旋翼直升机的“DWH￣1”等无人机。相对于军事及其他行业，农1.1.3多旋翼飞行器业作业对无人机性能要求更高，上述机型应用于农多旋翼飞行器原型出现于1922年，然而直到业还有许多技术难点需要攻克，农业航空发

8、展还任1999年才出现多旋翼无人机。多旋翼无人机以三个重道远；但相对于需求，其发展空间很大。或者偶数个对称非共轴螺旋桨产生推力上升，以各目前我国生产航模的企业有近200家（包括旋个螺旋桨转速改变带来的飞行平面倾斜实现前进、冀和固定冀无人机），具有自主研发能力，并已进入22014年第1期本期