發(fā)布時間：2020-11-16 18:56

　　 近年來,國內(nèi)對大豆的需求逐年上升,而我國的大豆產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求,造成了不得不依賴大量進(jìn)口國外大豆的情況,這種情況直接對我國的糧食安全造成了威脅。如何提高大豆產(chǎn)量,大豆中后期的田間管理尤為重要。因此,本文針對大豆中后期封壟后,傳統(tǒng)田間管理機(jī)械作業(yè)困難、壓苗等難題,利用單旋翼植保無人機(jī)在大豆中后期進(jìn)行噴霧試驗(yàn),優(yōu)化無人機(jī)作業(yè)參數(shù),為大豆中后期田間管理及無人機(jī)施藥技術(shù)的應(yīng)用、推廣提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。本文主要從以下三個方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究:(1)單旋翼植保無人機(jī)風(fēng)場分布特點(diǎn)研究。利用風(fēng)場分析試驗(yàn)臺,對電動單旋翼植保無人機(jī)旋翼下方風(fēng)場分布進(jìn)行了試驗(yàn)分析。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,單旋翼植保無人機(jī)旋翼下方風(fēng)場呈現(xiàn)一定的規(guī)律,距地面同一高度,在旋翼翼展范圍內(nèi),風(fēng)速值是和軸心距離是正相關(guān)的,隨距離的增大,風(fēng)速逐漸增大;超過翼展范圍直至風(fēng)場邊界,風(fēng)速逐漸減小;在高度方向上,風(fēng)速值大小與離地面高度成正相關(guān);旋翼下方1~2.5m處是風(fēng)速最大區(qū)域,最高風(fēng)速達(dá)到12.9m/s;1m一下的風(fēng)場受地面效應(yīng)影響會產(chǎn)生紊流,并不符合上述規(guī)律。(2)大豆不同生長時期田間試驗(yàn)。試驗(yàn)分別在大豆分枝期、結(jié)莢期進(jìn)行,以一定濃度胭脂紅溶液為噴施液體,利用霧滴采集卡收集霧滴的沉積、分布。試驗(yàn)表明霧滴的分布和單旋翼植保無人機(jī)的風(fēng)場分布特點(diǎn)相似;添加飛防專用助劑有助于霧滴的沉積,減少漂移;用響應(yīng)面分析法優(yōu)化出電動單旋翼植保無人機(jī)在大豆田間的最優(yōu)作業(yè)參數(shù)為V=5m/s,H=2m。(3)不同機(jī)型霧滴沉積分布的對比試驗(yàn)。利用S40單旋翼、M23電動四旋翼、M8A電動八旋翼植保無人機(jī)在大豆田間進(jìn)行噴霧試驗(yàn),并對不同機(jī)型的植保無人機(jī)霧滴沉積分布進(jìn)行對比分析,試驗(yàn)結(jié)果表明單旋翼植保無人機(jī)在大豆田間霧滴沉積均勻性、穿透性等方面優(yōu)于多旋翼植保無人機(jī)。
【學(xué)位單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S252.3
【部分圖文】：

單旋翼植保無人機(jī)大豆田間霧滴沉積特性研究言農(nóng)業(yè)是中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)，是國家富強(qiáng)的根本保證。長久以來，大豆因?yàn)閾碛杏椭�、�?yōu)良的植物蛋白及包含對人體有益的多種活性物質(zhì)，而受到世界人民的喜愛[1]。種飼料作物、糧食作物、油料作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜作物，在美國、巴西等國擁有很大和產(chǎn)量。大豆在我國擁有悠久種植歷史，曾經(jīng)我國也是大豆的主要生產(chǎn)國之一[1-2]。近年來，國內(nèi)對大豆需求逐年上升，而我國的大豆產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求，造成了大量進(jìn)口國外大豆的現(xiàn)狀，這種情況直接對我國的糧食安全造成了威脅[2-3]。圖 1-1 為 2012-2017 年中國大豆進(jìn)口數(shù)量統(tǒng)計(jì)，根據(jù)海關(guān)總署 2017 年 1-12 月的統(tǒng)計(jì)數(shù)國進(jìn)口的大豆總量已達(dá)到 9.55×107t，相比 2016 年的 8.391×107t 增加了 1.16×107t。而根局的數(shù)據(jù)，我國的豆類（黃豆和其他雜豆）總產(chǎn)量 1.9×107t 左右，這是在提高了 6.52×類種植面積的基礎(chǔ)上所有產(chǎn)量[4]。

圖 1-2 技術(shù)路線框圖Fig.1-2 Diagram of technical route小結(jié)主要結(jié)合課題方向，對國內(nèi)外農(nóng)業(yè)航空植保的發(fā)展歷程及我國農(nóng)業(yè)航空，特別是無進(jìn)行了總結(jié)介紹，對航空植保技術(shù)國外和國內(nèi)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析；最后說明本意義、內(nèi)容和技術(shù)路線。

2 單旋翼植保無人機(jī)風(fēng)場試驗(yàn)在植保無人機(jī)飛防作業(yè)時，影響噴施效果的因素有很多，例如，植保無人機(jī)的作業(yè)高度、速度；田間環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速；農(nóng)作物的高度、葉片的形態(tài)；旋翼下壓風(fēng)場等。旋翼的風(fēng)場是對植保無人機(jī)的噴施效果最重要的影響因素之一，關(guān)系著霧滴的沉積、分布、漂移等，因此要對植保無人機(jī)噴施霧滴沉積特性進(jìn)行研究，就要對單旋翼植保無人機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及風(fēng)場實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)和研究。2.1 單旋翼植保無人機(jī)的工作原理單旋翼植保無人機(jī)操控主要是依靠調(diào)整主槳的角度，來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)前進(jìn)、后退、上升、下降等動作；轉(zhuǎn)向是通過調(diào)整尾部的尾槳實(shí)現(xiàn)的，如圖 2-1 所示為單旋翼植保無人機(jī)的結(jié)構(gòu)。單旋翼植保無人機(jī)特點(diǎn)是風(fēng)場穩(wěn)定單一（主槳和尾槳的風(fēng)場相互干擾的概率極低）、下壓風(fēng)場大；槳葉產(chǎn)生的下洗氣流能夠翻動作物葉片，從而使藥液到達(dá)作物下部和葉片的背部；能夠滿足多種作物如：大田作物、高桿作物、果樹和較茂密作物的作業(yè)需求，適用于不同的作物及其生長情況；作業(yè)周期長；功效比較高，目前單旋翼植保無人機(jī)的功效比已經(jīng)達(dá)到 1：2.5 左右，能耗相比于多旋翼植保無人機(jī)較低。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2886540