輕型運動飛機在航空植保作業方面的運用范文

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《航空檔案》2009年第Z1期

摘要：隨著我國國民經濟發展的需要，農業航空越來越突顯出其在集約化、規模化農業生產中的重要性，而這其中又將以輕型運動飛機為代表的固定翼飛機為主要機種，同時輔以直升機/輕型無人直升機或多軸旋翼無人機協同作業的新發展模式，以實現農業航空植保作業的高效率、經濟性、機動化和全方位覆蓋。

關鍵詞：輕型運動飛機；航空植保；噴灑效果

1農業航空背景

當前，全球共有3萬多架農業用飛機分布在70多個國家，其航空作業面積占到總播種面積的五分之一。而美國作為傳統的通航大國，其農用飛機的保有量是最大的，其數值在10000架左右。美國由于其農業生產的高度自動化，整個農業生產中六成的作物噴灑及施肥作業是由飛機來主導完成的。我國作為傳統的農業大國，需要植保作業的地域廣闊（擁有18億畝基本農田、幾億畝森林），但基本還都是以人工或半自動話的植保模式為主。依據有關部門的統計數據,我國每年糧食作物發生病蟲災害的面積達3.6億畝，每年直接損失的糧食約4000萬噸，棉花損失率為24%左右，蔬菜和水果損失率為20%左右，如何快速高效的控制/消滅病蟲害并最大限度的減少由此帶來的經濟損失，已經上升為專項課題或技術難題作為研究對象或目標，而此過程中農業航空的重要性也隨著通航技術的發展和農業生產的集約化、規模化受到越來越多人的認可。

目前，我國在航空植保方面的主要航空器種類有直升機、輕型無人直升機和輕型固定翼飛機。輕型固定翼飛機的作業特點是飛行速度快、載藥量大、作業效率高，一般采用距離農作物冠層5～7米的超低空飛行，此類航空器對作業區域及周邊的凈空條件要求較高，比如田梗周邊的電線、電線桿、高大樹木等障礙物影響，尤其需要重視作業中的飛行安全問題；而采用直升機開展植保作業，其最大的優勢是旋翼螺旋槳轉動帶來的空氣渦流作用使得農藥噴灑到作物的莖葉背面，有效增強噴灑的效果，與固定翼飛機相比其飛行速度較慢、載藥量較小、耗油量較大，但優點就是可以在作業區域或附近直接起降，減少了對機場、跑道等的配套需求，尤其適用于地形較復雜的作業區域；輕型無人直升機與前2種機型相比，則具有操控安全簡便、自動化程度高、投藥精準且細化、運行成本低等特點。

2輕型運動飛機與其他農業植保航空裝備的比較

常規的輕型運動飛機采用并列雙座、上單翼、常規尾翼和前三點式不可收放起落架布局。通過起落架和浮筒的更換實現陸上型和水上型的轉換，配備一臺Rotax系列發動機和三葉拉進式復合材料螺旋槳，機體結構采用玻璃鋼或復合材料整體壁板結構，外表美觀大方，使用普通97號汽油。根據國內外航空植保裝備的使用情況以及在防治噴灑效果方面的比較，輕型運動飛機在植保噴灑效果方面具有固定翼飛機的作業優點，同時該類型飛機能夠進行超低空飛行作業，同時由于良好的機動性，較之如Y-5、海燕650C等機型對作業區域的凈空條件要求較低，而其架次作業面積又不比起飛重量大的多的海燕650C低；而輕型無人直升機相比固定翼飛機則存在單次裝載量較小的限制，同時對于施藥區域的氣候條件有要求，尤其是在抗風能力方面，受到整機起飛重量與無線控制距離的影響，一般不能在風力達5級的氣候條件下使用，但是旋翼類無人機也有其獨特的植保作業優勢，即不需要固定機場等基礎設施、飛機的機動性較大，空飛率低且作業效率較高、可滿足復雜地形下的植保作業需求、旋翼產生的下洗氣流與反向向上氣流可以使農作物葉片的霧粒粘附面有效增大、可空中懸停的機型特點使得其具有對單株作物進行噴灑的能力、良好的機動性可有效避開城鎮、湖泊、河流或其他敏感環境以減少農藥對周邊環境的污染等。

3我國農業植保技術發展方向及趨勢

在國家有關部委的大力支持下，我國農業航空的作業量隨著國民經濟發展的需要呈現逐年增長態勢，直至2012年，我國農林業航空年作業量約為31900小時。當前通航作業環境下，我國農林航空作業用航空器主要還是以傳統的有人駕駛固定翼飛機和直升機為主，對應的作業覆蓋面積約在200萬公頃，而新興的無人機或旋翼機在航空植保作業方面的應用還處在起步發展階段，有待下一階段的產業興起。20世紀70年代以來，我國農業航空年飛行作業時間基本保持在20000～30000小時上下波動，年度增幅不明顯;眾所周知，我國的通用航空產業源自于農業航空，1979年以前，農業航空在通用航空中占有很大比例，農業航空飛行作業時間幾乎等同于通用航空，然而，隨著我國改革開放的不斷深化，通用航空產業得到了長足發展，其服務的領域也呈現由第一、第二產業向第三產業延伸和拓展的多元化格局演變（如空中觀光旅游、公務航空及民營飛行培訓等），使得農業航空在通用航空中所占的比例越來越小，到2012年農業航空所占比例已降至6.2%左右。

綜上所述，從我國航空植保機型的應用現狀和發展趨勢可以預測得到，在未來一段時間內，涵蓋輕型運動飛機的固定翼飛機仍將是主力機型，但直升機和輕型無人直升機在生產實踐中已經開始受到重視和應用。伴隨著我國農業航空作業模式由單一作業向多形態作業的延伸與轉變，其作業廣度也由粗放作業向精準作業進行創新式發展，后續的農業航空植保作業將會向多機型混合作業發展，即以輕型運動飛機或其他類型的固定翼飛機單機作業或機群作業的同時，有條件有針對性的協調如直升機/輕型無人直升機或多軸旋翼無人機的立體式作業模式，以此提高農業航空植保作業的高效率、經濟性、機動化和全方位覆蓋。

參考文獻

[1]鄭克蒙.我國農林飛機市場研究與預測[J].預測，1991(6).

作者：汪培佩；朱君 單位：中航通飛研究院有限公司