植保无人飞机高效安全作业关键技术创新与应用
- 主要完成单位:农业部南京农业机械化研究所,华南农业大学,中国农业科学院植物保护研究所,全国农业技术推广服务中心,广州极飞科技有限公司,安阳全丰航空植保科技股份有限公司,无锡汉和航空技术有限公司
- 主要完成人员:薛新宇,兰玉彬,袁会珠,王凤乐,张宋超,秦维彩,孙竹,周立新,彭斌,王志国,孙向东
- 起 止 时 间 :2009年9月—2015年12月
- 获 奖 情 况 :2018年江苏省科学技术二等奖
- 内 容 提 要 :
本研究在国家公益性科研专项等项目支持下,创制适应复杂农田条件下的系列植保无人飞机,取得了传统农业向现代农业转型的标志性成果,重要创新成果如下:
1、创立了植保无人飞机“两低一高”(低空低量高浓度)施药作业技术体系
以近地耦合风场作用下低空喷洒雾滴沉降规律等应用基础理论研究为支撑,结合作物常见病虫害发生规律,创制了航空喷洒蒸发抑制剂,针对不同病虫害和农药剂型,优化了不同作业条件下的施药参数,创立了植保无人飞机“两低一高”施药作业技术体系,攻克了施药技术与病虫害防治要求不匹配的技术难题。相较于常规人工施药作业效率提高100倍,农药施用量减少20%以上。
2、发明了复杂农田作业条件下的植保无人飞机高精度施药自动导航系统
针对航空喷雾作业中极易出现重喷漏喷的问题,以优工作效率、短飞行路径为目标,基于田块尺寸形状、农田气象环境、安全隔离区等多参数,融 合了位姿高精度获取、断点续航、超低空自适应施药等技术,在国内首创了“航 路规划、自主飞行、定点施药”技术框架,发明了植保无人飞机高精度施药自 动导航系统,导航精度达厘米级,居国际领先水平,引领了国内该技术的发展。
3、创制了适宜不同作业条件、施药要求的系列植保无人飞机
攻克了植保无人飞机低空飞行稳定性技术难题,研发了适应低空、低速作业条件的无人飞行运载平台;开发了航空植保专用离心喷头,融合了适用于各生长期病虫害防治需求的精量化施药技术、不同作业条件的高精度自动导航技术等,创制了适宜不同作业条件、施药要求的系列植保无人飞机。
4、创建了植保无人飞机性能与施药效果测试平台
创新性地建立了以高低速植保专用风洞、移动式旋翼风场测试设备、无人机喷洒两相流场模拟测试平台等为核心的航空专用试验测试体系,为植保无人飞机设计、参数优化、系统集成及试验验证提供技术支撑。
5、建立了以作业安全为目标的植保无人飞机技术规范与标准
以公共安全、人员安全、机具安全、施药安全、环境安全为目标,以电子围栏、失效保护、能源载荷匹配、自动避障、在线远程监管、飘移模型预测等核心技术为支撑,提出了包括航空监管、安全作业要求等内容的植保无人飞机 规范与标准框架,保证了行业健康可持续发展。