司明寶 金芳 趙晨 何政道

無(wú)人機(jī)也稱遙控駕駛航空器。加裝農(nóng)藥噴灑裝置，用于農(nóng)作物防蟲治病的無(wú)人機(jī)稱為植保無(wú)人機(jī)。近年來(lái)，我國(guó)植保無(wú)人機(jī)快速發(fā)展，保有量從2014年的695臺(tái)增至2020年的8萬(wàn)余臺(tái)，作業(yè)面積從2014年的426萬(wàn)畝次增至2020年的10億畝次，已從早期的實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品發(fā)展成為一種常見的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械。現(xiàn)結(jié)合植保無(wú)人機(jī)在淮安的發(fā)展情況，就無(wú)人植保機(jī)械化技術(shù)推廣應(yīng)用提出探討。

1 無(wú)人機(jī)的分類

無(wú)人機(jī)分類方法如下：

1.1 按飛行平臺(tái)構(gòu)型分類

按飛行平臺(tái)構(gòu)型可分為固定翼無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)飛艇、傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)等。

1.2 按用途分類

按用途可分為軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)。軍用無(wú)人機(jī)包括偵察無(wú)人機(jī)、誘餌無(wú)人機(jī)、電子對(duì)抗無(wú)人機(jī)、通信中繼無(wú)人機(jī)、無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)以及靶機(jī)等［1］。民用無(wú)人機(jī)包括巡查/監(jiān)視無(wú)人機(jī)、農(nóng)用無(wú)人機(jī)、氣象無(wú)人機(jī)、勘探無(wú)人機(jī)以及測(cè)繪無(wú)人機(jī)等。

1.3 按尺度分類

按尺度可分為微型無(wú)人機(jī)、輕型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)以及大型無(wú)人機(jī)。微型無(wú)人機(jī)是指空機(jī)質(zhì)量小于等于7 kg的無(wú)人機(jī)。輕型無(wú)人機(jī)是指空機(jī)質(zhì)量大于7 kg、小于等于116 kg的無(wú)人機(jī)，此類無(wú)人機(jī)全馬力平飛中，校正空速小于100 km/h，升高低于3 000 m。小型無(wú)人機(jī)是指空機(jī)質(zhì)量大于116 kg、小于等于5 700 kg的無(wú)人機(jī)。大型無(wú)人機(jī)是指空機(jī)質(zhì)量大于5 700 kg的無(wú)人機(jī)。

1.4 按活動(dòng)半徑分類

按活動(dòng)半徑可分為超近程無(wú)人機(jī)、近程無(wú)人機(jī)、短程無(wú)人機(jī)、中程無(wú)人機(jī)和遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)［2］。超近程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在15 km以內(nèi)，近程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在15～50 km之間，短程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在50～200 km之間（不含50 km），中程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑在200～800 km之間（不含200 km），遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)活動(dòng)半徑大于800 km。

1.5 按任務(wù)高度分類

按任務(wù)高度可以分為超低空無(wú)人機(jī)、低空無(wú)人機(jī)、中空無(wú)人機(jī)、高空無(wú)人機(jī)和超高空無(wú)人機(jī)［3］。超低空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般小于100 m，低空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在100～1 000 m之間（不含1 000 m），中空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在1 000～7 000 m（不含7 000 m）之間，高空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般在7 000～18 000 m之間，超高空無(wú)人機(jī)任務(wù)高度一般大于18 000 m。

2 植保無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼等支農(nóng)惠農(nóng)政策的實(shí)施推動(dòng)植保無(wú)人機(jī)的發(fā)展進(jìn)入快車道。2016年我國(guó)植保無(wú)人機(jī)國(guó)補(bǔ)試點(diǎn)主要有河南、湖南、福建3省，2020年試點(diǎn)范圍擴(kuò)大至浙江、安徽、江西、湖南、廣東、重慶、吉林、福建、甘肅、江蘇等10余個(gè)省市。

江蘇省共有植保無(wú)人機(jī)國(guó)補(bǔ)試點(diǎn)縣（市、區(qū)）76個(gè)，試點(diǎn)縣（市、區(qū)）按照省下達(dá)的補(bǔ)貼計(jì)劃組織實(shí)施補(bǔ)貼，同一個(gè)購(gòu)機(jī)者享受補(bǔ)貼機(jī)具的上限為5臺(tái)。補(bǔ)貼對(duì)象為從事植保作業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)組織，主要包括農(nóng)民（農(nóng)機(jī)）專業(yè)合作社、植保作業(yè)組織、農(nóng)作物病蟲害統(tǒng)防統(tǒng)治組織、家庭農(nóng)場(chǎng)等。對(duì)個(gè)人購(gòu)置植保無(wú)人機(jī)暫不予補(bǔ)貼。

近年來(lái)，隨著土地流轉(zhuǎn)速度的加快，以及農(nóng)機(jī)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng)、種糧大戶等新型農(nóng)業(yè)主體的崛起，淮安市植保無(wú)人機(jī)的需求越來(lái)越旺盛，市農(nóng)機(jī)推廣部門結(jié)合實(shí)施“一項(xiàng)行動(dòng)兩大工程”和“兩全兩高”創(chuàng)建，全力做好植保無(wú)人機(jī)的推廣應(yīng)用和技術(shù)指導(dǎo)工作，2016、2017、2018、2019、2020年該市分別推廣植保無(wú)人機(jī)10臺(tái)、99臺(tái)、300臺(tái)、300臺(tái)、686臺(tái)。

3 植保無(wú)人機(jī)使用技術(shù)要領(lǐng)

相較于其他無(wú)人機(jī)，植保無(wú)人機(jī)工作環(huán)境更惡劣，只有保持設(shè)備良好的工作狀態(tài)，才能提高飛防作業(yè)效率。

3.1 遙控器的使用與維護(hù)保養(yǎng)

遙控器需定時(shí)擦拭、保持清潔，避免水、藥液進(jìn)入遙控器。運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)將天線折疊，避免天線折斷。如搖桿未在中立點(diǎn)，需對(duì)搖桿進(jìn)行校正。操作人員必須了解遙控器的搖桿模式，避免因搖桿模式錯(cuò)誤導(dǎo)致撞機(jī)、側(cè)翻。

3.2 機(jī)身的維護(hù)保養(yǎng)

搬抬植保無(wú)人機(jī)時(shí)，應(yīng)抬大臂而非小臂，否則有可能損害機(jī)身。機(jī)臂套筒應(yīng)適度旋緊，否則有可能造成套筒破裂或難以旋開。機(jī)身內(nèi)部有精密電子部件，清潔機(jī)身時(shí)應(yīng)使用濕抹布，切不可用水流直接對(duì)機(jī)身沖洗。要定時(shí)清理機(jī)身進(jìn)氣口過濾網(wǎng)，保證內(nèi)外氣流流動(dòng)順暢。清理頻率依作業(yè)環(huán)境清潔度、工作頻率而定，建議一個(gè)作業(yè)季清理一次。

各關(guān)鍵部位螺絲必須鎖緊，并且需打螺絲膠。依據(jù)使用頻率選擇相應(yīng)強(qiáng)度的螺絲膠。生銹、打滑的螺絲必須及時(shí)更換。

3.3 動(dòng)力系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

動(dòng)力系統(tǒng)工作強(qiáng)度大，受外界影響大，使用頻率高，是植保無(wú)人機(jī)系統(tǒng)里需要重點(diǎn)關(guān)注的分系統(tǒng)之一。

3.3.1 電機(jī)

農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)電機(jī)工作環(huán)境惡劣，水霧、藥液、農(nóng)藥附著是損壞電機(jī)的主要因素，所以每天作業(yè)完畢后都要用濕抹布清潔電機(jī)外表，去除農(nóng)藥附著。不可用流水或水管直接沖洗電機(jī)，以免電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水。應(yīng)定時(shí)檢查電機(jī)動(dòng)平衡是否良好。電機(jī)常見故障如下：

1）軸承損壞，電機(jī)旋轉(zhuǎn)有雜音，阻力較大。原因：電機(jī)進(jìn)水、進(jìn)液，導(dǎo)致電機(jī)損壞。

2）卸掉螺旋槳之后，電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)明顯大于正常電機(jī)。原因：電機(jī)發(fā)生過撞擊，導(dǎo)致動(dòng)平衡破壞。

3）飛行器一起飛就側(cè)翻，或者起飛后在空中高速旋轉(zhuǎn)。原因：電機(jī)轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤。

3.3.2 電調(diào)

電調(diào)在機(jī)身內(nèi)部，使用時(shí)需注意不能進(jìn)水。不能用水管直接沖洗電機(jī)，下雨天應(yīng)避免飛行。

3.3.3 螺旋槳

螺旋槳是農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)消耗最快的配件，大部分的飛行事故都有可能使螺旋槳發(fā)生斷裂和破損。螺旋槳發(fā)生斷裂或破損時(shí)必須更換。螺旋槳的安裝不能有水平與垂直方向上的松動(dòng)，如松動(dòng)可能會(huì)造成飛行不穩(wěn)定。農(nóng)藥附著有可能腐蝕螺旋槳，縮短螺旋槳使用壽命，因此，作業(yè)完畢后必須清理農(nóng)藥殘留。螺旋槳常見故障如下：

1）飛行器未起飛就側(cè)翻，或者在空中自旋。原因：正反槳弄混。

2）飛行器振動(dòng)加大，影響飛行器安全。原因：螺旋槳?dú)埲薄?/p>

3）飛行不穩(wěn)定。原因：雙槳螺旋槳兩邊旋轉(zhuǎn)軌跡不一致。

3.3.4 鋰電池

鋰電池需求量大，使用頻率高，且價(jià)格較高。不應(yīng)高溫充電，以免縮短電池使用壽命。應(yīng)定時(shí)慢充，以利于電池電壓平衡。每隔1～2個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次完整的充放電。鋰電池常見故障如下：

1）鋰電池鼓包膨脹。原因：長(zhǎng)期滿電壓存儲(chǔ)。

2）鋰電池內(nèi)部電芯發(fā)生短路，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成自燃。原因：電池跌落等。

3.3.5 插頭連接件

插頭是飛行器與電池連接的必備配件，工作頻率非常高。插頭連接時(shí)，必須完整插入，否則會(huì)導(dǎo)致插頭發(fā)熱量增加，造成飛行隱患。如果發(fā)現(xiàn)插頭金插外徑變小，插頭插入過松，應(yīng)及時(shí)更換插頭。應(yīng)避免電池平衡插頭接觸水及藥液，否則會(huì)導(dǎo)致平衡頭短路乃至燒毀電池。

3.4 噴霧系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

噴霧系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)發(fā)揮具體功能的部件，會(huì)接觸到農(nóng)藥以及農(nóng)藥殘留，所以其維護(hù)頻率最高。

3.4.1 藥箱

每天作業(yè)完畢后應(yīng)將藥箱灌滿清水，開啟水泵，沖洗整個(gè)噴霧系統(tǒng)。藥箱不能混用，否則可能對(duì)作物造成藥害。

3.4.2 水泵

水泵禁止長(zhǎng)時(shí)間空載高速運(yùn)轉(zhuǎn)，否則會(huì)影響使用壽命。水泵內(nèi)部禁止進(jìn)入雜質(zhì)，水泵進(jìn)液口應(yīng)配有過濾網(wǎng)。

3.4.3 噴頭及濾網(wǎng)

避免使用粉劑以及高濃度乳油，以免堵塞濾網(wǎng)及噴頭。每天作業(yè)完畢后應(yīng)對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清理，清除農(nóng)藥殘留。要定時(shí)將噴頭及濾網(wǎng)放入水中浸泡，確保噴頭及濾網(wǎng)工作狀態(tài)良好。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

植保無(wú)人機(jī)作業(yè)效率是人工作業(yè)的50倍以上，是地面機(jī)械作業(yè)的10倍左右。目前，機(jī)手飛防作業(yè)費(fèi)用為每畝6～10元。小麥生產(chǎn)一季打藥4次，水稻生產(chǎn)一季打藥5次。以每臺(tái)無(wú)人機(jī)植保1 000畝（66.67 hm2）為例，按每畝飛防作業(yè)費(fèi)用7元計(jì)算，一臺(tái)無(wú)人機(jī)一年的小麥植保收入為28 000元，水稻植保收入為35 000元，全年作業(yè)總收入為63 000元。以大疆T30無(wú)人機(jī)為例，購(gòu)機(jī)成本為54 999元/臺(tái)，作業(yè)一年就可收回成本并有盈余。如帶藥作業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更高。

4.2 社會(huì)效益

1）農(nóng)藥利用率高。與人工和地面機(jī)械作業(yè)相比，植保無(wú)人機(jī)作業(yè)可節(jié)省農(nóng)藥使用量50%左右。多年多點(diǎn)田間試驗(yàn)結(jié)果表明：植保無(wú)人機(jī)低空低容量噴霧在水稻、小麥、玉米等作物病蟲害防治中農(nóng)藥利用率分別達(dá)到了49.19%、57.1%、52.7%，顯著高于常規(guī)背負(fù)式大容量噴霧機(jī)。

2）綠色環(huán)保。植保無(wú)人機(jī)的推廣應(yīng)用，可以降低農(nóng)藥使用量，減少農(nóng)藥殘留污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；同時(shí)，還能避免作業(yè)人員農(nóng)藥中毒。

3）節(jié)水節(jié)本。與人工和地面機(jī)械作業(yè)相比，使用植保無(wú)人機(jī)作業(yè)可節(jié)省90%的用水量，降低作業(yè)成本近40%，且作業(yè)時(shí)不會(huì)留下轍印和損傷作物，不破壞土壤物理結(jié)構(gòu)，不影響作物的后期生長(zhǎng)。