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水陆两栖大型植保无人飞行器

作品简介:

本作品以地效飞行系统为载体设计了水陆两栖大型植保无人飞行器,其中包括了地效飞行平台垫升系统和涵道式动力推进系统,规划了大容量药箱和高工效喷雾系统,采用了高效作业条件下气吸式防飘扇形喷头,形成具有近地飞行作业特征的飞行喷雾施药装备。预设计飞行速度为 30~60km/h,喷雾系统喷幅为 8 m,喷头数量为 16 个,设计药箱容量 800L,作业效率约为 300 亩/小时。油电驱动的同时装备有太阳能及小型风力发电装置,更加环保节能,其可自动导航,实现对周围数据的实时采集,拥有自主避障功能,以适应水田、旱地、草场和湖泊等地形的农药喷施和消毒防疫等作业需求,亦可适用于灭蝗、除藻等特种作业场合。

主要创新点:

本作品的核心创新点在于将翼地效应与植保机械相结合,开创性的设计基于地效飞行平台的大型高工效植保喷雾机械—水陆两栖大型植保无人飞行器,融合智能植保作业技术,优化植保施药机械的空间和功能部件布置方案,创新设计出一种可以在接近作物冠层的高度进行高效作业的大型植保装备,具有起降快捷、起飞距离短、动力更强劲、水陆两栖作业等特点,是打破既有产品格局的重要探索。

技术关键和主要技术指标:

本作品以地效飞行系统为载体设计了水陆两栖大型植保无人飞行器,形成具有近地飞行作业特征的飞行喷雾施药装备,开创具有行业革命性的大型空中植保装备设计先河。 1.大型飞行器系统关键技术:基于垫升气裙的垫升系统,减少起飞距离,实现两栖起飞作业;基于飞机螺旋桨空气动力学原理,设计了飞行平台涵道式动力推进系统;以翼地效应为基础,设计机翼结构,实现承载力提升并保证整机飞行的平稳性。 2.适配的高效喷雾技术:在充分考虑到雾滴的防飘性和均匀性的情况下,喷头拟选择具有低容量和大雾滴特性的气吸式扇形喷头,结合静电装置,使雾滴带上电荷,从而减少雾滴在喷洒过程中的聚并行为,增加雾滴分布均匀性。在上述基础上再结合风速仪等传感器,拟实现喷杆喷头的喷雾角度及喷雾量的智能化调控。

推广应用价值:

本作品与现有喷杆喷雾机械和植保无人机相比,药箱容量分别提高 50%和 300%,作业效率分别提高约 3 倍和 2 倍。随着新型农业主体的崛起,土地高流转率及新形势下农资市场的一系列变革,都在为大型植保无人装备的产业发展和植保作业的推广应用提供有利条件,市场空间十分巨大。若1.22亿公顷耕地的四分之一采用大型植保无人装备作业,平均每公顷每年喷洒农药3次收费按15元计,结合水上作业需求,则年植保服务费有望突破250亿元。

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