单旋翼油动无人施药直升机悬停状态下风场下洗气流分布规律研究

无人施药直升机,具有机动灵活、无需专用起降场地、对飞行空域要求低等优点,在我国航空植保中已经初步得到应用。相关文献中通过实验证明,单旋翼无人直升机施药装备进行水稻、玉米等病虫害的防治,在旋翼产生的下洗气流的辅助作用下,药液的沉积率和穿透率都大大提高,尤其是在水稻生长分蘖期和玉米生长穗期(封行)以后,防效优于常规地面机具。风场的有效覆盖范围、下洗气流风速的大小,对机载施药装备的装配布局以及施药效果有着直接的影响。该文采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD),对油动单旋翼直升机悬停状态时5、6、7m高度下的旋翼所产生的风场进行了模拟分析,重点研究了风场中对农药喷洒作业过程中主要影响雾滴沉积分布的下洗气流分布规律,并设计了一套农用无人机风场测量装备,并以单旋翼油动无人机为测试对象,对旋翼产生的风场进行了测试验证。试验中,将无人机升至距离地面5、6和7m,采用"米-环形放射状布点法",纵向(Z轴向)、径向(从原点O至与Z轴垂直面上的测量点)均以主旋翼中轴和地面相交处为圆心、0.5m为一步长,径向以45°夹角分隔测量8个方向,垂直向和径向布置测量点,测量范围以主旋翼中轴为圆心、旋翼旋转覆盖面为主。以5m高度时风场下洗气流风速数据为例进行了充分讨论,模拟结果和试验测量结果显示:随着高度的增大同一纵向剖面上风速变化总体趋势是由大变小再迅速变大,并在1m左右高度处出现下洗气流风速极小值区间,在2m左右高度处出现下洗气流风速值极大值区间;随着径向距离的增加同一径向上风速变化总体趋势是先由小变大,再由大变小,下洗气流最大测量值为11.37m/s,风速值较大区间为径向0.5~1.5m之间;接近地面(高度0.5m处)的风速变化规律不明显。对8个方向5个测量高度的试验数据进行标准差对比,结果表明标准差总体不大于0.6m/s;以测量数据为依据,计算了模拟数据与测量数据间的误差,结果表明整体最大相对误差限介于0.3~0.7之间,验证了模拟数据的可信度;结合模拟数据和实验测量数据,采用高次多项式拟合,测量高度超过1m以上时,多项式拟合决定系数R2达到或超过0.75,说明拟合方程具有参考价值,0.5m以下测量高度,多项式拟合决定系数R2值较小,介于0.4~0.7之间不等。研究将为单旋翼无人机航空施药提供优化依据。     

3WP-400G喷杆喷雾机玉米田间施药试验研究

对3WP-400G型喷杆喷雾机进行了玉米生长全周期的田间喷洒性能试验,测试2个行进速度下农药覆盖率、玉米生长后期雾滴穿透性以及农药有效利用率,并对相关数据进行了分析研究。     

植保无人机喷头开启策略对喷雾沉积效果的影响

合理的喷头安装位置对植保无人机的喷雾沉积具有重要意义.除调整喷头安装位置外,控制喷头喷雾时刻也是变相调整喷头位置的另一种方法.该研究采用安装有四个离心转盘式喷头的四旋翼植保无人机对破口期水稻进行了田间试验.喷头分为前后两组可以控制独立开启,然后分析采集纸卡上的喷雾覆盖率和雾滴密度,以分别研究其喷雾沉积效果.试验在不同的...     

NJS-1型植保直流闭口式风洞设计与试验

针对农药雾滴飘移特性研究的需要,依照流体力学、空气动力学及相似理论设计了NJS-1型植保低速风洞。该风洞型式为直流闭口式,主要由进气段、动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,采用理论计算确定各段结构,风洞总体尺寸为20 m×2.7 m×4.3 m(长×宽×高);动力段流道型式为R+S级,叶轮直径1.2 m,叶片数为8,后导叶叶片宽度0.18 m,叶片数为7;扩散段为大角度扩散,扩散角40°;稳定段采用六角形蜂窝器和两层阻尼网组合设计;试验段长度为7.5 m,出口截面尺寸为1.8 m×1.2 m(高×宽)。通过性能试验测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明:试验段风速1.0~10 m/s连续可调,气流动压稳定系数小于1.5%,气流紊流度小于1%;同时在1.0~9.0 m/s风速下测定试验段入口截面风场均匀性,表明随着风速的增加,风场的风速分布更加均匀。该文为进一步研究植保风洞的结构设计和飘移试验参数优化提供依据。     

蔬菜精整地机镇压部件设计与试验

为有效改善土壤细碎程度和平整度较低等问题,对蔬菜精整地机的镇压器、镇压高度调节装置进行设计及优化。设计两套镇压器高低调节装置,一种镇压高度调节装置是由双作用液压缸、控制阀、液压管路、液压操作机构、监测轮、压力传感器等部件组成,可以实现压深反馈自动调节;另一种镇压高度调节装置是通过转动手柄来改变镇压辊与土壤的间距,可调节的最大距离为10 cm,结构简单紧凑,便于维修。阐述蔬菜整地机具的镇压部件工作原理,重新设计镇压辊轴等部件,并进行田间试验研究。田间试验结果表明：土壤含水率在20.5%的相同情况下,牵引速度为1.2 m/s、碎土辊转速为439 r/min时,土壤平整度效果最佳,牵引速度和碎土辊转速对土壤平整度的影响是极显著;牵引速度为1.1 m/s,动力输出轴转速为720 r/min,土壤含水率相同时,双轴机具土壤平整度明显优于单轴机具。试验结果符合优化参数,且能够达到目前蔬菜整地机的作业质量标准。     

单旋翼植保无人飞机小麦返青期施药作业参数优选

以CE20型电动单旋翼植保无人飞机为研究对象,结合小麦返青期植保作业要求,对植保无人飞机常用作业参数组合(作业速度、作业高度和喷施流量)进行了全因素试验与优选。依据国内首个植保无人飞机行业标准《植保无人飞机质量评价技术规范NY/T3212-2018》,分析了不同作业速度、作业高度和喷施流量下的作业喷幅与作业喷幅内的雾滴覆盖率变异系数。结果表明:作业速度与喷施流量对该型植保无人飞机的作业喷幅影响显著,作业高度和喷施流量对作业喷幅内雾滴覆盖率变异系数影响显著。结合作业喷幅与覆盖率变异系数,经过对比分析,筛选出作业速度4m/s、作业高度2m、喷施流量2L/min作为较优作业参数组合。在该组合下,作业喷幅为5.75m,雾滴覆盖率变异系数为26.2%,对应的施药液量为14.5L/hm~2,单日综合作业效率为36.8hm~2/天。     

航空喷雾用电动离心喷头试验研究

简述电动离心喷头的结构和工作原理,并利用专用试验台对电动离心喷头进行性能试验.试验表明:雾化盘的转速、喷嘴流ht和喷雾高度对雾滴体积中径和喷幅影响较大,而对雾滴分布均匀影响不大.确定无人直升机喷雾最佳作业参数:喷雾高度5m,流量850m1/min,雾化盘转速3094r/min,雾滴体积中径为296.29u,m ,喷幅3.5m.     

N-3型无人直升机施药方式对稻飞虱和稻纵卷叶螟防治效果的影响

为了阐明喷洒药械N-3型无人直升机(N-3 UAV)对稻飞虱和稻纵卷叶螟的防治效果及应用前景,进行了飞机不同作业高度和不同喷洒浓度的田间药效试验.结果表明,在水稻分蘖后期,飞机每公顷喷洒48％毒死蜱·锐劲特EC 432 g(有效成分,下同),施药后3、5、10d对稻飞虱的防治效果为96.93％、92.21％、88.12％,对稻纵卷叶螟的保叶效果为63.29％、54.00％、58.33％,均优于传统担架式喷雾机喷洒防治效果.在水稻孕穗期,无人机在3m和5m的作业高度下,每公顷喷洒25％吡蚜酮SC 75 g,施药后10 d对稻飞虱的防治效果与每公顷喷洒60 g和52.5 g时防治效果无显著差异;每公顷施用40％二嗪·辛硫磷EC 480 g和384 g防治稻纵卷叶螟,施药后10d,3m作业高度下的杀虫效果均达90.90％,优于5m和7m的杀虫效果.