轻型运动飞机在航空植保作业方面的运用范文

《航空档案》2009年第Z1期

摘要：随着我国国民经济发展的需要，农业航空越来越突显出其在集约化、规模化农业生产中的重要性，而这其中又将以轻型运动飞机为代表的固定翼飞机为主要机种，同时辅以直升机/轻型无人直升机或多轴旋翼无人机协同作业的新发展模式，以实现农业航空植保作业的高效率、经济性、机动化和全方位覆盖。

关键词：轻型运动飞机；航空植保；喷洒效果

1农业航空背景

当前，全球共有3万多架农业用飞机分布在70多个国家，其航空作业面积占到总播种面积的五分之一。而美国作为传统的通航大国，其农用飞机的保有量是最大的，其数值在10000架左右。美国由于其农业生产的高度自动化，整个农业生产中六成的作物喷洒及施肥作业是由飞机来主导完成的。我国作为传统的农业大国，需要植保作业的地域广阔（拥有18亿亩基本农田、几亿亩森林），但基本还都是以人工或半自动话的植保模式为主。依据有关部门的统计数据,我国每年粮食作物发生病虫灾害的面积达3.6亿亩，每年直接损失的粮食约4000万吨，棉花损失率为24%左右，蔬菜和水果损失率为20%左右，如何快速高效的控制/消灭病虫害并最大限度的减少由此带来的经济损失，已经上升为专项课题或技术难题作为研究对象或目标，而此过程中农业航空的重要性也随着通航技术的发展和农业生产的集约化、规模化受到越来越多人的认可。

目前，我国在航空植保方面的主要航空器种类有直升机、轻型无人直升机和轻型固定翼飞机。轻型固定翼飞机的作业特点是飞行速度快、载药量大、作业效率高，一般采用距离农作物冠层5～7米的超低空飞行，此类航空器对作业区域及周边的净空条件要求较高，比如田梗周边的电线、电线杆、高大树木等障碍物影响，尤其需要重视作业中的飞行安全问题；而采用直升机开展植保作业，其最大的优势是旋翼螺旋桨转动带来的空气涡流作用使得农药喷洒到作物的茎叶背面，有效增强喷洒的效果，与固定翼飞机相比其飞行速度较慢、载药量较小、耗油量较大，但优点就是可以在作业区域或附近直接起降，减少了对机场、跑道等的配套需求，尤其适用于地形较复杂的作业区域；轻型无人直升机与前2种机型相比，则具有操控安全简便、自动化程度高、投药精准且细化、运行成本低等特点。

2轻型运动飞机与其他农业植保航空装备的比较

常规的轻型运动飞机采用并列双座、上单翼、常规尾翼和前三点式不可收放起落架布局。通过起落架和浮筒的更换实现陆上型和水上型的转换，配备一台Rotax系列发动机和三叶拉进式复合材料螺旋桨，机体结构采用玻璃钢或复合材料整体壁板结构，外表美观大方，使用普通97号汽油。根据国内外航空植保装备的使用情况以及在防治喷洒效果方面的比较，轻型运动飞机在植保喷洒效果方面具有固定翼飞机的作业优点，同时该类型飞机能够进行超低空飞行作业，同时由于良好的机动性，较之如Y-5、海燕650C等机型对作业区域的净空条件要求较低，而其架次作业面积又不比起飞重量大的多的海燕650C低；而轻型无人直升机相比固定翼飞机则存在单次装载量较小的限制，同时对于施药区域的气候条件有要求，尤其是在抗风能力方面，受到整机起飞重量与无线控制距离的影响，一般不能在风力达5级的气候条件下使用，但是旋翼类无人机也有其独特的植保作业优势，即不需要固定机场等基础设施、飞机的机动性较大，空飞率低且作业效率较高、可满足复杂地形下的植保作业需求、旋翼产生的下洗气流与反向向上气流可以使农作物叶片的雾粒粘附面有效增大、可空中悬停的机型特点使得其具有对单株作物进行喷洒的能力、良好的机动性可有效避开城镇、湖泊、河流或其他敏感环境以减少农药对周边环境的污染等。

3我国农业植保技术发展方向及趋势

在国家有关部委的大力支持下，我国农业航空的作业量随着国民经济发展的需要呈现逐年增长态势，直至2012年，我国农林业航空年作业量约为31900小时。当前通航作业环境下，我国农林航空作业用航空器主要还是以传统的有人驾驶固定翼飞机和直升机为主，对应的作业覆盖面积约在200万公顷，而新兴的无人机或旋翼机在航空植保作业方面的应用还处在起步发展阶段，有待下一阶段的产业兴起。20世纪70年代以来，我国农业航空年飞行作业时间基本保持在20000～30000小时上下波动，年度增幅不明显;众所周知，我国的通用航空产业源自于农业航空，1979年以前，农业航空在通用航空中占有很大比例，农业航空飞行作业时间几乎等同于通用航空，然而，随着我国改革开放的不断深化，通用航空产业得到了长足发展，其服务的领域也呈现由第一、第二产业向第三产业延伸和拓展的多元化格局演变（如空中观光旅游、公务航空及民营飞行培训等），使得农业航空在通用航空中所占的比例越来越小，到2012年农业航空所占比例已降至6.2%左右。

综上所述，从我国航空植保机型的应用现状和发展趋势可以预测得到，在未来一段时间内，涵盖轻型运动飞机的固定翼飞机仍将是主力机型，但直升机和轻型无人直升机在生产实践中已经开始受到重视和应用。伴随着我国农业航空作业模式由单一作业向多形态作业的延伸与转变，其作业广度也由粗放作业向精准作业进行创新式发展，后续的农业航空植保作业将会向多机型混合作业发展，即以轻型运动飞机或其他类型的固定翼飞机单机作业或机群作业的同时，有条件有针对性的协调如直升机/轻型无人直升机或多轴旋翼无人机的立体式作业模式，以此提高农业航空植保作业的高效率、经济性、机动化和全方位覆盖。

参考文献

[1]郑克蒙.我国农林飞机市场研究与预测[J].预测，1991(6).

作者：汪培佩；朱君 单位：中航通飞研究院有限公司