单旋翼电动无人直升机辅助授粉作业参数优选

• 作者: 刘爱民 周志艳 张铁民 李继宇 罗锡文 胡炼 臧英 闫梦璐
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 农业 航空 无人直升机 单轴单旋翼 极差分析 正交试验 作业参数优选
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 10-17
• 页数: 8页
• 分类号: S252+.9
• 字数: 5829字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-6819.2014.10.002

摘要

不同类型的农用无人直升机的结构不同，旋翼所产生气流到达作物冠层后形成的风场也有较大差异，对应的风速、风向和风场宽度等参数对花粉的运送效果直接影响到授粉的效果（母本结实率）、作业效率及经济效益。该文采用单轴单旋翼电动无人直升机，根据正交试验设计法设计了3因素（飞行高度、飞行速度和飞机及负载质量）3水平的正交试验，通过考察平行于飞行方向（X向）、垂直于飞行方向（Y向）、垂直地面（Z向）3个方向上的峰值风速（X、Y向越大越好，Z向越小越好）、Y向风场宽度（越宽越好）、动力电池的压降（放电越慢越好）3个指标，对单旋翼电动无人直升机用于水稻制种辅助授粉的田间作业参数进行优选，试验结果分析表明：SCAU-2型单轴单旋翼电动无人机在峰值风速＞1 m/s时对应的水稻冠层有效风场最宽可达8.1 m，最窄为4.9 m，该机型在所设计的试验条件下基本能满足传播花粉的需求；该机型在水稻冠层所形成风场的峰值风速主要受飞机的飞行速度、飞机及负载质量、飞行高度影响，且随着飞行速度的降低、飞机及负载质量的增加、飞行高度的降低，其峰值风速有逐步增大的趋势。结合有效风场宽度及电池电量消耗程度来考量，3种主要因素的主次排序及其较优水平依次为飞行速度1.56 m/s、飞机及负载质量14.05 kg和飞行高度1.93 m。该结果可为其他单轴单旋翼电动无人直升机用于水稻制种辅助授粉的田间作业参数设置提供参考，而且也可为制定基于农用无人直升机的水稻制种辅助授粉作业技术规范提供依据。