農(nóng)業(yè)是一個(gè)個(gè)性化的行業(yè)，隨著國(guó)家大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展，以無(wú)人機(jī)為代表的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)器械發(fā)展迅速。據(jù)農(nóng)業(yè)部最新統(tǒng)計(jì)，截至2016年6月5日，我國(guó)生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)的公司有300多家，其中有200多家是植保無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家，生產(chǎn)各類(lèi)植保無(wú)人機(jī)共178個(gè)品種，保有量超過(guò)5000架。

　　就動(dòng)力系統(tǒng)而言，植保無(wú)人機(jī)既有油動(dòng)機(jī)型，也有電動(dòng)機(jī)型，甚至還出現(xiàn)了油電混合的概念。在機(jī)型結(jié)構(gòu)上，又分出了單旋翼和多旋翼。

　　那么，這些無(wú)人機(jī)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢? 下面為大家淺析一下不同機(jī)型在實(shí)際作業(yè)中的應(yīng)用情況。

　　電動(dòng)無(wú)人機(jī)更受市場(chǎng)青睞

　　油動(dòng)和電動(dòng)是市場(chǎng)上最常見(jiàn)、應(yīng)用范圍最廣的兩種模式。

　　下面是兩種類(lèi)型無(wú)人機(jī)的詳細(xì)對(duì)比：

　　據(jù)中國(guó)農(nóng)大信電學(xué)院農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)研究所執(zhí)行所長(zhǎng)劉云玲博士介紹：“電動(dòng)飛機(jī)由電池供電，電池本身就會(huì)是電動(dòng)飛機(jī)的一個(gè)瓶頸，一是續(xù)航能力，目前鋰電池續(xù)航時(shí)間還比較短;另一方面，電池在反復(fù)200—300次的充電以后，電池是要報(bào)廢的，所以在電池的處理方面，如何減少對(duì)環(huán)境的污染也是一個(gè)問(wèn)題。雖然油動(dòng)的續(xù)航能力比電動(dòng)強(qiáng)，但是油動(dòng)飛機(jī)如果做得不好，油本身的泄漏、尾氣會(huì)對(duì)農(nóng)田造成損害。”

　　天翼合創(chuàng)總裁田甜同樣也肯定了油動(dòng)和電動(dòng)植保無(wú)人機(jī)各有優(yōu)劣勢(shì)，只是不同企業(yè)所選擇的道路和側(cè)重點(diǎn)不同。“隨著技術(shù)的飛速進(jìn)步，無(wú)論油動(dòng)還是電動(dòng)，都會(huì)有很好的前景，這真的只是不同的技術(shù)路線(xiàn)而已。”

　　田甜認(rèn)為，從目前技術(shù)水平來(lái)看，油動(dòng)植保無(wú)人機(jī)自主飛行能力相對(duì)差，不能超視距飛行，油門(mén)響應(yīng)速度慢，因此不易控制，且控制精度不夠，“試想你敢保證踩一腳油門(mén)就可以把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制到3214轉(zhuǎn)/分嗎?但電機(jī)可以，農(nóng)業(yè)噴灑恰恰需要的是自動(dòng)化程度更高的作業(yè)。”

　　對(duì)于電動(dòng)無(wú)人機(jī)載重和續(xù)航能力較弱的問(wèn)題，田甜給出了這樣一組數(shù)字：“從這么多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，續(xù)航和載重是重要指標(biāo)，主要體現(xiàn)在可以提高噴灑效率，但不是決定性的。一架載重10kg的無(wú)人機(jī)，一天能作業(yè)300-500畝地，我們公司最高紀(jì)錄720畝。一架載重30kg的油動(dòng)機(jī)能作業(yè)多少?不一定比這個(gè)多。因?yàn)檩d重再?gòu)?qiáng)，也只是少加幾次藥而已，節(jié)約不了多少時(shí)間。”

　　在實(shí)際的噴灑農(nóng)藥的作業(yè)中，載重和續(xù)航時(shí)間如何達(dá)到最大平衡點(diǎn)是很多企業(yè)研發(fā)的重要因素。田甜認(rèn)為，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，油動(dòng)機(jī)比電動(dòng)機(jī)的工作效率并沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，反而在精準(zhǔn)作業(yè)方面不如電動(dòng)無(wú)人機(jī)。

　　油動(dòng)機(jī)載重相對(duì)較大，但載重量大，意味著飛機(jī)復(fù)雜度和成本指數(shù)是上漲的。業(yè)內(nèi)主流企業(yè)基本以10kg載重量為生產(chǎn)主流，間接說(shuō)明這是性?xún)r(jià)比最高的指標(biāo)。而載重量和續(xù)航時(shí)間在什么情況下有決定性的作用呢?“面積太大，人根本進(jìn)不去的情況，需要飛機(jī)飛很遠(yuǎn)到某個(gè)點(diǎn)，然后開(kāi)始噴。但這恰恰又需要自動(dòng)航行的能力，油動(dòng)機(jī)在這方面是短板。”田甜如是說(shuō)。

　　油電混合無(wú)人機(jī)前景看好

　　除了油動(dòng)和電動(dòng)之外，目前油電混合的概念也比較火爆。北航無(wú)人機(jī)研究所的楊炯認(rèn)為，純油動(dòng)，油發(fā)電和油電混合三種類(lèi)型中，油電混合型雖然存在一些問(wèn)題，但是很有前途。

　　油發(fā)電型是五年前比較火的一種，但是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)太重，小型多旋翼負(fù)載不了，而大型多旋翼油機(jī)與發(fā)電機(jī)維護(hù)不便，且發(fā)動(dòng)機(jī)的功率很難達(dá)到相應(yīng)的重量需求而逐漸被市場(chǎng)所舍棄。

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上較為火爆的油電混合型無(wú)人機(jī)主要依靠單獨(dú)發(fā)動(dòng)機(jī)在中間驅(qū)動(dòng)單旋翼或共軸旋翼提供升力，周?chē)耆且粋€(gè)電動(dòng)多旋翼控制姿態(tài)。兩種動(dòng)力一起使用，互相不影響。

　　但楊炯認(rèn)為，油電混合型無(wú)人機(jī)仍舊存在一些技術(shù)上的問(wèn)題需要解決：

　　首先，油電混合型的動(dòng)力來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)，一旦其中一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題，飛機(jī)極易出現(xiàn)事故，因此可靠性仍待考證;

　　其次，該型無(wú)人機(jī)對(duì)于飛手而言需要對(duì)飛控算法有著較高的掌控，因?yàn)橛蜋C(jī)會(huì)因輸出功力變化而帶來(lái)延遲，需要電機(jī)來(lái)提供補(bǔ)充動(dòng)力;

　　最后，油機(jī)動(dòng)力和電機(jī)動(dòng)力的配比問(wèn)題。油動(dòng)力大了姿態(tài)不好弄，因?yàn)殡姍C(jī)地轉(zhuǎn)速下升力衰減快不是線(xiàn)性的，而電動(dòng)力大了就沒(méi)了航時(shí)優(yōu)勢(shì);

　　此外，油機(jī)在中間，電機(jī)在四軸，整個(gè)無(wú)人機(jī)都會(huì)有較大的振動(dòng)，對(duì)于飛控而言也是一個(gè)考驗(yàn)。

　　從安全性上，多旋翼比單旋翼更具優(yōu)勢(shì)

　　在機(jī)型結(jié)構(gòu)上，無(wú)人機(jī)又分為單旋翼和多旋翼。劉云玲說(shuō)：“多旋翼本身是從航模發(fā)展過(guò)來(lái)的，就相當(dāng)于是一個(gè)大的航模，把它加載了噴藥的器械，就成為植保無(wú)人機(jī)。其特點(diǎn)是入門(mén)門(mén)檻低，容易操作，價(jià)格更便宜，但其下旋風(fēng)場(chǎng)要比單旋翼無(wú)人機(jī)弱。單旋翼飛機(jī)向下風(fēng)場(chǎng)大，更有力量，抗風(fēng)性更強(qiáng)。但是現(xiàn)在沒(méi)有任何一家無(wú)人機(jī)企業(yè)，可以保證其無(wú)人機(jī)是不掉下來(lái)的。從安全性上面來(lái)講，如果說(shuō)一旦發(fā)生炸機(jī)事故，單旋翼無(wú)人機(jī)可能造成的損害比多旋翼要大。”

　　另?yè)?jù)《農(nóng)用植保無(wú)人機(jī)技術(shù)白皮書(shū)》介紹，多旋翼無(wú)人機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)方向兩兩相反，造成風(fēng)場(chǎng)散亂，風(fēng)場(chǎng)覆蓋范圍小。所以為加大噴灑面積，會(huì)把噴桿加長(zhǎng)(噴桿總長(zhǎng)超過(guò)旋翼直徑)，由于空氣動(dòng)力原因，在作業(yè)時(shí)會(huì)左右搖擺，導(dǎo)致飛行不穩(wěn)定，作業(yè)難度加大，增加摔機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　下面是單旋翼和多旋翼無(wú)人機(jī)的對(duì)比：

　　結(jié)語(yǔ)：

　　植保無(wú)人機(jī)行業(yè)尚未成熟，技術(shù)也還在發(fā)展當(dāng)中，不同的機(jī)型都是參與者們?yōu)榱诵袠I(yè)發(fā)展而選擇的不同道路。未來(lái)，只有通過(guò)更多的實(shí)際應(yīng)用，才能知道各種技術(shù)是否適用于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，才能發(fā)現(xiàn)技術(shù)缺陷并加以改進(jìn)，從而更好地造福于這片土地。(來(lái)源|宇辰網(wǎng))

     如果您對(duì)您所在行業(yè)有很深認(rèn)知，也想在我們的平臺(tái)上說(shuō)點(diǎn)什么，我們歡迎您來(lái)投稿!