雙槳

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工作研究農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備2016年第2期

摘要：系統(tǒng)分析了國內(nèi)外斷魂槍 農(nóng)用飛機和我國農(nóng)用無人機目前的發(fā)展情

況，詳細分析了共軸雙槳無人直升機工作原理及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應用的

可行性，彩信是什么 同時對我國農(nóng)業(yè)無人機發(fā)展前景做了展望。

關鍵詞：共軸雙槳直升機；農(nóng)用無人機；農(nóng)業(yè)

1國內(nèi)農(nóng)用無人機的發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)用無人機，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操

縱，用于農(nóng)田地理信息獲取，農(nóng)作物長勢監(jiān)測和病蟲害監(jiān)測，農(nóng)作

物播種、施肥、施藥等領域的不載人的飛機。在國內(nèi)農(nóng)用無人機的

生產(chǎn)應用還處于起步階段，產(chǎn)品主要從西班牙、美國等國家進口，

成本高，售后也存在一定的難題，因此，截至2012年底，僅有100

余臺在使用。而日本已經(jīng)有2400余臺農(nóng)業(yè)無人飛o型rh陽性是熊貓血嗎 機在使用，2012

年防治面積占總耕種面積的50%，歐美國家已達到80%以上。無人

直升機在農(nóng)業(yè)植保作業(yè)時，不如固定翼飛機需要跑道，起降場地要

求低，噴灑時可充分利用地面效應作業(yè)，有著巨大的使用優(yōu)勢。

但目前，國內(nèi)所有的農(nóng)業(yè)無人直升機的終端用戶，幾乎都是基

于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的服務商，這其中有農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)藥供應商、農(nóng)場業(yè)

主等，他們很多都是被無人直升機噴灑農(nóng)藥這一新鮮事物所吸引，

之前并沒有對無人直升機的必要了解和操作經(jīng)驗，飛行的安全性是

一個問題，潛在的安全隱患甚至一些小事故時有發(fā)生。因此，農(nóng)業(yè)

無人直升機必須保證飛行穩(wěn)定，操作簡單，且安全性高，滿足中國

的國情和農(nóng)業(yè)市場的需求。

2共軸雙槳無人直升機

現(xiàn)在國際無人直升機發(fā)展方向趨于認同共軸式直升機，邀請短信 它在相

同級別的發(fā)動機下，有效載荷較單槳直升機更大，飛行更安全，體

積相對較小，適合更小的場泰國飲食 地起降和更小的地面車輛進行運載。市

面上常見的玩具遙控直升機絕大多數(shù)就采用同軸雙層主旋翼反向轉

動的工作方式。

2.1共軸雙槳無人直升機的原理

共軸式直升機與單旋翼帶尾槳直升機的主要區(qū)別是采用上下共

軸反轉的兩組旋翼用來平衡旋翼扭矩，不需尾槳。利用機械裝置使

動力源同時驅動兩副方向相反的旋翼，采用同軸雙層主旋翼反向轉

動的工作語文學 方式，在為直升機提供升力的同時，克服了單旋翼直升機

的反扭力。共軸雙旋翼直升機具有繞同一理論軸線一正一反旋轉的

上下兩副旋翼，由于轉向相反，兩副旋翼產(chǎn)生的扭矩在航向不變的

飛行狀態(tài)下相互平衡，通過所謂的上下旋翼總距差動產(chǎn)生不平衡扭

矩可實現(xiàn)航向操縱，共軸雙旋翼在直升機的飛行中，既是升力面又

是縱橫向和航向的操縱面。因反扭力對等，可避免傳統(tǒng)直升機發(fā)動

機15%的尾槳功率損耗；采用同時變換主旋翼的硬槳，避免了直升

機急轉彎時的打槳意外；復合了推進式尾旋翼或雙層尾旋翼用來提

升直升機的飛行速度或戰(zhàn)損時的安全系數(shù)，可比傳統(tǒng)單旋翼直升機

的安全性增加400%；甚至可在引擎故障、低空發(fā)動機熄火的情況

下，亦可不依靠飛行經(jīng)驗就能使共軸直升機的平穩(wěn)著陸。共軸式設

計使直升機克服掉飛行慣性，無需人工操作共軸直升機即可自動進

入懸停狀態(tài)，可大大縮短飛行員的培訓時間，因此對建國70 廣大農(nóng)民朋友

來說，是很易于操控和上手的。

2.2共軸雙槳無人直升機的布局

采用了仿生學設計外觀，共軸式直升機的機身較短，同時

其結構重量和載重均集中在直升機的重心處，因而減少了直升

機的俯仰和偏航的轉動慣量。使直升機懸停時效率更高，雙層

尾旋翼可在直升機意外超載的情況下更好的克服地面效應對航

向的影響。

2.3共軸雙槳無人直升機的指揮系統(tǒng)

無人直升機系統(tǒng)的管理方法大致可分為直接控制、同意管理

和例外管理三種形式。直接控制就是由操作員做出決策，這是目前

最普遍的使用方式，目前農(nóng)用無人直升機就采用直接控制方式，利

用無線電遙控操控無人機進行作業(yè)。另外由于其體積小，可垂直起

落，對起落場地要求低，一臺面包車即可改造成配套的地面指揮站

并完成農(nóng)用無人直升機的運輸和轉場。

2.4共軸雙槳無人直升機的優(yōu)勢

氣動特性對稱，機動性好。在使用相同發(fā)動機的情況下，兩副

共軸式旋翼的升力比單旋翼-尾槳布局的旋翼升力大12%。共軸式

旋翼氣動力對稱性顯然優(yōu)于單旋翼式，不存在各軸之間互相交連的

影響，機動飛行時易于操縱。改變航向時，共軸式直升機很容易保

持直升機的飛行高度，這在超低空飛行和飛越江蘇有什么好吃的 障礙物時尤其可貴，

對飛行安全有重要意義；共軸式直升機的另一個重要特性是隨著升

限增高，其航向轉彎速度保持不變甚至有所增加。這是由于共軸式

直升機不需要額外的功率用于航向操縱，因而改善了航向的操縱效

率；控制上無需復雜昂貴的飛控、平衡儀等電子設備即可進入懸停

姿態(tài)，故適合更多的低端農(nóng)用市場，因其姿態(tài)穩(wěn)定，只要將成本較

低而且技術成熟的固定翼的飛控技術移植到直升機上，可克服目前

農(nóng)用固定翼無人機無法實現(xiàn)的低速、低空、懸停的缺陷。

2.5共軸雙槳無人直升機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可行性

復合樣式共軸反槳直升機比照單旋翼直升機可提高20%的任務

載荷，比照電動飛行器留空時間和抗風能力均具有優(yōu)勢，對飛行場

地和氣候條件要求不高，且機動性強，運輸方便；一架長度約1.8m

的復合式共軸反槳直升機的起飛重量即可達到25kg，大大高于其它

同體積的固定翼飛機或多旋翼飛行器；可用性優(yōu)勢明顯，操作簡

單，成本低廉，安全性高，發(fā)展前景廣闊。

2.6共軸雙槳無人直升機的市場收益和前景

在農(nóng)用航空領域，共軸雙槳無人直升機具有廣闊的市場前

景，而噴灑農(nóng)藥無人機是目前能夠立刻獲得規(guī)模效益的農(nóng)業(yè)機械

類產(chǎn)品。

農(nóng)業(yè)無人機服務公司的最基本模式：

資金投入：無人機15萬元；面包車3萬元；養(yǎng)護及流動資金5萬

元；共計23萬元。（無人機享受農(nóng)機補貼約占30%）。

人員組成：無人機操控手至少2人，方便輪換作業(yè)。

作業(yè)效率：噴灑0.13hm2/min，無人機續(xù)航時間8min，中間加藥

加油平均2min，即每10min能噴灑1.07hm2，若每天工作按6h算，每

天可噴灑近40hm2。

日均消耗：92號汽油，0.4元/667m2，40hm2消耗240元；2人日

均工資400元；小面包車油費及其它支出按200元計，日均消耗共計

840元。

作業(yè)收益：收費10元/667m2；日噴灑40hm2，收益6000元；減

去日均消耗840元，日均毛利5160元；100個工作日或者噴灑0.4萬

hm2次，將獲毛利50余萬元，輕松賺回投資成本。若提供施葉面肥

服務，以及兼做農(nóng)藥、肥料銷售等，還會有更高收益。

3我國農(nóng)業(yè)無人機發(fā)展前景展望

隨著家庭農(nóng)場、土地流轉、服務組織的升溫，農(nóng)用無人機的

發(fā)展有了前所未有的機遇，飛機作業(yè)不僅作業(yè)效率高、能節(jié)省大量

人力和農(nóng)藥，且完成同樣作業(yè)面積的耗油量也比拖拉機等農(nóng)業(yè)機

械少。目前，我國城市化進程快速發(fā)展，越來越多的勞動力涌進

城市，大量農(nóng)業(yè)勞動力轉移到第二、三產(chǎn)業(yè)，因（下轉第73頁）

共軸雙槳無人直升機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用和前景

孫星球

（新沂市農(nóng)機校，江蘇新沂221400）

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試驗研究農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備2016年第2期

80g播種量機插，但21cm株距下呈現(xiàn)相反。從穗數(shù)結構看，表明在

種植密度適當保證，株距小于18cm時，60g播種量機插易獲得高

產(chǎn)，而種植密度較小，株距為21cm時，需要適當增加播種量，以

保證高產(chǎn)。不同播種量情況下，均隨著種植密度增加，畝有效穗

增加，每穗粒數(shù)變化無規(guī)律，從穗粒結構看，楊兩優(yōu)6號以60g播

種量、14cm株距處理產(chǎn)量穗粒最為協(xié)調(diào)，產(chǎn)量最高，80g播種量、

14cm株距產(chǎn)量次之；兩優(yōu)培九以60g播種量、16cm株距處理穗粒

結構最佳，產(chǎn)量最高，60g播種量、14cm株距處理次之，80g播種

量、14cm株距處理居第三位。

3小結與討論

水稻種植密度與產(chǎn)量關系密切，隨著栽培密度的增加水稻產(chǎn)

量升高，但超過適宜密度后下降[6]。汪秀志等認為適當減小穴距、

增大種植密度可提高寒地水稻生長前期的干物質(zhì)生產(chǎn)量和后期干物

質(zhì)積累量[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，兩系雜交稻播種量增加有利于降低機插

秧漏秧率，提高基本苗數(shù)，但機插秧的每叢苗數(shù)之間差異較大，雜

交稻機插需要綜合考慮漏秧率、適宜基本苗數(shù)等因素，并根據(jù)落田

苗群體的分布規(guī)律合理施肥，以實現(xiàn)高產(chǎn)；60g播種量下平均產(chǎn)量

高于80g播種量處理，但根據(jù)株距有所差異，在14cm、16cm、18cm

株距下參試的兩個雜交稻品種60g播種量機插的產(chǎn)量均高于80g播種

量機插，但在21cm機插株距下呈現(xiàn)相反，表明在種植密度適當保

證，株距小于18cm時，60g播種量機插易獲得較高穗數(shù)而高產(chǎn)，而

種植密度較小，株距為21cm時，需要適當增加播種量，增加每叢

苗數(shù)，以保證獲得較高穗數(shù)，從而獲得高產(chǎn)。本試驗結果表明，楊

兩優(yōu)6號，以稀播（60g）、密植（株距14cm）產(chǎn)量表現(xiàn)最佳；兩

優(yōu)培九，以稀播（60g）、適當密植（株距16cm）產(chǎn)量表現(xiàn)最好。

參考文獻

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及產(chǎn)量的影響[J].中國稻米，2013，19（6）：67-69.

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插植密度下的生育特性及產(chǎn)量表現(xiàn)[J].中國農(nóng)學通報，2014，

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響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2005，35（4）：318-322.

[7] 汪秀志，李軍，劉崇文，等.施氮和密度對寒地水稻干物質(zhì)積累

的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2013，22（9）：55-64.

表2不同播種量及不同株距下機插的水稻產(chǎn)量及構成

品種播種量（g）規(guī)格（cm）有效穗（萬/hm2）總粒數(shù)（粒/穗）實粒數(shù)（粒/穗）結實率（%）千粒重（%）產(chǎn)量（kg/hm2）

揚兩優(yōu)6號6030*14223.5128.2112.387.630.28287.1

30*16219.0116.8102.487.730.57382.0

30*18195.0131.2112.285.530.87095.4

30*21183.0130.399.076.030.97089.8

平均205.5126.6106.684.230.67463.6

8030*14234.0119.9106.588.830.07599.6

30*16216.0109.997.588.730.36864.6

30*18201.0131.2110.284.030.56956.3

30*21192.0138.0118.786.030.17133.6

平均211.5124.8108.586.930.27138.5

兩優(yōu)培九6030*14235.5135.2112.483.128.68167.0

30*16231.0161.4128.079.328.78378.5

30*18210.0145.9115.178.928.36927.6

30*21180.0131.6101.176.828.25782.2

平均214.5143.5114.179.528.57313.8

8030*14244.5146.0119.181.628.68006.2

30*16231.0131.4104.579.528.76970.4

30*18207.0142.8112.879.028.66499.4

30*21202.5131.4101.477.228.86137.0

平均220.5137.9109.479.328.76903.3

此，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展必須規(guī)模化、集約化。然而，我國地域遼闊，各

地地理條件有很大差別，僅有一種農(nóng)業(yè)專用飛機是不夠的。對于北

方多平原，農(nóng)場規(guī)模較大，適宜發(fā)展固定翼無人機；南方多丘陵，

種植面積小而雜，適宜發(fā)展無人直升機。未來還應發(fā)展更大的農(nóng)業(yè)

專用飛機、通合于高原地區(qū)的農(nóng)業(yè)專用飛機等等。

此外，建立無人機應用的適航技術標準和政策法規(guī)是更為基礎

的發(fā)展平臺，為此需要加快做好一些準備工作，一是裝備的適航認

證管理和飛行管制及規(guī)則，適航標準和認證粵菜做法 體系，飛行管制與管理

流程的經(jīng)濟合理化。二是合理開放的天空資源，建立航線信息管理

機制，實現(xiàn)航線優(yōu)化和航線管理。

綜上所述，隨著我國大量農(nóng)村勞動力的轉移、農(nóng)業(yè)集約化程度

的提高、政府對農(nóng)業(yè)的大力支持，航空技術的優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)中必會得

到更加廣泛的延伸，農(nóng)用無人機必將進入發(fā)展的快車道，共軸雙槳

無人直升機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必將大放異彩。

參考文獻

[1] 吳曉玲.我國農(nóng)業(yè)航空技術發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].農(nóng)業(yè)機械，

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（上接第29頁）

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