农用飞行器喷雾系统性能研究与分析

发布时间：2020-05-31 14:05

【摘要】：目前我国针对固定翼飞机航空植保已经制定了相关试验方法和规范,但对小型无人飞机的研究和试验还缺乏统一的规范与指导。本文以河南农业大学机电工程学院NH-8型农用飞行器为飞行平台,根据影响喷雾质量的因素进行试验,确定喷嘴类型,探究最佳的作业参数,希望对小型农用飞行器试验方法的制定以及作业指导提供一定的参考。本文的主要研究工作包括以下内容:(1)分析NH-8型农用飞行器的结构参数与负载能力,并合理设计喷雾系统,完成了喷雾系统的初步设计,内容包括:喷雾动力系统的设计与安装,药箱的设计与安装以及连接管路等部件的选型。同时研究了不同高度对该飞行器喷幅的影响。(2)在室内喷雾综合试验台上模拟NH-8型农用飞行器的喷雾系统进行试验,分析不同压力对雾化角和雾量分布的影响,发现在0.2MPa~0.4 MPa的压力范围内,每种喷头的雾化角变化并不明显,但整体结果表现出随喷嘴口径增大而增大的趋势;发现两喷头间的药液沉积量大于其他区域,不同压力下的雾量分布变异系数也不同,但每种喷头雾量分布变异系数均有一个最小值,说明此压力下的雾量分布均匀性最好,确定喷雾系统的作业压力为0.3MPa。分析不同喷雾高度对雾滴粒径谱的影响,发现高度对平均体积中径的影响不明显,喷嘴口径越大,其雾滴平均体积中径越大,认为喷嘴口径是影响雾滴体积中径的主要因素。根据生物最佳粒径理论的内容,LICHENGvp110-015型号喷头下的药液具有较好的穿透性,且易被大多数防治作物和害虫吸收,确定该型号喷头作为喷雾系统的喷头部分,进行下一阶段的喷洒试验。(3)将完善好的喷雾系统安装到飞行平台上进行了田间喷洒试验,分析飞行参数对田间喷洒沉积效果的影响。通过划分试验区域,布置采样卡,收集不同喷雾高度和飞行速度下喷洒到植株上的药液,利用示踪剂来检测药液的沉积浓度,通过变异系数法来评价药液沉积的均匀性,发现药液沉积浓度与飞行速度和喷雾高度均为负相关,综合试验数据发现,当喷雾高度为1.5m,飞行速度为3m/s时,NH-8型农用飞行器的雾量分布变异系数最小,此时的雾量沉积效果最好,可以为此飞行器在实际应用中提供指导。
【图文】：

河南农业大学硕士研究生毕业论文2 农用飞行器喷雾系统构成及参数2.1 农用飞行器结构及参数2.1.1 农用飞行器的结构本文采用河南农业大学与企业联合研发的 NH-8 型农用飞行器为飞行平台，NH-8 型农用飞行器主要由机架、药箱、飞行控制单元、直流隔膜水泵、连接管路和动力系统组成，实物图及结构图见图 2.1。

图 2.3 DP-35 型直流隔膜水泵安装图Fig2.3 DP-35 DC diaphragm pump installation diagram计与安装无人飞机对飞行条件变化比较敏感，如果药箱的安装偏离了飞机的重单元的工作负荷，，不仅会影响到喷雾作业质量，对农用飞行器的寿命衡喷雾作业时整机的重量，同时为了保护药箱，本文将药箱放置于机设计了高强度铝合金框架来固定药箱，铝合金管材的规格为：外径 1装后见图 2.4。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S491

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本文编号：2689967