不同飞行参数下八旋翼植保无人机下洗气流场对雾滴沉积分布特性的影响
发布时间：2021-11-12 10:39
近年来,应用植保无人机防治农业有害生物已成为中国植保机械发展的一大新亮点。无人机旋翼提供飞行升力的同时具有下洗气流场,低空低量施药作业雾滴沉积分布质量优劣与旋翼下洗气流场的作用密不可分。为探究植保无人机旋翼下洗气流场对喷雾效果的影响,本研究以当前植保无人机主流机型——"X型"布局八旋翼无人机为研究对象,采用实际作业测试方式,利用微气象测量系统测定无人机飞行状态下旋翼下方不同水平位置下洗气流场风速,同时采用诱惑红示踪剂水溶液代替农药喷雾获取喷雾沉积分布情况,重点对下洗气流场分布实测结果进行可视化分析,包括不同飞行高度、不同速度下旋翼下洗气流场分布特性与雾滴沉积分布特性以及二者的相互关系。测试结果显示:八旋翼植保无人机飞行过程中随着飞行速度加快（1.0～6.0 m/s）和飞行高度升高（1～2 m）,冠层位置X、Y、Z三向下洗气流场总体表现为气流强度由强到弱、分布状态由集中到分散的变化趋势;X方向气流来源于下洗气流与外界空气相互作用产生的卷扬气流,对喷施雾滴的作用为逆飞行方向;Y方向为下洗卷扬气流以及地面效应共同作用的结果,对雾滴的作用为垂直于航线朝向两侧;Z方向为下洗气流竖直向下方向分量,...
【文章来源】：智慧农业(中英文). 2020,2(04)
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
3WM8A-PRO型电动八旋翼无人机
本试验采用MMMS（广州市富民测控科技有限公司制造）采集多旋翼无人机飞行状态下旋翼下洗气流风速，MMMS由田间无线微气象传感器和智能控制系统组成[20]。田间无线微气象传感器（图1 (a））可固定在不锈钢支架上放置在试验区域内，每个传感器上最多可安装空间3个方向的叶轮和温湿度探头，获取水平沿无人机航线方向（X）、水平垂直于航线方向（Y）、竖直方向（Z）的气流风速；智能控制系统包括数据传输模块（图1 (b））、控制软件和笔记本电脑，数据传输模块连接在笔记本电脑上，测试中操作控制软件经数据传输模块即可向传感器发送指令，自动接收回传的风速数据，所有数据可在控制软件中查看与保存。MMMS风速测量范围在0～45 m/s，精确度为±3%，分辨率可达0.1 m/s，单次采样时间为5～10 s，采样频率为1～20 Hz。喷雾示踪剂选用食用色素诱惑红85（上海染料研究所有限公司生产），将其配置成质量分数0.5%的水溶液作为喷雾液。试验后将示踪剂洗脱液经imark型酶标仪（美国BIO-RED公司生产）在波长505 nm条件下检测吸光值。使用规格为5 cm×10 cm的聚乙烯卡（东莞雄盛塑胶材料有限公司生产）与26 cm×38 cm的水敏纸（瑞士先正达公司生产）作为雾滴收集装置，用双头夹固定在不锈钢采样支架上。水敏纸样品保存在活页名片册中，带回实验室经HP 5590型扫描仪（美国惠普公司生产）扫描，使用Depos‐it Scan软件（美国农业部USDA制造）进行分析。试验期间通过Testo 350-XL环境测试仪（德国Testo集团制造）获取试验场地气象信息。
飞行速度设为1.0、3.0和6.0 m/s，飞行高度（距风速传感器及雾滴收集卡）设为1和2 m，共6组测试，每组测试至少进行3次有效重复组测试。测试时，操作员遥控无人机从测试区域外20 m处起飞，调整高度，加速至设定速度匀速通过风速传感器线阵（图3 (b）），从无人机距离传感器线阵2 m时开始记录风速，采样时间为5 s，采集频率为20 Hz，每次测试可获取100个风速值。每次飞行结束后，收集水敏纸和麦拉片并编号，保存于活页名片册和自封袋中，带回实验室进行分析。2.3 数据处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国植保机械与施药技术研究进展[J]. 何雄奎. 农药学学报. 2019(Z1)
[2]旋翼无人机气流特征及大田施药作业研究进展[J]. 李继宇,兰玉彬,施叶茵. 农业工程学报. 2018(12)
[3]植保无人机旋翼下洗气流对喷幅的影响研究[J]. 杨知伦,葛鲁振,祁力钧,程一帆,吴亚垒. 农业机械学报. 2018(01)
[4]多旋翼无人机旋翼下方风场对航空喷施雾滴沉积的影响[J]. 陈盛德,兰玉彬,BRADLEY K F,李继宇,刘爱民,毛越东. 农业机械学报. 2017(08)
[5]基于空间质量平衡法的植保无人机施药雾滴沉积分布特性测试[J]. 王昌陵,何雄奎,王潇楠,王志翀,王士林,李龙龙,Jane.Bonds,Andreas.Herbst,王志国,梅水发. 农业工程学报. 2016(24)
[6]无人植保机施药雾滴空间质量平衡测试方法[J]. 王昌陵,何雄奎,王潇楠,Jane.Bonds,Andreas.Herbst,王志国,潘海洋,何正泽. 农业工程学报. 2016(11)
[7]旋翼式无人机授粉作业冠层风场分布规律[J]. 李继宇,周志艳,兰玉彬,胡炼,臧英,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2015(03)
[8]圆形多轴多旋翼电动无人机辅助授粉作业参数优选[J]. 李继宇,周志艳,胡炼,臧英,徐赛,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2014(11)
[9]单旋翼电动无人直升机辅助授粉作业参数优选[J]. 李继宇,周志艳,胡炼,臧英,闫梦璐,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2014(10)
[10]无人油动力直升机用于水稻制种辅助授粉的田间风场测量[J]. 汪沛,胡炼,周志艳,杨维顺,刘爱民,罗锡文,薛新宇,何杰,严乙桉. 农业工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]单旋翼植保无人机喷雾参数优化研究[D]. 秦维彩.江苏大学 2017
本文编号：3490747
【文章来源】：智慧农业(中英文). 2020,2(04)
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
3WM8A-PRO型电动八旋翼无人机
本试验采用MMMS（广州市富民测控科技有限公司制造）采集多旋翼无人机飞行状态下旋翼下洗气流风速，MMMS由田间无线微气象传感器和智能控制系统组成[20]。田间无线微气象传感器（图1 (a））可固定在不锈钢支架上放置在试验区域内，每个传感器上最多可安装空间3个方向的叶轮和温湿度探头，获取水平沿无人机航线方向（X）、水平垂直于航线方向（Y）、竖直方向（Z）的气流风速；智能控制系统包括数据传输模块（图1 (b））、控制软件和笔记本电脑，数据传输模块连接在笔记本电脑上，测试中操作控制软件经数据传输模块即可向传感器发送指令，自动接收回传的风速数据，所有数据可在控制软件中查看与保存。MMMS风速测量范围在0～45 m/s，精确度为±3%，分辨率可达0.1 m/s，单次采样时间为5～10 s，采样频率为1～20 Hz。喷雾示踪剂选用食用色素诱惑红85（上海染料研究所有限公司生产），将其配置成质量分数0.5%的水溶液作为喷雾液。试验后将示踪剂洗脱液经imark型酶标仪（美国BIO-RED公司生产）在波长505 nm条件下检测吸光值。使用规格为5 cm×10 cm的聚乙烯卡（东莞雄盛塑胶材料有限公司生产）与26 cm×38 cm的水敏纸（瑞士先正达公司生产）作为雾滴收集装置，用双头夹固定在不锈钢采样支架上。水敏纸样品保存在活页名片册中，带回实验室经HP 5590型扫描仪（美国惠普公司生产）扫描，使用Depos‐it Scan软件（美国农业部USDA制造）进行分析。试验期间通过Testo 350-XL环境测试仪（德国Testo集团制造）获取试验场地气象信息。
飞行速度设为1.0、3.0和6.0 m/s，飞行高度（距风速传感器及雾滴收集卡）设为1和2 m，共6组测试，每组测试至少进行3次有效重复组测试。测试时，操作员遥控无人机从测试区域外20 m处起飞，调整高度，加速至设定速度匀速通过风速传感器线阵（图3 (b）），从无人机距离传感器线阵2 m时开始记录风速，采样时间为5 s，采集频率为20 Hz，每次测试可获取100个风速值。每次飞行结束后，收集水敏纸和麦拉片并编号，保存于活页名片册和自封袋中，带回实验室进行分析。2.3 数据处理
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国植保机械与施药技术研究进展[J]. 何雄奎. 农药学学报. 2019(Z1)
[2]旋翼无人机气流特征及大田施药作业研究进展[J]. 李继宇,兰玉彬,施叶茵. 农业工程学报. 2018(12)
[3]植保无人机旋翼下洗气流对喷幅的影响研究[J]. 杨知伦,葛鲁振,祁力钧,程一帆,吴亚垒. 农业机械学报. 2018(01)
[4]多旋翼无人机旋翼下方风场对航空喷施雾滴沉积的影响[J]. 陈盛德,兰玉彬,BRADLEY K F,李继宇,刘爱民,毛越东. 农业机械学报. 2017(08)
[5]基于空间质量平衡法的植保无人机施药雾滴沉积分布特性测试[J]. 王昌陵,何雄奎,王潇楠,王志翀,王士林,李龙龙,Jane.Bonds,Andreas.Herbst,王志国,梅水发. 农业工程学报. 2016(24)
[6]无人植保机施药雾滴空间质量平衡测试方法[J]. 王昌陵,何雄奎,王潇楠,Jane.Bonds,Andreas.Herbst,王志国,潘海洋,何正泽. 农业工程学报. 2016(11)
[7]旋翼式无人机授粉作业冠层风场分布规律[J]. 李继宇,周志艳,兰玉彬,胡炼,臧英,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2015(03)
[8]圆形多轴多旋翼电动无人机辅助授粉作业参数优选[J]. 李继宇,周志艳,胡炼,臧英,徐赛,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2014(11)
[9]单旋翼电动无人直升机辅助授粉作业参数优选[J]. 李继宇,周志艳,胡炼,臧英,闫梦璐,刘爱民,罗锡文,张铁民. 农业工程学报. 2014(10)
[10]无人油动力直升机用于水稻制种辅助授粉的田间风场测量[J]. 汪沛,胡炼,周志艳,杨维顺,刘爱民,罗锡文,薛新宇,何杰,严乙桉. 农业工程学报. 2013(03)
博士论文
[1]单旋翼植保无人机喷雾参数优化研究[D]. 秦维彩.江苏大学 2017
本文编号：3490747
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3490747.html
