從客觀的視角科普植保無人機(jī)

最近一段時(shí)間關(guān)于無人機(jī)的文章很多，但大部分都是以某個(gè)角度去寫或分析，甚至有些純屬于軟文性質(zhì)誤導(dǎo)準(zhǔn)備進(jìn)入植保行業(yè)的朋友，所以醞釀已久決定再寫一篇文章全面闡述植保無人機(jī)。不妥之處，還請(qǐng)各位雅正！

植保無人機(jī)的分類及特點(diǎn)

植保無人機(jī)分為多旋翼植保無人機(jī)、共軸直升機(jī)和單旋翼植保無人機(jī)，按動(dòng)力混合機(jī)型的方式劃分有：電動(dòng)多旋翼植保無人機(jī)、油動(dòng)多旋翼植保無人機(jī)、油電混動(dòng)多旋翼植保無人機(jī)、油動(dòng)變距植保無人機(jī)；共軸植保直升機(jī)一般只有油動(dòng)機(jī)型，目前還沒有在實(shí)際的植保作業(yè)中有應(yīng)用；電動(dòng)單旋翼植保無人機(jī)、油動(dòng)單旋翼植保無人機(jī)等。

其中多旋翼植保無人機(jī)又分為：四旋翼、六旋翼、六軸十二旋翼、八旋翼、八軸十六旋翼等機(jī)型。單旋翼植保無人機(jī)有雙槳、三槳兩種型號(hào)。

植保無人機(jī)和其他任務(wù)系統(tǒng)的無人機(jī)最大的區(qū)別在于植保無人機(jī)屬于低速機(jī)，一般最高速度不超過13m/秒（時(shí)速不超過47公里/小時(shí)），其他任務(wù)系統(tǒng)的無人機(jī)最高速度一般可以達(dá)到100公里/小時(shí)，最高速度甚至達(dá)到160—200公里/小時(shí)。

多旋翼植保無人機(jī)飛行中前進(jìn)、后退、橫移、轉(zhuǎn)向、升高、降低主要是依靠調(diào)整槳葉的轉(zhuǎn)速實(shí)施各種動(dòng)作，特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)槳葉旋轉(zhuǎn)方向是相反的，所以它們之間的風(fēng)場(chǎng)是有相互干擾的，也會(huì)造成一定的風(fēng)場(chǎng)紊亂。簡(jiǎn)單易學(xué)、短時(shí)間即可上手作業(yè)，多旋翼植保無人機(jī)的自動(dòng)化程度領(lǐng)先于其他機(jī)型，有過航模基礎(chǔ)的人基本都會(huì)自己組裝，載荷越低造價(jià)相比相同載荷的其他機(jī)型造價(jià)越低，20公斤以上機(jī)型相比單旋翼植保無人機(jī)造價(jià)已基本無造價(jià)優(yōu)勢(shì)可言，并且單位能耗多旋翼植保無人機(jī)要比單旋翼植保無人機(jī)高出三分之二甚至更多，功效比比較低。除目前的油動(dòng)多旋翼植保無人機(jī)外絕大多數(shù)更適合于大田作業(yè)。

單旋翼植保無人機(jī)的前進(jìn)、后退、上升、下降主要是依靠調(diào)整主槳的角度實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)向是通過調(diào)整尾部的尾槳實(shí)現(xiàn)的，主槳和尾槳的風(fēng)場(chǎng)相互干擾的概率極低。特點(diǎn)是風(fēng)場(chǎng)統(tǒng)一、下壓風(fēng)場(chǎng)大、槳葉產(chǎn)生的下洗氣流能夠使藥液到達(dá)作物底部的葉背，能夠滿足多種作物如：大田作物、高桿作物、果樹和較茂密作物的作業(yè)需求。優(yōu)點(diǎn)是作物適用面廣、可有效延長(zhǎng)作業(yè)周期；功效比較高，目前我所了解的單旋翼植保無人機(jī)的功效比已經(jīng)達(dá)到1：2.5左右，能耗相比于多旋翼植保無人機(jī)較低。缺點(diǎn)是單旋翼植保無人機(jī)的造價(jià)較高、操控難度比較大，對(duì)飛手素質(zhì)要求較高，隨著研發(fā)企業(yè)對(duì)單旋翼植保無人機(jī)飛控的投入加大和規(guī)?；a(chǎn)，相信明年單旋翼植保無人機(jī)的自主化操作將不再是個(gè)難題，購(gòu)買成本也會(huì)大大降低，加快單旋翼植保無人機(jī)的普及和推廣。

由于我對(duì)共軸植保無人機(jī)了解較少，目前暫不做介紹，以免貽笑大方。

所有類型的植保無人機(jī)動(dòng)力類型都分為電池動(dòng)力和燃油動(dòng)力。

電動(dòng)植保無人機(jī)的特點(diǎn)是無人機(jī)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，便于維護(hù)保養(yǎng)，機(jī)器整體重量較為輕便，轉(zhuǎn)場(chǎng)方便，尤其是復(fù)雜地形的作業(yè)，一個(gè)女性便可輕易拿起機(jī)器轉(zhuǎn)場(chǎng)。電動(dòng)植保無人機(jī)可以適應(yīng)較高海拔作業(yè)，目前測(cè)試的結(jié)果是在海拔4500米可以正常作業(yè)；缺點(diǎn)是電池成本較高，一般每天作業(yè)需要配備15—16塊（組）電池，一次性購(gòu)買電池的成本大約需要15000元—20000元，對(duì)于經(jīng)濟(jì)不太寬裕的從業(yè)者來說是一筆不小的負(fù)擔(dān)。

油動(dòng)植保無人機(jī)的特點(diǎn)是燃料易取，直接動(dòng)力成本低于電動(dòng)植保無人機(jī)，因重量較大，所以同等載荷的植保無人機(jī)油動(dòng)機(jī)型的風(fēng)場(chǎng)更大，下壓效果更明顯。油動(dòng)植保無人機(jī)的缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)過于復(fù)雜、發(fā)動(dòng)機(jī)壽命一般在300小時(shí)以內(nèi)，超過300小時(shí)則需要更換發(fā)動(dòng)機(jī)，而且100個(gè)小時(shí)以內(nèi)需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，過程也較為復(fù)雜；由于植保作業(yè)是低速作業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)依靠風(fēng)冷散熱滿足不了散熱需求，在高溫高濕季節(jié)作業(yè)風(fēng)冷油動(dòng)植保無人機(jī)有明顯的不適應(yīng)性，目前油動(dòng)植保無人機(jī)大部分已經(jīng)更換為水冷發(fā)動(dòng)機(jī)也僅是有所改善而已，沒有本質(zhì)性解決散熱和發(fā)動(dòng)機(jī)壽命問題。油動(dòng)植保無人機(jī)由于依賴于空氣中的氧氣進(jìn)行工作，所以對(duì)高海拔的作業(yè)環(huán)境難以勝任，今年前段時(shí)間一家企業(yè)在甘肅定西進(jìn)行演示作業(yè)時(shí)頻頻摔機(jī)就是這個(gè)原因，當(dāng)時(shí)的海拔高度是1800米。油動(dòng)植保無人機(jī)是目前所有植保無人機(jī)中操作難度最高的一種機(jī)型。

說到這里單獨(dú)聊一下多旋翼植保無人機(jī)：現(xiàn)在生產(chǎn)廠家大多是以易操控、穩(wěn)定為研發(fā)方向，忽略了植保無人機(jī)應(yīng)該是以作業(yè)效果為主的，其實(shí)多旋翼的特點(diǎn)是同等載荷下旋翼越多旋翼尺寸越小、相互風(fēng)場(chǎng)干擾越厲害，也就是說四旋翼的風(fēng)場(chǎng)最好、六旋翼次之、八旋翼更差，至于六軸十二旋翼、八軸十六旋翼我就不多說了。

有些廠家還把噴桿設(shè)計(jì)到七米多長(zhǎng)，風(fēng)場(chǎng)直徑兩三米，這種設(shè)計(jì)純屬于坑害客戶，不能充分利用植保無人機(jī)的風(fēng)場(chǎng)進(jìn)行噴灑作業(yè)都屬于耍流氓，植保無人機(jī)的特點(diǎn)就是利用無人機(jī)飛行過程中旋翼產(chǎn)生的風(fēng)場(chǎng)對(duì)藥液下壓到達(dá)作物根部使作物著藥均勻，如果只靠自然飄落效果甚至還不如人工或傳統(tǒng)機(jī)械以及大飛機(jī)作業(yè)。

說完無人機(jī)的基本常識(shí)再講講植保無人機(jī)的噴灑系統(tǒng)

植保無人機(jī)目前市場(chǎng)上應(yīng)用的噴灑系統(tǒng)只有兩種：一種是扇形壓力噴頭，另一種是離心噴頭，還有一種靜電噴霧系統(tǒng)還沒有在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)，暫且不聊。

扇形壓力噴頭的原理是通過壓力泵對(duì)藥液施加1—3公斤的壓力到扇形壓力噴頭噴射出去，藥液的霧滴直徑一般在70—120微米，特點(diǎn)是藥液下壓力較大，產(chǎn)生的藥液飄逸量較小，在干旱地區(qū)的蒸發(fā)量較小；缺點(diǎn)是藥液霧化不均勻，霧滴直徑相差較大。

離心噴頭的原理是通過電機(jī)帶動(dòng)離心噴頭高速旋轉(zhuǎn)將藥液破碎后利用離心力甩出，特點(diǎn)是藥液霧化均勻，霧滴直徑相差不大。缺點(diǎn)是離心噴頭的配件很容易出現(xiàn)問題，壽命較短，更換頻率較高，而且離心噴頭基本上沒有什么下壓力，完全憑借無人機(jī)的風(fēng)場(chǎng)下壓，相比較壓力噴頭而言飄逸量大一些，對(duì)于高桿作物和果樹來說效果差一些。

機(jī)型的選擇和作業(yè)的基本要求

初入植保飛防行業(yè)的朋友對(duì)于選擇什么樣的機(jī)型更適合于自己一直比較困惑，是入門者最為普遍的一個(gè)問題，在這里我以自己的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)給大家一點(diǎn)建議。

首先，不要選擇價(jià)格很低的植保無人機(jī)，因?yàn)樯a(chǎn)企業(yè)盈利是必然的，價(jià)格低產(chǎn)生的惡果就是機(jī)器部件質(zhì)量差、售后服務(wù)保障差，有的廠家的機(jī)器甚至在作業(yè)期每天不炸機(jī)都是新聞，選擇了這樣的機(jī)器首先造成炸機(jī)的損失不用說，因此而產(chǎn)生的一些列后果才是致命的：作業(yè)過程中發(fā)生炸機(jī)給客戶造成不良印象、耽誤作業(yè)周期而導(dǎo)致作物病蟲害加重或無法控制以至于被客戶索賠是有很大可能的，這種損失往往是作業(yè)一年甚至幾年都無法挽回的，而且丟失市場(chǎng)是必然的。所以選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品和售后服務(wù)有保障的產(chǎn)品才是最明智的。

什么樣的機(jī)器最適合自己？首先要根據(jù)自己的需求來選擇：

不愿意出遠(yuǎn)門跨區(qū)作業(yè)，只想在農(nóng)忙季節(jié)掙些零花錢的朋友可以選擇多旋翼植保無人機(jī)，這種機(jī)型操作簡(jiǎn)便、維修成本低、自動(dòng)化程度高、購(gòu)買成本比較低，適合大部分大田作物和蔬菜類作物作業(yè)。

長(zhǎng)江以北（不含新疆）地區(qū)每年的作業(yè)天數(shù)大約可以達(dá)到45天至60天，按平均每天1架10公斤機(jī)器作業(yè)200畝地、每畝地平均價(jià)格10元計(jì)算，一年的作業(yè)收入大約可以達(dá)到9萬(wàn)元至12萬(wàn)元，機(jī)器及電池的成本大概在5.5萬(wàn)元—7.5萬(wàn)元，加上配套設(shè)施的成本大約在2.5萬(wàn)元，人工費(fèi)用按300元/天計(jì)算是1.5萬(wàn)元—1.8萬(wàn)元（實(shí)際人工工資按月發(fā)放要高于這個(gè)成本），第一年的作業(yè)略有虧損，第二年把機(jī)器成本扣除4萬(wàn)元，其他費(fèi)用不增加，每年的利潤(rùn)大約在3萬(wàn)元—5萬(wàn)元；

長(zhǎng)江以南地區(qū)的作業(yè)大概在90天左右，年作業(yè)費(fèi)收入大約18萬(wàn)元，第一年大概可以盈利5萬(wàn)元左右，第二年大約可以盈利9萬(wàn)元左右，這種計(jì)算方式都是以最低成本計(jì)算的，實(shí)際操作過程中可能會(huì)有所浮動(dòng)。新疆的作業(yè)天數(shù)最高可以達(dá)到100天左右，但是因?yàn)榇笈鳂I(yè)隊(duì)伍過于集中作業(yè)價(jià)格相比內(nèi)地也有降低，實(shí)際收益可能不如長(zhǎng)江以南地區(qū)

計(jì)劃把植保飛防當(dāng)成事業(yè)發(fā)展的朋友，我建議選擇單旋翼植保無人機(jī)

單旋翼植保無人機(jī)作物適用面廣，多旋翼能夠作業(yè)的作物單旋翼也能做，而多旋翼不能作業(yè)的單旋翼還能做，通過我兩年來的總結(jié)，單旋翼植保無人機(jī)的作業(yè)周期可以達(dá)到150天—180天。因?yàn)閱涡碇脖o人機(jī)的造價(jià)很高，所以我們應(yīng)該盡量發(fā)揮單旋翼植保無人機(jī)的特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)作物和果樹作業(yè)，這樣做收益很高，一般收費(fèi)在20元—35元，按年作業(yè)150天、每天平均作業(yè)100畝、每畝價(jià)格25元計(jì)算，年作業(yè)收入大約可以達(dá)到37.5萬(wàn)元。購(gòu)機(jī)成本大約每架機(jī)器按18萬(wàn)元（含16塊電池）計(jì)算，人工成本大約12萬(wàn)元，其他成本7萬(wàn)元，大約第一年可以收回成本，第二年開始每年的盈利大約可以達(dá)到15萬(wàn)元以上。如果經(jīng)營(yíng)得當(dāng)，甚至第一年就可以出現(xiàn)盈利。
 

關(guān)于作業(yè)要求


今年很多植保隊(duì)伍紛紛說自己的10公斤多旋翼植保無人機(jī)每天可以作業(yè)700畝—800畝，甚至還有說每天作業(yè)1200畝的，我只能說這些純屬虛構(gòu)。

根據(jù)我國(guó)農(nóng)用航空植保的領(lǐng)軍者蘭玉彬教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)對(duì)植保無人機(jī)進(jìn)行的性能測(cè)試顯示：植保無人機(jī)的最高飛行速度不宜超過7m/s,超過這個(gè)速度植保無人機(jī)的風(fēng)場(chǎng)就會(huì)與噴灑的藥液產(chǎn)生脫節(jié)，無法形成對(duì)藥液的下壓力，從而造成藥液飄逸流失或蒸發(fā)，影響作業(yè)效果，一架10公斤多旋翼植保無人機(jī)的作業(yè)效率大約在45畝—50畝/小時(shí)較為適宜，16公斤單旋翼植保無人機(jī)每小時(shí)的作業(yè)效率大約在65畝—70畝/小時(shí)較為適宜，以上作業(yè)效率均假定為大田作物，按每畝800ml噴量設(shè)定。所以按每天8小時(shí)作業(yè)計(jì)算，10公斤多旋翼植保無人機(jī)的作業(yè)效率（大田）應(yīng)該在350畝—400畝，單旋翼植保無人機(jī)的作業(yè)效率（大田）應(yīng)該在500畝—550畝，平整大面積地塊效率會(huì)略有增加。

很多人把無人機(jī)植保服務(wù)當(dāng)成很簡(jiǎn)單的一件事情，這樣做會(huì)造成很嚴(yán)重的后果。做植保飛防服務(wù)除學(xué)會(huì)操作植保無人機(jī)以外，還應(yīng)掌握相應(yīng)的農(nóng)業(yè)、農(nóng)藥和植保知識(shí)，不同的作物有不同的藥液施用量，也有不同濃度的配比要求，還有對(duì)機(jī)器性能精確度的要求。今年我了解到在新疆有的飛防隊(duì)伍作業(yè)小麥打除草劑造成藥害，賠償金數(shù)額很大，而且是一家知名的公司，另外一家植保隊(duì)伍在海南作業(yè)豇豆造成藥害2畝賠償6萬(wàn)元。因此，一著不慎就有可能前功盡棄。即使同一種作物在不同的地域病蟲害也有很大的差別，一種配方不能包打天下，要詳細(xì)咨詢當(dāng)?shù)刂脖I(yè)人士并結(jié)合藥廠制定施藥方案。

目前即將進(jìn)入小麥冬季除草作業(yè)，植保無人機(jī)進(jìn)行除草作業(yè)應(yīng)該極其慎重，操作水平不高的飛手盡量使用自主規(guī)劃航線的無人機(jī)，選擇在無風(fēng)或微風(fēng)的天氣條件下作業(yè)，避免造成重噴，除草劑重噴會(huì)造成藥害，影響作物生長(zhǎng)發(fā)育甚至枯萎死亡，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有重噴造成的藥害現(xiàn)象時(shí)要立即對(duì)作物澆水緩解藥害。另外自主規(guī)劃航線作業(yè)在長(zhǎng)距離地塊（500米以上）仍然會(huì)出現(xiàn)偏差，嚴(yán)重時(shí)偏移可達(dá)0.5米至1.5米，在這類地塊作業(yè)盡量增加地面站數(shù)量、縮短地面站間距、增加航線精度或者將作業(yè)地塊打節(jié)分段作業(yè)。

作業(yè)時(shí)不要迷信植保無人機(jī)的定高和避障功能，隨時(shí)做好失控救機(jī)的準(zhǔn)備，并避開高壓線、變電站、高鐵線路、雷達(dá)站、信號(hào)基站等干擾源，在多山地區(qū)或富礦地區(qū)還應(yīng)注意地磁干擾對(duì)植保無人機(jī)造成的影響，在這類地區(qū)作業(yè)如果技術(shù)過硬盡量采用純手動(dòng)飛行模式，增穩(wěn)的GPS模式和自動(dòng)模式受到干擾都有可能造成植保無人機(jī)失控或炸機(jī)，即使出現(xiàn)失控現(xiàn)象也不要慌張迅速切換到手動(dòng)模式嘗試救機(jī)。扔掉遙控器的全自主模式我認(rèn)為并不適合于復(fù)雜地理環(huán)境的農(nóng)村地區(qū)，最起碼我在四川看到過某品牌植保無人機(jī)在衛(wèi)星信號(hào)不穩(wěn)定的情況下無法起飛，也有朋友在山東數(shù)次看到過眼看植保無人機(jī)慢慢飛出視線而無可奈何的現(xiàn)象。

對(duì)即將進(jìn)入的行業(yè)懷有敬畏之心才能使自己更好的融入這個(gè)行業(yè)，尊重我們面對(duì)的每個(gè)客戶，才會(huì)奠定自己的行業(yè)地位，我們的發(fā)展是靠我們的責(zé)任心贏得的，一個(gè)不負(fù)責(zé)任的從業(yè)者終將會(huì)被行業(yè)所唾棄，珍惜每個(gè)機(jī)會(huì)，善待每個(gè)消費(fèi)者，我們的前景會(huì)越來越美好！

文章作者：王永忠 北京中禾農(nóng)泰航空）