双桨

29

工作研究农业开发与装备2016年第2期

摘要：系统分析了国内外断魂枪 农用飞机和我国农用无人机目前的发展情

况，详细分析了共轴双桨无人直升机工作原理及在农业生产应用的

可行性，彩信是什么 同时对我国农业无人机发展前景做了展望。

关键词：共轴双桨直升机；农用无人机；农业

1国内农用无人机的发展现状

农用无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操

纵，用于农田地理信息获取，农作物长势监测和病虫害监测，农作

物播种、施肥、施药等领域的不载人的飞机。在国内农用无人机的

生产应用还处于起步阶段，产品主要从西班牙、美国等国家进口，

成本高，售后也存在一定的难题，因此，截至2012年底，仅有100

余台在使用。而日本已经有2400余台农业无人飞o型rh阳性是熊猫血吗 机在使用，2012

年防治面积占总耕种面积的50%，欧美国家已达到80%以上。无人

直升机在农业植保作业时，不如固定翼飞机需要跑道，起降场地要

求低，喷洒时可充分利用地面效应作业，有着巨大的使用优势。

但目前，国内所有的农业无人直升机的终端用户，几乎都是基

于农业生产的服务商，这其中有农业合作社、农药供应商、农场业

主等，他们很多都是被无人直升机喷洒农药这一新鲜事物所吸引，

之前并没有对无人直升机的必要了解和操作经验，飞行的安全性是

一个问题，潜在的安全隐患甚至一些小事故时有发生。因此，农业

无人直升机必须保证飞行稳定，操作简单，且安全性高，满足中国

的国情和农业市场的需求。

2共轴双桨无人直升机

现在国际无人直升机发展方向趋于认同共轴式直升机，邀请短信 它在相

同级别的发动机下，有效载荷较单桨直升机更大，飞行更安全，体

积相对较小，适合更小的场泰国饮食 地起降和更小的地面车辆进行运载。市

面上常见的玩具遥控直升机绝大多数就采用同轴双层主旋翼反向转

动的工作方式。

2.1共轴双桨无人直升机的原理

共轴式直升机与单旋翼带尾桨直升机的主要区别是采用上下共

轴反转的两组旋翼用来平衡旋翼扭矩，不需尾桨。利用机械装置使

动力源同时驱动两副方向相反的旋翼，采用同轴双层主旋翼反向转

动的工作语文学 方式，在为直升机提供升力的同时，克服了单旋翼直升机

的反扭力。共轴双旋翼直升机具有绕同一理论轴线一正一反旋转的

上下两副旋翼，由于转向相反，两副旋翼产生的扭矩在航向不变的

飞行状态下相互平衡，通过所谓的上下旋翼总距差动产生不平衡扭

矩可实现航向操纵，共轴双旋翼在直升机的飞行中，既是升力面又

是纵横向和航向的操纵面。因反扭力对等，可避免传统直升机发动

机15%的尾桨功率损耗；采用同时变换主旋翼的硬桨，避免了直升

机急转弯时的打桨意外；复合了推进式尾旋翼或双层尾旋翼用来提

升直升机的飞行速度或战损时的安全系数，可比传统单旋翼直升机

的安全性增加400%；甚至可在引擎故障、低空发动机熄火的情况

下，亦可不依靠飞行经验就能使共轴直升机的平稳着陆。共轴式设

计使直升机克服掉飞行惯性，无需人工操作共轴直升机即可自动进

入悬停状态，可大大缩短飞行员的培训时间，因此对建国70 广大农民朋友

来说，是很易于操控和上手的。

2.2共轴双桨无人直升机的布局

采用了仿生学设计外观，共轴式直升机的机身较短，同时

其结构重量和载重均集中在直升机的重心处，因而减少了直升

机的俯仰和偏航的转动惯量。使直升机悬停时效率更高，双层

尾旋翼可在直升机意外超载的情况下更好的克服地面效应对航

向的影响。

2.3共轴双桨无人直升机的指挥系统

无人直升机系统的管理方法大致可分为直接控制、同意管理

和例外管理三种形式。直接控制就是由操作员做出决策，这是目前

最普遍的使用方式，目前农用无人直升机就采用直接控制方式，利

用无线电遥控操控无人机进行作业。另外由于其体积小，可垂直起

落，对起落场地要求低，一台面包车即可改造成配套的地面指挥站

并完成农用无人直升机的运输和转场。

2.4共轴双桨无人直升机的优势

气动特性对称，机动性好。在使用相同发动机的情况下，两副

共轴式旋翼的升力比单旋翼-尾桨布局的旋翼升力大12%。共轴式

旋翼气动力对称性显然优于单旋翼式，不存在各轴之间互相交连的

影响，机动飞行时易于操纵。改变航向时，共轴式直升机很容易保

持直升机的飞行高度，这在超低空飞行和飞越江苏有什么好吃的 障碍物时尤其可贵，

对飞行安全有重要意义；共轴式直升机的另一个重要特性是随着升

限增高，其航向转弯速度保持不变甚至有所增加。这是由于共轴式

直升机不需要额外的功率用于航向操纵，因而改善了航向的操纵效

率；控制上无需复杂昂贵的飞控、平衡仪等电子设备即可进入悬停

姿态，故适合更多的低端农用市场，因其姿态稳定，只要将成本较

低而且技术成熟的固定翼的飞控技术移植到直升机上，可克服目前

农用固定翼无人机无法实现的低速、低空、悬停的缺陷。

2.5共轴双桨无人直升机在农业生产中可行性

复合样式共轴反桨直升机比照单旋翼直升机可提高20%的任务

载荷，比照电动飞行器留空时间和抗风能力均具有优势，对飞行场

地和气候条件要求不高，且机动性强，运输方便；一架长度约1.8m

的复合式共轴反桨直升机的起飞重量即可达到25kg，大大高于其它

同体积的固定翼飞机或多旋翼飞行器；可用性优势明显，操作简

单，成本低廉，安全性高，发展前景广阔。

2.6共轴双桨无人直升机的市场收益和前景

在农用航空领域，共轴双桨无人直升机具有广阔的市场前

景，而喷洒农药无人机是目前能够立刻获得规模效益的农业机械

类产品。

农业无人机服务公司的最基本模式：

资金投入：无人机15万元；面包车3万元；养护及流动资金5万

元；共计23万元。（无人机享受农机补贴约占30%）。

人员组成：无人机操控手至少2人，方便轮换作业。

作业效率：喷洒0.13hm2/min，无人机续航时间8min，中间加药

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

天可喷洒近40hm2。

日均消耗：92号汽油，0.4元/667m2，40hm2消耗240元；2人日

均工资400元；小面包车油费及其它支出按200元计，日均消耗共计

840元。

作业收益：收费10元/667m2；日喷洒40hm2，收益6000元；减

去日均消耗840元，日均毛利5160元；100个工作日或者喷洒0.4万

hm2次，将获毛利50余万元，轻松赚回投资成本。若提供施叶面肥

服务，以及兼做农药、肥料销售等，还会有更高收益。

3我国农业无人机发展前景展望

随着家庭农场、土地流转、服务组织的升温，农用无人机的

发展有了前所未有的机遇，飞机作业不仅作业效率高、能节省大量

人力和农药，且完成同样作业面积的耗油量也比拖拉机等农业机

械少。目前，我国城市化进程快速发展，越来越多的劳动力涌进

城市，大量农业劳动力转移到第二、三产业，因（下转第73页）

共轴双桨无人直升机在农业生产中的应用和前景

孙星球

（新沂市农机校，江苏新沂221400）

Copyright博看网htsRerved.

73

试验研究农业开发与装备2016年第2期

80g播种量机插，但21cm株距下呈现相反。从穗数结构看，表明在

种植密度适当保证，株距小于18cm时，60g播种量机插易获得高

产，而种植密度较小，株距为21cm时，需要适当增加播种量，以

保证高产。不同播种量情况下，均随着种植密度增加，亩有效穗

增加，每穗粒数变化无规律，从穗粒结构看，杨两优6号以60g播

种量、14cm株距处理产量穗粒最为协调，产量最高，80g播种量、

14cm株距产量次之；两优培九以60g播种量、16cm株距处理穗粒

结构最佳，产量最高，60g播种量、14cm株距处理次之，80g播种

量、14cm株距处理居第三位。

3小结与讨论

水稻种植密度与产量关系密切，随着栽培密度的增加水稻产

量升高，但超过适宜密度后下降[6]。汪秀志等认为适当减小穴距、

增大种植密度可提高寒地水稻生长前期的干物质生产量和后期干物

质积累量[7]。本研究发现，两系杂交稻播种量增加有利于降低机插

秧漏秧率，提高基本苗数，但机插秧的每丛苗数之间差异较大，杂

交稻机插需要综合考虑漏秧率、适宜基本苗数等因素，并根据落田

苗群体的分布规律合理施肥，以实现高产；60g播种量下平均产量

高于80g播种量处理，但根据株距有所差异，在14cm、16cm、18cm

株距下参试的两个杂交稻品种60g播种量机插的产量均高于80g播种

量机插，但在21cm机插株距下呈现相反，表明在种植密度适当保

证，株距小于18cm时，60g播种量机插易获得较高穗数而高产，而

种植密度较小，株距为21cm时，需要适当增加播种量，增加每丛

苗数，以保证获得较高穗数，从而获得高产。本试验结果表明，杨

两优6号，以稀播（60g）、密植（株距14cm）产量表现最佳；两

优培九，以稀播（60g）、适当密植（株距16cm）产量表现最好。

参考文献

[1] 韩正光，朱祥林，吕宏飞，等.稀播长秧龄对机插水稻生长特性

及产量的影响[J].中国稻米，2013，19（6）：67-69.

[2] 朱德峰，陈惠哲.水稻机插秧发展与粮食安全[J].中国稻米，

2009，15（6）：4-7.

[3] 李泽华，马旭，谢俊锋，等.双季稻区杂交稻机插秧低播量精密

育秧试验[J].农业工程学报，2014，30（6）：17-27.

[4] 陆秀明，黄庆，刘怀珍，等.机插超级稻在不同施肥水平和不同

插植密度下的生育特性及产量表现[J].中国农学通报，2014，

30（21）：152-157.

[5] 叶厚专，李艳大，沈显华，等.不同机插行距对水稻产量的影响

[J].中国农机化，2012，（4）：59-62.

[6] 王成瑷，王伯伦，张文香，等.栽培密度对水稻产量及品质的影

响[J].沈阳农业大学学报，2005，35（4）：318-322.

[7] 汪秀志，李军，刘崇文，等.施氮和密度对寒地水稻干物质积累

的影响[J].西北农业学报，2013，22（9）：55-64.

表2不同播种量及不同株距下机插的水稻产量及构成

品种播种量（g）规格（cm）有效穗（万/hm2）总粒数（粒/穗）实粒数（粒/穗）结实率（%）千粒重（%）产量（kg/hm2）

扬两优6号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

两优培九6030*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，我国农业发展必须规模化、集约化。然而，我国地域辽阔，各

地地理条件有很大差别，仅有一种农业专用飞机是不够的。对于北

方多平原，农场规模较大，适宜发展固定翼无人机；南方多丘陵，

种植面积小而杂，适宜发展无人直升机。未来还应发展更大的农业

专用飞机、通合于高原地区的农业专用飞机等等。

此外，建立无人机应用的适航技术标准和政策法规是更为基础

的发展平台，为此需要加快做好一些准备工作，一是装备的适航认

证管理和飞行管制及规则，适航标准和认证粤菜做法 体系，飞行管制与管理

流程的经济合理化。二是合理开放的天空资源，建立航线信息管理

机制，实现航线优化和航线管理。

综上所述，随着我国大量农村劳动力的转移、农业集约化程度

的提高、政府对农业的大力支持，航空技术的优势在农业中必会得

到更加广泛的延伸，农用无人机必将进入发展的快车道，共轴双桨

无人直升机在农业生产中必将大放异彩。

参考文献

[1] 吴晓玲.我国农业航空技术发展现状及前景[J].农业机械，

2001，（7）：8-11.

[2] 薛新宇，梁建，傅锡敏.我国航空植保技术的发展前景[J].农业

技术与装备，2010，（5）：27-28.

（上接第29页）

Copyright毛尖属于什么茶 博看网htsRerved.