第10章 农业航空技术.docx

1、第10章 农业航空技术第10章 农业航空技术研究农业航空技术是指应用飞机或航空器配备相应设备为农业提供各种服务的航空技术，主要包括航空植保(农田、林果、草原等的病虫害、鼠害防治、农田灭草)、飞机播种(稻麦、草场、造林)、施肥及植物生长调节剂、人工降雨、防雹、护林(防火、病虫害监测)、农业和渔业遥感、航空测量、资源调查等。10.1 农业航空技术的发展农业航空起始于20世纪20年代，蓬勃发展于第二次世界大战之后，至20世纪末期，全世界已有农用飞机60多种，其中固定翼飞机40多种，旋翼(直升)飞机20多种，共约三万余架。经农业航空处理的耕地面积达2.4亿公顷，占世界耕地面积17%。其中，美国、前苏联

2、、日本三国分别达到1亿公顷、7000万公顷、和180万公顷，分别占本国耕地面积的45%、35%和39%。世界主要农业发达国家都有一支可观的农业航空力量。其中，前苏联拥有l万多架农用飞机，美国有8千多架，加拿大、澳大利亚等国也有数百架。飞机机型主要是固定翼飞机。日本农用飞机大多是直升飞机。建国以来，在党和政府的关怀下，我国的农用航空事业也得到了一定的发展。1952年，我国首次在黑龙江大兴安岭和小兴安岭地区进行护林飞行，1956年开始用飞机防治水稻病虫害，1958年在泰来开始用飞机灭蝗。改革开放以来，各专业航空公司和地方航空公司应运而生，1983年我国第一个企业自办的农用航空服务队在新疆生产建设兵

3、团成立，1986年黑龙江农场总局成立了农业航空作业服务站，1992年沈阳市苏家屯农用航空服务站成立。目前，我国除民航系统有17个飞行单位从事农业航空作业外，还有近30个专业航空公司和地方航空公司也从事航空作业，飞机机型超过10种，总数超过300架。其中隶属全国农机系统的农用航空作业服务站共9个，主要分布在辽宁、天津、山东、四川、江苏等省市。累计作业5l万小时，其中进行农化作业8133万公顷，播种造林1333万公顷，种草70.26万公顷。但我国有7000多万公顷宜林荒山、荒地，其中许多处于人烟罕至的地区，唯有应用飞播造林才能奏效。我国的草原、草坡等天然草场共3亿公顷，几乎需要全部播种改良。现有农

4、业航空作业能力与实际需要相差甚远，市场需求潜力巨大。航空作业的独特优点是速度快、效率高、效果好、成本低。据测算，飞机防治农田病虫害与地面防治相比，用药节省20%50%，效率提高50100倍，成本降低50%以上。飞播造林作业与地面播种相比降低成本60%80%，播种牧草降低成本50%，播种水稻降低成本60%75%。随着农业现代化的发展，农业航空技术应用日益广泛，并在农业生产中发挥着越来越重要的、不可替代的作用，尤其在我国农业病虫害发生率高，危害大的条件下。据统计，有的地区病虫害造成的农作物减产，平均每年不低于10%，严重时达50%，甚至绝收。广泛地应用航空植保技术是提高农作物的产量和产品质量的有效

5、手段，同时，由于航空植保具有高效、低耗、减少农药用量，降低生产成本，减少环境污染等优势，其广泛应用必将带来良好的社会效益、经济效益和生态效益。10.2 农业航空项目、内容及特点10.2.1 农业航空项目农业航空技术主要有以下作业项目：（1） 飞播农作物、树木、牧草等；（2）喷洒农药、肥料、化学除草剂、植物助长剂；（3）航测山脉流域、农田地貌、地下资源、产量评估；（4）消云防雹、人工降水、化雪、护林灭火、航爆河道冰排；（5）侦察鱼群、空投鱼苗以及投放治虫用的寄生蜂卵卡等；（6）探查灾情、治虫灭鼠除害、调查植被和野生动、植物资源。10.2.2 农业航空的内容 农业航空作业的具体内容包括：（1）农业

6、 用飞机进行播种、化学除草、施肥、防病、人工影响天气、空中灾情调查、脱叶催熟干化、喷洒生长调节剂、防治鼠害、航摄土地规划等（图10-1）。在国外，还用飞机进行农业资源调查、喷洒土壤增温剂、防霜冻等作业。（2）林业 用飞机播撤树种造林、防治林木病虫鼠害、护林防火、化学灭火、机降伞降、空投急救、人工影响天气、森林资源调查等。（3）牧业 播种、播撤草籽、草原施肥、灭鼠、治虫、化学除草、人工影响天气、防治家畜体外寄生虫和传染媒介昆虫等。在国外，还用飞机防治草原野兔、放牧畜群等作业。（4）副业 防治蚕区食时性害虫、竹林竹蝗危害、果树病虫害防治等。在国外还用飞机投放野鸭等。（5）渔业 运输和空投鱼、鱼苗、

7、海洋侦察鱼鲜、渔业资源调查、海上救护等。（6）其它 用飞机参加抗旱防汛、抢险救灾、运送物资、化雪引水、探测地下水资源、消灭寄生虫、野生动物调查、卫生防疫、输电线路安装及巡护等。在我国农业航空中，主要是农作物病虫害防治和森林防火占有很大比重。图10-1 农用飞机飞防作业10.2.3 农业航空的特点农业航空之所以能在许多国家迅速发展，并成为现代化农业生产的重要标志，是因为农业航空具有以下特点：（1）适应性 由于飞机是在空中进行，不压实地表土层，不损伤农作物，因此无论是山地、平原、水田、旱地还是垄作、平作，高秆、矮秆以及不同作物生育期等均可作业。一般飞机不受什么限制，能完成地面农业机械无法完成的重大

8、任务。（2）及时性 由于飞机速度快，作业效率高，能满足时间性较强的作业项目。特别是用飞机喷洒农药，能在短期内防治、控制和消灭突发性以及毁灭性的大面积病虫害，减少经济损失。（3）综合性 飞机作业采用先进的技术设备，可满足综合性的生产要求。安装夜视仪和雷达，可在夜间进行某些作业；应用遥感技术可探测水源；通过安装专用设备，可进行农作物播种、施肥、治虫等连续性机械化作业；可喷液、喷粉、喷颗粒以及施肥、治虫并行混喷，体现了一机多具、多能、多效的功能。（4）可靠性 飞机作业喷洒均匀、雾化好、覆盖面积大，作业效果好，能在最佳期限内达到作业的目的，收到预期效果。（5）高效性 以运一5飞机为例，每架次低量喷洒作

9、业可达53.3公顷，每天完成作业面积1333.3公顷，可收到较好的社会效益和较高的经济效益。10.3 农用飞机的选型与配备10.3.1 农用飞机的选型与设施配备（1）农用飞机选型的原则一般农用飞机作业以选择运一5、运B、运11、农林5为好，小面积作业可选择成本低的海燕、蜜蜂轻型飞机。选择农用飞机实施作业要突出飞机的安全性、实用性和经济性，一般要掌握以下几个原则：1) 以专业性为主，兼顾多种用途；2) 以中型机为主，适当配备小型和轻型等不同量级飞机；3) 以固定翼飞机为丰，配备部分直升飞机；4) 以农业作业型为主，兼顾林业飞行；5) 以国产机型为主，在可能条件下适度引进外国机型。对农用飞机的基本

10、性能要求是起飞、着陆距离短，对起降场地要求不高，操纵性能好，超低空性能优越，爬升率大、加速性能好、转弯半径小，载荷大，加载方便，维护保养方便，安全性能好等。（2）农用飞机主要机型目前国产农用飞机主要有Y5型、Y5B型、Y11型、Y12型、N5A型，此外还有HU一2型(海燕650B)，超轻型飞机主要有M3C（蜜蜂3号）等。进口农用飞机有：PLl2T400型(空中农夫)、赛斯纳l88型、M18A型(单峰骆驼)、GA200型(画眉鸟)等。国内直升机参与农林作业项目不多，主要是护林飞行。主要机型有Z9型(国产)、米8、小松鼠、贝尔212等。进口机型性能先进，但因价格、航材供应等问题制约，数量很少，目前

11、国内农业航空仍以国产机型为主。目前仍在生产的固定冀机型有：Y一5B型、N5A型、Y12型、HU一2C(海燕650C型)、蜜蜂3C型等。（3）农用航空作业配套设备航空作业配套设备主要有为不同飞机配套的喷雾、喷粉设备、播种设备等。航空喷雾设备分为常量、低量和超低量喷雾设备。Y5B型、Y11型、N5A型等飞机可选配各种喷雾设备，而HU-2型和超轻型飞机受载重量的限制只进行超低量喷雾作业。一般航空作业常量喷雾每公顷喷施量为30L以上，雾滴直径300m以上；低容量喷雾每公顷喷施量为530L，雾滴直径120300m；超低容量喷雾每公顷喷施量为5L以下，雾滴直径80120m。不同喷施技术具有不同的特点和适用

12、范围。常量喷雾主要用于喷施除草剂，低容量和超低容量喷雾主要用于病虫害防治。目前，低容量喷雾应用最广泛。国产主要农用飞机性能参数如表10-1所示。10.3.2 县级航空站设施配备（1）县级航空站基本设施配备选型依据县级农业航空站作为区域农业航空服务网的组成部分，主要用于补充骨干大网的空白区和较小面积、较复杂地形以及应急的农业航空作业。从其使用范围和县级地方技术、经济条件角度出发，应选择配备技术要求相对较低、投资较少的轻型及超轻型飞机。这样，便于尽快建设、自行管理、尽早见效。目前可供选择的国产轻型或超轻型飞机主要有：超轻型飞机，如M3C型(蜜蜂3C型)；轻型飞机，如HU一2C型(海燕650C型)。

13、这类飞机可配备超低量喷雾设备完成植保作业。（2）基本设施配备 1）蜜蜂3C型飞机配备方案 蜜蜂3C型飞机（图10-2）超低量喷雾作业，作业范围以机场为中心10公里以内，每小时作业面积约40公顷(两架次)，每天作业约334公顷。一般一轮作业(57天)可完成16672334公顷。按低限，一架飞机可负担1667公顷的植保任务。县级农航站可配备4架飞机，达到6668公顷飞防能力。需配备飞行员6人，机械师2人(每2架飞机配备飞行员3人、机械师1人)。每架飞机价格约14万元(包括农业设备、通讯设备等)，飞行员(具有高中以上文化程度)培训费3万元(由厂家负责培训)，机械师培训费0.5万元。以上各项共需投资7

14、5万元。蜜蜂3C型飞机对起降场地要求不高，可在压实、平坦的土地和草坪上起降，跑道宽度20米，长度200米。常设机场，有条件最好铺设沥青或水泥跑道，有利于提高飞机使用寿命，减少降雨对飞机起降的影响，提高机场利用率。起降场地周围净空条件要好，特别是沿飞机起降方向无高大障碍物。设计跑道方向应与当地作业期间主风向相一致，并尽可能避开日出、日落方向。可建设简易房舍作为指挥台、休息室、机库及维修保养间、物料仓库等。2）海燕650C型飞机配备方案海燕650C型飞机（图10-3）超低量喷雾作业，作业范围以机场为中心20公里以内，每小时作业面积约120公顷(两架次)，每天作业约867公顷。一般一轮作业(57天)

15、可完成43336003公顷。按低限，一架飞机可负担4333公顷的植保任务。县级农航站可配备2架飞机，达到8667公顷的飞防能力。需配备飞行员3人，机械师2人。每架飞机约60万元(一般配置，包括农业设备、通讯设备等)，飞行员(具有高中以上文化程度)培训费5万元(由厂家负责培训)，机械师培训费0.5万元。以上各项共需投资136万元。海燕650C型飞机对起降场地要求不高，可在压实、平坦的土地和草坪上起降，跑道宽度2030米，长度500米。常设机场，有条件最好铺设沥青或水泥跑道，有利于提高飞机使用寿命，减少降雨对飞机起降的影响，提高机场利用率。起降场地周围净空条件要好，特别是沿飞机起降方向无高大障碍物

16、。设计跑道方向应与当地作业期间主风向相一致，并尽可能避开日出、日落方向。可建设简易房合作为指挥台、休息室、机库及维修保养间、物料仓库、备有10t以上的储油罐等条件，如图10-4所示。表10-1 农用航空技术配套机具技术参数 机型项目Y-5BN5AHU-2C(海燕650C)Y-12M-3C(蜜蜂3C)生产厂家石家庄飞机制造公司江西洪都航空工业有限公司沈阳中体轻型飞机有限公司哈尔滨飞机制造公司北京航空航天大学机械厂发动机功率(kw)73529484.52*367.530.9翼展(m)18.17613.41814.9517.2358.6机长(m)12.68810.4877.6414.8606.1机高

17、(m)5.3503.7822.145.5752.0空机重量kg)339013285302840150最大起飞重量(kg)525022508505000320商载(kg)13267632501700100最大平飞速度(km/h)251205150328120巡航速度(km/h)24012025090爬坡率 (m/s)3.04.292.69.23.0实用升限(m)45003750400070004000最大航程(km)15602506001400145起飞滑跑距离（m）16130312031555着陆滑跑距离（m）17324613028070可选配的主要农业设备喷液、喷粉设备；飞播设备喷液、喷粉设

18、备；飞播设备低量、超低量喷粉设备人工降雨设备等低量、超低量喷粉设备主要作业项目各种农林作业；短途运输；航测、航拍等各种农林作业各种农林作业；航测、航拍人工降雨；运输；地址勘探；海洋监测、航空遥感等植保、森林巡逻、空中摄影等 图10-2 蜜蜂3C型飞机 图10-3 海燕650C型飞机图10-4 农用飞机机场3）其它配备除上述设备和人员外，还需配备(培训)飞行指挥人员，地面通讯设施（备）、运输车辆等。10.4 农用飞机的运用与管理10.4.1 技术实施要点农业航空作业是一项需多方面配合的、细致的工作，其技术要点为：（1）作业前淮备工作1）作业区调查 接受作业任务后，要调查了解作业区的分布情况、地理

19、位置、地形地貌、高度变化、地块面积、与机场的距离、气候特点、飞行障碍物(高压线、高大建筑、树木等)分布情况及动植物分布点等自然情况，对飞播作业地区还要调查土壤、植被等情况。要对作业区进行踏勘或空中观察。将调查情况标注在作业区地图上。2）制定作业计划和飞行方案 根据对作业区的调查及每架次可能的作业面积等合理编制作业计划，划分作业区，确定飞行路线和作业飞行方式，绘制作业区图，制定作业计划和飞行方案。做好飞行作业区域规划图，并进行视察飞行，使飞行员熟悉航路、作业区范围、地形地物、航标位置和可供迫降的场地等作业区概况及飞行作业图，以保证喷施、播种准确和飞行安全。根据作业区域规划图和飞行作业计划、作业面

20、积及飞机每架次载重量，确定最经济合理的作业方式。常采用的作业方式有：穿梭式 适用于较短条田(长1000米2000米)或地段狭长的情况。如地段很长，为提高效率，可以分段作业。但分段长度不宜小于4000米，作业时间不少于90秒(超低量视情况而定)，否则反而会降低效率。 包围式 适用于地段宽度大于1200米或两个位置大致平行、面积基本相等的地段作业。采用包围法时，两区作业线的间隔不宜过小，并需在每区内都设置信号。 串连式 适用于分散的且间隔一定距离的小块地段作业。可根据机场位置、地段、方位和距离采用不同的串连飞行方法。串连中的每一块地都需设一组信号。（2）飞机及设备调试按规定的维护要求对飞机进行维护

21、保养和航前检查，做好配套设备的检查调试，保证设备各部完好，并按照设备使用手册及喷施量、播量要求进行地面调试。对喷施设备进行流量测定。使各喷头流量相近，总流量与要求流量基本相符。还要根据不同药剂特点及防治病虫害的要求，调试喷头或雾化器，使喷雾的雾滴大小达到要求。方法是：对常量、低量喷雾设备换装适宜的喷嘴。对装有旋转式雾化器的超低量喷雾设备，调整雾化器转速，雾化器转速越高，形成的雾滴越小。地面调整完成后，要进行飞行作业检验，确定空中流量是否符合要求，不符时要及时调整。对喷粉、播种设备也要按照设备手册进行正确调试。进行新项目作业，使用新药剂或临时使用两种以上农药以及必需使用剧毒农药时，必须进行地面试

22、验，以证实使用效果和是否对作物、林木有药害，对人员是否安全，对设备有无损害，并经有关管理部门同意后，方可进行空中作业。此外，应协助用户选用高效、低毒农药，在保证效果的情况下，尽量减少用药量。（3）机场设施及地面后勤保障工作检查作业区机场及设施状况。做好地面加药、加种、加肥、加油等准备工作；通讯设备的调试及配件等必备航材。应准备向作业区派出通讯指挥车或给现场指挥人员配备通讯设备，以便随时与机组和基地保持联系，沟通作业区风速、风向等气象条件变化和飞行作业情况，为随时修正飞行，提高作业质量，保证安全提供依据。 对药剂、种子要进行必要的检验，以保证质量。对航空油料要按有关规定严格检验和管理，确保油料质

23、量。对上述物资要按规定分别保管，并由专人负责。（4）人员准备按照作业需要配备地面辅助人员。主要有：相关专业技术人员(如农化作业要有农业技术人员到场；林业作业要有林业技术人员参加)、机场配药及加药人员、加种人员、搬运人员、作业区地面信号队等。对周围环境比较复杂的机场，要设场边警戒人员，以禁止作业期间无关人员、车辆及牲畜进人机场。对临时人员要进行必要的培训，使之了解自己的工作职责、技术要领及安全守则。既要完成任务，又要做好个人安全防护。10.4.2 飞行作业（1）气象条件及飞行诸元的设计作业区的气象变化对航空作业有至关重要的影响。作业前要了解作业区的风向、风速、气温、湿度、能见度、云底高度、近日气

24、象变化等情况。根据风向确定飞行作业方向、高度。根据日气温变化确定日作业时间及飞行高度，喷施作业要选在每日气温较低的时段进行。防治病虫害的植保作业一般应避免在雨前作业。此外，如作业区及航线上气象条件不能满足飞行安全时，飞机也不能起飞。1）风速要求 风速是飞行作业的重要的影响因素，当风速过高时应停止作业，一般规定作业风速为：常量喷雾不超过5米/秒；低量水剂喷雾不超过4米/秒；超低容量喷雾不超过3米秒(相对湿度大于30%)，但无风情况下不宜进行超低量喷雾作业。喷粉不超过3米/秒；播撒颗粒剂不超过6米/秒；飞播造林、种草不超过5米/秒，顺逆风不超过8米秒；播撤稻种不超过5米/秒。2）作业飞行方向 为保

25、证喷施均匀，植保作业飞行方向最好与侧风向相垂直，否则应按规定进行侧风修正，以便正确确定喷幅。飞播作业，要求飞行方向最好与风向一致，一般要求侧风角最大不超过30度。山区飞播一般飞行方向应尽可能与播区主山梁平行，沿等高线飞行。3）作业飞行高度 飞行高度要根据作业区航线的侧风速、气温、湿度、飞机性能、喷射雾滴的大小、喷施液体或物粒的比重等因素确定飞行高度。一般规定在合适的气候和地面条件下，植保作业飞行高度：距离作物57米；距离森林l012米；Y5型飞机用于山区飞播造林飞行高度为100米左右；种草5080米；播撒颗粒剂灭鼠为80150米。风速大、气温高、湿度低、雾滴小，为减少飘移和蒸发，要降低飞行高度

26、。4）作业幅宽 作业幅宽取决于飞机类型、飞行高度、雾滴或颗粒大小和作业期间的风力及风向。飞机顶风飞行时喷幅最小。要根据作业地区气象条件及质量要求等确定喷幅，为避免漏喷(播)，按照要求，各喷幅之间要有一定的重叠。侧风作业飞行时，喷、播物下落中有一定的偏移，使整个喷(播)幅向下风向偏移，偏移距离(米)下落时间（秒）风的垂直分速度（米/秒）。为修正这一偏移，可使飞机从信号上风向一定距离处进入并飞过作业区或由地面人员调整信号位置进行修正。5）作业时机选择 一般来说，每日中午前后气温最高，上升气流较强，蒸发量较大，不利于喷施作业。同时，此时段飞行员也易疲劳。因此，飞行作业应尽可能避开此时段。（2）起飞前

27、淮备检查飞机及配套设备各部是否正常、完好。根据不同飞机、不同飞行作业的气象条件要求来决定能否起飞作业，如可以作业，要按当时气象条件和飞行路线确定加载物料量、加油量，并进行加载。机械师再次检查飞机各部情况。飞行员与地面指挥用通讯系统进行联系，做好起飞淮备，等待起飞命令。信号队要在飞机起飞作业前10分钟到达作业地点，并按规定距离和位置正确展示信号，避免因信号不清导致漏、重或错喷(播)。同时，地面人员要按规定做好个人防护，避免中毒。机场一般人员不要进入飞机起降区，更不能随便接近或进入飞机，以免发生危险。（3）飞行指挥飞行指挥在整个作业期间责任重大，要按照预定计划指挥飞行作业，协调各部工作。特别是当两

28、架以上飞机同时作业时，更要搞好指挥调度，随时与各机组保持联系，掌握空中、机场及作业点的情况，了解和控制作业进程，使整个系统正常运转。（4）飞行作业飞行员要严格按照飞行手册的规定和不同作业的安全规定驾驶飞机和处理各种空中情况。飞机起飞后，要按照预定方案确定的飞行路线前往作业区。首先从作业地块下风向一侧开始作业，以避免回程作业时飞机进人药液雾区。作业时，要正确操纵喷、播设备，并按预定方案严格控制飞行高度、速度和方向，严格按照地面信号进人和飞离作业区。看不到信号不能喷施。进、出作业区时适时开关药门(逆风飞行晚开，晚关；顺风早开，早关)，正确调整、操纵设备，防止作业时发生泄露和“施尾巴”。发现喷施设备

29、故障时，需返回机场进行排除，严禁在空中排除故障。根据气象变化，修正飞行，保证作业质量，防止漏、重、错喷(播)。（5）作业情况反馈飞行作业过程中，机组人员要随时注意设备工作是否正常，喷施(播)量是否准确。地面人员也要注意飞行作业和喷施(播种)覆盖是否有异常，随时向指挥室反馈有关情况。飞行作业期间，指挥、机组、作业区地面人员要随时保持通讯联系，以便及时发现和解决问题。（6）作业加载一次飞行作业后，飞机回场加载物料(农药或种子、燃油等)。配药人员要掌握操作规程，遵循专业技术人员的指导，按规定准确配药，保证药剂浓度配比，并于飞机降落前完成药剂配制工作。加药人员要能正确操作加药设备，避免跑、冒、滴漏，按

30、规定数量准确加药。同时要检查喷、播设备是否正常，发现堵塞或泄漏及喷、播量不准要及时进行维修和调整。并按规定量准确加装物料。机械师要向飞行员了解飞行中有无异常状况，掌握和分析航空技术设备的情况，并按规定对飞机进行检查，按要求加油。要高效地完成此段工作，缩短飞机地面停留时间，提高作业效率。（7）质量检查要由专业人员对完成作业的地段进行现场抽查，鉴定作业效果，以便分析查找问题原因，研究对策，及时改进作业。（8）飞行总结每日作业结束后要进行飞行总结，提出问题及改进办法，为下一作业日做好准备。（9）设备日检查和保养、飞行员休息当天作业结束后，机械师及地面辅助人员要对飞机及设备进行清洗和保养。飞行员要按有

31、关规定保证充足的休息。10.4.3 结束作业后的设备保养本作业季节全部结束后，要根据有关要求对飞机和设备进行全面的清洗和保养。完成喷施除草剂及毒性高的药剂后，更要按规定严格清洗设备，为下次作业做好准备。10.4.4 农用航空作业注意事项（1）飞行安全农业飞行作业大多在超低空进行，飞行环境复杂、多变、飞行员易疲劳、危险性大。安全飞行是完成农业作业的前提，要严格按照航空管理部门颁布的有关规定和飞行器手册正确驾驶和保养飞机，严格飞行管理，确保飞行安全。（2）避免药害航空植保作业药害主要包括对作业区内或附近的忌避动、植物(鱼等水产养殖类、蜂、蚕等；对喷施的除草剂敏感的非作业对象植物等)的损害和有毒农药对人、畜等的毒害。要加强对飞行作业的管理，认真落实防止药害发生扩散的有关措施，严格执行作业操作规程，避免药害发生，防止环境污染。（3）保证质量认真执行有关部门颁布的各种作业的质量标推，落实技术措施，正确调整和操作飞行器及配套设备，提高作业质量。10.4.5 农用飞机作业的质量标准农用飞机飞行作业的主要质量标准以国产Y5飞机为例