植保无人机进行作业可有效提高作业效率及可靠性,因其在作业过程中距离作物较高,导致实际作业时雾滴沉积受到无人机旋翼自身气流和外界风共同作用的影响,旋翼下方耦合风场对雾滴扰动较为复杂,严重影响雾滴的有效喷幅。因此,针对无人机施药时受风场影响导致作业幅宽不稳定的问题,确定最佳无人机喷洒结构布局,采用CFD方法将理论模拟与仿真分析结合,设计可用于室内进行雾滴采集的试验台,分析参数变化对无人机有效喷幅及沉积均匀性的影响,建立关于参数与有效喷幅之间的回归模型,确定适合LTH-100型单旋翼无人机作业的最优参数组合。以期为无人机下方风场的研究奠定基础,为单旋翼无人机喷头配置及作业航线规划提供帮助和指导。主要研究内容及结果如下:(1)分别进行X方向喷杆前、中、后位置和Y方向不同喷头间距试验,以雾滴沉积量、沉积均匀性、沉积密度为指标,确定最佳喷杆位置和喷头间距,为有效喷幅研究奠定基础;通过判断雾滴运动轨迹,对风场下雾滴水平位移进行计算得到有效喷幅的理论宽度,选择Solidworks软件建立单旋翼植保无人机物理模型,对旋翼下方风场进行仿真模拟,探究参数变化对风场及有效喷幅的影响规律,确定影响有效喷幅的主要影响因素,为风场下有效喷幅研究提供依据;(2)设计可用于室内进行雾滴采集的试验台,使用雾滴密度判定法对有效喷幅进行评定,选择一种可适用于室内模拟无人机飞行状态进行雾滴采集的装置,通过将调速输送机放置在可升降的无人机试验台下进行雾滴收集,试验台可实现2.0m~4.0m的升降,调速输送机可调速度范围2.0m/s-6.0m/s;(3)以有效喷幅理论宽度的研究为基础,选取作业高度、飞行速度、侧风角度、外界风速为试验因素,以有效喷幅和雾滴沉积均匀性为试验评价指标进行室内外多因素试验,分析参数变化对有效喷幅及沉积均匀性的影响,确定单一因素及各因素间交互作用对有效喷幅及沉积均匀性的影响,建立有效喷幅与各参数间的回归模型,确定了单旋翼无人机室外试验最佳参数组合,即单旋翼无人机最佳的作业高度为2.0m、外界风速小于1.6m/s、无人机飞行速度为2.0m/s时,此作业参数下单旋翼无人机有效喷幅为7.5m。结果表明:在满足无人机作业效率的前提下,此参数下作业能够保证有效喷幅及雾滴沉积均匀性,可为无人机实际轨迹规划提供指导。