防霜风机在茶果园中得到了一定范围的推广应用，但因其固定的安装方式和固定的防霜范围，使丘陵山区大规模灵活应用受到一定的限制。为探索一种可移动、大范围防霜方法，本论文将小型农用无人直升机应用于茶园防霜，通过田间试验研究，优化飞行防霜参数，为防霜实践提供参数依据。在仿真分析无人直升机气流扰动防霜原理基础上，进行飞行防霜预试验;试验研究飞行防霜效果与飞行高度、飞行速度和飞行间隔时间等参数的相互关系，以此优化防霜飞行参数组合;开发一套霜冻气象参数无线报警系统，用于指导直升机防霜飞行区域的选择。主要研究内容与结果如下:　　(1)无人直升机飞行防霜过程分析　　在分析无人直升机飞行防霜影响因素的基础上，采用计算流体动力学，对飞行防霜过程进行了仿真。影响飞行防霜效果的主要因素有:飞行高度、飞行速度和飞行间隔时间。　　仿真结果表明:无人直升机悬停高度一定时，使近地温升先随离地高度的增加而增大，而后逐渐减少;在茶树冠层水平截面上，温度分布由内向外逐渐减小。当飞行高度为8m时，最大温升出现在离地1.2m处即茶树冠层位置;该位置水平截面温度分布由内向外逐渐升高，中心区域温升最高，其平均值为5.0℃。　　(2)无人直升机茶园飞行防霜预试验　　在有霜天气的夜间，实施了无人直升机悬停对地面扰动情况和飞行防霜的预试验，确定了无人直升机悬停高度对地面扰动大小，以及初步的防霜效果。结果表明:在5～10m悬停高度范围内，直升机对其旋翼外缘下方地表的气流扰动最大，但此处气流扰动的增幅随悬停高度增加而减弱;飞行后茶树冠层温度平均提高3.34℃。　　(3)防霜飞行参数的优化　　首先，试验测试了不同飞行高度和飞行速度对茶树冠层扰动的影响;然后，通过回归正交试验设计，建立了防霜效果与飞行高度、飞行速度和飞行间隔时间之间的关系模型，并优化出最佳的飞行参数组合。　　结果表明:飞行速度一定时，随着飞行高度的增加，冠层的风速有减小的趋势;　　当飞行高度为4.0m、飞行速度为6m·s-1时，扰动后茶树冠层的风速最大，为1.45m·s-1;飞行参数对防霜效果影响的主次顺序依次为飞行间隔时间、飞行高度、飞行速度;基于建立的回归方程，采用多元黄金分割法优化得到的最佳防霜飞行参数组合为:飞行高度为4.0m、飞行速度为6.0m·s-1及飞行间隔时间20min。　　(4)飞行防霜用气象参数无线报警系统开发　　基于ZigBee开发了气象参数无线采集器，设计了Android监测报警软件。监测的气象参数为风速和逆温层上下气温。以风速临界值为前提条件，基于临界低温的逆温差判定防霜区域。在茶园中实测该系统的无线传输特性和报警的可靠性，结果表明:该系统运行稳定，可实现不同区域防霜报警，从而为无人直升机选择不同的待防霜区域提供决策依据。　　本论文采用无人直升机在茶园中进行飞行防霜应用研究，在田间试验条件下优化出防霜飞行参数组合，为实现大范围移动防霜提供了参数依据，适用于丘陵山区茶园晚霜冻害的防除。