风洞条件下植保无人机喷雾单元雾滴飘移特性试验

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2010年以来,植保无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)低空低量施药技术在中国农作物病虫害防治作业中的应用越来越广泛,但是相比传统地面机具,植保无人机飞行高度更高且雾滴更细,因而喷雾飘移风险也更高.植保无人机喷雾飘移研究近年来已成为施药器械与技术研究领域中的新热点,此前大多数研究中均采用田间直接测量方法进行飘移研究,然而田间气象条件非常不稳定且不可控,循环风洞的温湿度和风速均可调可控,植保无人机在风洞条件下实际飞行状态的喷雾飘移特性研究尚未见报道.因此,为探究不同因素对植保无人机农药喷施雾滴飘移特性的影响,该研究中首次将四旋翼植保无人机喷雾单元安装在循环风洞中,以风洞气流作为飞行状态下相对运动的空气模拟飞行状态并收集空中和地面飘移雾滴,进行了25组风洞飘移测试和10组雾滴粒径谱测试.通过计算不同处理组的竖直和水平方向喷雾飘移潜力(DP)和减飘率(DPRP),评估喷头类型和型号(平面扇形、空心圆锥和空气射流喷头)、飞行速度、助剂种类(DRS-60、Y-20079、MF、G-611)以及气象条件(20°C&40%、20°C&80%、30°C&40%、30°C&60%)对喷雾飘移特性的影响.试验结果表明:喷头类型和型号均通过改变雾滴粒径和细雾滴比例来对喷雾飘移潜力产生影响,通过线性回归分析分别建立了竖直/水平减飘率(DPRPV/DPRPH)与雾滴体积中径(DV50)、小于75μm雾滴比例(V75)的关系模型(R2=0.934/0.925);飞行速度同样对喷雾飘移特性有显著影响,降低飞行速度可以有效减少喷雾飘移潜力;在试验气象条件下添加助剂可以影响喷雾飘移潜力,4种不同助剂防飘性能从强到弱排序为:DRS-60、MF、Y-20079、G-611.根据试验结果,该文提出了相关降低植保无人机作业喷雾飘移的建议,研究结论可为植保无人机喷施农药雾滴飘移潜力风洞测试和田间作业规范制定提供指导和技术支撑.
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