當前我國農藥利用率為38.8%,大量農藥流失在環(huán)境中既污染了環(huán)境,又浪費了自然資源。為滿足農業(yè)現代化的發(fā)展需求,急需發(fā)展先進的施藥器械和施藥技術。大載荷無人直升機植保作業(yè)時旋翼產生的下洗氣流不僅可以增加霧滴動量,提高抵抗自然風干擾的能力,而且能夠增強對植株的擾動,使霧滴進入植株冠層內部,提高病蟲害防治效果。而靜電噴霧作為一項高效噴霧技術,因其霧化質量高、沉積均勻性好等優(yōu)點在歐美等發(fā)達國家農業(yè)植保領域已經得到了較好的應用。在我國發(fā)展大載荷無人直升機與靜電噴霧相結合的航空靜電噴霧技術以及探究靜電噴霧過程中復雜的多相流動與沉積,對提高農藥利用率和作業(yè)效率有著重要的意義。本文基于最大載荷量80kg的FR-200型大載荷無人直升機設計了與之相配套的靜電噴霧系統(tǒng)。研究了靜電噴霧系統(tǒng)的荷電特性和噴霧特性,建立了噴霧霧滴荷質比和粒徑預測模型。通過田間試驗對大載荷無人直升機靜電噴霧的沉積特性和飄移特性進行了分析,為發(fā)展高效施藥技術提供了研究基礎。主要研究成果如下:1.設計了適用于FR-200型大載荷無人直升機的航空靜電噴霧系統(tǒng)。通過分析航空靜電噴霧,結合FR-200型大載荷無人直升機自身性能參數設計了與之配套的感應式靜電噴霧系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用雙極荷電的方式平衡機身電荷,即高壓靜電發(fā)生器的正負極分別與機身兩側靜電噴嘴相連,將大小相等、極性相反的電壓同時施加在兩側噴嘴上。2.對靜電噴霧系統(tǒng)進行性能分析。采用法拉第筒和激光粒度分析儀測量了不同工況下的噴霧霧滴荷質比和粒徑,獲得了荷電電壓和噴霧壓力對霧滴荷質比和粒徑的影響規(guī)律,為靜電噴霧系統(tǒng)荷電電壓和噴霧壓力的選擇提供依據。3.研究了FR-200型大載荷無人直升機靜電噴霧的沉積特性。在正交試驗的基礎上,采用Box-Behnken響應面試驗研究了荷電電壓、飛行速度和飛行高度對大載荷無人直升機靜電噴霧單位面積沉積量和沉積均勻性的影響。增加荷電電壓、降低飛行速度和飛行高度有助于增加霧滴沉積量;而增加荷電電壓和飛行高度、降低飛行速度有助于提高沉積均勻性。應用Design-Expert軟件建立了霧滴單位面積沉積量和沉積均勻性關于荷電電壓、飛行速度和飛行高度的函數關系式。在此基礎上,提出了噴灑作業(yè)參數的優(yōu)化方案,并進行了實驗驗證。4.研究了FR-200型大載荷無人直升機靜電噴霧的飄移特性。采用正交試驗法研究了荷電電壓、飛行高度和側風風速對大載荷無人直升機靜電噴霧飄移的影響。增加荷電電壓、降低飛行高度以及在側風風速較小的時間段施藥有助于減少霧滴飄移。以霧滴質量中心距和霧滴飄失率為目標函數建立起飄移模型,可用于預測實際作業(yè)時不同工況下的飄移情況。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S251;V279
【部分圖文】：

1.主旋翼 2.油箱 3.支撐架 4.尾翼 5.薩沃爾 550 型發(fā)動機圖 2.1 FR-200 型大載荷無人直升機Fig2.1 FR-200 type large-load unmanned helicopter2.1.2FR-200 型大載荷無人直升機主要性能參數

1.靜電噴嘴 2.導線 3.噴桿 4.高壓靜電發(fā)生器 5.藥箱圖 2.2 FR-200 型大載荷無人直升機靜電噴霧系統(tǒng)Fig2.2 Electrostatic spray system for FR-200 type large load unmanned helicopter.2.2 靜電噴霧系統(tǒng)元件

圖 2.5 環(huán)形電極布置示意圖Fig2.5 Schematic diagram of annular electrode arrangement勻環(huán)狀電極的中心與原點重合，電極環(huán)的半徑為 a，電極電荷線密度為 a，如圖 2.5 所示。在圓環(huán)上任意選取一微
【參考文獻】

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1 金蘭;茹煜;孫曼利;賈志成;王秉璽;;圓錐管狀電極式航空靜電噴頭的性能試驗[J];南京林業(yè)大學學報(自然科學版);2015年05期

2 茹煜;金蘭;賈志成;包瑞;錢嘯冬;;無人機靜電噴霧系統(tǒng)設計及試驗[J];農業(yè)工程學報;2015年08期

3 何勇;張艷超;;農用無人機現狀與發(fā)展趨勢[J];現代農機;2014年01期

4 周志艷;臧英;羅錫文;Lan Yubin;薛新宇;;中國農業(yè)航空植保產業(yè)技術創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略[J];農業(yè)工程學報;2013年24期

5 李海強;;靜電噴霧的工作原理及分析[J];綠色科技;2013年07期

6 周宏平;茹煜;舒朝然;賈志成;;航空靜電噴霧裝置的改進及效果試驗[J];農業(yè)工程學報;2012年12期

7 舒朝然;潘宏陽;周宏平;詹敏;梅愛華;茹煜;賈志成;陳國發(fā);;航空靜電噴霧與非靜電噴霧沉積效果的比較[J];林業(yè)科學;2012年04期

8 茹煜;周宏平;賈志成;吳小偉;范慶妮;;航空靜電噴霧系統(tǒng)的設計及應用[J];南京林業(yè)大學學報(自然科學版);2011年01期

9 薛新宇;梁建;傅錫敏;;我國航空植保技術的發(fā)展前景[J];農業(yè)技術與裝備;2010年05期

10 苑立強;賈首星;沈從舉;孟祥金;;靜電噴霧技術的基礎研究[J];農機化研究;2010年03期

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1 茹煜;農藥航空靜電噴霧系統(tǒng)及其應用研究[D];南京林業(yè)大學;2009年

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2 廉琦;多旋翼無人機靜電噴霧系統(tǒng)的試驗研究[D];黑龍江八一農墾大學;2016年

3 李人杰;雙極荷電靜電除塵器捕集可吸入顆粒物過程的數值模擬[D];華中科技大學;2007年

本文編號：2872767