高速飛防:是造概念還是效率革命?
農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)的作業(yè)效率由什么決定?
極飛P100 Pro農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)
如何實現(xiàn)13.8米/秒的高速飛防?
我們一起來看看
農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)的作業(yè)效率,一般指的是在單位時間內(nèi)的作業(yè)畝數(shù):
效率=面積÷時間
而作業(yè)面積主要由無人飛機(jī)的飛行速度和作業(yè)幅寬來決定,也就是說,飛得越快、噴/播幅覆蓋范圍越大,作業(yè)效率越高,反之亦然。
農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)的作業(yè)效率主要由飛行速度和作業(yè)幅寬決定
熟悉極飛農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)結(jié)構(gòu)的朋友應(yīng)該知道,睿噴系統(tǒng)的噴頭是安裝在螺旋槳下方,意味著無人飛機(jī)的噴幅取決于兩個噴頭安裝的距離差,那么無人飛機(jī)的尺寸和結(jié)構(gòu)則成了噴幅的決定性因素。
同為四旋翼設(shè)計的50公斤級P100 Pro最大噴幅為10 米,比20公斤級的P40大了67%
那么,如果在機(jī)身結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上,飛行速度則成了決定作業(yè)效率的關(guān)鍵因素。但如果想要通過提高飛行速度來提升作業(yè)效率,有一道大坎需要邁過:
高速飛行時,如何減少藥霧飄移?如何保證作業(yè)效果?
01噴灑的質(zhì)量取決于速度嗎
過去,我們的用戶普遍使用6-8米/秒的速度進(jìn)行植保作業(yè),取得了不錯的噴灑效果和口碑,所以很多人都認(rèn)為無人飛機(jī)植保作業(yè)的速度不能過多超過此數(shù)值,否則就可能會影響噴灑效果或產(chǎn)生藥害。
的確,這種認(rèn)知是有一定科學(xué)依據(jù)的:
農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)霧化粒徑一般在100-120微米,這樣藥液就被霧化得很細(xì),重量很輕,如果飛行速度過快,無人飛機(jī)的下壓風(fēng)場對保護(hù)藥液沉降的作用時間就變少了,細(xì)膩的霧化顆粒則更容易受到環(huán)境風(fēng)的影響而產(chǎn)生飄移、蒸發(fā)等問題,從而影響噴灑效果,因此,用戶為了保證效果,會使用一個相對合適的飛行速度來作業(yè)。
那么,如果從想要提升作業(yè)效率的本質(zhì)問題出發(fā),問題來了:
問:為什么不能把霧滴粒徑加大?通過讓藥液顆粒增重,減少藥霧飄移,從而達(dá)到提升飛行速度的目的?
答: 在睿噴3系統(tǒng)研發(fā)時,我們做了大量實際測試:
在2~3級橫向風(fēng)(飛防常見環(huán)境風(fēng)級別)的環(huán)境下,將畝用量設(shè)定至2升/畝,驗證不同霧滴顆粒大小和飛行速度之間的關(guān)系,得出結(jié)論:
當(dāng)P100 Pro飛行速度在13.8米/秒、霧滴粒徑230微米左右時,其霧滴重量比110微米粒徑時重約8倍,目測沉降效果并沒有顯著差異,霧滴也沒有到處亂飄??梢娫谠S多不需要“強(qiáng)穿透”的植保場景中,這個方式可能是可行的。
P100 Pro在不同飛行速度下的噴灑效果
大粒徑霧滴雖然貌似解決了高速飛行作業(yè)時產(chǎn)生的飄移問題,但肯會又會有人問:
問:霧滴顆粒變大會不會影響著藥效果?
答: 理論上說是會,但不能脫離實際場景來考慮這個問題。
因為藥液粒徑變大,體積就會變大,這意味著每平方厘米的著藥量就減少了,從而可能影響著藥效果。那么,是不是通過加大畝用量,來維持著藥量呢,從而減少對效果的影響呢?
實際上也是可行的,我們可以去橫向看其他的噴灑方式,比如有人飛機(jī)的噴灑,同樣也是通過提升畝用量,用較大粒徑的霧滴,實現(xiàn)更快的飛行速度,也能維持不錯的噴灑效果。同理,農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)的噴灑也無非是在載重、噴灑量、粒徑、速度之間取一個更好的平衡。
有人飛機(jī)噴灑作業(yè)時的飛行速度普遍超過200公里/小時(55.6米/秒)
02如何提升飛行速度
我們都知道,在飛防作業(yè)中,如果想維持單位面積內(nèi)著藥量的恒定,想要提升飛行速度,無人飛機(jī)的泵藥能力同樣要跟上,要不然可能會出現(xiàn)藥液還沒來得及泵出來,無人飛機(jī)已經(jīng)飛過了需要噴灑的區(qū)域。
以極飛P100 2022款搭載的睿噴2為例,12升/分鐘的泵藥能力最多只能支持在2升/畝(大田場景)的畝用量下以7.5 米/秒速度作業(yè),或者20升/畝(果樹場景)的畝用量下以2米/秒速度作業(yè)。
那么,搭載睿噴3的極飛P100 Pro 2023款農(nóng)業(yè)無人飛機(jī),可以實現(xiàn)同樣的參數(shù)下,飛行速度接近翻倍,意味著作業(yè)效率也有成倍提升。
另外,更大的流量,除了可以帶來同樣的畝用量下更快的飛行速度,同樣,也可以在一定的作業(yè)速度下,支持更大的畝用量,這在果樹植保上意義重大,進(jìn)一步拓展了作業(yè)場景。
為了獲得更大的噴灑流量,極飛P100 Pro農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)搭載的睿噴3為蠕動泵升級了功率更大的電機(jī)和支持更大流通量的雙泵管,支持最大22升/分鐘的泵藥能力,霧化粒徑在60-400微米區(qū)間內(nèi)連續(xù)可調(diào),配合50升智能藥箱,即使在13.8米/秒的速度下作業(yè),也能保障植保效果。
03飛行速度提升后效率提升多少
據(jù)實際測試驗證,當(dāng)航線長度在400米左右的大田地塊,搭載睿噴2的極飛P100 2022款農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)作業(yè)效率大約在195畝/小時(畝用量2升/畝,航線間距9米,飛行速度7.5米/秒),而P100 Pro 2023則能達(dá)到285畝/小時(畝用量2升/畝,航線間距9米,飛行速度13.8米/秒),作業(yè)效率提升了47%。
而在果樹場景下,以芒果病蟲害防治為例,P100 2022款農(nóng)業(yè)無人飛機(jī)作業(yè)效率大約在20畝/小時(畝用量20升/畝,航線間距3.5米,飛行速度2米/秒),而P100 Pro 2023能達(dá)到30畝/小時(畝用量20升/畝,航線間距3.5米,飛行速度3.5米/秒),作業(yè)效率提升了50%。
從用戶需求出發(fā),以第一性原理從需求本質(zhì)設(shè)計產(chǎn)品,一直是極飛科技實現(xiàn)不斷創(chuàng)新方法論。把性能拉到需求的邊界,把產(chǎn)品如何使用的選擇權(quán)交還給用戶,我們希望通過更多的思考,結(jié)合更多的實踐經(jīng)驗,給用戶帶來更好用、可靠的產(chǎn)品,與用戶一同帶領(lǐng)行業(yè)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升。
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