我国植保无人机的发展现状与展望

我国植保无人机的发展现状与展望

苏晓辉

（西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌 712100）摘要：本文主要从我国植保无人机的研发生产现状、市场现状、应用维护现状等方面，对相关学术期刊上的十余篇文章进行整理，总结了我国植保无人机的当前发展的三大问题与相应的解决措施，并结合国际植保无人机的发展情况对我国植保无人机的发展前景进行分析与展望。

关键词：无人机；植物保护；农业精准化；农药喷洒；

0前言

无人机，顾名思义，即无人驾驶的小型飞行器。它在1917年由英国人首先发明。后来因为其成本低，结构简单，广泛应用于军事、测绘、环保、科研、通信等领域。世界上第一架农用无人机在1987年在日本诞生，由此掀开了农业精准化的大幕。

用作植物保护工作的无人机（本文所指植保无人机）作为农用无人机家族的重要一员，主要承担着农药喷洒的任务。它具有作业效率高，机动性好，单位面积施药量少，适应性强等优点，而且可与地面传感器系统，全球地理信息系统相结合，易于实现自动化，智能化，能有效应对突发病虫害，提高农业生产的精准度与平稳性。更重要的是，由于植保无人机可以远程操作，它的出现有利于改善植保作业人员的工作条件，从根本上避免了工作人员暴露在农药中的危险。

1发展现状

1.1概述

自1951年起我国就一直开展航空施药技术的研究。我国的植保无人机产业化开始于2010年，第一架商用植保无人机正式交付市场。此后各类植保无人机表演与展示便屡见不鲜，然而这些展示所用的机型大多是由无人机爱好者自行改造的，缺少商业化生产的价值。而且营利性植保无人机服务组织比较少，无人机在植保作业中的作用还不能有效体现。目前我国植保无人机仍在初级研究阶段，我国的无人机产业正在进一步发展中。

1.2 研发生产现状

1.2.1研发现状

我国无人机的研发单位较少，相关无人机农业装备技术研究院仅20余家，且在技术上与国外发达国家相比仍有较大差距。这些单位以“浙江大学”“农业部南京农业机械所”“华南农业大学”为代表，先后在航空施药技术、农用无人机平台技术、航空施药污染评价技术、GPS自动导航技术上取得了多项研究成果，为植保无人机及其他农用无人机提供了精确的航路规划，解决了航空喷雾喷幅对接的问题，提高了现阶段植保无人机的作业质量。

1.2.2生产现状

目前我国进入微小型农用无人机领域的企业约10 余家，多有自主研发能力，常见机型10余种，包括有总参60所的Z-5型、Z-3型，沈阳自动化所Servoheli-120型，潍坊天翔的V-750型，无锡汉和的CD-15型，中航工业自控所的AR-100/AF811型等。然而其中能用于农林植保作业的只有3~5家。我国的植保无人机的生产主要有两类组织承担：

1.2.2.1典型的无人机生产企业

以“总参60所”“沈阳自动化所”等为代表的企业，主要研发了一批具有较高自主水平，能在空中自主飞行的或远程引导的，以燃油发动机为主要动力源的无人机。它们具有完

整的系统，可在地面站的引导下完成各种任务，载质量可以达到15到80kg，精度较高。但由于技术及市场限制，仍处于样机阶段，同时也存在着不易维护，低空作业安全性低，价格高等问题。代表机型为总参60所的Z-5型、Z-3型，中航工业自控所的AR-100/AF811型和沈阳自动化所Servoheli-120型。

而以“无锡汉和”等为代表的企业则在引进国外小型无人机的基础上，开发电动植保无人机。它们以半自动驾驶为主，载质量为10~20kg，目前已定型，进行小批量生产。这类无人机的特点是经济性好，但由于喷药装备开发不足，不便于更好应用。代表机型为无锡汉和的CD-15型。

此外还有200多家航模生产企业。他们生产的航模无人机没有地面终端，需要操作人员使用手持遥控器控制飞行，遥控距离一般在目视距离以内。此类无人机多以电池提供动力，载质量在10 kg以内，在国内已具备大批量生产能力。其优点是轻便、灵活、能效高、起降方便、价格低；缺点是载质量低，续航时间短，飞行高度、速度与航线易受操控手目测判断差异的影响而产生一定的偏差，对施药效果造成一定的影响。

1.2.2.2农机农药生产厂家与农机服务组织

以“浙江得伟”“河南田秀才”等为代表的农机农药生产厂家，各自在无人机研发和应用上进行探索并取得成效，他们开发的类型各异的植保无人机，特别是多旋翼机，已在多个省市的实地应用中展现出优势。

由农机农药生产企业衍生出来的无人机生产企业在超高浓度药剂生产、植保服务方面融合更充分，并在销售渠道拓展、驾驶员培训、售后服务等方面初步探索出较为成功的经验。

1.3市场现状

我国植保无人机市场，现正处在发展阶段。现在的市场主要有以下特点：

1.3.1政策支持

国家开放低空空域以及对农业大力扶持的政策，极大的推动了农用无人机的发展，无论是在863计划还是中央一号文件中，我们都能看到与农用无人机相关的内容。同时在河南等省份，还出台了购机补助等举措，促进植保无人机市场的发展。

1.3.2空间巨大

根据全国农技中心的数据，目前，我国农村流转土地面积为3.9亿亩，预计2015年可达5亿亩。可以判断，土地的快速流转，土地承包经营权更加集中，助推了对植保无人机市场需求。

截至2007年底我国农村人口7．3亿，占总人口的55％。耕地面积约1．217 8×108 hm2，农作物病虫害发生面积每年约4．49x108 hm2次。而目前我国航空植保作业装备保有量仅400架。这也从另一个方面反映了无人机的巨大市场空间。

此外，对于占我国国土面积61%的山地丘陵地区及广大的水稻种植区，地面植保机械移动不便，也难以使用。对这些地区，植保无人机无疑是一种有效的解决手段。

1.3.3监管混乱

目前，由于植保无人机的监管行业不明确，植保无人机没有统一的质量管理体系和企业认证机制，各个企业有着不同的标准，导致市场上植保无人机的质量参差不齐，农民权益及植保作业的效果也得不到保证。

而且目前行业内没有统一的作业规范，没有相关的安全技术标准，极易在作业中产生各种安全隐患，危及作物及工作人员的安全。

1.4应用及维护现状

目前我国农业无人机保有量约为