关于农业航空介绍

[拼音]：nongye hangkong

[外文]：agricultural aviation

将装有各种专用设备的航空器，直接用于农业生产和农业科学实验的作业飞行。所用航空器主要是飞机，也曾少量使用热气球、飞艇等。农业航空能极大地提高劳动生产率，能在防御自然灾害和防治有害生物、改善人类生活环境和生态平衡方面发挥重要作用，并为农业生产、建设提供运输手段。

发展概况

1911年德国人最早提出用飞机喷撒化学药剂，以控制森林害虫的计划。1918年美国用飞机喷药防治牧草害虫取得成功，随后加拿大、苏联等国相继将飞机应用于农业。第二次世界大战后，各种杀虫剂、杀菌剂和除草剂大量问世，要求用高效能的喷撒机具来满足植物保护工作的需要;与此同时，大量军用飞机和驾驶员转向农业，遂使农业航空迅速发展。50年代开始设计制造专用和多用途农业飞机。50年代末，直升机也加入农业航空行列。至1983年，全世界拥有农用飞机约32000架，作业总面积56.25亿亩，约占世界总播种面积的25％。

中国的农业航空事业开创于50年代初。1951年开始用于防治东亚飞蝗；1952年开展航空护林。1956年中国民用航空局设立专业航空机构，开展多种农业航空业务。至1985年止，已有6个机种200多架飞机在全国除台湾、西藏外的28个省(自治区)、市进行农业作业飞行54.5万小时，累计作业面积达20亿亩以上。

为适应世界农业航空事业的发展，1960年在荷兰首都海牙成立了国际农业航空中心(IAAC)，创办了《农业航空》杂志。1976年该中心迁入英国克兰菲尔德技术学院，开展学术研究，培训专业技术人员，交流世界各国农业航空应用技术经验等。自80年代以来，随着科学技术的发展，在一些国家的农用飞机上已采用彩色气象数字雷达、固体数字测距仪和电子导航等先进技术装备，并进行夜间作业飞行。为适应农业现代化建设的需要，遥控飞机模型、充氦飞船和空间卫星等现代航空器也用于农业，开辟了航空遥感新业务。

特点

同地面机械作业相比，农业航空作业具有速度快、作业范围宽、用工少、效率高、作业成本低、经济效益高等优点。一架运-5型农用飞机用于水田化学除草时，一般比人工除草每亩节省人工1～1.3个，节约药剂约20％，由此取得的增产收入常可达飞机作业费用的2～3倍，且药剂分布均匀，不损伤农作物，也不压实土壤，还能完成地面力所不及的作业项目。缺点是作业时易受气象因素、作物布局的限制和高压输电线路及林带等障碍物的影响。

农用飞机的性能和类型

农业航空一般是在距地面或水面50米左右的高度进行超低空作业飞行。因此对农用飞机的性能要求是：重量轻，有效载荷大；起飞着陆性能好，能在简易机场的短跑道上满载起降；最小安全速度低；低空飞行性能好， *** 纵灵活；驾驶员视野广阔，通信导航设备良好；价格低廉，使用经济；能满足农业生产和农艺要求；通用性好，经简单改装，还能执行非农业飞行任务。飞机可分为定翼式（又分双翼、下单翼和上单翼3种）和旋翼式（即直升飞机）两类。

多数是装备活塞式单发动机、单座、下单翼和后三点固定式起落架的小型飞机。发动机轴功率通常为150～400千瓦，起飞全重2000千克左右，装药量700～900千克，起飞滑跑距离150～250米，飞行速度150～200公里／小时，失速速度65～100公里／小时，作业幅宽17～30米。这类飞机价格低廉，性能稳定，生产率高，经济性能好，能低空飞行，以满足农业生产的技术要求。大、中型农用飞机的作业幅宽可达50～70米。

同定翼式飞机相比有明显的优点：起飞不用跑道， *** 作机动灵活，可任选高度和方向飞行，并能在山区、沼泽或复杂地形区作业。当低速飞行作业时，利用飞机旋翼产生的下冲气流扰动植株，能把药物送进密集丛中和叶片背面，且分布均匀，飘失少，效果好。但旋翼式飞机的售价高、耗油量大，因而在同样载荷下，其作业成本比定翼式飞机高3～5倍。

农用飞机喷施设备

要求启闭迅速，喷施物纵向分布均匀，部件使用寿命长，互换性能好，维修调节方便，容器和管路密闭性好，防腐蚀性强，工作稳定可靠。有施撒干物料设备和喷液设备两种。

由锥形料箱、风车、搅拌装置和喷撒部件（风筒）等组成（图 1）。盛装干物料的料箱底部有电动（或冷气）开关对开插板式闸门。闸门打开后，干物料在重力、气流吸力或机械推力作用下，经调量圆盘下落，进入鱼尾状喷撒部件，在螺旋桨叶高速转动和飞机前进速度产生的气流冲击下散开，呈均匀带状沉降到作业区。主要用于喷撒农药粉剂、粒剂、微粒剂，以及种子、肥料、毒饵等散粒干物。由于粉剂农药容易飘失，影响作业质量的效果，已逐渐被液剂农药所代替。

由锥形液箱、风车、液泵、搅拌器和喷洒部件(喷管)等组成（图 2）。液箱中的药液经离心式液泵加压后，通过喷管抵达各喷头喷出，并在飞机螺旋桨叶高速转动和飞机前进速度产生的气流冲击下，进一步雾化为带状弥雾沉降在作业区。喷液设备按单位面积药液用量分常量（大于2千克／亩）、微量(小于0.35千克／亩)和介于两者间的低量3种。常量和低量主要用于喷洒各种乳剂、可湿性粉剂、性引诱剂、有机和无机盐类等水释剂，所用药液浓度比地面机具喷洒的药液浓度高20～30倍。微量主要用于喷洒低挥发性油制剂，多为高浓度原药。为提高飞机喷洒效率，并以最小药量获得最佳效果，喷液设备正向低量和微量发展。微量喷液设备要求其可以在一定范围内调节雾滴大小，使雾滴流量精确稳定，且备有回流和过滤装置，使用的喷头类型有转笼式喷头圆锥雾和扇形雾液力喷头等。转笼式喷头有电动和风动两种，其中风动转笼式喷头也适用于低量喷雾。通常是在下机翼后缘左、右各装 3个喷头，每个喷头有5片桨叶，在空心轴上高速旋转，并罩在笼式铍青铜或不锈钢丝内。在正常作业飞行速度下，桨叶迎角为25°～50°时，转速为3700～8400转／分，使通过空心轴喷出的药液雾化为70～ 120微米的微细雾滴。改变桨叶的长度或迎角的大小，就可调节雾滴大小。防治飞翔害虫的雾滴直径为30～60微米，防治农林害虫为80～120微米，使用内吸杀虫剂时雾滴直径为 120～150微米。

作业的组织和实施

农用飞机在作业过程中，除机组人员外，还要配设组织指挥、后勤供应、拌药供药、信号联络和质量检查等人员。执行任务的飞机驾驶员，除要熟练地掌握驾驶技术外，还需具备超低空作业飞行的技术和关于植物保护等方面的农业知识。适合飞机作业的地区应是地势平坦、障碍物少、地块面积大，且作物连片种植的农林牧区；广袤的沙漠、浩瀚的水域、泥泞的沼泽和地形复杂的偏远山区上空也能飞行作业。一般采用分段穿梭、包围或串连等飞行作业方法（图 3）进行针对性或飘移性喷施。定翼式飞机还需配置数百米长的土质或草地简易跑道；旋翼式飞机只需一块直径略大于旋翼的停机坪。植保作业时间，一般在日出前半小时或日落前半小时内进行，如具备条件，也可在夜间作业。作业时要求的风速:喷粉不超过3米／秒，喷液或微粒剂不超过4米／秒，撒粒剂不超过5～6米／秒。喷药后8小时内无雨，喷撒矿物肥料则选在雨前进行。

飞机作业通常都以地面信号作标志，将药物、种子、肥料等喷施在预定地段。常用的地面信号有旗帜、烟、气球和纸标等。标志的设置或每次移动距离根据有效工作幅宽和地形确定：在地势平坦的农区、牧区视野开阔，以移动式信号为主，信号队由数人组成，每公里站立一名，持旗直线排列，由下风向往上风向移动。山区地形复杂，常用固定式信号，每隔一定宽度设置一组不同颜色的信号标记，以示作业和分辨作业架次。美、英、苏等国已采用电子自动定位导航系统，在地面小型电台网的同步工作下，进行双曲线导航作业。

主要作业项目

农业航空在农、林、牧、渔业生产中的作业项目已发展到10多类 100余种。主要用于防治植物病虫害、飞机播种及造林种草、化学除草、脱叶催熟、根外追肥及喷施植物激素、人工降雨、护林防火、空投亲鱼鱼苗、航空遥感等方面。此外，飞机在有些国家还被用于繁殖生物、吊运电柱、修理山崩、巡护高压输电线路、放牧畜群、消除冰雹、防霜防冻等作业项目。

飞机施药主要用于扑灭迁移性蝗虫、暴食性粘虫和毁灭性松毛虫等大面积为害的虫灾。在中国用飞机喷药，结合兴修水利和垦荒、改造作物栽培制度等措施，到1966年已基本消灭了蝗虫灾害。用飞机喷洒白僵菌或松毛虫杆菌等生物制剂，对防治玉米螟和松毛虫为害起了很大作用。在林区，有时还用飞机投放或喷撒人工培育的赤眼蜂寄生卵卡或卵囊，控制松毛虫为害。1976年起用微量设备喷洒敌百虫、 *** 等农药，对粘虫、稻螟、棉铃虫、松毛虫、土蝗和蚊绳等10余种害虫进行了防治。截至1982年末，中国用飞机微量灭虫面积已达3270万亩。

在草原林区，鼠类一般在早春冰雪融化、青草、绿叶未现前存粮耗尽，这时可用飞机喷撒毒饵，喷撒后在喷撒地区内禁牧 1个月。对某些不存粮越冬的鼠类，也可用飞机在秋末冬初或早春期喷撒毒饵除灭。

用农用飞机从距地面25～30米的高度撒播水稻种子，有严格的要求。要根据侧风角和侧风风速修正航迹，准确掌握喷撒设备的开关时间，使种子坠落在预定地段上。飞机播种用的种子，要先脱芒，多用于水直播。旱直播时稻种要穿泥，防止播后灌水飘种。出苗后采用飞机化学除草、灭虫和施肥等称为航空综合作业栽培。80年代以来，在原茬稻田上试验推广的免耕航空水直播比整地航空水直播更节省用工、用水，并能在寒地满足水稻生育期的需要。播撒油菜等小粒种子，需用精密播撒器。用常规播撒器播撒时，种子应拌以细土或锯末以便于达到受种量和使种子均匀分布的要求。大麦、小麦等种子播种后，地面必须“捞”土覆盖，以利发芽出苗。

飞机播种造林种草是模拟树木和牧草天然飞子成林长草的特点，辅以地表处理的一种现代化直播造林种草方法。飞机播种造林可比地面人工造林能节约苗圃育苗时间和造林费用约90％，并能深入高山、深山、远山区和人烟稀少的牧场、沙区作业，是绿化偏远山区、荒丘，改良天然草场或建立人工草地的重要手段。

用飞机喷施选择性除草剂杀灭杂草。时时一般在小麦分蘖末期至拔节前，玉米，谷子、高粱等作物5～7叶期，大豆子叶出土前和水稻苗期等。为避免作物和林带产生药害，喷洒设备关闭必须严密，喷管内不存余液，并严格按规定的风速和高度飞行。在开拓林缘防火道时或垦荒前，有时也用飞机喷洒除草剂，消灭灌木丛和杂草（见化学防治）。

在棉花或其他农作物生育后期，喷洒脱叶催熟剂乙烯利促使叶柄基部加快形成离层，叶子脱落，并使成熟期提前和一致，便于机械采收。飞机作业一般是在单株棉铃吐絮50～60％、气温20～25℃和土壤含氮量最低时进行。此外，在小麦蜡熟多雨季节，也可用飞机喷施催干剂百草枯等，对植株进行催干处理。

在牧区对过载或退化牧场用飞机喷洒氮、磷、硼肥等，以补偿农作物结实期间所需的大量养料，可促进作物早熟，减少早霜或干热风为害造成的损失，对提高牧草产量和质量也具有重要作用。

当云中降水条件不足，用飞机在云中飞行扰动和搅拌空气，播撒催化剂，可促进云中冰晶或云雾滴迅速形成雨雪下降。人工降雨分冷云和暖云降雨两类。对温度低于0℃的冷云，可用碘化银、介乙醛、干冰类型的催化剂，利用冰晶效应，催化降雨。对高于0℃的暖云，可用盐粉、尿素或氯化钙等催化剂，利用“碰并”效应，促使形成雨滴下降。通常选择对流云系中的深厚层状云或浓积云催化。采用包围或蛇形等作业方法，将催化剂从尾舱底部开口喷出。用飞机进行人工降水要求有夜航和导航设备完善的机场和坚固的沥青或水泥跑道道面;有广布的气象网点提供天气实况;飞机载重可飞高度在3000米以上；机舱和其他接触药物部件用油漆、漆布或塑料等防腐。中国利用飞机进行人工降雨是1958年开始的。对深厚层状云系播撒催化剂，可增大降水量10～20％；对旺盛浓积云催化，可增大降水量1～2倍。除缓和农牧区旱情外，在林区还有降低火险等级和灭火的作用。

见森林火灾预防和森林火灾扑救。

飞机距水面10～12米高度飞行，从机舱门口将鱼、水同时倒入养殖水面。多采用旋翼式飞机进行。

安装在航空器上的遥感器不直接接触所研究的目标，而通过感测其信息特征信号，经传输处理，取得对了解目标有用信息。农业上用于调查土壤、寻找水源、改善灌溉技术、对农作物收成估产、预报天气、了解水域污染、探测植物病虫害和森林火灾（见森林航空摄影测量）、研究台风与冰川形成和发展等。主要优点是：摄影范围大，能迅速反映动态变化，影象信息量多，成图迅速，收集资料不受地形地物限制。中国广泛应用的航空摄影是航空遥感技术的一部分。被用作航空摄影的飞机要求机舱足够宽大， *** 纵灵活，稳定性好，振动小。作业时使用预先划定的测线图飞行。按大、中、小 3 种不同比例尺选择高度层。通常用黑白底片自然光摄影，要求碧空晴天，水平能见度好。也可进行多光谱彩色摄影。中国现已能自行设计制造航空摄影仪器、多种遥感测试和处理设备，并已多次进行航空遥感试验及测量。

发展趋势

80年代以来，农用飞机朝着专用、小型、轻机体和采用高效率涡轮发动机的方向发展。在飞机上大量采用现代先进技术与装备，进一步提高飞机的安全性、可靠性和经济性，并着重解决雾滴飘移和作业信号定位自动化问题，将使农业航空在发展世界农业经济、繁荣农业科学事业中日益发挥重要作用。