RU2754790C1 - Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming - Google Patents
Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754790C1 RU2754790C1 RU2021107492A RU2021107492A RU2754790C1 RU 2754790 C1 RU2754790 C1 RU 2754790C1 RU 2021107492 A RU2021107492 A RU 2021107492A RU 2021107492 A RU2021107492 A RU 2021107492A RU 2754790 C1 RU2754790 C1 RU 2754790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working fluid
- symmetry
- helicopter
- axis
- fuel
- Prior art date
Links
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000009313 farming Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 43
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 37
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003443 antiviral agent Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 6
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 6
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 3
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000021715 photosynthesis, light harvesting Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M9/00—Special adaptations or arrangements of powder-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
- B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
- B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к беспилотным летательным аппаратам для дифференцированного внесения удобрений, дифференцированной обработки пестицидами и другими агрохимикатами сельскохозяйственных полей, лесных и садовых насаждений в системе точного земледелия, десикации сельскохозяйственных культур перед уборкой, целевой обработки дезинфицирующими и противовирусными препаратами прудов, болот, парковых зон, игровых полей и других объектов.The invention relates to agriculture, in particular to unmanned aerial vehicles for differential fertilization, differential treatment with pesticides and other agrochemicals of agricultural fields, forest and garden plantations in the system of precision farming, desiccation of crops before harvesting, targeted treatment with disinfectants and antiviral drugs of ponds, swamps , park areas, playing fields and other objects.
Известно устройство для опрыскивания с вертолета сельскохозяйственных и лесных угодий средствами защиты растений, включающее бак для рабочих растворов пестицидов, насосный агрегат, гидравлический клапан, трубопроводы, соединяющие насосный агрегат последовательно с клапаном и штангой с распылителями, длиной, составляющей 0,3-0,35 диаметра несущего винта вертолета, прикрепленную к вертолету с помощью кронштейна, при этом в средней части штанги распылители размещены в два ряда в шахматном порядке, с углом между осями распылителей в первом и втором ряду не менее 40° (Патент RU №1586042, МПК B64D 1/18, 1988).It is known a device for spraying agricultural and forest land with plant protection agents from a helicopter, including a tank for working solutions of pesticides, a pump unit, a hydraulic valve, pipelines connecting the pump unit in series with a valve and a boom with sprayers, a length of 0.3-0.35 diameter of the main rotor of the helicopter, attached to the helicopter with a bracket, while in the middle part of the boom the sprayers are arranged in two rows in a checkerboard pattern, with an angle between the axes of the sprayers in the first and second rows of at least 40 ° (Patent RU No. 1586042, IPC
Недостатком известной конструкции опрыскивателя, установленного на вертолете, является то, что средства защиты растений вносятся на всей площади обрабатываемого сельскохозяйственного поля и лесных насаждений по усредненным количественным показателям, в то время как на свободных от сорных растений, вредителей и болезней участках их внесение не требуется, или требуется внесение с меньшими нормами, что приводит к излишнему расходу средств защиты растений на единицу обрабатываемой площади, повышенной экотоксикологической нагрузке на окружающую среду и снижению производительности авиахимработ.The disadvantage of the known design of a sprayer installed on a helicopter is that plant protection products are applied over the entire area of the cultivated agricultural field and forest plantations according to average quantitative indicators, while their introduction is not required on areas free of weeds, pests and diseases. or an application with lower rates is required, which leads to an unnecessary consumption of plant protection products per unit of cultivated area, an increased ecotoxicological load on the environment and a decrease in the productivity of aviation chemical works.
Известен автожир для дифференцированного внесения жидких средств химизации, содержащий фюзеляж, кабину пилота, шасси, силовую установку, включающую двигатель с толкающим винтом, несущий авторотирующий винт, хвостовую балку с горизонтальным и вертикальным оперением, бортовой компьютер, приемник сигналов глобальной навигационной спутниковой системы, бак для жидких средств химизации, секционную штангу с форсунками, блок электрогидравлического регулирования и распределения потока жидких средств химизации, связанный технологической, регулирующей и запорной трубопроводной арматурой с баком и штангой, интерфейсом с бортовым компьютером (Патент RU № 2622617, МПК B64D 1/18, 2016).Known gyroplane for the differentiated introduction of liquid chemicals, containing a fuselage, a pilot's cabin, a chassis, a power plant, including an engine with a pusher propeller, a self-rotating rotor, a tail boom with horizontal and vertical tail, an on-board computer, a global navigation satellite system signal receiver, a tank for liquid chemicals, a sectional boom with nozzles, a block of electro-hydraulic regulation and distribution of the flow of liquid chemicals, connected by technological, control and shut-off pipeline valves with a tank and a boom, an interface with an on-board computer (Patent RU No. 2622617, IPC B64D 1/18, 2016) ...
Недостатком данного летательного аппарата является то, что он является пилотируемым, а это ограничивает его технологические возможности, прежде всего по высоте полета и, как следствие, по качеству внесения жидких средств химизации – пестицидов удобрений и других агрохимикатов, поскольку для пилотируемых воздушных судов вертолетного типа в соответствии с Федеральными авиационными правилами «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации» (Приказ Министра РФ от 31.07.2009 №128) полеты при обработке участков (полей, садов, виноградников) в равнинной местности должны выполняться на высоте не ниже 5 м, а над верхушками отдельных деревьев леса – не ниже 10 м, что вызывает потери пестицидов, вследствие их испарения и сноса за пределы обрабатываемого участка, загрязнение ими окружающей среды выше предельно допустимых концентраций.The disadvantage of this aircraft is that it is manned, and this limits its technological capabilities, primarily in flight altitude and, as a consequence, in the quality of the introduction of liquid chemicals - pesticides, fertilizers and other agrochemicals, since for manned helicopter-type aircraft in in accordance with the Federal Aviation Rules "Preparation and performance of flights in civil aviation" (Order of the Minister of the Russian Federation of July 31, 2009 No. 128), flights when processing areas (fields, gardens, vineyards) in flat terrain must be performed at a height of at least 5 m, and above by the tops of individual trees in the forest - not lower than 10 m, which causes losses of pesticides due to their evaporation and drift outside the cultivated area, their pollution of the environment above the maximum permissible concentrations.
Известен беспилотный летающий опрыскиватель вертикального взлета и посадки для внесения жидких средств защиты растений, содержащий раму с закрепленными на ней по периметру лучами – консолями трубчатого профиля с двигателями и несущими винтами на концах, при этом рама имеет две пластины, между которыми расположены стойки, выполненные в виде телескопических труб, внутри которых расположены пружины, а резервуар для жидкости выполнен из эластичного материала, имеет форму кругового цилиндра и размещен между пластинами, при этом лучи трубчатого профиля с одной стороны через электромагнитный клапан соединены с резервуаром жидкости, а с другой стороны, с форсунками (Патент RU 194376, МПК B64D 1/18, B64C 27/08, 2019).Known unmanned flying vertical take-off and landing sprayer for the introduction of liquid plant protection products, containing a frame with beams attached to it around the perimeter - consoles of a tubular profile with motors and rotors at the ends, while the frame has two plates, between which there are racks made in in the form of telescopic pipes, inside which springs are located, and the reservoir for the liquid is made of an elastic material, has the shape of a circular cylinder and is placed between the plates, while the rays of the tubular profile on one side are connected through the solenoid valve to the reservoir of the liquid, and on the other hand, to the nozzles (Patent RU 194376, IPC
Недостатком известного беспилотного летающего опрыскивателя является незначительная величина полезной нагрузки и рабочей ширины захвата для работы на больших площадях, ограниченная вылетом консолей с форсунками, а также наличие лобового сопротивления, хотя и постепенно уменьшающегося, адекватно сжатию цилиндрического резервуара для жидкости при обтекании его воздухом, а также отсутствие системы, обеспечивающей дифференцированное внесение пестицидов.The disadvantage of the known unmanned flying sprayer is the insignificant value of the payload and working width for work on large areas, limited by the overhang of the nozzle consoles, as well as the presence of drag, albeit gradually decreasing, is adequate to the compression of the cylindrical reservoir for liquid when air flows around it, as well as the absence of a system that ensures the differentiated application of pesticides.
Известен беспилотный летательный аппарат для обработки растений, содержащий корпус, винтомоторную группу, аккумулятор с датчиком контроля заряда, вычислительный блок, блок памяти, выполненный в виде флэш-памяти, навигационную систему, средства беспроводного приема-передачи информации, модуль мультиспектральной фотофиксации, систему обработки растений, модуль управления системой обработки растений, емкость для химикатов с насосом и датчиком уровня рабочей жидкости, установленную на земле или закрепленную на корпусе и соединенную с системой обработки растений в виде генераторов горячего или холодного тумана, или форсуночного опрыскивателя (Патент RU 179386, МПК B64D 1/18, B64C 39/02, 2017).Known unmanned aerial vehicle for processing plants, containing a body, a propeller group, a battery with a charge control sensor, a computing unit, a memory unit made in the form of a flash memory, a navigation system, a means of wireless transmission and reception of information, a multispectral photofixation module, a plant processing system , a control module for a plant treatment system, a container for chemicals with a pump and a working fluid level sensor, installed on the ground or fixed on the body and connected to a plant treatment system in the form of hot or cold fog generators, or a nozzle sprayer (Patent RU 179386, IPC
Недостатком известного беспилотного летательного аппарата является то, что при внесении химикатов форсуночный опрыскиватель работает в режиме «включено-выключено», что характерно для внесения пестицидов, при этом зачастую происходит снос рабочей жидкости пестицидов за пределы обрабатываемого участка независимо от высоты рабочего полета, и увеличиваются риски загрязнения окружающей среды, а полезная нагрузка и рабочая ширина захвата такого мультироторного летательного аппарата крайне малы для использования его на больших площадях сельскохозяйственных угодий, что ограничивает его технологические возможности, при этом конструкция технологического модуля вызывает значительное лобовое сопротивление воздуха, а перемещение рабочей жидкости внутри емкости для химикатов по мере расхода рабочей жидкости в процессе полета приводит, как следствие, к изменению центра масс БЛА в целом, влияет на тангаж и крен и, как следствие, на курсовую устойчивость БЛА. The disadvantage of the known unmanned aerial vehicle is that when chemicals are applied, the nozzle sprayer operates in an "on-off" mode, which is typical for the application of pesticides, while the working fluid of pesticides often drifts outside the treated area, regardless of the height of the working flight, and the risks increase pollution of the environment, and the payload and working width of such a multi-rotor aircraft are extremely small for use on large areas of agricultural land, which limits its technological capabilities, while the design of the technological module causes significant air drag, and the movement of the working fluid inside the container for chemicals as the working fluid is consumed during the flight, as a result, leads to a change in the center of mass of the UAV as a whole, affects the pitch and roll and, as a consequence, the directional stability of the UAV.
Мультикоптеры, как правило, оснащаются наземным термомеханическим генератором аэрозолей, имеющими весьма узкую область распространения термомеханического аэрозоля (Бовгира А.П., Рыбалкин Е.А. Использование мультироторных летательных аппаратов в сельском хозяйстве // НПМ и ТП. 2020. №3. С. 12-14). Это снижает эффективность использования полезной нагрузки данными летательными аппаратами, приводит к траекторным колебаниям БЛА, к потере устойчивости и управляемости, что снижает производительность и качество обработки сельскохозяйственных угодий и других объектов обработки.Multicopters, as a rule, are equipped with a ground-based thermomechanical aerosol generator with a very narrow area of thermomechanical aerosol distribution (Bovgira A.P., Rybalkin E.A. The use of multi-rotor aircraft in agriculture // NPM and TP. 2020. No. 3. 12-14). This reduces the efficiency of using the payload by these aircraft, leads to trajectory oscillations of the UAV, to the loss of stability and controllability, which reduces the productivity and quality of processing of agricultural land and other processing objects.
Известны устройства, обеспечивающие снижение относительного влияния перемещения жидкости на динамику транспортных средств, включающие: установку различных перегородок, изменение формы резервуара, регулирование подвески резервуара и транспортного средства (Шимановский О.А. Конструктивные решения, обеспечивающие безопасность движения цистерн (обзор) // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2009. №1. С. 44-59).Known devices that reduce the relative effect of fluid movement on the dynamics of vehicles, including: installation of various partitions, changing the shape of the tank, adjusting the suspension of the tank and the vehicle (Shimanovsky O.A. and automation. - 2009. No. 1. S. 44-59).
Многообразие конструктивных решений данных устройств показывает, что оптимальный способ демпфирования колебания жидкости в цистернах не выработан, в частности, для применения данных устройств на летательных аппаратах.The variety of design solutions for these devices shows that the optimal method for damping fluid oscillations in tanks has not been developed, in particular, for the use of these devices on aircraft.
Известна цистерна для транспортировки жидкости, включающая корпус с закрепленными в нем узлами для гашения колебаний жидкости, выполненными в виде полых камер, имеющих форму эллипсоида вращения, при этом в стенках каждой камеры выполнены отверстия, причем полые камеры расположены так, что расстояния между соседними камерами и торцовым днищем цистерны не превышает длины малой оси эллипсоида вращения (Патент SU 1446006, МПК B62D 5/02, 37/04, 1987).Known tank for transporting liquid, including a housing with fixed units for damping fluid vibrations, made in the form of hollow chambers having the shape of an ellipsoid of revolution, while holes are made in the walls of each chamber, and the hollow chambers are located so that the distances between adjacent chambers and end bottom of the tank does not exceed the length of the minor axis of the ellipsoid of rotation (Patent SU 1446006, IPC
Недостатком известного устройства, основанного на принципе взаимогашения колебаний, является неполная степень гашения колебаний жидкости, связанная с тем, что с увеличением степени опорожнения цистерны в процессе ее перемещения, характерного для сельскохозяйственных опрыскивателей, в пространстве между обечайкой камер и торцовыми днищами цистерн, между камерами и в самих камерах повышается амплитуда и частота колебаний жидкости и, соответственно, повышаются инерционные силы в узлах гашения колебаний, а это приводит к смещению центра масс самой цистерны и, как следствие, к крену цистерны и ухудшению курсовой устойчивости транспортного средства.The disadvantage of the known device based on the principle of mutual damping of oscillations is the incomplete degree of damping of fluid oscillations associated with the fact that with an increase in the degree of emptying of the tank during its movement, typical for agricultural sprayers, in the space between the shell of the chambers and the end bottoms of the tanks, between the chambers and in the chambers themselves, the amplitude and frequency of fluid oscillations increase and, accordingly, inertial forces in the vibration damping units increase, and this leads to a shift in the center of mass of the tank itself and, as a consequence, to the tank's roll and a deterioration in the directional stability of the vehicle.
Известно устройство для электростатического распыления жидкости с летательного аппарата, содержащее по крайней мере две опрыскивающие штанги с установленными на определенном расстоянии друг от друга блоками распылительных головок, снабженных соплами и электродами, соединенными с источниками высоковольтного напряжения разной полярности с уравниванием потенциалов на фюзеляже летательного аппарата (United States Patent №4,703,89, Nov. 3, 1987). Недостатком данного изобретения является то, что не решена задача эффективности электростатического распыления рабочей жидкости.A device for electrostatic spraying of liquid from an aircraft is known, containing at least two spray rods with spray head units installed at a certain distance from each other, equipped with nozzles and electrodes connected to high-voltage voltage sources of different polarity with potential equalization on the aircraft fuselage (United States Patent No. 4,703,89, Nov. 3, 1987). The disadvantage of this invention is that the problem of the efficiency of electrostatic spraying of the working fluid has not been solved.
Известно устройство для электростатического распыления жидкости в воздушный поток для использования в сельскохозяйственной авиации, содержащее распылитель с прямолинейной распыливающей кромкой, электрически проводящую или полупроводящую поверхность, устройство для подачи к кромке через распылитель и поверхность распыливаемой жидкости, включающей общий канал и распределительные каналы, электрод, установленный с одной стороны на расстоянии от кромки, и устройство высокого напряжения для генерирования высокого напряжения между поверхностью и электродом, снабженное электродом, установленным с другой стороны распыливающей кромки, при этом каждый электрод и распылитель выполнены в виде аэродинамического профиля, задняя кромка которого представляет распыливающую кромку, и установлены с возможностью прохождения набегающего потока между ними (Патент SU 1836251, МПК B64B 1/18. B05B 1/04, 1990).A device for electrostatic atomization of a liquid into an air stream for use in agricultural aviation is known, comprising an atomizer with a straight atomizing edge, an electrically conductive or semi-conductive surface, a device for feeding to the edge through the atomizer and the surface of the atomized liquid, including a common channel and distribution channels, an electrode installed on the one hand at a distance from the edge, and a high voltage device for generating a high voltage between the surface and the electrode, provided with an electrode mounted on the other side of the spray edge, wherein each electrode and atomizer are made in the form of an aerodynamic profile, the trailing edge of which represents the spray edge, and are installed with the possibility of passing the incident flow between them (Patent SU 1836251, IPC
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, требующей специальных материалов и специальной технологии изготовления и, как следствие, повышенная стоимость устройства.The disadvantages of the known device are the complexity of the design, requiring special materials and special manufacturing technology and, as a consequence, the increased cost of the device.
Известна электростатическая распылительная система для дрона, и показано, что ключевым компонентом таких систем является электростатическая распылительная головка, содержащая корпус с предохранительным клапаном, подсоединенный к корпусу через фильтр штуцер с соплом, установленный внутри электрод в форме усеченного полого конуса с углом раскрытия 80°, согласованного с углом распыления сопла (Ru Yu, Jin Lan, Jia Zhicheng, et al., Design and experiment on electrostatic spraying system for unmanned aerial vehicle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(8): 42-47).An electrostatic spray system for a drone is known, and it is shown that a key component of such systems is an electrostatic spray head containing a housing with a safety valve, connected to the housing through a filter, a nozzle, an electrode installed inside a truncated hollow cone with an opening angle of 80 °, matched with nozzle angle (Ru Yu, Jin Lan, Jia Zhicheng, et al., Design and experiment on electrostatic spraying system for unmanned aerial vehicle [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31 (8): 42-47).
Недостатком данного устройства является небольшой угол факела распыла рабочей жидкости электростатическими распылительными головками, что требует большого их количества на штанге летательного аппарата для перекрытия факелов смежных форсунок с целью обеспечения равномерного распределения рабочей жидкости.The disadvantage of this device is the small angle of the spray of the working fluid by electrostatic spray heads, which requires a large number of them on the aircraft boom to cover the flares of adjacent nozzles in order to ensure uniform distribution of the working fluid.
Известен термомеханический аэрозольный генератор, содержащий установленную в кожухе камеру сгорания с отверстиями, воспламенителем и форсункой для подачи топлива, воздушный нагнетатель с трубопроводом для подачи воздуха, канал для подвода жидкости, сообщенный с кольцевой камерой, образованной обхватывающей ее обечайкой и испарительной насадкой и оканчивающейся выходной щелью, размещенный по оси генератора конический элемент с установленным на выходе отражательным экраном и образующим на выходе с испарительной насадкой конфузорный канал (Патент SU 1261719, МПК B05B 7/16, 1985).Known thermomechanical aerosol generator, containing a combustion chamber with holes installed in the casing, an igniter and a nozzle for supplying fuel, an air blower with a pipeline for supplying air, a channel for supplying a liquid communicated with an annular chamber formed by a shell enclosing it and an evaporating nozzle and an ending outlet slit , placed along the axis of the generator, a conical element with a reflective screen installed at the outlet and forming a confuser channel at the outlet with an evaporating nozzle (Patent SU 1261719, IPC B05B 7/16, 1985).
Недостатком известного устройства являются неполная степень перемешивания горячих газов с рабочей жидкостью, поскольку взаимодействие горячих газов и рабочей жидкости и сам процесс смешивания производится вне замкнутого пространства и, как следствие, имеет место значительная диссипация энергии перемешивания, в результате получаемая аэрозоль может иметь полидисперсный характер, а кольцевой характер потока аэрозоли на выходе из генератора приводит к неравномерному распределению частиц внутри аэрозольного облака, что снижает эффективность и качество процесса дезинфекции и дезинсекции объектов обработки.The disadvantage of the known device is the incomplete degree of mixing of hot gases with the working liquid, since the interaction of hot gases and the working liquid and the mixing process itself is carried out outside the closed space and, as a consequence, there is a significant dissipation of the mixing energy, as a result, the resulting aerosol can have a polydisperse character, and the annular nature of the aerosol flow at the generator outlet leads to an uneven distribution of particles inside the aerosol cloud, which reduces the efficiency and quality of the disinfection and disinsection process of objects to be treated.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 изображен беспилотный вертолет, вид сбоку; на фиг. 2 - беспилотный вертолет, вид спереди; на фиг. 3 - беспилотный вертолет, вид сверху; на фиг. 4 изображена функциональная блок-схема бортовой системы автоматического управления пилотированием, навигацией и полезной нагрузкой беспилотного вертолета; на фиг. 5 - функциональная блок-схема размещения, регулирования и подачи рабочих жидкостей, топлива, воздуха, электрического напряжения к блокам диспергирования, электростатического распыления и термомеханическим генераторам аэрозолей; на фиг. 6 - продольный разрез A-A бака на фиг.1; на фиг. 7 - поперечный разрез B-B бака на фиг. 5; на фиг. 8 изображена схема блока автоматического диспергирования рабочей жидкости распылителями; на фиг. 9 - схема оптимального перекрытия факелов распыла рабочей жидкости от двух смежных распылителей; на фиг. 10 - блок электростатического распыления, вид снизу; на фиг. 11 изображен блок электростатического распыления, вид прямо; на фиг. 12 - блок электростатического распыления, вид сбоку; на фиг. 13 - термомеханический аэрозольный генератор в продольном разрезе; на фиг. 14 изображен термомеханический аэрозольный генератор, вид прямо; на фиг. 15 - поперечный разрез D-D на фиг. 13.FIG. 1 shows an unmanned helicopter, side view; in fig. 2 - unmanned helicopter, front view; in fig. 3 - unmanned helicopter, top view; in fig. 4 shows a functional block diagram of an on-board automatic control system for piloting, navigation and payload of an unmanned helicopter; in fig. 5 is a functional block diagram of the arrangement, regulation and supply of working fluids, fuel, air, electric voltage to dispersion units, electrostatic spraying and thermomechanical aerosol generators; in fig. 6 is a longitudinal section A-A of the tank in FIG. 1; in fig. 7 is a cross-sectional view B-B of the tank of FIG. 5; in fig. 8 shows a diagram of a unit for automatic dispersion of a working fluid by sprayers; in fig. 9 is a diagram of the optimal overlap of spray flares of the working fluid from two adjacent nozzles; in fig. 10 - electrostatic spraying unit, bottom view; in fig. 11 shows the electrostatic spraying unit straight ahead; in fig. 12 - electrostatic spraying unit, side view; in fig. 13 - thermomechanical aerosol generator in longitudinal section; in fig. 14 depicts a thermomechanical aerosol generator straight ahead; in fig. 15 is a cross-sectional view D-D of FIG. 13.
Технической задачей изобретения является обеспечение дифференцированного внесения пестицидов, удобрений и других агрохимикатов в точном земледелии, дифференцированной обработки пестицидами лесных и садовых насаждений, десикации сельскохозяйственных культур перед уборкой, целевой обработки дезинфицирующими и противовирусными препаратами прудов, болот, парковых зон, игровых полей и других объектов, снижение норм внесения, сведение к минимуму потерь и повышение эффективности действия удобрений, пестицидов, дезинфицирующих и противовирусных препаратов, уменьшение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами, удобрениями и другими агрохимикатами до предельно допустимых концентраций, повышение производительности технологического процесса.The technical objective of the invention is to provide differentiated application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming, differentiated treatment with pesticides of forest and garden plantations, desiccation of crops before harvesting, targeted treatment with disinfectant and antiviral drugs of ponds, swamps, park areas, play fields and other objects, reducing application rates, minimizing losses and increasing the efficiency of fertilizers, pesticides, disinfectants and antiviral drugs, reducing the risks of environmental pollution with pesticides, fertilizers and other agrochemicals to maximum permissible concentrations, increasing the productivity of the technological process.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в беспилотном вертолете для внесения пестицидов, удобрений, дезинфицирующих, противовирусных препаратов, содержащем фюзеляж, хвостовую балку, горизонтальное и вертикальное оперение, полозковое шасси, силовую установку с двигателем, нижний и верхний несущие винты, бортовую систему автоматического управления пилотированием, навигацией, полезной нагрузкой, технологический модуль полезной нагрузки, включающий блоки для размещения и подачи рабочих жидкостей, воздуха, топлива, блок высоковольтного электрического напряжения, блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости, блоки регулирования подачи воздуха и топлива, штангу с блоками автоматического диспергирования рабочей жидкости распылителями, блоками электростатического распыления, термомеханическими генераторами аэрозолей, согласно изобретению блоки для размещения и подачи рабочих жидкостей, воздуха, топлива и высоковольтного электрического напряжения соединены линиями связи с блоком автоматического управления работой технологического модуля, который соединен линиями связи с блоком регулирования и распределения потоков рабочей жидкости, блоками регулирования подачи воздуха и топлива, блоками автоматического диспергирования рабочей жидкости, а блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости соединен гидролинией с гидролинией групповой связи, соединенной с блоками автоматического диспергирования рабочей жидкости распылителями, блоками электростатического распыления, термомеханическими генераторами аэрозолей, при этом бак для рабочей жидкости выполнен в виде трехосного эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей горизонтальной оси, параллельной продольной оси симметрии вертолета и сплюснутого вдоль вертикальной оси, совпадающей с нормальной осью вертолета, лежащей в плоскости симметрии, проходящей по оси симметрии втулки несущего винта, при этом длины большей и малой горизонтальных осей эллипсоида предпочтительно не превышают соответственно наибольшего продольного и поперечного габаритного размеров фюзеляжа и снабжен полыми камерами, в виде эллипсоидов вращения с осями симметрии, совпадающими с осями симметрии бака и вложенными коаксиально одна в другую с расстоянием между стенками смежных камер, не превышающим предпочтительно четвертой части половины малой вертикальной оси, при этом камеры снабжены перфорированными отверстиями, причем оси перфорированных отверстий в смежных камерах не совпадают между собой, штанга технологического модуля полезной нагрузки выполнена в виде эллиптического цилиндра с осью симметрии, перпендикулярной вертикальной продольной плоскости симметрии вертолета, при этом соотношение осей эллипса составляет 6:1 под нулевым углом атаки, а длинная ось эллипса в поперечном разрезе штанги параллельна продольной оси симметрии вертолета и имеет длину, не менее диаметра несущего винта и установлена фронтально на расстоянии, равном предпочтительно не менее половины диаметра несущего винта; распылители в каждом блоке автоматического диспергирования рабочей жидкости установлены последовательно в одном продольном ряду, перпендикулярном оси симметрии штанги с шагом расстановки, предпочтительно больше ширины факела распыла, равном значению тангенса половины угла раскрытия струи, умноженному на длину нераспавшегося участка плоскофакельной струи рабочей жидкости, при этом площадь выходного сопла каждого последующего распылителя меньше на 0,25% площади выходного сопла предыдущего распылителя, а шаг расстановки блоков распылителей на штанге выбран таким образом, чтобы обеспечить не менее чем двойное перекрытие смежных факелов распыла на рабочей высоте полета вертолета; индуцирующий электрод каждого блока электростатического распыления рабочей жидкости выполнен в виде усеченного эллиптического полого конуса, а выходное отверстие сопла распылителя выполнено в форме эллипса, вытянутого вдоль большей оси, совпадающей с большими осями оснований эллиптического конуса, причем больший угол раскрытия эллиптического конуса предпочтительно равен углу факела распыла, а меньший угол раскрытия предпочтительно равен углу раскрытия струи при заданном перепаде рабочего давления на распылителе, камера сгорания каждого термомеханического аэрозольного генератора выполнена в виде эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей продольной оси, совпадающей с осью симметрии генератора, при этом отверстия в камере сгорания выполнены перфорированными, а выходной конфузор камеры сгорания, соединенный с жаровой трубой, выполнен коноидальным, а оси каналов кольцевой камеры перпендикулярны продольной оси симметрии генератора и пересекают ее в одной точке, при этом предпочтительное количество каналов должно быть не менее четырех, при этом дефлектор выполнен в виде плоского криволинейного диффузора с диаметральным входным отверстием, овальными боковыми стенками, с углом между плоскостью входа и плоскостью выхода потока, равным 45°, при этом продольный линейный размер предпочтительно на порядок превышает поперечный размер выходного отверстия диффузора, причем наименьший радиус кривизны диффузора описывает часть окружности, а наибольший радиус кривизны диффузора больше или равен сумме наименьшего радиуса и входного диаметра, но меньше или равен сумме наименьшего радиуса и поперечного размера выходного отверстия диффузора.The technical problem posed is achieved by the fact that in an unmanned helicopter for applying pesticides, fertilizers, disinfectants, antiviral drugs, it contains a fuselage, a tail boom, horizontal and vertical empennage, a skid landing gear, a power plant with an engine, lower and upper rotors, an on-board automatic control system piloting, navigation, payload, payload technological module, including blocks for placement and supply of working fluids, air, fuel, high-voltage electric voltage block, control and distribution of working fluid flows, air and fuel supply control blocks, boom with automatic dispersion units working fluid by atomizers, electrostatic atomization units, thermomechanical aerosol generators, according to the invention, the units for accommodating and supplying working fluids, air, fuel and high-voltage electric voltage are connected by communication lines with the automatic control unit for the operation of the technological module, which is connected by communication lines with the unit for regulating and distributing the flows of the working fluid, the units for regulating the supply of air and fuel, units for the automatic dispersion of the working fluid, and the unit for regulating and distributing the flows of the working fluid is connected by a hydraulic line with the hydraulic line of the group communication, connected to the units for automatic dispersion of the working fluid by sprayers, electrostatic spraying units, thermomechanical generators of aerosols, while the tank for the working fluid is made in the form of a triaxial ellipsoid of revolution, elongated along the greater horizontal axis, parallel to the longitudinal axis of symmetry of the helicopter and flattened along the vertical axis, coinciding with the normal the axis of the helicopter lying in the plane of symmetry passing along the axis of symmetry of the main rotor hub, while the lengths of the major and minor horizontal axes of the ellipsoid preferably do not exceed n of the largest longitudinal and transverse overall dimensions of the fuselage and is equipped with hollow chambers in the form of ellipsoids of revolution with axes of symmetry coinciding with the axes of symmetry of the tank and nested coaxially into one another with the distance between the walls of adjacent chambers, preferably not exceeding a quarter of half of the minor vertical axis, while the chambers are equipped with perforated holes, and the axes of the perforated holes in adjacent chambers do not coincide with each other, the bar of the payload technological module is made in the form of an elliptical cylinder with an axis of symmetry perpendicular to the vertical longitudinal plane of symmetry of the helicopter, while the ratio of the axes of the ellipse is 6: 1 at a zero angle attack, and the long axis of the ellipse in the cross section of the boom is parallel to the longitudinal axis of symmetry of the helicopter and has a length not less than the diameter of the main rotor and is installed frontally at a distance equal to preferably at least half the diameter of the main rotor; sprayers in each automatic dispersion unit of the working fluid are installed sequentially in one longitudinal row perpendicular to the axis of symmetry of the boom with a spacing, preferably greater than the spray pattern width, equal to the value of the tangent of half of the jet opening angle multiplied by the length of the non-disintegrated portion of the flat-flame jet of the working fluid, while the area the outlet nozzle of each subsequent sprayer is 0.25% less than the area of the outlet nozzle of the previous sprayer, and the spacing of the sprayer units on the boom is chosen so as to provide at least double overlap of adjacent spray flares at the operating altitude of the helicopter; the induction electrode of each block of electrostatic spraying of the working fluid is made in the form of a truncated elliptical hollow cone, and the outlet of the spray nozzle is made in the form of an ellipse elongated along a major axis coinciding with the major axes of the bases of the elliptical cone, and the larger opening angle of the elliptical cone is preferably equal to the angle of the spray pattern , and a smaller opening angle is preferably equal to the jet opening angle at a given operating pressure drop across the atomizer, the combustion chamber of each thermomechanical aerosol generator is made in the form of an ellipsoid of revolution elongated along a greater longitudinal axis coinciding with the generator symmetry axis, while the holes in the combustion chamber are made perforated , and the outlet confuser of the combustion chamber connected to the flame tube is made conoidal, and the axes of the channels of the annular chamber are perpendicular to the longitudinal axis of symmetry of the generator and intersect it at one point, while the preferred the number of channels should be at least four, while the deflector is made in the form of a flat curved diffuser with a diametrical inlet, oval side walls, with an angle between the plane of the inlet and the plane of the outlet of the flow equal to 45 ° , while the longitudinal linear dimension is preferably an order of magnitude greater than the transverse the size of the diffuser outlet, where the smallest radius of curvature of the diffuser describes part of a circle, and the largest radius of curvature of the diffuser is greater than or equal to the sum of the smallest radius and the inlet diameter, but less than or equal to the sum of the smallest radius and the transverse size of the outlet of the diffuser.
Беспилотный вертолет 1 для внесения пестицидов, удобрений, дезинфицирующих, противовирусных препаратов содержит фюзеляж 2, хвостовую балку 3, горизонтальное 4 и вертикальное 5 оперение, полозковое шасси 6, силовую установку 7 с двигателем, системами топливной, масляной, охлаждения, системой электроснабжения, трансмиссией в виде главного редуктора (не показано), на валах которого смонтированы нижний несущий винт 8 и верхний несущий винт 9, бортовую систему автоматического управления 10 пилотированием, навигацией, полезной нагрузкой, технологический модуль полезной нагрузки 11, включающий блоки для размещения и подачи рабочих жидкостей 12, воздуха 13, топлива 14, блок высоковольтного электрического напряжения 15, блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости 16, блоки регулирования подачи воздуха 17 и топлива 18, секционную штангу 19 с блоками 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости, распылителями 21, блоками 22 электростатического распыления, термомеханическими генераторами аэрозолей 23.Unmanned
Бортовая система автоматического управления (САУ) 10 содержит бортовой компьютер 24 с центральным процессором для накопления, обработки информации, формирования команд управления, преобразования их в управляющие сигналы в соответствии с программой полета, с модулем 25 программного обеспечения управления бортовыми системами вертолета и модулем 26 программного обеспечения управления работой технологического модуля 11 полезной нагрузки, интегрированную навигационную систему 27, комплексированную с центральным процессором бортового компьютера 24, включающую модуль 28 инерциальной навигационной системы в виде цифровых инерциальных датчиков (акселерометров, гироскопов), объединенного с модулем 29 спутниковой навигационной системы в виде приемника 30 ГЛОНАСС/GPS с антеннами 31 и 32, разнесенными по оси симметрии a-a вертолета 1, блок системы управления бортовым оборудованием 33, блок автоматического управления исполнительными механизмами 34, блок 35 автоматического управления работой технологического модуля 11, модуль датчиков состояния органов управления 36, модуль датчиков внешней среды 37, модуль измерения высоты полета 38.The on-board automatic control system (ACS) 10 contains an on-
Блок 12 для размещения и подачи рабочих жидкостей содержит бак 39 для рабочей жидкости пестицидов, удобрений и других агрохимикатов, насос 40 с электроприводом для создания давления и перемещения рабочей жидкости из бака 39 к блокам 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости с распылителями 21, блокам 22 электростатического распыления, термомеханическим генераторам аэрозолей 23. Бак 39 оснащен уровнемером 41 и заправочной горловиной 42. Между баком 39 и насосом 40 установлен фильтр 43.
Бак 39 по аэродинамическим обводам формы корпуса выполнен в виде трехосного эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей горизонтальной оси а-а, параллельной продольной оси симметрии вертолета S-S и сплюснутого вдоль вертикальной оси b-b, совпадающей с нормальной осью O-O вертолета 1, лежащей в плоскости симметрии, проходящей по оси симметрии втулки несущего винта, при этом длины большей а-а и малой c-c горизонтальных осей эллипсоида предпочтительно не превышают соответственно наибольшего продольного Lф и поперечного Bф габаритных размеров фюзеляжа 2 вертолета 1. Бак 39 снабжен полыми камерами 44, 45, 46, 47, выполненными в виде трехосных эллипсоидов вращения с осями симметрии, совпадающими с осями симметрии бака a-a, b-b, c-c и вложенными коаксиально одна в другую с расстоянием z между стенками смежных камер 44, 45, 46, 47, не превышающим предпочтительно четвертой части половины малой вертикальной оси b-b, при этом камеры 44, 45, 46, 47 снабжены перфорированными отверстиями 48, 49, 50, причем оси 51, 52, 53 перфорированных отверстий 48, 49, 50 в смежных камерах 46 и 47, 46 и 45, 45 и 44, не совпадают между собой.
Полые камеры 44, 45, 46, 47 с перфорированными отверстиями 48, 49, 50 в баке 39 в форме трехосных эллипсоидов вращения выполняют роль объемных перегородок и демпферов, предупреждают возникновение опасных колебаний жидкости и обеспечивают демпфирование продольных и поперечных колебаний жидкости в баке 39.
Блок 13 содержит нагнетатель воздуха 54, обратный клапан 55, ресивер 56, клапан запорный с электромагнитным управлением 57.
Блок подачи топлива 14 к термомеханическим аэрозольным генераторам 23 содержит бак для топлива 58 с заправочной горловиной 59, топливомером 60, фильтром 61, насос с электроприводом 62.The
Блок высоковольтного электрического напряжения 15 содержит электрический аккумулятор 63, генераторы высокого напряжения 64, 65, имеющие по два выхода высокого напряжения 66 и 67, 68 и 69 соответственно, электрическое соединение 70 генераторов 64, 65 с фюзеляжем 2 вертолета 1, источник электропитания 71 для устройства воспламенения топливовоздушной смеси в термомеханическом генераторе 23.The high-voltage
Блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости 16 содержит клапан запорный, нормально закрытый с электромагнитным управлением 72, переливной электрогидравлический клапан 73 с пропорциональным управлением, пропорциональный редукционный клапан 74, регулирующий давление и расход рабочего потока в соответствии с опорными сигналами, электромагнитный расходомер 75, датчик давления жидкости 76.The unit for regulating and distributing the flows of the working
Бок регулирования подачи воздуха 17 содержит пропорциональный редукционный клапан давления воздуха 77, датчик давления воздуха 78.The air
Бок регулирования подачи топлива 18 содержит пропорциональный редукционный клапан давления топлива 79, расходомер топлива 80, клапан запорный с электромагнитным управлением 81, датчик давления топлива 82.The fuel
Штанга 19 технологического модуля полезной нагрузки 11 выполнена длинной Lш не менее диаметра D несущего винта 9 и установлена фронтально на расстоянии Ld, равном предпочтительно не менее половины диаметра D несущего винта 9 вертолета 1.The
Штанга 19 выполнена обтекаемой формы в виде эллиптического цилиндра с осью симметрии l-l, перпендикулярной вертикальной продольной плоскости симметрии вертолета 1, при этом соотношение осей эллипса k-k и m-m составляет 6:1 под нулевым углом атаки, а длинная ось k-k эллипса в поперечном разрезе штанги 19 параллельна продольной оси симметрии s-s вертолета 1.The
Каждый блок 20 для автоматического диспергирования рабочей жидкости выполнен овальной формы, содержит нормально закрытые пропорциональные электромагнитные клапаны 83, гидравлически соединенные с распылителями 21, установленными последовательно в одном продольном ряду, перпендикулярном оси симметрии l-l штанги 19 с шагом расстановки t, предпочтительно большим ширины факела распыла bβ, равным значению тангенса половины угла раскрытия струи β, умноженному на длину lн нераспавшегося участка 84 плоскофакельной струи 85 рабочей жидкости, а шаг T расстановки блоков распылителей 20 на штанге 19 выбран таким образом, чтобы обеспечить не менее чем двойное перекрытие Δ bα смежных факелов распыла 86 и 87 с шириной распыла bα на рабочей высоте полета Hр вертолета 1, при этом площадь выходного сопла каждого последующего распылителя 21 больше на 0,25% площади выходного сопла предыдущего распылителя.Each
Клапан 83 каждого блока 20 выполнен с возможностью пропорционального бесступенчатого регулирования расхода рабочей жидкости, которое достигается посредством плавного изменения тока обмотки катушки, что в свою очередь обеспечивает плавное регулирование втягивающей силы электромагнитной системы и при превышении силы, закрывающей пружины, якорь поднимается, открывая проходное отверстие (не показано).The
Блок 22 электростатического распыления рабочей жидкости содержит индуцирующий электрод 88, выполненный в виде усеченного эллиптического полого конуса 89, установленный соосно внутри эллиптического конуса 89 распылитель 90 с соплом 91, имеющим выходное отверстие в форме эллипса 92, вытянутого вдоль большей оси r-r, совпадающей с большими осями R1 – R1 и R2 – R2 оснований 93 и 94 эллиптического конуса 89, электрические клеммы 95 и 96, при этом больший угол раскрытия δ эллиптического конуса 89 предпочтительно равен углу факела распыла γ, а меньший угол раскрытия ψ предпочтительно равен углу раскрытия струи ϕ при заданном перепаде рабочего давления на распылителе 90.The
Истекающая струя рабочей жидкости из сопла 91 распылителя 90 в виде расширяющегося эллиптического конуса позволяет получить факел диспергируемой рабочей жидкости в сечении, перпендикулярном направлению потока, по крайней мере на расстоянии j от выходного отверстия 92 сопла 91 до выхода 94 из индуцирующего электрода 88 в виде эллипса, при этом расстояние f между наружной поверхностью факела и внутренней стенкой электрода 88 остается постоянным. Это обеспечивает равномерное воздействие электрического поля на диспергируемый поток рабочей жидкости.The outflowing jet of working fluid from the
Термомеханический аэрозольный генератор 23 содержит внешний корпус 97, установленную в корпусе 97 камеру сгорания 98 с отверстиями 99 для подачи воздуха и выходным конфузором 100, соединенным с жаровой трубой 101, имеющей круглую форму профиля, установленную коаксиально внутри цилиндрической части 102 корпуса 97, канал 103 для подачи воздуха между корпусом 97, камерой сгорания 98 и на выходе из жаровой трубы дефлектор 104, устройство для воспламенения топливовоздушной смеси 105, патрубок подвода воздуха 106, форсунку для распыления топлива 107, установленную в конце жаровой трубы кольцевую камеру 108 с соплом 109 для подвода рабочей жидкости и симметрично расположенными каналами 110 для подачи рабочей жидкости в жаровую трубу 101. Камера сгорания 98 выполнена в виде эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей продольной оси m-m, совпадающей с осью симметрии X-X генератора 23, при этом отверстия 99 в камере сгорания 98 выполнены перфорированными, а выходной конфузор 100 камеры сгорания 98, соединенный с жаровой трубой 101, выполнен коноидальным. Оси p-p каналов 110 кольцевой камеры 108 перпендикулярны продольной оси симметрии X-X генератора 23 и пересекают ее в одной точке G, при этом предпочтительное количество каналов 110 должно быть не менее четырех. Дефлектор 104 термомеханического генератора 23 выполнен в виде плоского криволинейного диффузора 111 с входным отверстием 112 диаметром d, овальными боковыми стенками и выходным отверстием 113, с углом α между плоскостью входа и плоскостью выхода потока, равным 45°, при этом продольный линейный размер B предпочтительно на порядок превышает поперечный размер H выходного отверстия 113 диффузора 111, наименьший радиус кривизны r диффузора 111 описывает часть окружности, а наибольший радиус кривизны R диффузора больше или равен сумме наименьшего радиуса r и диаметра d, но меньше или равен сумме наименьшего радиуса r и поперечного размера выходного отверстия H (r + d< R< r + H).The
Блоки 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 соединяются линиями связи 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120 соответственно с блоком 35 автоматического управления работой технологического модуля 11 для передачи сигналов управления от блока 35. Блок 35 соединен линией связи 121 с линией групповой связи 122, к которой подключены блоки 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости распылителями 21.
Насос 40 блока 12 соединен напорной гидролинией 123 с клапаном 72 блока 16. Клапаны 73, 74 блока 16 соединены сливными гидролиниями 124 и 125 с баком 39.The
Блок 13 соединен пневмолинией 126 с блоком 17. Насос 62 блока 14 соединен топливопроводом 127 с блоком 18.
В блоке 15 выходы 66, 67 генератора 64 соединены электрическими линиями связи 128, 129 соответственно с клеммами 95 корпусов 89 электродов 88 и с клеммами 96 распылителей 90 на левой части Lл штанги 19. Выходы 68, 69 генератора 65 соединены электрическими линиями связи 130, 131 соответственно с клеммами 95 корпусов 89 электродов 88 и с клеммами 96 распылителей 90 на правой части Lп штанги 19. Источник электропитания 71 подсоединен посредством электрической линии связи 132 к устройству для воспламенения топливовоздушной смеси 105 термомеханического генератора 23.In
Блок 16 связан гидролинией 133 с гидролинией групповой связи 134, соединенной с блоками 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости распылителями, блоками 22 электростатического распыления, термомеханическими генераторами аэрозолей 23.
Блок 17 соединен певмолинией 135 с распределительной пневмолинией 136. Блок 18 соединен топливопроводом 137 с распределительным топливопроводом 138.
САУ реализует функцию автопилота и систем траекторного управления полетом вертолета 1, обеспечивает программируемую работу силовой установки 7 вертолета 1, исполнительных механизмов, технологического модуля 11 для внесения рабочих жидкостей, автоматический взлет и посадку, запрограммированный полет по маршруту с заданной путевой (рабочей) скоростью и высотой полета, возврат на прерванную траекторию полета заданного маршрута, автоматическое регулирование и стабилизацию углов ориентации (тангажа, рыскания, крена), принудительную посадку вертолета 1 в экстренных случаях.ACS implements the function of the autopilot and trajectory flight control systems of the
Модуль 28 инерциальной навигационной системы определяет и регистрирует с помощью акселерометров линейные ускорения, посредством гироскопов – углы поворотов и наклоны, значения которых передаются в центральный процессор бортового компьютера 24 вертолета 1.The
Модуль 29 спутниковой навигационной системы позволяет определять текущие пространственные координаты вертолета 1 в каждый данный момент времени в глобальной системе координат, а также скорость полета, путевые углы, UTC время (Coordinated Universal Time).
Применение двух приемников 30, антенны 31, 32 которых разнесены по строительной оси S-S беспилотного вертолета 1, позволяет определять помимо координат положения вертолета 1, значение его курсового угла.The use of two
Интегрированная навигационная система 27 выдает истинный курс вертолета 1 в реальном масштабе времени. Полученные данные кодируются в соответствующие сигналы и передаются в бортовой компьютер 24 вертолета 1. Интегрирование данных, получаемых от инерциальной 28 и спутниковой 29 навигационных систем, минимизирует погрешность определения пространственных координат вертолета 1.The
Блок 33 системы управления бортовым оборудованием обеспечивает адекватное взаимодействие всех блоков и устройств вертолета 1.
Блок 34 автоматического управления исполнительными механизмами обеспечивает управление агрегатами по сигналам, вырабатываемым бортовым компьютером 24 в режиме реального времени.The
Блок 35 автоматического управления работой технологического модуля полезной нагрузки 11 обеспечивает управление регулированием, распределением и подачей потоков рабочих жидкостей, воздуха, топлива к блокам 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости, блокам 22 электростатического распыления, термомеханическим генераторам аэрозолей 23.The
Модуль 36 датчиков состояния органов управления передает информацию на центральный процессор бортового компьютера 24 о текущем состоянии органов управления вертолета 1.The
Модуль 37 датчиков внешней среды передает информацию на центральный процессор бортового компьютера 24 о параметрах внешней среды (скорости и направлении ветра, атмосферном давлении, температуре и влажности воздуха).The
Модуль 38 измерения высоты полета выполнен в виде ультразвукового или лазерного высотомера.The flight
Комплексирование блока управления 35 технологическим модулем 11 с бортовым компьютером 24 является робастным (устойчивым к внешним воздействиям и изменению параметров полета) в плане выполнения технологического процесса обработки сельскохозяйственных, лесных угодий и других объектов обработки.The integration of the
Исполнение бака 39 в форме эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей горизонтальной оси а-а и сплюснутого вдоль вертикальной оси в-в минимизирует лобовое сопротивление до предельно низкого значения, поскольку позади тела в виде эллипсоида вращения и эллиптического цилиндра с соотношением осей эллипса 6:1 при нулевом угле атаки отсутствует завихренная область пониженного давления за баком 39, что повышает аэродинамические характеристики вертолета 1 с учетом интерференции потоков от составляющих элементов технологического модуля 11 внесения рабочих жидкостей (Хайкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука.1971. С. 549-551. Альбом течений жидкости и газа: пер. с англ./ Сост. М. Ван - Дайк. – М.: Мир, 1986. С. 20-23).The execution of the
Выбранное расстояние z между стенками смежных камер 44, 45, 46, 47, не превышающее предпочтительно четвертой части половины малой вертикальной оси b-b и условие не совпадения осей 51, 52, 53 перфорированных отверстий 48, 49, 50 в смежных камерах 46 и 47, 46 и 45, 45 и 44, обеспечивает максимальную диссипацию энергии за один цикл колебания жидкости.The selected distance z between the walls of
Форма выполнения штанги 19, в виде эллиптического цилиндра минимизирует лобовое сопротивление вертолета 1.The shape of the
Выполнение штанги 19 технологического модуля полезной нагрузки 11 длиной Lш, не менее диаметра D несущего винта 9, и установка штанги 19 фронтально на расстоянии Ld, равном предпочтительно не менее половины диаметра D несущего винта 9 вертолета 1, позволяет минимизировать влияние воздушных потоков от несущих винтов 8 и 9 на качество распределения диспергируемой рабочей жидкости вертолетом 1.The implementation of the
Установка распылителей 21 последовательно в одном продольном ряду, перпендикулярном оси симметрии l-l штанги 19, с шагом расстановки t, предпочтительно большем ширины факела распыла bβ, равном значению тангенса половины угла раскрытия струи β, умноженному на длину lн нераспавшегося участка 84 плоскофакельной струи рабочей жидкости, обеспечивает исключение соударения соседних струй 85, изменение конфигурации факелов 86 и 87 и, как следствие, более равномерное распределение диспергируемой рабочей жидкости по ширине факела распыла bα .Installation of
Выбор шага T расстановки блоков 20 распылителей на штанге 19 с не менее чем двойным перекрытием Δbα смежных факелов распыла 86 и 87 с шириной распыла bα на рабочей высоте полета Hр обусловлен нормативными требованиями по равномерному распределению рабочей жидкости пестицидов, удобрений и других агрохимикатов на рабочей ширине захвата вертолета 1.The choice of the step T of the arrangement of the nozzle blocks 20 on the
Выбор площади каждого последующего распылителя больше на 0,25% площади предыдущего распылителя 21 обеспечивает возможность дифференциации норм внесения рабочих жидкостей.The choice of the area of each subsequent sprayer is 0.25% larger than the area of the
Выполнение электрода 88 в виде усеченного эллиптического полого конуса 89 с установленным соосно внутри эллиптического конуса 89 распылителем 90 с щелевым соплом 91, имеющим выходное отверстие в форме эллипса 92, вытянутого вдоль большей оси r-r, совпадающей с большими осями R1 – R1 и R2 – R2 оснований 93 и 94 эллиптического конуса 89 с большим углом раскрытия δ, предпочтительно равным углу факела распыла γ, и меньшим углом раскрытия ψ, предпочтительно равным углу раскрытия струи ϕ при заданном перепаде рабочего давления на распылителе 90 позволяет, во-первых, диспергировать рабочую жидкость с широким факелом распыла, во-вторых, иметь однородное электрическое поле и равномерный заряд диспергируемых капель рабочей жидкости.The implementation of the
Выполнение камеры сгорания 98 в термомеханическом генераторе в виде эллипсоида вращения, вытянутого вдоль большей продольной оси m-m, повышает энергию процесса сгорания топлива с увеличением давления и плотности продуктов сгорания смеси внутри камеры 98 и, как следствие, повышает мощность сгорания топливовоздушной смеси.The implementation of the
Выполнение входных отверстий 99 в камере сгорания 98 перфорированными обеспечивает равномерное распределение воздуха по всему объему камеры сгорания 98.Making the
Выполнение выходного конфузора 100 камеры сгорания 98 коноидальным фокусирует поток горячего газа при подаче его в жаровую трубу 101, обеспечивает хорошую динамическую устойчивость потока и снижает потери энергии потока при прохождении конфузора 100.The execution of the
Предпочтительное количество каналов 110 кольцевой камеры 103 для подачи рабочей жидкости не менее четырех и выполнение осей каналов кольцевой камеры 103 перпендикулярными продольной оси симметрии X-X генератора с их пересечением в одной точке G обеспечивает симметричность подачи рабочей жидкости в поток горячего газа.The preferred number of
Выполнение дефлектора 104 термомеханического генератора с углом α между плоскостью входа и плоскостью выхода потока, равным 45°, позволяет направлять газожидкостную смесь в виде широкого плоского факела вниз, перпендикулярно обрабатываемой поверхности. Форма дефлектора 104 в виде плоского криволинейного диффузора 111 позволяет уменьшить потери энергии при преобразовании кинетической энергии потока в потенциальную, обеспечить наиболее равномерное распределение взаимодействующих компонентов топливовоздушной смеси и рабочей жидкости, выровнять температуры горячего газа и рабочей жидкости с получением однородного спектра аэрозоля.The design of the
Беспилотный вертолет для дифференцированного внесения пестицидов, удобрений, других агрохимикатов, дезинфицирующих и противовирусных препаратов работает следующим образом.An unmanned helicopter for the differentiated application of pesticides, fertilizers, other agrochemicals, disinfectants and antiviral drugs works as follows.
В центральный процессор бортового компьютера 24 загружается полетное задание, в котором отображается в электронном виде маршрут полета и электронная карта-задание, являющаяся программой дифференцированного внесения удобрений или дифференцированной обработки пестицидами сельскохозяйственных полей, лесных и садовых насаждений в системе точного земледелия, либо программой целевой обработки дезинфицирующими и противовирусными препаратами заданного объекта обработки (прудов, болот, парковых зон, игровых полей). Для каждого объекта обработки устанавливаются границы, площадь, длина гона, координаты обрабатываемых элементарных участков, нормы внесения рабочих растворов удобрений, пестицидов, десикантов, дезинфицирующих и противовирусных препаратов, координаты стартовой точки и координаты точки окончания обработки, рабочая скорость и высота полета, траектория полета, координаты места заправки топливом и рабочими жидкостями.A flight task is loaded into the central processor of the on-
Вертолет 1 от мобильного транспортировщика-заправщика (не показано) заправляется топливом, в бак 39 через заправочную горловину 42 с контролем уровня по уровнемеру 41, в соответствии с программой внесения и обработки заливается рабочий раствор минерального удобрения, например, азотного или рабочая жидкость заданного пестицида, дезинфицирующего или противовирусного препарата. Бак 58 через заправочную горловину 59 с контролем уровня по уровнемеру 60 заправляется топливом для термомеханических генераторов 23.
По сигналу от бортового компьютера 24 системы автоматического управления полетом запускается двигатель силовой установки 7, производится раскрутка несущих винтов 8 и 9, воздух под винтами 8, 9 уплотняется, и создается дополнительная тяга, двигатель переводится во взлетный режим, бортовой компьютер 24 передает управляющие сигналы в блок системы управления бортовым оборудованием 33 и блок автоматического управления исполнительными механизмами 34, производится вертикальный взлет вертолета 1, который поднимается в воздух и в соответствии с программой полета, подлетает к точке стартовых координат начала обработки, при этом координаты, определяемые интегрированной навигационной системой 27, сравниваются с заданными координатами, введенными в программу траекторного полета. Модуль 37 датчиков внешней среды передает информацию на центральный процессор бортового компьютера 24 о параметрах внешней среды (скорости и направлении ветра, атмосферном давлении, температуре и влажности воздуха). Модуль 38 измерения высоты полета передает на центральный процессор компьютера 24 текущее значение высоты полета вертолета 1.On a signal from the on-
При подлете вертолета 1 к точке начала обработки и при достижении штангой 19 вертолета 1 координат начала обработки бортовой компьютер 24 передает через блок 35 по линии связи 114 управляющие сигналы в блок 12 к электродвигателю насоса 40, по линии связи 118 в блок регулирования и распределения потоков рабочей жидкости 16 к клапанам 72, 73, 74, расходомеру 75 и датчику 76. Клапан 72 открывается, включается в работу насос 40, клапаны 73, 74 включаются и устанавливаются на заданный перепад рабочего давления. Рабочая жидкость подается насосом 40 по гидролинии 124 через открытый запорный клапан 72 в клапан 73, который поддерживает заданное давление на входе в клапан 74 за счет байпасирования части потока жидкости по гидролинии 125 в бак 39. Из клапана 73 рабочая жидкость поступает в клапан 74, который поддерживает выходное значение перепада рабочего давления на заданном уровне или меняет перепад давления на выходе в соответствии с электронной картой-заданием дифференцированного внесения и обработки. От клапана 74 рабочая жидкость поступает в расходомер 75, который определяет текущее значение расхода и передает его по линии связи 119 в блок 35 и далее в компьютер 24, при этом датчик давления измеряет текущее значение давления потока жидкости, которое по линии связи передается в блок 35 и затем в компьютер 24. Бортовой компьютер сравнивает текущие значения расхода и давления потока жидкости с заданными и, при необходимости, корректирует значение параметров потока подачей управляющих сигналов в блок 16 по линии связи 118 через блок управления 35. Из блока 16 рабочая жидкость поступает в гидролинию групповой связи 134 блока 16 с блоками 20, 22, 23. Из гидролинии 134 рабочая жидкость поступает к блокам 20 автоматического диспергирования рабочей жидкости с распылителями 21, блокам 22 электростатического распыления, термомеханическим генераторам аэрозолей 23.When the
В процессе полета вертолета 1 по заданной траектории при внесении, например, жидкого азотного удобрения при некорневой подкормке зерновых культур бортовой компьютер 24 передает управляющие сигналы через блок 35 по линии связи 121 и далее по линии групповой связи 122, к блокам 20 автоматического диспергирования с распылителями 21, которые в соответствии с электронной картой-заданием автоматически открываются на заданную норму внесения рабочего раствора на каждом элементарном участке обрабатываемого поля, при этом при изменении доз азота на обрабатываемых участках, отображенных в электронной карте-задании, автоматически выбирается один или несколько распылителей 21, обеспечивающих заданную норму внесения раствора жидкого азотного удобрения. Увеличение нормы внесения рабочей жидкости по траектории полета вертолета 1 пропорционально включению в работу одного, двух, трех и более распылителей 21 в блоке 20, установленных на штанге 19 вертолета 1. При подаче управляющего сигнала на катушку электромагнита клапан 72 открывается, и, соответственно, открывает подачу рабочей жидкости в каждый из распылителей 21. Распылители могут работать как по отдельности, так и в совокупности, в зависимости от программы внесения пестицидов, удобрений и других агрохимикатов.During the flight of the
При выработке рабочей жидкости в баке 39, контролируемой уровнемером 41, сигнал от блока 12 поступает в блок 35 и далее в бортовой компьютер 24, который посредством приемников 30 фиксирует координаты точки положения вертолета 1 на заданной траектории обработки поля. Компьютер 24 передает управляющие сигналы через блок 35 по линиям связи 114, 118, 121, 122 на отключение насоса 40, закрытие клапана 72, распылителей 21. САУ направляет вертолет 1 к месту заправки рабочей жидкостью и топливом. После заправки САУ возвращает вертолет 1 в точку прерванного полета и процесс внесения продолжается.When the working fluid is produced in the
Для внесения пестицидов, например, гербицидов при обработке сельскохозяйственного поля, в бак 39 заливается рабочая жидкость гербицида. Подача рабочей жидкости гербицида в гидролинию групповой связи 134 осуществляется аналогично, как и при внесении рабочего раствора удобрения. Из линии связи 134 рабочая жидкость гербицида подается к распылителям 89. По сигналу от компьютера 24 управляющий сигнал через блок 35 поступает в блок 15. Включаются генераторы 64, 65. От генератора 64 высокое напряжение подается по электрической линии связи 128 на корпуса 89 индуцирующих электродов 88, а по электрической линии 129 на корпуса распылителей 90, установленных на левой части штанги 19. От генератора 65 высокое напряжение подается по электрическим линиям связи 130 и 131 соответственно на корпуса 89 индуцирующих электродов 88 и на корпуса распылителей 90, установленных на правой части штанги 19. Диспергируемая распылителями 90 рабочая жидкость, выходящая из сопла 91, на левой части штанги 19, заряжается положительно, а на правой части штанги 19 заряжается отрицательно, что обнуляет электрический потенциал на фюзеляже 2 вертолета 1. Диспергируемые капли рабочей жидкости гербицида приобретают избыточные электрические заряды, увеличивается сила притяжения капель к растениям, уменьшаются потери пестицидов, минимизируется их снос за пределы обрабатываемого участка и, как следствие, снижается загрязнение окружающей среды, что позволяет снизить установленные нормы внесения пестицидов. В процессе обработки сельскохозяйственного поля по траектории полета при перелете вертолета 1 с одного участка обрабатываемого поля на другой, отличающийся степенью засоренности сорными растениями, с учетом экономического порога вредоносности, приемник 30 ГЛОНАСС/GPS отслеживает и передает значение пространственных координат местоположения вертолета 1 в бортовой компьютер 24, который идентифицирует координаты, полученные от приемника 30, с координатами, заданными на электронной карте-задании обработки поля и в соответствии с ней дает управляющие сигналы через блок 35 в блок 16, который посредством клапана 72 отключает подачу рабочей жидкости к распылителям 90 и участки, с засоренностью ниже экономического порога засоренности, или не имеющие засоренность, не обрабатываются.For the introduction of pesticides, for example, herbicides when processing an agricultural field, the working fluid of the herbicide is poured into the
Для обработки объектов дезинфицирующими, противовирусными препаратами, а также пестицидами в бак 39 заливается соответствующий рабочий раствор препарата, заданного электронной картой-заданием, введенной в бортовой компьютер 24. В бак 58 блока 14 заливается топливо для работы термомеханического генератора 23.To treat objects with disinfectants, antiviral drugs, and pesticides, the corresponding working solution of the drug specified by the electronic task card entered into the on-
Подача рабочей жидкости препарата в гидролинию групповой связи 134 осуществляется так же, как и при внесении удобрений и электростатическом распылении пестицидов. Из линии связи 134 рабочая жидкость препарата подается в кольцевую камеру 108 термомеханического генератора аэрозолей 23.The supply of the working fluid of the preparation to the hydraulic line of the
По сигналу от компьютера 24 управляющие сигналы через блок 35 по линиям связи 115, 116 и 117 поступают в блоки 13, 14 и 15. В блоке регулирования подачи воздуха 17 открывается клапан 57, включается нагнетатель воздуха 54, воздух от нагнетателя 57 через обратный клапан 55 поступает в ресивер 56 и далее через открытый клапан 57 по воздухопроводу 126 в пропорциональный редукционный клапан давления воздуха 76 блока 17, из которого по воздухопроводу 135 воздух подается в распределительную пневмолинию 136, и далее, в патрубки подвода воздуха 105 термомеханических генераторов 23.According to the signal from the
В блоке 14 включается насос 62, и топливо из бака 52 по топливопроводу 127 подается в блок 18. Клапан запорный 81 открывается, и топливо поступает в клапан 79, поддерживающий установленное значение перепада давления топлива на выходе из клапана 79. От клапана топливо поступает в расходомер 80, измеряющий расход топлива с передачей текущего значения по линии связи 120 в блок 35, и далее в компьютер 24. Из расходомера топливо через открытый клапан 81 поступает по топливопроводу 137 в распределительный топливопровод 138, и далее в форсунки 107 для распыления топлива термомеханических генераторов 23.In
От источника электропитания 71 по электрической линии связи 132 под заданным напряжением подается ток к устройствам 105 для воспламенения топливовоздушной смеси в термомеханических генераторах 23.From the
Каждый термомеханический генератор аэрозолей 23 работает следующим образом.Each
Из патрубка 106 часть воздуха через перфорированные отверстия 99 поступает в камеру сгорания 98, другая часть воздуха, не нужная для горения, проходит по кольцевому каналу 103 вдоль жаровой трубы 101. Форсунка 107 распыляет топливо внутри камеры сгорания 98. Устройство 105 воспламеняет топливовоздушную смесь в камере сгорания 98. В результате сгорания топливовоздушной смеси горячие газы поступают в конфузор 100, который фокусирует поток горячих газов и увеличивает его скорость при входе в жаровую трубу 101. Поток горячего газа движется с большой скоростью в жаровой трубе 101. Одновременно в кольцевом канале 103 движется поток воздуха, охлаждая жаровую трубу 101 и, соответственно, поток горячего газа. Рабочая жидкость поступает в кольцевую камеру 108 и через каналы 110 впрыскивается в поток газа на выходе из жаровой трубы 101, далее смесь поступает в дефлектор 104, где происходит расширение газа, его охлаждение, и на выходе 113 из дефлектора 104 образование тонкодисперсной аэрозоли с широким факелом аэрозольного тумана, направленного вниз.From the
Применение беспилотного вертолета обеспечивает дифференцированное внесение удобрений, дифференцированную обработку пестицидами и другими агрохимикатами сельскохозяйственных полей, лесных и садовых насаждений в системе точного земледелия, десикацию сельскохозяйственных культур перед уборкой, целевую обработку дезинфицирующими и противовирусными препаратами прудов, болот, парковых зон, игровых полей и других объектов, снижение норм внесения, сведение к минимуму потерь и повышение эффективности действия удобрений, пестицидов, дезинфицирующих и противовирусных препаратов, уменьшение рисков загрязнения окружающей среды пестицидами, удобрениями и другими агрохимикатами до предельно допустимых концентраций, повышение производительности технологического процесса.The use of an unmanned helicopter provides differentiated fertilization, differentiated treatment with pesticides and other agrochemicals of agricultural fields, forest and garden plantations in the precision farming system, desiccation of crops before harvesting, targeted treatment with disinfectant and antiviral drugs of ponds, swamps, park areas, play fields and other objects , reducing the application rates, minimizing losses and increasing the effectiveness of fertilizers, pesticides, disinfectants and antiviral drugs, reducing the risks of environmental pollution with pesticides, fertilizers and other agrochemicals to maximum permissible concentrations, increasing the productivity of the technological process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107492A RU2754790C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107492A RU2754790C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754790C1 true RU2754790C1 (en) | 2021-09-07 |
Family
ID=77670010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021107492A RU2754790C1 (en) | 2021-03-22 | 2021-03-22 | Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754790C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779780C1 (en) * | 2022-04-07 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial robotic complex for pesticide application |
CN117585159A (en) * | 2023-12-04 | 2024-02-23 | 广东新网工程技术有限公司 | Aerial work paint spraying equipment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1586042C (en) * | 1988-07-05 | 1994-10-30 | Акционерное общество "Панх" | Apparatus for sprinkling from helicopter |
WO2016192024A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Spraying system having a liquid flow and rotating speed feedback |
RU2622617C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-06-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Aircraft complex for differentiated liquid chemization |
US20180319499A1 (en) * | 2015-11-02 | 2018-11-08 | Pulse Aerospace LLC | Disbursement system for an unmanned aerial vehicle |
-
2021
- 2021-03-22 RU RU2021107492A patent/RU2754790C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1586042C (en) * | 1988-07-05 | 1994-10-30 | Акционерное общество "Панх" | Apparatus for sprinkling from helicopter |
WO2016192024A1 (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-08 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Spraying system having a liquid flow and rotating speed feedback |
US20180319499A1 (en) * | 2015-11-02 | 2018-11-08 | Pulse Aerospace LLC | Disbursement system for an unmanned aerial vehicle |
RU2622617C1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-06-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Aircraft complex for differentiated liquid chemization |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779780C1 (en) * | 2022-04-07 | 2022-09-13 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial robotic complex for pesticide application |
RU2789929C1 (en) * | 2022-09-29 | 2023-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Unmanned aerial sprayer |
RU2793489C1 (en) * | 2022-10-19 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Multifunctional unmanned aerial system for spraying plants in hard-to-reach places |
RU2808295C1 (en) * | 2023-05-31 | 2023-11-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial vehicle for spraying pesticides on row crops |
RU2811604C1 (en) * | 2023-10-03 | 2024-01-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Unmanned aerial vehicle for applying pesticides in fruit farming and nursery farms |
CN117585159A (en) * | 2023-12-04 | 2024-02-23 | 广东新网工程技术有限公司 | Aerial work paint spraying equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2021290406B2 (en) | Automatic target recognition and dispensing system | |
US10364029B2 (en) | Drone for agriculture | |
KR101956345B1 (en) | Agricultural control equipment | |
Huang et al. | Development of a spray system for an unmanned aerial vehicle platform | |
US20160355258A1 (en) | Aerial Fluid Delivery System | |
US20220135225A1 (en) | Systems and methods to control aerial distribution of materials | |
KR102044300B1 (en) | Agricultural chemicals tablet discharging apparatus for drone | |
KR20180103838A (en) | Spray system for unmanned aircraft | |
RU2754790C1 (en) | Unmanned helicopter for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals in precision farming | |
WO2015161352A1 (en) | Unmanned aerial vehicle (uav) used for agricultural activity and the application of pesticides and fertilizers | |
Giles et al. | Performance results, economic viability and outlook for remotely piloted aircraft for agricultural spraying. | |
KR102339375B1 (en) | Unmanned aerial vehicle for spraying medicine and its control method | |
CN115697844A (en) | Unmanned aerial vehicle with drip spray head and method for applying pesticide by using unmanned aerial vehicle | |
Izmaylov et al. | Substantiation of parameters of unmanned aerial vehicles for pesticides and fertilizers application in precision farming system | |
CN105966799A (en) | Anti-tilting and anti-swaying medicine box for aerial spraying plant protection | |
RU2769411C1 (en) | Unmanned tethered aviation complex for application of pesticides and agrochemicals in precision agriculture | |
EP4312531A1 (en) | Method for delivering liquid by ejecting a continuous jet and system for implementing said method | |
RU2622617C1 (en) | Aircraft complex for differentiated liquid chemization | |
RU2452663C2 (en) | A.b. nikitin' s ''amo-3'' aircraft spraying system | |
RU2703198C1 (en) | Aerostatic robot device for monitoring and application of plant protection agents, fertilizers in precision agriculture | |
RU2793020C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for pesticide application in precision horticulture | |
RU2808292C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for treating garden trees and shrubs with pesticides | |
Giles | Remotely Piloted Aircraft for Agricultural Spraying: Multiple-Season Results in Commercial-Scale Applications | |
Spillman | Atomizers for the aerial application of herbicides—ideal and available | |
RU2811604C1 (en) | Unmanned aerial vehicle for applying pesticides in fruit farming and nursery farms |