'FSBI All Russian Research Institute for Mechanization in Agriculture (VIM)'
Doi
Abstract
The use of unmanned aerial vehicles (UAVs) in agriculture is an innovation for Russia and has great potential, especially when implementing the tasks of precision farming. The directions of using UAV in agriculture are considered. It is shown that for the differentiated application of fertilizers and pesticides, it is most expedient to use UAVs of helicopter and rotary-wing type flying at low speeds (30-40 km/h) and low altitudes (0.5-1.5 m) with a large payload (300-400 kg), as they most fully meet ecological and environmental requirements and ensure the safety of modern human-machine systems. The basic requirements to the quality of the technological operation for the variable rate application of fertilizers and pesticides with the help of unmanned aerial vehicles have been developed: the rate of application of fertilizer working fluids 50-200 l/ha with a discreteness of doses of 10-15 kg active fraction per hektar (25-40 l/ha), pesticides -10-20 l/ha with discreteness of 5 l/ha, median mass diameter of droplets - 250-300 mkm, uneven distribution of working fluid over the operating width is no more than 15 percent, demolition of working fluids outside the treated area is no more than 20 percent, time of control index setting at the boundaries of the allocated plots is no more than 1.1 s; operating speed of the flight is not more than 40 km/h, the altitude of the flight when applying fertilizers and pesticides equals 1.0-1.5 m.Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сельском хозяйстве является инновацией для России и имеет большой потенциал, особенно при реализации задач точного земледелия. Рассмотрены направления использования БПЛА в сельском хозяйстве. Показано, что для дифференцированного внесения удобрений и пестицидов наиболее целесообразно использовать БПЛА вертолетного и винтокрылого типов, летающие на малых скоростях (30-40 км/ч) и небольших высотах (0,5-1,5 м) с большой полезной нагрузкой (300-400 кг), поскольку они наиболее полно соответствуют экологическим и природоохранным требованиям и обеспечивают безопасность функционирования современных систем «человек - машина». Разработаны основные требования к качеству выполнения технологической операции по дифференцированному внесению удобрений и пестицидов с помощью беспилотных летательных аппаратов: нормы внесения рабочих жидкостей удобрений 50-200 л/га с дискретностью доз 10-15 кг д.в./ га (25-40 л/га), пестицидов - 10-20 л/га с дискретностью доз 5 л/га, медианно-массовый диаметр капель - 250-300 мкм, неравномерность распределения рабочей жидкости по ширине захвата - не более 15 процентов, снос рабочих жидкостей за пределы обрабатываемого участка - не более 20 процентов, время установки заданной дозы на границах выделенных участков - не более 1,1 с; рабочая скорость полета - не более 40 км/ч, высота полета при внесении удобрений и пестицидов - 1,0-1,5 м
