The calculation of aircraft cost is stated necessary to assess the economic feasibility of their operation, as well as in agriculture, the possibility of acquiring new ones, and to justify air transportation tariffs. (Research purpose) The research purpose is to substantiate the methodology and calculate the prime cost of using BAS-137 VIM unmanned aerial system for the application of pesticides, fertilizers and other agrochemicals. (Materials and methods) When developing the methodology for calculating the prime cost of using an unmanned aerial system for applying pesticides and fertilizers, the Guidelines for determining the cost of domestic and international flights for Russian airlines were used. (Results and discussion) We have obtained the main dependences of the prime cost of using BAS-137 VIM for the introduction of working fluids: on the application rate, the field rut length, the distance of approach to the refueling place, and the operating flight speed. (Conclusions) The authors developed a methodology for calculating the prime cost of using an unmanned aerial system for applying pesticides and fertilizers, including direct and indirect operating costs. It was found out that at the working fluid application rates of 5-100 liters per hectare, the changes in the cost of using BAS-137 VIM are within the range from 280.9 to 1315.5 rubles per hectare. At an application rate of 10 liters per hectare within the rut length of 0.3-2.0 kilometers, the application prime cost is 307.1-529.5 rubles per hectare. It was obtained that at the application rates of 5-20 liters per hectare and the rut length of 0.6-1.0 kilometers, the prime cost will be the lowest, within the range of 264-369 rubles per hectare at an operating flight speed of 60 kilometers per hour and within the range of 482-587 rubles per hectare at a flying speed of 30 kilometers per hour. It was shown that with a twofold increase in BAS-137 VIM operating speed, the prime cost decreases by 1.2-1.5 times.
Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Российская Федерация Реферат. Цифровое сельское хозяйство предопределяет развитие роботизированных агротехнологий применения пестицидов и удобрений с использованием беспилотных авиационных систем, основу которых составляют беспилотные летательные аппараты с определенной полезной нагрузкой для мониторинга сельскохозяйственных угодий и внесения агрохимикатов. (Цель исследований) Разработать технологию дифференцированного внесения пестицидов и удобрений с помощью беспилотных летательных аппаратов в цифровом сельском хозяйстве. (Материалы и методы) В ходе работы использовали Методические рекомендации по применению средств химизации в системе точного земледелия (ВИМ), нормативно-техническую документацию на беспилотные авиационные системы. (Результаты и обсуждение) Показали, что разрабатываемая технология включает последовательное выполнение информационных и технологических операций в режимах off-line и оn-line. Установили, что норма внесения рабочей жидкости пестицидов 10-20 литров на гектар сокращает потери вследствие сноса из зоны обработки и обеспечивает наибольшую производительность внесения пестицидов с применением беспилотных летательных аппаратов. Определили, что производительность обработки поля возрастает с повышением длины гона и уменьшается с увеличением нормы расхода рабочей жидкости. Выявили рациональные значения длины гона-0,8-3,2 километра. Установили требования к качеству авиационного опрыскивания. Доказали, что для увеличения производительности беспилотных летательных аппаратов при подкормке растений необходимо использовать их с большой полезной нагрузкой-300-400 килограммов. (Выводы) Разработали технологию дифференцированного внесения пестицидов и удобрений с помощью беспилотных летательных аппаратов, алгоритмы подготовки аппаратов к полету, мониторинга сельскохозяйственных угодий, создания ортофотоплана полей, электронных карт вегетационных индексов, фитосанитарного состояния посевов, дифференцированного внесения пестицидов и удобрений. Ключевые слова: цифровое сельское хозяйство, точное земледелие, беспилотные летательные аппараты, пестициды, удобрения, дифференцированное внесение.
The processing of agricultural crops using unmanned aerial vehicles is accompanied by the drift of the aerosol cloud under the influence of wind and the uneven density of droplet deposition on the surface of plants. We can improve the processing efficiency by implementing an electrostatic charging system for working fluid drops. (Research purpose) The research purpose is in preparing an analytical review of existing systems for electrostatic charging of working fluid droplets on unmanned aerial vehicles. (Materials and methods) Authors reviewed patents, scientific papers in the field of development, evaluation of the operation parameters and efficiency of the electrostatic spraying system of working fluid on unmanned aerial vehicles. The article gives criteria for the effectiveness of the electrostatic spraying system. (Results and discussion) Authors have described the main method of electrostatic charging of droplets, which has proven itself according to such criteria as safety, energy consumption and design simplicity. The article describes an electrostatic spraying system, the design and operating principle of which are the basis of modern systems for electric charging of working fluid drops installed on ground and aviation equipment. Authors found out the optimal flight altitude, which provides the highest density of working fluid drops on the treated surface. (Conclusions) The use of an electrostatic spraying system on unmanned aerial vehicles increases the density of droplets of sprayed liquid by 33 percent. The article shows that the use of nozzles with a fan-shaped spray torch reduces the distance of aerosol droplets drift in a crosswind by 1.5-2 times compared to nozzles with a cone-shaped spray torch. The electrostatic spraying system slightly increased the density of droplet deposition in the lower part of the plants (targets).
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. Ключевые слова: точное земледелие, беспилотные летательные аппараты, почвенное плодородие, фитосанитарное состояние посевов, внутриполевая вариабельность, дифференцированное внесение удобрений и пестицидов.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.