农用双控喷雾飞机设计

徐桃 解纯玉

摘要：为降低农业从事工作者的工作强度，促进机械化生产，提高工作效率。特设计一款操纵简便，稳定性高，成本低廉。方便大范围推广的农用喷雾飞机。该机具有双操作系统，人工操作和遥控操作（预编程操作）；单架喷雾飞机可实现双药物喷洒无需中途更换药物，自带喷雾管道清洗。防止药物混杂残留。可实现一次上机，喷洒双种农作物或双种药液。减少劳动浪费，提升机器资源利用率；整机保护装置，防止飞机空中停机、故障。防止药物泄露，对环境造成污染，保证主要零部件的安全，降低损失成本；整架飞机均为拼装设置，闲余时间可拆卸零放，减少占地面积。

关键词：喷雾飞机；单机双药液；双操作系统

一、工作目的与研究原因

工作目的：降低农业从事工作者的工作强度，促进机械化生产，提高工作效率。

研究原因：随着城镇化建设，成立大型农业合作社已成为必然趋势，大量的耕地由少量的人员耕种，小型农业喷雾器已无法满足大范围工作的需求。如今各类喷雾飞机不胜凡举，相对而言价格偏高，难以普及到广大农民。研究小型民用且低价稳定的农业喷雾飞机的迫切要求已提上日程。

二、整机设计展示

2.1单机双药液喷洒转换组

主体采用直径50cm的油罐型容器，三个固定外接孔，一个为喷雾管道，一个为压力孔，第三个为药液注入。外加同种外形不锈钢外壳，三个同心隔板由一轴固定连接在一起，将容器均匀分成三部分，轴的一端连外界控制器，通过机械齿轮或机动使轴转动，进而带动隔板旋转。三个隔板空间，分别装有药液A、药液B、以及清水或清洗剂。当一种药液喷洒完毕或不在需要时，转动隔板轴，驱动隔板区域旋转，首先进行清水转化，稀释喷雾管道中残留的药液A，然后再次驱动轴转动，转到药液B对应的隔板区间，再次进行压力注入，使药液B流入喷雾管道进行作业。从而降低飞机起降次数，提升整机的利用效率，更大范围的进行药物喷洒作业。

2.2转向控制件

一个转向控制件，通过中心滑块，调动自身位置，可实现两种转向控制。当滑块处于右侧位置可实现控制杆双向操作均能使机翼右转。当滑块处于左侧位置时，可实现飞机左转弯。减少了零件的使用，简化操作系统，降低成本及维修费用，同时带有自锁功能，当滑块处于中心位置时，实现自锁功能。即无论操纵杆如何转动均不能带动机翼副翼转动，飞机处于直线运动，可预防误操作及副翼故障造成的转弯。

2.3双操作系统

简易的控制装置，可实现机翼的升降，转向，降落等常用必备操作。保留座椅位置。同时装有遥控继电器，接受3000米以内的遥控信号，实现远程控制，相当于遥控飞机的放大版本。适用于飞机有效载荷降低，飞机起降跑道较短，情况复杂危险性高的环境。同时降低载荷，延长飞机使用寿命。可携带摄像器材，在无法连接到无线信号的情况下可将收集到的信息储存，回航时便可观看，适用于农作物的观测，水位监控，以及其他农用勘测作业。在能搜到无线信号的地区，可将带有远程控制或屏幕分享的软件器材装在飞机底部，实现实时数据传输。例如一个像素较高，安装有类似QQ视频的手机，只要事先将手机器材切换到需要的功能。

2.4整机保护

飞机再空中作业时，遇到机械故障或不可抗拒的外力导致空中停车，螺旋桨停转的情况。尽管固定翼飞机不同于直升机，在停车后不会直线降落，可利用滑翔降低对人员及设备的损害，但是在高重、高空、高速的条件下降落到地面产生的撞击依旧会对人员造成伤害。即便有些飞机会在驾驶舱安装气囊，保护人员安全，但是飞机也会受到极大的损害（对于弹射座椅，由于要求过高，造价成本等原因考虑，不适合低端农用飞机使用）。该型飞机在机身两侧偏后位置安装有紧急降落伞，降落伞处于一个油罐类型的桶里，该桶上下两端的盖体均通过机械装置控制，且连接两侧降落伞的轴为转动轴，可实现两桶的轴向旋转，以确定桶的低端正好與风向及飞机滑向平行。然后控制两端的盖体，使其旋转脱离。风从低端高速流入，将降落伞推出，等到飞机速度降低，再次开启机头位置的降落伞装置，使其三点承受升力，确保飞机能平稳安全的落地。

三、控制装置使用说明

座椅前边设有两个踏板，一个操纵杆。左侧踏板控制尾翼方向舵左转，右侧踏板控制尾翼方向舵右转。操纵杆可向四个方向控制，向前，则控制尾翼升降舵，适用于降落时或飞机上升高度。左右方向结合控制件的滑块位置实现机翼副翼左右升降，从而实现转弯功能。控制台显示：温度显示，高度显示，平衡状态显示。

平衡状态显示：在透明软管里倒入红色液体，将软管两端对齐对称的固定在控制台两侧，底板刻有数值，当右侧数值升高时，则表明左侧机翼处于高位，当数值达到警戒线时，需控制操纵杆及时转向保持平衡，以免发生侧翻。

参考文献

[1]贾玉红 何景武《现代飞行器制造工艺学》 出版社：北京航空航天大学出版社出版时间2010-8-1起止页码：13-17；114-134

[2]薛明德，向志海《飞行器结构力学与基础》出版时间2009-9-1起止页码：12-16