气象要素对植保无人机飞行作业的影响分析

梅玲

摘要 随着我国农业的快速发展，在工业生产中逐渐引入高科技设备。在防治病虫害的过程中，引入植保无人机进行飞行作业。就气象要素风、气温、降水、能见度、雷电和低云对植保无人机飞行作业的影响进行了分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。

关键词 气象要素;植保无人机;影响

中图分类号：V279.2 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0031–02

新疆昌吉主要种植棉花和冬小麦，为夯实稳产基础，引进了植保无人机，用以增强对病虫害的抗病力，加快推进小麦和棉花的标准化生产。虽然植保无人机取得了显著的成就，但是不可控因素太多。分析气象因素对植保无人机作业的影响，并做好植保无人机的完善工作，以提高植保无人机作业的质量和效率。

1 气象要素概述

气象要素是指可以展现基本气象状态的物理量和天气现象，本文对一些主要气象要素做简要概述。气温是通过空气分子运动的平均动能所表示的一种冷热程度的物理量;湿度是指空气中水汽的含量或潮湿的程度;风向风速是用来表示空气相对于地面所进行的运动;云是悬浮在空气中的大量水滴和冰晶组成的可见聚合体。在进行天气观测时，往往会衡量云的形状、高度和云量;常见的降水现象有雨雪，冰雹等，主要指云中降落的液态水和固态水;气象能见度是指视力正常的人，在一定的天气条件下，能够从天空背景中看到和辨认出目标物（黑色、大小适度）的最大水平距离，气象能见度是气象要素观测中的基本项目之一。

植保无人机的飞行作业很大程度上受到气象要素的限制。随着气象要素的变化，对植保无人机飞行作业的影响也有所不同。

2 植保无人机飞行分析

近年来，无人机在多个领域得到了广泛的应用。如植保无人机服务于农业的发展。植保无人机相较于传统的机械操作具有几大特点：更高效、具有安全保障，对虫害的防范效果较好，以及投入成本较低。无人机具有较高的喷洒效率，比人工喷洒农药的效率高出几十倍，可以有效地提高作业效率。同时，通过遥控器遠程操控植保无人机喷洒农药，有效地避免了现场工作人员对农作物中毒的情况，提高了喷洒作业的安全性。

3 气象要素对植保无人机飞行作业的影响

植保无人机在大气层中飞行，气象因素的影响举足轻重。天气是限制飞行的主要因素，与无人机的安全息息相关[1]。事先了解天气状况、气候条件以及空中能见度等情况具有重要意义。掌握无人机运行过程中所需的各种设备和环境参数（包括飞行高度和航程）并准确预测其可能发生危险的程度及危害范围，将有利于飞行作业的开展。气象因素对植保无人机作业的影响是不可避免的，要事先通过天气预报，了解天气情况，以便做出相应的工作计划。通过有效的措施来降低气象要素对植保无人机飞行作业的影响。

3.1 风的影响

在所有气象因素中，风对植保无人机作业效果的影响最大。较大的风会使水滴漂移。如果风速超过3 m/s，则不适合使用植保无人机进行喷洒作业。野外试验发现，在风速2 m/s、植保无人机飞行高度1.5 m的条件下，作业喷雾幅度的偏移量可以达到喷雾幅度的一半以上。植保无人机的风阻与其最大平飞速度有关。理论上，植保无人机可以在不超过最大平飞速度的风级下飞行。然而，在植保过程中，3级以上的风会引起药物漂移[2]。风力大于4级的天气应暂停作业，严禁风力大于6级的天气作业，否则可能发生安全事故。因此，建议在有风的情况下，根据风力大小来确定是否作业和作业高度。首先，遇到强风切变天气时，飞行管制员应随时关注植保无人机的地面速度和偏航情况，及时修正航路，计算航行时间，确保植保无人机往返平稳。其次，根据风向改变航路，避免植保无人机在侧风切变条件下飞行，确保飞行安全。

3.2 气温的影响

一般情况下，植保无人机的电池工作温度为20℃～30℃，较大的温差不利于植保无人机电池正常工作。温度过低会使电池损失大量的能量，严重时会造成电池的损坏。而温度较高则会造成植保无人机在喷洒农作物时加快药物蒸发速率，产生上升气流无法实现对农作物喷洒药物的预期效果。通常植保无人机在白天作业，容易遇到温度不合适的情况，这就需要密切关注气象预报，选择合适的天气进行作业[3]。

3.3 降水的影响

由于植保无人机的诸多部件在遇水时会发生老化，雨天不建议植保无人机开展作业。植保机不适宜在雨、雪、冰雹天气飞行。准备起飞时，哪怕只有零星的小雨点，也不要冒险起飞，在出行前可以查看天气预报中的降水概率和降水强度。同时，遇到降雨会使已施的药剂受到冲刷而流失，不仅降低了药效，而且还污染了江河水域。一般药剂对雨水的抗冲刷力不强，尤其是粉剂和非内吸剂。

3.4 能见度的影响

能见度对于植保无人机在起飞和降落时的影响很大，尤其是在飞机降落时，直接影响操作员在决断高度之前能否目视跑道。毕竟操作员看不见跑道，仅仅依靠盲降引导操作飞机降落是极其危险的。低空云中飞行时，能见度差，影响对障碍物的观察，也是十分危险的。每年都会出现因为恶劣能见度导致大量的植保无人机作业效率低下，事故频发。植保无人机飞行时要求能见度大于1 km。

3.5 雷电的影响

在雷电天气，无论是植保无人机还是相关设备都有可能会引雷，有潜在危险。雷电既可能使无人机遭雷击，又能使无线电通信和电子设备受到干扰，雷电可能同时还伴有冰雹、闪电、龙卷等强天气，严重影响着植保无人机设备。为了保障安全，不建议雷电天气条件下植保无人机工作。2018年7月，湖南省益阳市郝山区，植保无人机在工作时，受到雷电的干扰，险些出现无人机伤人事故。

3.6 低云的影响

低云对植保无人机飞行的影响主要来源于伴随低云的强天气。其中，积雨云和浓积云对植保无人机影响最大。植保无人机的上升阶段离地面非常近。一旦出现强风切变、侧风和强下沉气流，飞机就会发生失速和降落，响应时间很短。

4 结语

综上所述，植保无人机在进行工作时需要密切关注气象要素的变化及气象预报和预测情况，做好飞行作业计划安排，一旦气象条件不允许时，要禁止植保无人机开展飞行作业，或对已经开始飞行作业的植保无人机采取立即回收[4]。值得注意的是，植保无人机需要专业的人员进行操作，需要对无人机的操控人员加强培训，使其熟练地掌握每一个操作技巧，具备面对气象变化的应变能力。这样才会降低气象要素对植保无人机带来的威胁，更加有利于农业的发展。

参考文献

[1] 陈婷，杨泓，李亚玲.气象要素对多旋翼无人机飞行的影响[J].中国设备工程， 2018（1）：170-171.

[2] 林正平，洪峰，刘鹤，等.浅析影响植保无人机作业效果的主要因素[J].中国植保导刊，2019，39（4）：70-72，85.

[3] 新农.影响植保无人机作业的环境因素[J].农业装备技术，2018，44（4）：50.

[4] 屠先志.影响植保无人机作业的环境因素[J].农业开发与装备，2019（1）：144..

责任编辑：黄艳飞