CC BY
52
по стоимости и обеспечивают высокую точность при работе. Механический редуктор волнового типа не имеет люфта, присущего обычным зубчатым передачам. Его динамическая ошибка типа «гистерезис» находится на уровне 1-3 угловых секунд. В случае использования в электродвигателях механического редуктора с планетарной передачей и при значительном по величине моменте нагрузки существуют зоны нечувствительности редуктора, что приводит к ухудшению точности позиционирования [5]. В такой ситуации для повышения точности требуется усложнение алгоритмов управления стендом, предварительной калибровки и формирования сигналов коррекции [6].
В сочетании с высокой угловой разрешающей способностью абсолютного энкодера электромеханический привод рамки позволяет выставить угловое положение рамки с точностью до 2 угловых минут по отношению к горизонтальной земной плоскости. Угловая разрешающая способность инкрементальных энкодеров обеспечивает относительное перемещение рамок и полезной нагрузки с точностью до 1 угловой секунды. Круговое движение и передачу 20 информационных сигналов целевой нагрузки обеспечивает вращающееся контактное устройство.
Для статической проверки и калибровки акселерометров в пределах ускорения происходит выставка посадочного столика в определенных угловых положениях. Для контроля чувствительности, смещения нуля акселерометра можно применять способ формирования центробежных [7] и кратковременных тангенциальных ускорений.
Перспективное направление использования стенда - полунатурное моделирование полета БЛА с размещением видеосистемы на подвижных рамках, исследование точности работы автоматических систем стабилизации и сопровождения объектов. ЕЗ
http://innosfera.by/2017/02/setting_systems
ЛИТЕРАТУРА
1. Трехосевой стенд вращения и позиционирования AC3350 / Буклет по техническим характеристикам, ACUTRONIC Switzerland Ltd, Bub ikon.— Switzerland.
2. Tschirky M., Kaegi M., Zana L. Inertial MEMS Testing New Challenges in Motion Simulation / Acutronic USA Inc. Symposium Gyro Technology.- Germany, 2009.
3. CAE7000 Series is a high-end customized full-flight simulator // cae.com.
4. Александров В.В. Математические задачи динамической имитации полета.- М., 1986.
5. Щавлев А.А, Левадный А.Н. Отчет о патентных исследованиях НИОК(Т)Р «Разработать и внедрить комплексный динамический стенд для настройки и отработки пилотажно-на-вигационных комплексов (ПНК) и гиростабилизированных видеосистем БЛА», УДК 531.383+629.735, № ГР 20140915, 2015 г.
Федор Привалов,
генеральный директор НПЦ по земледелию НАН Беларуси, член-корреспондент
Альбин Зизико,
инженер-инспектор по безопасности полетов, пилот ООО «Стрингфилд»
6. Захаров А.Г.,Самсонович С.Л. Выбор параметров коррекции канала динамического моделирующего стенда // Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. С. 42-46.
7. Козлов Д.П. Использование поворотных столов и вибростендов для калибровки микромеханических акселерометров, 2014.
В настоящее время в области химических обработок сельхозугодий начали применяться сверхлегкие летательные аппараты (СЛА) сельскохозяйственного назначения, особенно класса «дельталет». С помощью данной техники стало возможным сравнительно недорого выполнять авиационно-химические работы (АХР) новым методом ультрамалообъемного опрыскивания (УМО), недоступные малой авиации и наземным опрыскивателям.
Еще в 70-е гг. прошлого столетия Всероссийским институтом фитопатологии было доказано, что обработка пестицидами методом УМО посредством вращающихся распылителей жидкости (ВРЖ) с нормой расхода рабочей жидкости 5 л/га и размером капель менее 150 мкм эффективнее и выгоднее традиционного наземного опрыскивания, что подтвердили и исследования, выполненные в 2015 г. Научной станцией по сахарной свекле НПЦ по земледелию НАН Беларуси при поддержке Института защиты растений (табл. 1).
Высокая эффективность УМО обусловлена тем, что при мелкокапельном ультрамалообъем-ном опрыскивании сверхлегкими летательными
л
А
дельталеты
химическом
^ обработки сельскохозяйственных угодий
аппаратами с ВРЖ формируется аэрозольное облако с шириной захвата 20-30 м с каплями очень маленького диаметра, кото рые проникают в кутикулу (надкожицу) растения и лучше усваиваются им. К тому же значительно меньше химического раствора просто стекает на землю, а потребности в доставке воды при этом к обрабатываемому полю по сравнению с обычным опрыскиванием снижаются в 40-60 раз.
По данным Краснодарского института применения авиации в народном хозяйстве [1-3], потери на колее составляют на зерновых 5-7%, на рапсе - 10-12%. В табл. 2 приведены потери урожая на одном гектаре от колеи наземной техники в зависимости от урожайности и процентного соотношения потерь.
На рис. 1 показана планируемая польза от системного (последовательно-параллельного) использования авиации (дельталетов) совместно с наземной техникой с целью минимизации потерь от колеи. Видно, что величина чистой прибыли от реализации проекта по минимизации потерь на колее тем больше, чем меньше разница в затратах на наземное опрыскивание
Вариант Тиофанат-метил Эпокси-коназол
Наземный способ опрыскивания (200 л/га) 2,28 0,78
Авиационный методом УМО (5 л/га) 3,1 1,43
Соотношение содержания действующего вещества в ботве: авиа-УМО/наземный 1,36 1,83
Таблица 1. Содержание действующих веществ фунгицида «Страж КС» в ботве сахарной свеклы, мг/кг
по сравнению с авиационным. И если они будут соразмерными, то сельхозпроизводитель получит стопроцентную прибавку к урожаю от исключения потерь на колее (табл. 2).
Снизить затраты на авиационное опрыскивание до уровня наземного можно путем применения сравнительно недорогой, но эффективной авиационной техники сельскохозяйственного назначения, а именно СЛА класса «дельталет». При этом необходимо правильно организовать совместную деятельность «сельхозпроизводитель - авиация», суть которой заключается в наличии у сельхозпроизводителя собственного дельталета с экипажем (летчик, техник).
УМО может выполняться двумя классами СЛА: самолетами и дельталетами (рис. 2). По данным Всесоюзного научно-исследовательского института применения авиации в народном хозяйстве гражданской авиации Министерства транспорта РФ и Краснодарского института применения авиации в народном хозяйстве, по критерию «эффективность-стоимость» на АХР методом УМО вторые превосходят первые более чем в 1,4 раза [1], что подтвердила практика их применения. Это объясняется особенностями эксплуатации разных классов авиационной техники. Например, если для хранения всего лишь одного самолета требуется полноценный ангар, то для двух дельта-летов достаточно одного стандартного гаража.
Параметр Урожайность (ц/га) Потери (%)
(Характер потери) 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 480 560 800 960 | 5% (зерновые) 6% (зерновые) 7% (зерновые) 10% (рапс) 12% (рапс)
Потери урожая от колеи (кг/га) 120 140 150 175 210 210 245 240 280 270 315 300 350 330 385 360 420 390 455 420 490 450 525
200 240 250 300 300 360 350 420 400 480 450 540 500 600 550 660 600 720 650 780 700 840 750 900
Потери на зерновых (0,125 долл./га) 13 16 19 22 25 28 31 34 38 41 44 47 50 5% (зерновые)
15 19 23 26 30 34 38 41 45 49 53 56 60 6% (зерновые)
18 22 26 31 35 39 44 48 53 57 61 66 70 7% (зерновые)
Потери на зерновых 15 19 23 26 30 34 38 41 45 49 53 56 60 | 72 84 | 5% (зерновые) 6% (зерновые) 7% (зерновые)
(0,15 долл./га) 18 21 23 26 27 32 32 37 36 42 41 47 45 53 50 58 54 63 59 68 63 74 68 79
Потери на рапсе 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 - - - 10% (рапс)
(0,3 долл./кг) 72 90 108 126 144 162 180 198 216 234 - - - 12% (рапс)
Потери на рапсе 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 - - - 10% (рапс)
(0,4 долл./кг) 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 - - - | 12% (рапс)
Таблица 2. Потери урожая на колее от наземной техники на одном гектаре
Рис. 1.
Графическая
иллюстрация
прогнозируемой
пользы
от системного
использования
авиации
(дельталетов)
совместно
с наземной
техникой с целью
минимизации
потерь на колее
от наземной
техники
| Рис. 2.
| ВыполнениеАХР
I методом УМО
~ посредством
^ сверхлегкой
£ авиации класса
1 «самолет»
Я1
2 украинского | производства
1 Х-32 (А) и класса
| «дельталет»
3 российского производства
32 МД-50С (Б)
При перебазировании на значительные расстояния из одного района выполнения АХР в другой дельталет может перевозиться на автомобильном прицепе или просто в сцепке с легковым автомобилем (рис. 3).
Время подготовки дельталета к транспортировке наземным способом в сцепке с легковым автомобилем составляет 30-40 мин. А экипаж самолета должен осуществить перелет, на что дополнительно тратится дорогостоящий ресурс авиационной техники. Необходимо отметить и то, что дельталет предпочтительнее с точки зрения безопасности и комфортности применения на АХР.
Все это в совокупности приводит к снижению стоимости обработок посредством дельта-летной авиационной техники и при правильной организации взаимодействия становится соразмерным со стоимостью работ наземной техникой в южных регионах России и на Украине, где длина полей составляет 3-5 км и более.
В Беларуси с небольшими площадями и сложной конфигурацией контуров полей преимущества в выполнении АХР методом УМО с помощью сверхмалой авиации и дельтале-тов по сравнению с наземной техникой не очевидны и требуют соответствующего практического подтверждения. В этой связи планируется выполнение в течение не менее 3 лет проекта «Интенсификация растениеводства посредством комплексного последовательно-параллельного применения авиации и наземной техники», в котором основная ставка делается на дельталеты.
В ходе проекта на близко расположенных двух группах полей достаточной площадью с разным видом возделываемых культур будет проводиться на одной группе комплексная АХР методом УМО с помощью дельталетов, а на другой - только с помощью наземной техники. Ежегодно результаты будут сравниваться.
Спектр сельскохозяйственных работ методом УМО может быть следующим:
■ внесение глифосатов по парам, по кустарникам и лесным массивам, по рапсу, кукурузе и другим культурам;
■ прополка (за исключением гороха, свеклы и капусты);
■ борьба с падалицей, болезнями и вредителями;
■ внесение микроудобрений;
■ внесение химических препаратов от полегания зерновых;
■ противоклещевая обработка;
Окно возможностей для беспилотников
i
■ десикация рапса, подсолнечника, кукурузы, гороха и других культур;
■ клейка рапса;
■ различные виды обработки садов;
■ чистка водоемов и каналов от камыша, аира;
■ обработка водоемов и водоканалов в рыбных хозяйствах;
■ внесение трихограммы; мониторинг сельхозугодий;
■ охрана площадных объектов;
■ поиск пропавшего крупного рогатого скота.
Кроме того, на некоторых культурах АХР методом УМО наиболее рациональны, а иногда просто незаменимы и широко используются в мировой практике (горох, подсолнечник, кукуруза, рапс).
С помощью дельталетов можно выполнить все работы по внесению химических препаратов за исключением подкормки растений с большими нормами расхода. Если подкормку (обработку) большими объемами произвести без колеи, оставляемой традиционной наземной техникой, используя наземные опрыскиватели типа «Роса», «Туман» и (или) малую авиацию (вертолеты К-26, Ми-2; самолеты АН-2), то в остальном цикле химических обработок посредством дельталетов можно было бы оценить конечную эффективность и прибавку к урожаю на величину потерь от этой колеи на второй группе полей, обрабатываемых наземной техникой.
Если российский опыт эффективности применения СЛА для проведения АХР подтвердится в Беларуси, то прогнозная добавка к урожаю только на одной культуре - рапсе, извлекаемая от применения дельталетной авиационной техники при практической реализации проекта «Интенсификация растениеводства посредством системного применения авиации и наземных
Г* _
А —* г ■ ■, Б
технических средств», в масштабах от сельхозпредприятия и до страны в целом может быть такой, как показано в табл. 3.
Прогнозируемая прибыль растениеводства на рапсе представлена в табл. 4 и 5. Из таблиц видно, что при подтверждении полученных в России значений эффективности применения СЛА для проведения АХР в Беларуси и при хорошем урожае сельхозпредприятие только на одной культуре - рапсе, засеянном на площади 300-500 га, за один сезон может окупить дельталет (стоимость которого в зависимости от комплектации составляет около 60 тыс. долл.). Если учесть, что с его помощью обрабатываются и другие культуры, при правильной организации авиационно-химических работ на всех площадях дельталет становится не просто супероку-паемым, но и высокоприбыльным техническим средством.
В масштабах же всей нашей страны практическая реализация проекта только на рапсе позволит получить прогнозируемую чистую прибыль в размере 30-40 млн долл.
Как уже отмечалось, некоторые культуры обработать наземной техникой просто не представляется возможным. Например, десикация подсолнечника в России и в Украине выполняется исключительно методом ультрамало-объемного опрыскивания посредством сверхлегкой авиации. Если рассматривать возделывание этой культуры в Беларуси, то без
Рис. 3. Возможные варианты транспортировки дельталета наземным способом: на автомобильном прицепе (а) или в сцепке с легковым автомобилем (б)
Таблица 3. Прогнозируемая добавка к урожаю рапса в тоннах за счет минимизации потерь на колее, в зависимости от урожайности и площади обрабатываемых сельхозугодий
Площадь под Сельхозпредприятие Район Область Страна
культурой 100 га 500 га 800 га 1000 га 5000 га 60000 га 140000 га 300000 га 500000 га
Урожайность (ц/га) Прогнозируемая добавка к урожаю (т) от практической реализации проекта при потерях на колее 10%/12%
20 20/24 100/120 160/192 200/240 1 000/1 200 12 000/14 400 28 000/33 600 60 000/72 000 100 000/120 000
25 25/30 125/150 200/240 250/300 1250/1500 15 000/18 000 35 000/42 000 75 000/90 000 125 000/150 000
30 30/36 150/180 240/288 300/360 1 500/1 800 18 000/21 600 42 000/50 400 90 000/108 000 150 000/180 000
35 35/42 175/210 280/336 350/420 1 750/2 100 21 000/25 200 49 000/58 800 105 000/126 000 175 000/210 000
40 40/48 200/240 320/384 400/480 2 000/2 400 24 000/28 800 56 000/67 200 120 000/144 000 200 000/240 000
45 45/54 225/270 360/432 450/540 2 250/2 700 27 000/32 400 63 000/75 600 135 000/162 000 225 000/270 000
50 50/60 250/300 400/480 500/600 2 500/3 000 30 000/36 000 70 000/84 000 150 000/180 000 250 000/300 000
55 55/66 275/330 440/528 550/660 2 750/3 300 33 000/39 600 77 000/92 400 165 000/198 000 275 000/330 000
60 60/72 300/360 480/576 600/720 - - - - -
Площадь под культурой
Урожайность (ц/га)
Сельхозпредприятие Район Область Страна
100 га 500 га 800 га 1000 га 5000 га 60000 га 140000 га 300000 га 500000 га
Прогнозируемая чистая прибыль (долл.) от практической реализации проекта при потерях на колее 10%/12%
20 6000/7 200 30 000/36 000 48 000/57 600 60 000/72 000 300 000/360 000 3 600 000/4 320 000 8 400 000/10 080 000 18 000 000/21 600 000 30 000 000/36 000 000
25 7500/9 000 37 500/45 000 60 000/72 000 75 000/90 000 375 000/450 000 4 500 000/5 400 000 10 500 000/12 600 000 22 500 000/27 000 000 37 500 000/45 000 000
30 9 000/10 800 45 000/54 000 72 000/86 400 90 000/108 000 450 000/540 000 5 400 000/6 480 000 12 600 000/15 120 000 27 000 000/32 400 000 45 000 000/54 000 000
35 10 500/12 600 52 500/63 000 84 000/100 800 105 000/126 000 525 000/630 000 6 300 000/7 560 000 14 700 000/17 640 000 31 500 000/37 800 000 52 500 000/63 000 000
40 12000/14 400 60000/72000 96 000/115 200 120 000/144 000 600 000/720 000 7 200 000/8 640 000 16 800 000/20 160 000 36 000 000/43 200 000 60 000 000/72 000 000
45 13 500/16 200 67 500/81 000 108000/129 600 135 000/162 000 575 000/810 000 8 100 000/9 720 000 18 900 000/22 680 000 40 500 000/48 600 000 67 500 000/81 000 000
50 15 000/18 000 75 000/90 000 120 000/144 000 150 000/180 000 650 000/900 000 9 000 000/10 800 000 21 000 000/25 200 000 45 000 000/54 000 000 75 000 000/90 000 000
55 16 500/19 800 82 500/99 000 132 000/158 400 165 000/198 000 725 000/990 000 9900000/11 880000 23 100 000/27 720 000 49 500 000/59 400 000 82 500 000/99 000 000
60 18 000/21 600 90 000/108000 144 000/172 000 180 000/216 000 - - - - -
Таблица 4. Прогнозируемая прибыль, извлекаемая от практической реализации проекта с применением дельталетной авиационной техники на рапсе при цене 300 долл. за тонну
Площадь под культурой
Сельхозпредприятие Район Область Страна
100 га 500 га 800 га 1000 га 5000 га 60000 га 140000 га 300000 га 500000 га
Урожайность (ц/га)
Прогнозируемая чистая прибыль (долл.) от практической реализации проекта при потерях на колее 10%/12%
20 8000/9600 40000/48 000 64 000/76 800 80 000/96 000 400 000/480 000 4 800 000/5 760 000 11 200 000/13 440 000 24 000 000/28 800 000 40 000 000/48 000 000
25 10 000/12 000 50 000/60 000 80 000/96 000 100000/120 000 500 000/600 000 6000000/7200000 14 000 000/16 800 000 30 000 000/36 000 000 50 000 000/60 000 000
30 12 000/12 960 60 000/72 000 96 000/115 000 120 000/144 000 600000/720000 7 200 000/8 640 000 16 800 000/20 160 000 36 000 000/43 200 000 60 000 000/72 000 000
35 14 000/16 800 70 000/84 000 112 000/134 400 140 000/168 000 700 000/840 000 8 400 000/10 080 000 19 600 000/23 520 000 42 000 000/50 400 000 70 000 000/84 000 000
40 16 000/19 200 80 000/96 000 128 000/153 600 160 000/192 000 800 000/960 000 9 600 000/11 520 000 22 400 000/26 880 000 48 000 000/57 600 000 80 000 000/96 000 000
45 18 000/21 600 90 000/108 000 144 000/172 800 180 000/216 000 900000/1 080000 10 800 000/12 960 000 25 200 000/30 240 000 54 000 000/64 800 000 90 000 000/108 000 000
50 20 000/24 000 100 000/120 000 160 000/192 000 200 000/240 000 1 000 000/1 200 000 12 000 000/14 400 000 28 000 000/33 600 000 60 000 000/72 000 000 100 000 000/120 000 000
55 22 000/26 400 110 000/132 000 176 000/211 200 220 000/264 000 1 100 000/1 320 000 13 200 000/15 840 000 30 800 000/36 960 000 66 000 000/79 200 000 110 000 000/132 000 000
60 24 000/28 800 120 000/144 000 192 000/230 000 240 000/288 000 - - - - -
Таблица 5. Прогнозируемая прибыль, извлекаемая от применения дельталетной авиационной техники на рапсе при цене 400 долл. за тонну
преувеличения можно утверждать, что выполнить эту задачу у нас невозможно. Одна из причин - отсутствие у сельхозпроизводителя гарантий по вызреванию подсолнечника и возможные огромные потери, связанные с хранением семян до переработки. Даже небольшие очаги гниения с большой влажностью превращают весь объем семян в непригодный для использования.
Дать гарантию своевременной подготовки к уборке подсолнечника может дельталетная авиация посредством своевременной десикации или внесения глифосатов. Наземным опрыскивателям эта работа практически недоступна. Малая авиация значительно дороже и менее эффективна. Практика применения дельта-летов при выполнении десикации подсолнечника в России и Украине показала, что расход дорогостоящего десиканта «Реглон», «Реглон-Супер» при нормах внесения всего химического раствора 3 л/га (метод УМО) по сравнению
с обычными АХР с нормами расхода химического раствора 50-100 л снижается на 25-50%, что еще больше увеличивает экономию сельхозпроизводителя при возделывании такой важной и значимой культуры, как подсолнечник. Со всей ответственностью можно утверждать, что применение дельталетов могло бы способствовать в том числе и нашей независимости от зарубежного производителя такого важного продукта питания как подсолнечное масло. Выход сельского хозяйства на максимально высокие конкурентные урожаи возможен только при помощи системного применения авиации и наземной техники. ЕЗ
http://innosfera.by/2017/02/chemical_ treatments ЛИТЕРАТУРА
1. Россихин А.Н. Современное состояние авиации в сельском хозяйстве России и перспективы ее развития // Авиация общего назначения. 1998, № 9, С. 12-14.
2. Россихин А.Н. Или ПАНХ или пропал // Авиация общего назначения. 1998, № 10, С. 4-9.
3. Полухин А.П. Малая авиация в сельском хозяйстве: дорого, но выгодно // Аграрное обозрение. 2011, № 1. С. 20-23.
