低空飛行觀察”(low-A-O)

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FU-24

巴西安博威公司的依帕內(nèi)瑪農(nóng)業(yè)飛機

PZL-106“烏鴉”

波蘭M-18“單峰駱駝”

黑龍江龍墾通用航空公司一架澳大利亞生產(chǎn)的“空中農(nóng)夫”PL-12-400型飛機。

無人機在農(nóng)場上空作業(yè)

　　第二次世界大戰(zhàn)以后，化學(xué)殺蟲劑滴滴涕、除草劑等農(nóng)藥相繼出現(xiàn)，迫切需要一種高效率的噴灑機具。同時戰(zhàn)后大量小型飛機過剩，紛紛轉(zhuǎn)用到農(nóng)業(yè)上來，農(nóng)業(yè)航空遂得到迅速發(fā)展。目前使用較多的農(nóng)業(yè)飛機包括：

　　PL-12“空中卡車”和“空中農(nóng)夫”（澳大利亞）

　　“空中卡車”和“空中農(nóng)夫”均源于新西蘭第一種商業(yè)飛機——懷脫公司上世紀(jì)50年代中期由路易基·佩拉利尼（Luigi Pellarini）設(shè)計的“空中卡車”，利用了部分北美航空公司T-6“德克薩斯”/“哈佛”軍用教練機的部件，如主起落架機輪、前起落架部件、油箱、410千瓦（550馬力）普惠公司R1340星形活塞發(fā)動機。

　　PL-12“空中卡車”是澳大利亞全球飛機有限公司開發(fā)的農(nóng)業(yè)機。原型機于1965年4月22日首次試飛，1966年2月10日獲得型號合格證，1966年12月開始交付使用，截至1990年初共交付120架，用戶包括澳大利亞、新西蘭、丹麥、馬來西亞、南非、泰國、南斯拉夫以及中國。主要用于噴撒干化肥和播種。由于該機獨特的翼半雙翼型的設(shè)計，使它在農(nóng)田作業(yè)時，作業(yè)效率、機動性、抗腐蝕性和安全性等方面具有許多優(yōu)點。

　　T-300“空中農(nóng)夫”是PL-12的改型，裝一臺305馬力達信·萊康明公司的IO-540活塞式發(fā)動機。原型機于1978年7月首次試飛，1981年進一步改進，改稱T-300A。主要改進包括加大上機身結(jié)構(gòu)，采用新的氣動補償副翼、角補償升降舵和電動機械式襟翼，以減輕駕駛員的工作負(fù)荷。1986年獲FAA合格證。

　　我國農(nóng)航專業(yè)公司北大荒通用航空公司，是在1985年5月澳大利亞政府無償援助我國4架“空中農(nóng)夫”PL-12-400型飛機的基礎(chǔ)上成立的，經(jīng)過30多年的發(fā)展，2016年將成為擁有100架飛機的大型企業(yè)。據(jù)稱，當(dāng)年澳大利亞政府贈送的4架“空中農(nóng)夫”中，截至2007年還有B-8504號一架適航，也是世界上該型號保存完好能隨時起飛的唯一一架了。

　　PZL M-18“單峰駱駝”（波蘭）

　　M-18“單峰駱駝”是波蘭PZL-米萊克工廠生產(chǎn)的一種單發(fā)農(nóng)業(yè)飛機，主要用于空中撒藥和消防。

　　“單峰駱駝”的研制始于上世紀(jì)70年代中，得到美國羅克韋爾國際公司的協(xié)助。PZL-米萊克認(rèn)識到要使產(chǎn)品進入包括西方市場的全球市場，獲得FAA認(rèn)證至關(guān)重要，因此請求羅克韋爾公司提供幫助。恰好羅克韋爾也需要在自己的農(nóng)業(yè)飛機上采用波蘭的大馬力星形活塞發(fā)動機。雙方合作的成果是，羅克韋爾公司的“畫眉鳥指揮官”裝了波蘭的PZL-3發(fā)動機低速飛行最好的機翼型號；而波蘭設(shè)計師推出了裝功率更大的ASz-62發(fā)動機的大載荷M-18“單峰駱駝”，機身結(jié)構(gòu)改進、尺寸加大。外翼壁板和部分機身部件是采用“畫眉鳥指揮官”的。

　　1976年8月27日首次試飛，1978年9月獲得在波蘭飛行的認(rèn)證，隨后很多國家都頒發(fā)了認(rèn)證。各型“單峰駱駝”共生產(chǎn)了759架，共銷售到24個國家，在美國就有200多架。PZL-米萊克于2007年被美國西科斯基飛機公司收購，但保留原來的商標(biāo)。截至2012年，PZL-米萊克還在銷售M-18B和M-18BS。

　　PZL-106“烏鴉”(波蘭)

　　根據(jù)當(dāng)年東歐“經(jīng)互會”的安排，波蘭負(fù)責(zé)為各成員國開發(fā)農(nóng)業(yè)飛機，PZL-106“烏鴉”就是波蘭PZL工廠設(shè)計的農(nóng)業(yè)飛機，以取代性能不佳的PZL-101和老舊的安-2。

　　由于前蘇聯(lián)滿足于安-2和希望研發(fā)一種噴氣式的后繼機，一系列方案從1963年持續(xù)到1971年。上世紀(jì)60年代末，波蘭、蘇聯(lián)合作提出過一種裝噴氣發(fā)動機的農(nóng)業(yè)機的方案，稱M-15“貝爾芬格”，裝一臺14.71千牛推力的AI 25發(fā)動機。原型機1973年6月30日首飛，一度被大張旗鼓地宣傳為“世界上第一個噴氣式農(nóng)業(yè)飛機”，但宣傳很快就降溫了，因為飛機性能雖好，但需要經(jīng)過熟練訓(xùn)練的地面人員，而當(dāng)年蘇聯(lián)和東歐國家并不具備這個條件，再加上1973年中東戰(zhàn)爭引發(fā)的“能源危機”，噴氣式農(nóng)業(yè)機耗油率很高，并不經(jīng)濟，導(dǎo)致M-15只生產(chǎn)了175架，整個計劃就結(jié)束了。

　　1971年研發(fā)的PZL-106“烏鴉”71，于1973年4月17日首次試飛，1976年投產(chǎn)，產(chǎn)量約275架，在波蘭、原東德、阿根廷等使用。

　　第一架原型機裝298千瓦（400馬力）的萊康明IO-720 平八缸發(fā)動機，木結(jié)構(gòu)機翼，T形尾翼。先期造了幾架原型機，最后又改為裝441千瓦（600馬力）PZL-3S星形發(fā)動機、金屬機翼和常規(guī)尾翼，于1974年10月25日首次試飛。1976年開始生產(chǎn)，命名為PZL-106A。隨后生產(chǎn)過幾種裝不同發(fā)動機的機型，如PZL-106AR、PZL-106AS，到1982年共生產(chǎn)了144架PZL-106A。

　　1981年5月15日，改進型PZL-106B試飛，改用了使用較短支柱的機翼，裝PZL-3SR發(fā)動機，1984年開始生產(chǎn)。到1988年共生產(chǎn)了60架PZL-106B型。

　　作為“烏鴉”的第三步發(fā)展，還在PZL-106A、B型的基礎(chǔ)上生產(chǎn)過裝美國普惠公司PT6A-34AG（566千瓦/770馬力）或捷克瓦爾特公司M-601D（544千瓦）發(fā)動機的渦輪發(fā)動機型“烏鴉”，垂直安定面加高，油箱加大，機頭、駕駛艙布局改動，性能有所提高。

　　PZL-106各種型號總共生產(chǎn)了266架。1995年又重新開始生產(chǎn)，2001年波蘭政府將PZL工廠賣給歐洲宇航防務(wù)集團西班牙航空公司（EADS CASA），截至2007年EADS PZL已向市場供應(yīng)裝M601-D1發(fā)動機的PZL-106BT（后改名PZL-106BT-601）或裝PT6A-34AG發(fā)動機的 PZL-106BTU-34，但產(chǎn)量都很有限。

　　EMB 202“依帕內(nèi)瑪” （巴西）

　　伊帕內(nèi)瑪農(nóng)業(yè)噴灑機是巴西航空工業(yè)公司（Embraer S.A.，亦稱安博威）在上世紀(jì)60年代末，根據(jù)巴西農(nóng)業(yè)部的訂單研制的一款農(nóng)用飛機，以取代進口飛機，成為巴西農(nóng)用航空的主要力量。伊帕內(nèi)瑪使用靈活，不僅可用于農(nóng)業(yè)噴灑，還可用于種植、魚苗放養(yǎng)、消滅細菌和害蟲等。

　　依帕內(nèi)瑪?shù)谝豢顧C型EMB 200裝260馬力的發(fā)動機、固定槳距的螺旋槳、液壓噴灑系統(tǒng)和容量為580升的料斗，1970年7月31日首次試飛，1971年12月通過了認(rèn)證，1972年2月首次交付客戶，主要用于消滅危及棉花作物的害蟲。伊帕內(nèi)瑪飛機的銷售量不斷增加，1973年11月第100架飛機交付。1975年，烏拉圭牧農(nóng)漁業(yè)部定購了10架伊帕內(nèi)瑪，標(biāo)志著巴西航空工業(yè)公司首次實現(xiàn)出口。1980年，安博威收購了1954年成立、專門生產(chǎn)小型飛機的內(nèi)瓦航空工業(yè)公司，伊帕內(nèi)瑪?shù)纳a(chǎn)活動于1982年轉(zhuǎn)移到圣保羅州博圖卡圖的工廠繼續(xù)生產(chǎn)。

　　多年來，伊帕內(nèi)瑪飛機不斷改進，例如，采用了變距螺旋槳、加大了機輪、選用動力更強的300馬力發(fā)動機、加大尾輪直徑、使用新款減震器和翼型，等等。自1992年起，飛機噴灑箱的容量增加為950升，因此新的EMB 202型飛機被昵稱為大伊帕內(nèi)瑪。除了噴灑容量增加外，EMB 202還在空氣動力學(xué)方面做了多項改善，確保速度更快、飛行更穩(wěn)定。此外，該款飛機還采用了創(chuàng)新型靜電噴灑系統(tǒng)。

　　2005年3月15日，第1000架伊帕內(nèi)瑪飛機交付客戶。巧合的是，該架飛機也是第一架采用320 馬力乙醇發(fā)動機的飛機。此后，安博威開始提供從使用航空汽油（AvGas）過渡到以乙醇為燃料的改裝服務(wù)。目前，在巴西服務(wù)的伊帕內(nèi)瑪機隊中約有25%的飛機采用乙醇作為燃油。乙醇既可減少污染，也可延長發(fā)動機的使用壽命，降低飛機的運營成本。

　　伊帕內(nèi)瑪是全球首款采用乙醇驅(qū)動發(fā)動機并實現(xiàn)批量生產(chǎn)的機型。2005年，在英國 《國際飛行》組織的評選活動中，伊帕內(nèi)瑪獲得了通用航空類“航空工業(yè)獎”。同年，美國的《科學(xué)美國人》將伊帕內(nèi)瑪乙醇發(fā)動機選入年度最重要的50項發(fā)明之一。2015年，依帕內(nèi)瑪采用新的有翼梢小翼的機翼，使飛機性能改進20%。

　　太平洋航宇公司FU-24（新西蘭）

　　FU-24最初是美國設(shè)計師在1951年作為一種短距起落輕型攻擊機設(shè)想的，原型機“保衛(wèi)者”由加州弗萊徹航空公司制造，1953年試飛。后來日本生產(chǎn)過數(shù)量不多的“保衛(wèi)者”。當(dāng)新西蘭農(nóng)業(yè)航空運營商到美國尋找一種能替代戰(zhàn)爭剩余的“虎蛾”農(nóng)業(yè)飛機（該機曾是新西蘭農(nóng)業(yè)航空的主力）時，美方在“保衛(wèi)者”的基礎(chǔ)上提出一個新設(shè)計——FU-24。新西蘭農(nóng)業(yè)飛機運營商收集了100多項修改建議，并成立“航空零部件公司”，著手在新西蘭組裝FU-24。頭兩架原型機是新西蘭肉類生產(chǎn)商管理局作為財務(wù)擔(dān)保，由新西蘭CPC農(nóng)業(yè)公司出資在美國生產(chǎn)的。第一架原型機于1954年6月14日在美國首次試飛，隨后飛機被拆解、連同第二架還沒有飛的原型機一起運回新西蘭。原型機裝225馬力（168千瓦）的發(fā)動機，采用敞開式座艙。在正式投產(chǎn)前，飛機幾經(jīng)修改，改為封閉座艙，換裝功率更大的260～310馬力的大陸公司發(fā)動機。頭70架是新西蘭用美國零部件在新西蘭漢密爾頓機場組裝的。1964年新西蘭得到了生產(chǎn)和銷售權(quán)，到1992年停止生產(chǎn)，共制造了300架，有裝備260馬力、300馬力和400馬力發(fā)動機的不同改型。其中200多架在新西蘭一直使用至今。第257架以后，發(fā)動機改為400馬力（300千瓦）的萊康明O-720水平對置八缸發(fā)動機，原先的100多架也都進行了改裝。

　　“克雷斯克”（Cresco）是太平洋航宇公司研制的FU-24的裝渦輪螺旋槳發(fā)動機的改進型，在新西蘭漢密爾頓生產(chǎn)。1977年設(shè)計，1979年首飛，1982年正式交付使用，有08-600和08-750兩個型號，能在簡易跑道上起落，起降滑跑距離短，和FU-24一樣，十分皮實、安全，很受用戶歡迎。

　　新西蘭經(jīng)營農(nóng)業(yè)航空的主要企業(yè)之一Super Air公司目前有50多名員工和18架FU-24飛機。令人驚訝的是，該公司依然在使用著1954年制造的第一架FU-24 （當(dāng)時還叫“弗萊徹”飛機）。低速飛行最好的機翼型號他們用老飛機確保作業(yè)質(zhì)量和飛行安全的訣竅是，一支技術(shù)熟練的維修工程師隊伍，以及對飛機不斷的改造和創(chuàng)新，除了換裝渦槳發(fā)動機、更換儀表板、安裝GPS系統(tǒng)等外，還有很多節(jié)省燃油、提高勞動生產(chǎn)率的改進。他們的飛機每飛行100小時進行一次40小時的定期維護。

　　運5和農(nóng)5（中國）

　　運5是我國原南昌飛機公司在安-2的基礎(chǔ)上仿制和發(fā)展的小型多用途飛機，1957年12月13日首飛成功，1958年3月定型投產(chǎn)，并命名為“豐收二號”，更名為“運輸五”型，即運5，成為新中國自行生產(chǎn)的第一種運輸機。

　　運5在南昌生產(chǎn)了728架，1970年5月轉(zhuǎn)到石家莊飛機制造公司生產(chǎn)，1985年起基本型停產(chǎn)，著手研制改進型。新的運5B于1987年末首飛成功。在保持運5總體氣動布局基本特點的基礎(chǔ)上，一是換裝了由波蘭進口的ASz-621R16型發(fā)動機和AW-2螺旋槳；二是改善了飛機使用維護性和駕駛員的工作環(huán)境；三是改進了機載設(shè)備，換裝了部分符合TSO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的電子設(shè)備；四是新設(shè)計了農(nóng)業(yè)噴灑系統(tǒng)。上述改進措施提高了運5B的可靠性，減輕了重量，提高了經(jīng)濟效益，商載由1200千克提高到1500千克。

　　前些年，運5系列飛機累計生產(chǎn)量已經(jīng)超過1000架，成為我國生產(chǎn)批量最大、生產(chǎn)時間最長、飛行作業(yè)時間最多的通用航空機種。

　　農(nóng)5A飛機是中航工業(yè)洪都自行研制的我國第一種農(nóng)林專用飛機， 也是我國第一架從設(shè)計開始就全面按照中國民航適航條例第23部（CCAR - 23）正常類飛機適航要求而設(shè)計的機種。1987年11月開始研制，1989年12月首飛成功，1992年7月取得民航頒發(fā)的型號合格證，1995年6月獲得生產(chǎn)許可證。

　　農(nóng)5A飛機采用單發(fā)動機、單駕駛、前三點固定式起落架布局；裝美國萊康明公司八缸水平對置400馬力活塞發(fā)動機和哈策爾公司恒速三葉金屬螺旋槳，采用了LS（1）-0417型超臨界低速翼型和抗墜毀結(jié)構(gòu)設(shè)計，裝備了液態(tài)和固態(tài)物料的噴灑和播撒系統(tǒng)。該機能在超低空3～5米高度飛行，適用于森林、農(nóng)田大面積的植物防病、滅蟲、施肥、播種、除草、森林防火和其他相關(guān)的通用航空作業(yè)。

　　農(nóng)5B在農(nóng)5A基礎(chǔ)上進行全新優(yōu)化設(shè)計，2005年9月開始設(shè)計研制，2008年7月首飛成功。與農(nóng)5A相比，農(nóng)5B的起飛重量、飛行速度、飛行高度和航程都有了很大提高，機體和燃料箱增加了防腐蝕設(shè)計，調(diào)整了駕駛艙布局，使駕駛艙更為舒適。農(nóng)5B還采用了下單翼、后三點式固定起落架和串列雙座駕駛艙，而且外翼可拆卸，以便于公路運輸。除具備一般飛機常有的動力、航電、機械等系統(tǒng)外，農(nóng)5B飛機還具備特有的農(nóng)業(yè)設(shè)備系統(tǒng)，適于執(zhí)行噴灑、滅火和播種等任務(wù)。

　　農(nóng)5B安裝—臺捷克沃爾特公司生產(chǎn)的M601F渦槳發(fā)動機，起飛功率為580千瓦，最大巡航功率為500千瓦。得益于發(fā)動機的強大功率，農(nóng)5B的升限達到了6000米，可滿足高原、次高原作業(yè)需要，作業(yè)能力大幅加強，與國際市場上同量級飛機相比有明顯的競爭優(yōu)勢。

　　農(nóng)業(yè)無人機異軍突起

　　近年來，消費級無人機的大熱帶動了行業(yè)應(yīng)用型無人機的發(fā)展，農(nóng)業(yè)植保、電力巡線、消防作業(yè)等原本耗費大量人力、物力的工作，現(xiàn)在都可以由無人機“代勞”。

　　采用無人機進行“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的好處正在變得越來越清晰，農(nóng)業(yè)也會成為無人機的最大市場之一。2013年，國際無人機系統(tǒng)協(xié)會發(fā)布了一份經(jīng)濟影響研究。研究預(yù)測，如果管理得法，從2015至2025年，無人機將為美國經(jīng)濟貢獻821億美元，其中農(nóng)業(yè)貢獻將占756億美元，占比高達92%。

　　無人機在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域：

　　——農(nóng)田藥物噴灑。與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，植保無人機具有精準(zhǔn)作業(yè)、高效環(huán)保、智能化、操作簡單等特點，為農(nóng)戶節(jié)省大型機械和大量人力的成本。有人預(yù)測，按照國家18億畝耕地的紅線，未來農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域?qū)星|市場空間。我國著名無人機制造商大疆創(chuàng)新不久前宣布正式推出旗下首款用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的無人機產(chǎn)品——MG-1農(nóng)業(yè)植保機。該機是一款實現(xiàn)防塵、防水、防腐蝕的工業(yè)級設(shè)計產(chǎn)品，配備了八軸動力系統(tǒng)，使其載荷達到10千克的同時推重比高達1：2.2，每小時作業(yè)量可達40~60畝，作業(yè)效率是人工噴灑的40倍以上。

　　——農(nóng)田信息監(jiān)測。無人機農(nóng)田信息監(jiān)測主要包括病蟲監(jiān)測、灌溉情況監(jiān)測及農(nóng)作物生長情況監(jiān)測等，從而便于農(nóng)民更好地進行田間管理。這項功能具有范圍大、時效強和客觀準(zhǔn)確的優(yōu)勢，是常規(guī)監(jiān)測手段無法企及的。

　　——農(nóng)業(yè)保險勘察。農(nóng)業(yè)保險公司為了更有效地測定實際受災(zāi)面積，進行農(nóng)業(yè)保險災(zāi)害損失勘察，將無人機應(yīng)用到農(nóng)業(yè)保險賠付中。無人機具有機動快速的響應(yīng)能力、高分辨率圖像和高精度定位數(shù)據(jù)獲取能力、多種任務(wù)設(shè)備的應(yīng)用拓展能力、便利的系統(tǒng)維護等技術(shù)特點，可以高效地進行受災(zāi)定損任務(wù)。

　　盡管無人機在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用目前以植保作業(yè)為主，但近兩年來國內(nèi)外多所高校和企業(yè)都在進行無人機在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用上的研究，揭開了無人機除植保應(yīng)用外其他許多有潛在應(yīng)用價值的領(lǐng)域，諸如：識別出苗率和作物密度、識別氮不足的小麥和玉米、評價作物早期健康情況、了解疾病癥狀、尋找蟲害癥狀、監(jiān)測雜草侵害、監(jiān)測作物水分需求狀況、記錄耕作和作物輪作的影響、監(jiān)測牛群的繁殖活動、采集牛場的表層溫度、探測牧場中的病牛、識別具有破壞行為的牲畜，等等。

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