The article presents the results of monitoring the DJI «AGRAS T20" unmanned aerial vehicle when applying a herbicide solution in a field area characterized by a complex configuration, a maximum rutting length of 1,850 meters, the presence of obstacles in the form of waterlogged areas and woody vegetation, with a total area of 54 hectares. The technology of applying the herbicide solution is described, indicating the time for auxiliary operations and basic work. The results of the shift time balance when applying the herbicide using the specified BVS are presented, and the shift time utilization factor is determined.
Keywords: unmanned aircraft, herbicides, shift time utilization rate, operational performance.
Введение
Беспилотные воздушные суда (БВС) в настоящее время активно внедряются в технологические операции аграрного производства России [1, 2]. Наибольшее распространение БВС получили при производстве продукции растениеводства. Основными сферами применения БВС в технологических циклах возделывания сельскохозяйственных растений в условиях Амурской области являются мониторинг полей и посевов, а также защита растений. В редких случаях БВС используют для посева разбрасывающим способом и для распыления [1].
Однако необходимо отметить, что применение БВС в технологии возделывания сельскохозяйственных культур накладывает определенные ограничения и подразумевает характерные особенности.
Целью исследования является определение основных технико-эксплуатационных показателей внесения раствора гербицида на посевах сои беспилотным воздушным судном DJI «AGRAS T20».
Объект и методы исследований.
При исследовании применялись хронометрический, аналитический и диалектический методы исследования, а также методы анализа, систематизации, сравнения, обобщения. Хронометраж работы БВС осуществлялся на протяжении 9 часов 45 минут.
Изучение и анализ источников информации велись в поисковых системах и научных электронных библиотеках: портале ResearchGate, eLIBRARY.RU, CyberLeninka.
Исследования проводились на полевом участке ОАО «Агросоюз ДВ» Ивановского округа Амурской области, площадь которого составляет 54 гектаров. Поле имеет сложную конфигурацию, на поверхности имеется переувлажненный участок, который круглогодично заполнен водой. На поле расположены посевы сои. Посев производился с внесением минеральных удобрений во второй декаде мая. На момент внесения гербицидов при помощи БВС, которая производилась 27 июня, высота растений сои составляла от 20 до 25 см.
Количество сорняков определялось при помощи рамки размерами 0,5🞨0,5 м. Рамку накладывали в 10-ти точках по диагонали поля. Перед работой БВС DJI «AGRAS T20» была построена карта полевого участка по данным съемки беспилотного воздушного судна DJI Phantom 4 Multispectral. Пространственное разрешение карты составило 5,3 см. Высота полета БВС DJI Phantom 4 Multispectral от точки взлета — 45 м, время полета заняло 42 минуты, в результате чего получено 983 снимка. Пространственное разрешение изображений составило 1,1 см.
Процесс обработки снимков занял 5-ть часов, в результате которого получена 2-D модель исследуемого полевого участка. Контроль дистанционных измерений обеспечивается контактными методами.
Построение полетного маршрута выполнялось в программном обеспечении DJI «Terra», поставляемом в комплекте c агродронами.
Результаты исследований и их обсуждение.
Высота полета БВС DJI «AGRAS T20» составляла 3,5 метров, что обеспечивало рабочую ширину захвата 7,05 метров со скоростью полёта 19 км/ч (5,3 м/с). Канистра БВС заполнялась раствором гербицида на 17 литров. Норма внесения раствора составляла 20 л/га. Следовательно, для обработки 2-х гектаров посевов гербицидом требовалось в среднем три заправки канистры. Расход раствора гербицида был установлен на 4,2 л/мин.
Агродрон был оснащен 8-ю форсунками опциональной модели сопла системы «SX110015VS». Размер капель был определен согласно технических характеристик, указанных в руководстве пользователя [3] и составлял 170–265 мкм.
Способ движения БВС — челночный, без осуществления разворотов, следовательно, поворотная полоса отсутствует. Заправка раствором гербицида канистры БВС и замена аккумуляторных батарей (АКБ) осуществлялась с одной стороны поля, где была установлена метка «База».
По результатам исследования работы БВС DJI «AGRAS T20» была составлена таблица 1 с показателями.
Таблица 1
Значения показателей баланса времени смены внесения гербицида с использованием БВС DJI «AGRAS T20», ч
|
№ п/п |
Показатель |
Значение |
|
1 |
Чистое рабочее время, в процессе которого осуществляется внесение раствора гербицида |
4,42 |
|
2 |
Время холостых переездов на загоне (перелеты для заправки канистры и замены АКБ) |
3,92 |
|
3 |
Время технологического обслуживания агрегата |
0,4 |
|
4 |
Подготовительно-заключительное время |
0,42 |
|
5 |
Время устранения неисправностей |
0,2 |
|
6 |
Организационные затраты времени |
0,4 |
|
7 |
Потери времени по метеорологическим причинам |
0,0 |
|
ИТОГО |
9,76 | |
Расстояние, на котором происходило опорожнение канистры с раствором гербицида, определяется по формуле по формуле
где
γ — объемная масса раствора гербицида, 1000 кг/м 3 ;
Полёт БВС DJI «AGRAS T20» на одном заряде АКБ производился продолжительностью 8 минут, следовательно, путь на одном заряде определен по формуле
где
Из полученных результатов следует, что заправка канистры раствором гербицидом является основной причиной низкого показателя коэффициента использования времени смены.
Сменная производительность БВС DJI «AGRAS T20» определена по формуле
где
Часовая производительность составила 6,1 гектаров.
Заключение
Выводы: применение БВС DJI «AGRAS T20» при внесении средств защиты растений целесообразно на полевых участках, которые характеризуются сложной конфигурацией с наличием различных препятствий. При превышении длины гона участка более 1250 метров необходимо осуществить смену базы, либо предусмотреть смену АКБ с двух сторон поля. Положительными факторами применения БВС при внесении гербицидов являются:
– отсутствие негативного воздействия на почву и повреждений культурных растений ходовой системой;
– высокий КПД рабочих передвижений, в виду отсутствия разворотов;
– норма внесения гербицида при внесении БВС значительно меньше, чем наземными опрыскивателями, воздушные потоки, создаваемые пропеллерами, обеспечивают качественное перемешивание и обработку раствором растений;
– размер капель раствора, создаваемых форсунками, меньше, чем у наземных опрыскивателей.
Но при этом необходимо отметить следующие недостатки использования БВС при внесении гербицидов:
– низкий коэффициент использования времени смены, обусловленный необходимостью постоянной заправки канистры раствором гербицидов и разрядом АКБ;
– на участках с длиной гона более 2500 метров использование БВС фактически невозможно;
– отсутствие датчиков работоспособности форсунок у БВС DJI «AGRAS T20» не позволяет своевременно произвести технологическое обслуживание, в результате чего при обработке посевов могут возникнуть огрехи.
Литература:
- Бочаров К. О. Применение дронов в сельском хозяйстве / К. О. Бочаров // Наука без границ, 2021. — № 6 (58). — с. 88–94. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-dronov-v-selskom-hozyaystve/viewer
- Урасова, А. А. Применение беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве РФ: оценка региональной популярности потребительских 18 предпочтений / А. А. Уразова, Л. В. Глезман, С. С. Федосеева // Экономика региона. Отраслевая экономика, 2023. — № 19(4). — С. 1146–1160. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-vselskom-hozyaystve-rf-otsenka-regionalnoy-populyarnosti-potrebitelskihpredpochteniy
- Руководство пользователя DJI «AGRAS T20» // DJI Support, 2020. — 57 с.
- Кислов, А. А. Эксплуатация машинно-тракторного: учебное пособие // А. А. Кислов, А. В. Бурмага, В. А. Мунгалов. — Дальневост. гос. аграр. ун-т, ФМСХ. — Благовещенск: Дальневосточный ГАУ, 2025. — 106 с.
