Žemės ūkio paskirties lėktuvų tipai: nuo istorijos iki modernių technologijų

Žemės ūkio lėktuvai - tai orlaiviai, pritaikyti atlikti įvairius darbus žemės ūkyje, pavyzdžiui, purškimui, tręšimui ar pasėlių sėjai. Šiame straipsnyje apžvelgsime žemės ūkio lėktuvų istoriją, tipus ir naujausias technologijas.

Lėktuvas: apibrėžimas ir paskirtis

Lėktuvas - tai sunkesnis už orą orlaivis, turintis variklį ir keliamas sparnų. Lėktuvai gali būti įvairių tipų, įskaitant viensparnius, dvisparnius (biplanus) ir trisparnius (triplanus). Retais atvejais pasitaiko specifinių konstrukcijų, tokių kaip skrendantis sparnas ar sparnų neturintis skrendantis kūnas. Lėktuvas, skirtas keleiviams gabenti, vadinamas oro laineriu arba keleiviniu lėktuvu. Kariniai ir civiliniai lėktuvai gali būti įvairios paskirties: keleiviniai, krovininiai, mokomieji, specialiosios paskirties (naudojami stichinių nelaimių atveju, gaisrams gesinti, ligoniams ar sužeistiesiems gabenti, geologinės žvalgybos). Civiliniai lėktuvai gali būti sportiniai, žemės ūkio, eksperimentiniai.

Žemės ūkio lėktuvas purškia lauką

Istorija

Žmonės nuo senovės domėjosi skraidymu. Vienas pirmųjų rašytinių šaltinių, bei brėžiniai, transporto priemonės kuri priminė lėktuvus, buvo XV a. amžiuje gyvenusio Leonardo da Vinci darbuose. Anglas George Cayley yra laikomas modernaus lėktuvo kūrėju. Jis pirmasis atrado keturių jėgų (svorio, traukos, keliamosios jėgos bei pasipriešinimo) svarbą orlaiviui bei 1799 m.

Brolių Raitų skrydis 1903 m. žymėjo naują erą aviacijos istorijoje.

Žemės ūkio lėktuvų tipai

Žemės ūkio lėktuvai gali būti skirstomi į kelias kategorijas pagal jų konstrukciją ir paskirtį:

• Reaktyviniai
• Propeleriniai
• Viršgarsiniai
• Raketiniai
• ,,Kvėpuojantis’’ reaktyvinio tipo

1978 m. įkurta Teksase įsikūrusi bendrovė "Air Tractor" yra pirmaujanti žemės ūkiui, gaisrų gesinimui ir kitoms komunalinėms reikmėms skirtų orlaivių gamintoja. "Air Tractor" orlaivius galima rasti sunkiai dirbančius virš laukų ir miškų daugiau nei 30 pasaulio šalių. Pirmą kartą AT-500 serijos žemės ūkio lėktuvai JAV pakilo 1986 m. balandžio 25 d. Nuo to laiko ji išaugo į vieną populiariausių pasaulyje bendrosios aviacijos orlaivių šeimų su vienu turbopropeleriniu varikliu, naudojamų pasėliams nupurkšti, gaisrams gesinti ir kitoms reikmėms. Gamykloje pagamintas "E-flite® Air Tractor" 1,5 m ilgio modelis yra gerai žinomos, gerai matomos geltonos ir mėlynos spalvos su išlietomis skydų linijomis, kniedėmis ir kitais elementais.

Žemės ūkio dronai

Azijos rinkose išpopuliarėję ir vėliau visą pasaulį užkariavę purškimui ir barstymui skirti dronai pasižymi unikaliu gebėjimu adaptuotis darbui bet kokiame lauke įvairiausiomis meteorologinėmis sąlygomis. Daugelio šiuolaikinių rinkoje prieinamų bepiločių orlaivių pagrindiniai technologiniai konstrukcijos sprendimai - tai degalų tipas, propelerių ir purkštukų kiekis, išdėstymas arba konstrukcija ir barstymo sistemos veikimo principas. Pagal naudojamą jėgainę žemės ūkio dronai skirstomi į elektrinius, dyzelinius, benzininius, hibridinius. Kaip ir atitinkamo modelio automobilių jėgainės, to tipo varikliai sukuria pagrindinę varomąją jėgą, pavyzdžiui, benzininiuose dronuose naudojamas vidaus degimo variklis su judesio perdavimo mechanizmais kiekvienam propeleriui (arba atskiri maži benzininiai motoriukai, skirti kiekvienam propeleriui individualai). O štai elektrinėmis jėgainėmis varomuose bepiločiuose orlaiviuose pagrindinį judesį propeleriams sukuria elektriniai motorai ir jų konstrukcijoje yra tik vienas darbinio tirpalo bakas. Tačiau numatoma papildoma baterijos tvirtinimo jungtis, nes šio tipo dronų pagrindinis elektros šaltinis yra ne pats motoras, o baterija, kuri įkraunama dar esant ant žemės. Pagrindiniai dronų elektrinių variklių tipai - šepetėliniai ir bešepetėliai.

Dronų tipai pagal propelerių skaičių

• Vieno propelerio dronai: Tai sraigtasparnio tipo dronai. Rinkoje pirmaujanti gamintoja „Yamaha“ klientams gali pasiūlyti didelę šio tipo bepiločių orlaivių įvairovę. Pagrindiniai modeliai yra varomi dyzeliniais degalais, tačiau naujausias dronas turi hibridinę jėgainę. „Yamaha“ yra purškimo dronų pradininkė, šias technologijas plėtojanti jau nuo 1986 metų. Įvairių tyrimų, atliktų naudojant šiuos dronus, duomenimis, galima teigti, kad tai vieni iš geriausią srauto prispaudimą sukuriančių dronų, tačiau dėl to jie negali būti naudojami žemai virš pasėlių. Skrendant aukščiau, kur šis efektas nepasireiškia arba pasireiškia silpnai, nunešimas labai suintensyvėja tik purškiant smulkesnius lašelius. Tokiu atveju galima dirbti tik esant labai mažam vėjui arba reikalingi papildomi dreifą mažinantys adjuvantai, o tai jau brangina purškimą. Taip pat dreifo pasireiškimo tikimybę galima sumažinti pakeitus lašelių dydį (slėginėms purškimo sistemoms pakeitus purkštukus, peristaltinėms - purkštuko disko sukimosi greitį programiškai) arba purškiamo srauto elektrinį krūvį, renkantis elektrostatinius purkštukus.
• Dviejų propelerių dronai: Angliškai vadinami twincopter arba dualcopter, sukurti lygiagrečiai ant drono korpuso tame pačiame aukštyje tvirtinant du identiškus, tačiau priešingų sukimosi krypčių propelerius. Varikliai, kaip ir kitų propelerių komponuočių dronų, gali būti įvairūs. Pagrindinis šio modelio pranašumas - aukštas manevringumas ir gebėjimas dirbti žemiau nei tai galima daryti su vieno propelerio bepiločiais orlaiviais. Pagrindinė šio tipo įrenginių gamintoja yra XAG - bepiločių purškimo orlaivių lyderė. Jai pirmajai pavyko praktiškai įgyvendinti dviejų propelerių drono idėją ir savo įrenginiuose panaudoti peristaltines siurblių sistemas ir išcentrinius purkštukus (skleistuvus).
• Keturių propelerių dronai: Kone dažniausiai ne tik užsienio, bet jau ir Lietuvos laukuose matomi bepiločiai orlaiviai. Dėl atitinkamų konstrukcinių sprendimų šie orlaiviai gali skristi labai žemai virš pasėlių ir technologiniu požiūriu yra prilyginami skraidančiam savaeigiam purkštuvui, nes purkšti gali iš tokio pat aukščio.
• Šešių, aštuonių ir daugiau propelerių dronai: Naudojami didesniems svoriams kelti, tačiau kartu prarandama ir prispaudžiamo srauto galia. Yra nusistovėjusi dronų gamybos taisyklė - kuo propelerių daugiau, tuo jie mažesni. Atitinkamai dronai su mažesniais propeleriais mažiau prispaudžia išpurškiamą tirpalo srautą. Taip pat dideliu kiekiu propelerių pasižymi ir didelės keliamosios galios dronai su vidaus degimo varikliais.
• Fiksuoto sparno dronai: Retai, tačiau dar kai kada barstymo ir purškimo darbams atlikti naudojami lėktuvo išvaizdos fiksuoto sparno dronai. Šie dronai savo išvaizda labai primena propeleriais varomus lėktuvus ir turi 1, 2 arba 4 variklius, nukreiptus ne lygiagrečiai, o vertikaliai žemės paviršiaus atžvilgiu.

Žemės ūkio dronas purškia lauką

Žemės ūkio dronų purškimo principai

Pagrindinis purškimo iš drono principas yra sunaudoti kuo mažiau išteklių, t. y. taupyti tiek vandenį, tiek preparatus. Tai vadinama mažatūriu purškimu. Įvertinus tai, jog preparato koncentracija tokiame tirpale yra gerokai didesnė, galima mažinti preparato kiekį. Pavyzdžiui, remiantis užsienio valstybių mokslininkų patirtimi, glifosatų ir herbicidų norma gali būti mažinama 20-50 proc., atsižvelgiant į tai, koks preparatas naudojamas. Fungicidų ir insekticidų (dėl jų naudojimo paskirties) normų mažinti nerekomenduojama, tačiau 10-20 proc. Mikro- ir makroelementinių trąšų kiekiai taip pat gali būti nežymiai mažinami arba purškimas skaidomas į kelis atskirus, mažesnės koncentracijos purškimus, siekiant, kad kuo didesnį preparatų kiekį augalai pasisavintų, o lietaus vanduo neišplautų jų į gruntą. Be to, siekiant sutaupyti, galima pagrindinio tręšimo normą mažinti 20-30 proc., o paskui ją kompensuoti purškiant tų elementų tirpalus pagal diferencijuotos normos žemėlapius, t. y.

Atsižvelgiant į mažą išpurškiamą tūrį, tikslinga tirpalą ant augalo ar dirvos paskleisti kuo plačiau. Tai įgyvendinama naudojant smulkialašį purškimą (30-150 μm dydžio lašeliais). Lašelio skersmenį sumažinus dvigubai, lašelių kiekis ir atitinkamai tirpalo paveiktas plotas padidėja 8 kartus. Taigi, mažinant lašelio dydį nuo 500 iki 125 μm, lašelių kiekis padidėja net 64 kartus, o iki 65 μm - net 512 kartų!

Taigi, lygindami augalų padengimą purškiant savaeigiu purkštuvu ir dronu, pastarojo atlikto purškimo rezultatai bus labai didelis kiekis smulkių lašelių, kurie nekonglomeruoja ir nenubėga nuo augalo. Savaeigio purkštuvo purškimo rezultatai rodys vienalytį tolygų padengimą, tarsi plėvele, tačiau vėliau daug tirpalo nuvarvės nuo lapų.

Peristaltinės purškimo sistemos

Peristaltinės purškimo sistemos dronų konstrukcijoje montuojami peristaltiniai siurbliai su išcentriniais diskiniais purkštukais (skleistuvais). Siekiant visais atžvilgiais kokybiško purškimo, reikėtų žvalgytis drono būtent su tokia purškimo sistema nes, pastebėjus meteorologinius pokyčius, nenutraukiant skrydžio galima be vargo pakeisti purškimo parametrus ir dronas, akimirksniu sureagavęs į komandas, pradės dirbti naujai nustatytais parametrais.

Purškimo sijos

Skirtingų gamintojų dronai gali skirtis purškimo sijos arba kraštinių purškimo taškų atstumu. Dauguma šiuo metu rinkoje prieinamų purškimo dronų purškimo sijos arba atstumas tarp tolimiausių vienas nuo kito purkštukų yra apie 1-2 metrai.

Drono pasirinkimas

Rinkdamiesi droną ūkiui, atkreipkite dėmesį į gamintojo specifikacijas, kadangi daugumą dronų, pagamintų nuo 2020 m., galima naudoti daugiau nei vienai paskirčiai, pakeitus kelis komponentus. Iki tų metų gaminti dronai greičiausiai bus skirti tik barstymui arba tik purškimui.

Ekologinės tendencijos ir ateities perspektyvos

Susidurdama su vis didėjančiomis aplinkosaugos problemomis, verslo aviacija ieško naujų būdų, kaip sumažinti anglies dvideginio pėdsaką. Tarp jų daug žadanti alternatyva - elektriniai orlaiviai ir privatūs reaktyviniai lėktuvai. Kol kas šie elektriniai orlaiviai dar tik kuriami, tačiau per ateinantį dešimtmetį jie turėtų palaipsniui patekti į rinką.

Jau kelerius metus orlaivių gamintojai stengiasi mažinti oro transporto išmetamą C02 kiekį. 2010 m. „Airbus” netgi pristatė „Neo” orlaivių seriją, kuri reiškia „new engine option” (naujas variklio variantas), skirtą šiai problemai sumažinti. Kai kurios oro linijų bendrovės pereina prie turbosraigtinių orlaivių, kurie sunaudoja mažiau degalų. Privatūs lėktuvai vidutiniškai sunaudoja tik 3,5 litro degalų 10 kilometrų ir vienam keleiviui.

Dar vienas svarbus pokytis - naujos rūšies aviacinių degalų pateikimas į rinką. Ši galimybė jau pasiteisino automobilių sektoriuje, tačiau ji turi didelį potencialą ir orlaiviuose. Apskaičiuota, kad šie biodegalai gali iki 80 proc. Įgyvendindama „Lab’line” programą, oro transporto bendrovė „AirFrance” pradėjo kelis skrydžius Tulūza-Paryžius naudodama biodegalais varomus orlaivius.

2015 m. Elektra varomas orlaivis taip pat gali skristi 520 km/val. kreiseriniu greičiu, o jo įkrovimo laikas yra perpus trumpesnis nei naudojimo laikas. Šis orlaivis, varomas trimis 260 kW galios propeleriais, atrodo, yra vienas pirmųjų perspektyvių 100 proc. Taigi galime klausti, ar ši technologija galėtų būti naudojama ir didesniuose orlaiviuose.

Pagal mūsų programą SkyCO2 100 % kiekvieno privataus skrydžio metu išmetamo CO2 kiekio kompensuojama remiant Peru pirminių miškų išsaugojimą.

tags: #zemes #ukio #paskirties #lektuvas