農用雙控噴霧飛機設計

徐桃 解純玉

摘要：為降低農業從事工作者的工作強度，促進機械化生產，提高工作效率。特設計一款操縱簡便，穩定性高，成本低廉。方便大范圍推廣的農用噴霧飛機。該機具有雙操作系統，人工操作和遙控操作（預編程操作）；單架噴霧飛機可實現雙藥物噴灑無需中途更換藥物，自帶噴霧管道清洗。防止藥物混雜殘留。可實現一次上機，噴灑雙種農作物或雙種藥液。減少勞動浪費，提升機器資源利用率；整機保護裝置，防止飛機空中停機、故障。防止藥物泄露，對環境造成污染，保證主要零部件的安全，降低損失成本；整架飛機均為拼裝設置，閑余時間可拆卸零放，減少占地面積。

關鍵詞：噴霧飛機；單機雙藥液；雙操作系統

一、工作目的與研究原因

工作目的：降低農業從事工作者的工作強度，促進機械化生產，提高工作效率。

研究原因：隨著城鎮化建設，成立大型農業合作社已成為必然趨勢，大量的耕地由少量的人員耕種，小型農業噴霧器已無法滿足大范圍工作的需求。如今各類噴霧飛機不勝凡舉，相對而言價格偏高，難以普及到廣大農民。研究小型民用且低價穩定的農業噴霧飛機的迫切要求已提上日程。

二、整機設計展示

2.1單機雙藥液噴灑轉換組

主體采用直徑50cm的油罐型容器，三個固定外接孔，一個為噴霧管道，一個為壓力孔，第三個為藥液注入。外加同種外形不銹鋼外殼，三個同心隔板由一軸固定連接在一起，將容器均勻分成三部分，軸的一端連外界控制器，通過機械齒輪或機動使軸轉動，進而帶動隔板旋轉。三個隔板空間，分別裝有藥液A、藥液B、以及清水或清洗劑。當一種藥液噴灑完畢或不在需要時，轉動隔板軸，驅動隔板區域旋轉，首先進行清水轉化，稀釋噴霧管道中殘留的藥液A，然后再次驅動軸轉動，轉到藥液B對應的隔板區間，再次進行壓力注入，使藥液B流入噴霧管道進行作業。從而降低飛機起降次數，提升整機的利用效率，更大范圍的進行藥物噴灑作業。

2.2轉向控制件

一個轉向控制件，通過中心滑塊，調動自身位置，可實現兩種轉向控制。當滑塊處于右側位置可實現控制桿雙向操作均能使機翼右轉。當滑塊處于左側位置時，可實現飛機左轉彎。減少了零件的使用，簡化操作系統，降低成本及維修費用，同時帶有自鎖功能，當滑塊處于中心位置時，實現自鎖功能。即無論操縱桿如何轉動均不能帶動機翼副翼轉動，飛機處于直線運動，可預防誤操作及副翼故障造成的轉彎。

2.3雙操作系統

簡易的控制裝置，可實現機翼的升降，轉向，降落等常用必備操作。保留座椅位置。同時裝有遙控繼電器，接受3000米以內的遙控信號，實現遠程控制，相當于遙控飛機的放大版本。適用于飛機有效載荷降低，飛機起降跑道較短，情況復雜危險性高的環境。同時降低載荷，延長飛機使用壽命。可攜帶攝像器材，在無法連接到無線信號的情況下可將收集到的信息儲存，回航時便可觀看，適用于農作物的觀測，水位監控，以及其他農用勘測作業。在能搜到無線信號的地區，可將帶有遠程控制或屏幕分享的軟件器材裝在飛機底部，實現實時數據傳輸。例如一個像素較高，安裝有類似QQ視頻的手機，只要事先將手機器材切換到需要的功能。

2.4整機保護

飛機再空中作業時，遇到機械故障或不可抗拒的外力導致空中停車，螺旋槳停轉的情況。盡管固定翼飛機不同于直升機，在停車后不會直線降落，可利用滑翔降低對人員及設備的損害，但是在高重、高空、高速的條件下降落到地面產生的撞擊依舊會對人員造成傷害。即便有些飛機會在駕駛艙安裝氣囊，保護人員安全，但是飛機也會受到極大的損害（對于彈射座椅，由于要求過高，造價成本等原因考慮，不適合低端農用飛機使用）。該型飛機在機身兩側偏后位置安裝有緊急降落傘，降落傘處于一個油罐類型的桶里，該桶上下兩端的蓋體均通過機械裝置控制，且連接兩側降落傘的軸為轉動軸，可實現兩桶的軸向旋轉，以確定桶的低端正好與風向及飛機滑向平行。然后控制兩端的蓋體，使其旋轉脫離。風從低端高速流入，將降落傘推出，等到飛機速度降低，再次開啟機頭位置的降落傘裝置，使其三點承受升力，確保飛機能平穩安全的落地。

三、控制裝置使用說明

座椅前邊設有兩個踏板，一個操縱桿。左側踏板控制尾翼方向舵左轉，右側踏板控制尾翼方向舵右轉。操縱桿可向四個方向控制，向前，則控制尾翼升降舵，適用于降落時或飛機上升高度。左右方向結合控制件的滑塊位置實現機翼副翼左右升降，從而實現轉彎功能。控制臺顯示：溫度顯示，高度顯示，平衡狀態顯示。

平衡狀態顯示：在透明軟管里倒入紅色液體，將軟管兩端對齊對稱的固定在控制臺兩側，底板刻有數值，當右側數值升高時，則表明左側機翼處于高位，當數值達到警戒線時，需控制操縱桿及時轉向保持平衡，以免發生側翻。

參考文獻

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[2]薛明德，向志海《飛行器結構力學與基礎》出版時間2009-9-1起止頁碼：12-16