? 经过近三十年的发展，目前日本拥有2346架已经注册的农用植保无人机，操作人员14163人，成为世界上农用无人机喷药第一大国，日本的农用植保无人机及其配套施药技术发展比较成熟，已达到在短时间内加注汽油，补充药剂，操作实现傻瓜式，施药效率很高，目前无人机施药已占总施药面积的50%以上。 5. 农用植保无人机市场发展
目前，无人机涉及的领域是多方面的，而农用植保无人机应用更是多样化的。农业植保无人机：远胜人工植保，政策渐成熟催生年均400 亿市场。市场政策环境逐渐成熟。农业植保无人机指用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，通过飞控实现喷洒作业，可喷洒药剂、种子、粉剂等。2013 年农业部出台《关于加快推进现代植物保护体系建设的意见》，提出鼓励有条件地区发展无人机防治病虫害。
据中国农机流通协会的调查显示，农机合作组织、种粮大户、家庭农场、农民合作社在消费主体中的比重正以15%的年均速度快速增长，新型农业主体的崛起，以及新形势下农资市场的一系列变革，都在为我国农用飞机作业的发展提供了充足的有利条件 。
高效率及规避农药中毒，促植保无人机替代人工作业。中国作为农业大国，拥有18 亿亩基本农田，每年需大量的农业植保作业，而我国每年农药中毒人数有10 万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，若统计在内，人数料将大幅上升。所以人工喷洒农药对作业人员的危害性很大且效率低下。相反，植保无人机作业高度低，飘移少，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，可远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了接近农药的危险，喷洒作业安全。当前美国、日本等国家已广泛使用无人机进行植保，在我国随着农业植保无人机技术的进一步成熟，性能将进一步提高且成本下降，预计人工替代动力更强。
随着家庭农场、土地流转、服务组织的升温，给农用无人机的发展带来了前所未有的机遇，农用无人机正在成为农机行业新的亮点和热点，但在农业实际作业中还面临很多亟待解决的问题。据参加展会同期举办的农用航空发展研讨会的专家预计， 2015年，农用航空器国内需求量将达到2000台，到2020年不低于
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10000台，发展前景广阔，市场潜力巨大。预计未来10~20年，无人机植保比重将持续替代，市场规模将持续膨胀发展。
6. 农用植保无人机的技术对比分析 1) 单旋翼植保无人机的特点 ? 旋翼大，飞行稳定，抗风条件好，
? 风场稳定，雾化效果好，下旋风力大，穿透力强，农药可以打到农作物的根茎部位。
? 核心部件为进口电机，构件为航空铝材，碳纤材料，结实耐用，性能稳定 ? 飞行植保作业历时2年多，连续植保10万亩/次以上，无重大故障，飞行驾驶简便易学，稳定智能的飞控系统，傻瓜式的操作模式经过简单培训就可上手。
2) 多旋翼植保无人机的特点 ? 技术门槛低 ? 造价相对便宜 ? 能垂直起降、空中悬停 ? 航模级别的国产电机和配件 ? 抗风性能差
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? 连续作业能力差，效率低，单架次需要最少2-4块电池组
? 举例，10L多旋翼无人机，单架次最少2块电池组，作业面积1：1（10升：10亩），200亩植保作业需要飞行20次，携带电池40—80块，重量约为80——160kg（单块电池重量约2kg）
? 由于多旋翼无人机，旋翼较小，旋转方向两两相反，导致风场散乱，风场覆盖范围小，所以为加大喷洒面积，会把喷杆加长（喷杆总长超过旋翼直径），由于空气动力原因，在作业时会左右摇摆，导致飞行不稳定，作业难度加大，增加摔机的风险。 3) 燃油动力无人机的特点 ? 载荷大，15-120L都可以 ? 航时长，单架次作业范围大
? 燃料易于获得，采用汽油混合物做燃料 ? 使用不方便，维护保养成本高（同汽车发动机）
? 低价发动机均为两冲程航模发动机，寿命短，发动机磨损大，最多飞行200小时左右需更换发动机
? 农业植保作业为低空低速飞行，低价发动机均为风冷，冷却问题无法解决，一个架次飞完，发动机温度太高，无法再次起飞，严重影响植保作业效率 ? 实际飞行中，操控相对麻烦，飞行前的检验程序很多，摔机率非常高，达到50%以上。
? 噪音大，由于燃料是采用汽油和机油混合，不完全燃烧的废油会喷洒到农作物上，造成农作物污染。
? 售价高，大功率植保无人机一般售价在30-200万 ? 整体维护较难，因采用汽油机做动力，其故障率高于电机 4) 电动植保无人机的特点 ? 环保，无废气，不造成农田污染 ? 易于操作和维护，一般7天就可操作自如 ? 售价相对较低，普及化程度高 ? 电机寿命可达上万小时 ? 载荷小，载荷范围5-15L
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? 航时短、单架次作业时间一般10-30分钟，作业面积10-50亩/架次 ? 采用锂电作为动力电源，外场作业需要及时为电池充电
由此可见，单旋翼电动植保无人机更适用于植保作业，它具备其他多种技术优势，市场总是优胜劣汰的，单旋翼无人机是无人机技术发展的趋势，引领整个无人机的植保作业。
7. 技术趋势
无人机和传统的航空制造业产业链一样，产业链长，涉及产业众多，从航空机载武器装备、机身复合材料、飞行器操纵控制、发射回收装置、无人机整机等到无人机的应用（包括军用和民用）。
多旋翼无人机进入商业领域的最后一块拼图是导航飞行控制系统的成熟化。多旋翼机是不稳定系统且不能完整驱动，良好的导航飞控技术对多旋翼机性能的稳定至关重要。目前国内外具备导航飞控系统研发能力的企业只有少数几家，该技术资源构成较高的竞争壁垒。同时多旋翼机的一个重要趋势是载荷的持续提高，这使得多旋翼机能进入到农业植保、遥感等领域，进一步难打开市场空间。
单旋翼无人机植保作业风场稳定，雾化效果好，下旋风力大，穿透力强，稳定性更好，载荷达16L，需要的航电技术及电机都要更优，对核心电机要求更高，对单旋翼无人机企业要求更高，具有稳定智能的飞控系统，傻瓜式的操作模式无人机更适用于整个行业的需求。
植保无人机具有作业高度低，飘移少，可空中悬停，无需专用起降机场，旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，防治效果高，远距离遥控操作，喷洒作业人员避免了暴露于农药的危险，提高了喷洒作业安全性等诸多优点。另外，电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量，节约90%的用水量，这将很大程度的降低资源成本。电动无人机与油动的相比，整体尺寸小，重量轻，折旧率更低、单位作业人工成本不高、易保养。农用单旋翼无人机具有施肥施药精准度和作业效率高、利于规模化生产，体积小巧、方便转场和运输，适用性好、不受地形条件限制，安全性高、有效避免驾驶人员伤亡等优势，逐渐代替了早期的固定翼飞机和多旋翼飞机，成为农业植保领域研究和应用的热门机型。
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8. 农用植保无人机参考性能指标
? 采用高效无刷电机作为动力，机身振动小，可以搭载精密仪器，喷洒农
药等更加精准；
? 地形要求低，作业不受海拔限制，在西藏、新疆等高海拔地域； ? 起飞调校短、效率高、出勤率高；
? 环保，无废气，符合国家节能环保和绿色有机农业发展要求； ? 易保养，使用、维护成本低，一般7天就可操作自如； ? 售价相对较低，普及化程度高； ? 电机寿命可达上万小时； ? 载荷小，载荷范围5-15L；
? 航时短、单架次作业时间一般10-30分钟，作业面积10-50亩/架次； ? 采用锂电作为动力电源，外场作业需要及时为电池充电； ? 专业化培训； ? 保险公司承保；
技术参数
外形尺寸（长宽高） 飞机自重 最大起飞重量 农药容器容量 最大有效载荷 锂聚合物动力电池 作业速度 相对飞行高度
技术指标 1955 x 455 x 625 9.8Kg 29.2Kg 16L
16Kg（±5%） 44.4V/10Ah/续航时间10-35min
3~8m/s（风速2~3级） 距离农作物1～1.5米
喷幅（5个0.3L/分钟喷头、2.8米长喷4～7米（逆风或顺风、风淋管） 速2~3级） 喷洒流量 高浓度农药消耗 单机喷洒作业效率
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1.2L-1.5L/min（5个喷头） 0.5-1.0L/亩（具体视不同
农作物）
300亩/天（水稻）
农用植保无人机技术白皮书
