اثر ويژگي‌هاي عملكردي پهپادسمپاش بر الگوي نشست قطرات سم در ناحيه هدف

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك بيوسيستم

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير هواپيماهاي بدون سرنشين به عنوان يك فناوري جديد وارد عرصه كشاورزي شده‌اند. راندمان بالاي سمپاشي، اتميزه شدن بهتر سموم و آفت‌كش‌ها، همچنين ارائه راه‌حل براي سمپاشي در طول رشد محصول در شرايطي كه حركت ماشين‌هاي كشاورزي در مزرعه دشوار است، به تدريج استفاده از پهپادهاي حفاظت گياهي را به روش ترجيحي كشاورزان تبديل كرده است. در سمپاشي هوايي، تخمين توزيع و نشست قطرات به منظور بررسي اثربخشي فرآيند پاشش اهميت دارد. در پژوهش حاضر سنجش ويژگي‌هاي عملكردي پهپادسمپاش پليكان 1 ساخت ايران‌ در دو گام مورد مطالعه قرار گرفت. در گام اول، كاليبراسيون، استخراج ويژگي‌هايي مانند نرخ پاشش، عرض مؤثر نوار پاشش در آزموني استاتيكي و ارزيابي مزرعه‌اي انجام شد و سپس، بررسي ميزان بادبردگي سم و تخمين ميزان نشست سموم در ناحيه غير هدف در ارزيابي مزرعه‌اي و تحت پرواز در ارتفاع و سرعت‌هاي متفاوت انجام شد. سامانه‌اي براي ثبت قطرات پاشش متشكل از: يك شاسي، غلتك‌هاي‌ محرك و متحرك، موتور گامي، لامپ‌هاي روشنايي ال‌اي‌دي، باطري، منبع تغذيه، دوربين عكاسي و كاغذ مايلار طراحي و ساخته شد و در آزمون استاتيكي و ارزيابي مزرعه‌اي براي تخمين اندازه قطرات پاشش استفاده شد. مقدار نشست در مزرعه به كمك سامانه طيف‌سنجي نيز ارزيابي شد. طيف نمونه‌ها به روش عبوري سنجيده شد و از پيش‌پردازش‌هاي يكنواخت كردن، نرماليزه كردن، تصحيح پراكنش افزاينده، تصحيح خط پايه، متغير نرمال استاندارد، مشتق اول و مشتق دوم استفاده شد. رنگ‌ها و تكنولوژي طيف‌سنجي به دليل فرآيند تشخيص نسبتاً آسان و ارزان به شكل گسترده براي ارزيابي نشست پاشش پهپادها استفاده مي‌شوند. به اين منظور براي كليه آزمون‌ها و ارزيابي‌ها محلول پاششي حاوي آب، 10 گرم رنگ خوراكي تارترازين و 125 ميلي‌ليتر آفتكش ديازنون به ازاي هر ليتر آب تهيه شد. پهپاد در مزرعه آموزشي – پژوهشي دانشگاه صنعتي اصفهان مورد ارزيابي قرار گرفت، متغيرهاي مستقل شامل دو سطح ارتفاع (3 و 5 متر) و سه سرعت پرواز (5، 6 و 7 متر بر ثانيه) و متغيرهاي وابسته شامل غلظت محلول پاشش، درصد پوشش، VMD و NMD بود. نتايج نشان داد كه، عرض و طول پاشش براي يك نازل از پهپادسمپاش مورد مطالعه در حدود 5/2 متر مي‌باشد ودر مجموع، دو نازل 5 متر عرض پاشش خواهند داشت. براي داشتن كمترين ضريب تغييرات، فاصله بين دو مسير پرواز مجاور بايد به مقدار2 متر و 60 سانتي‌متر تنظيم شود. هر دو شاخص VMD و NMD با فاصله گرفتن طولي و عرضي از محل استقرار نازل افزايش يافت. شاخص يكنواختي طيف قطرات پاشش (VMD/NMD) در نزديك نازل بزرگتر از نقاط دورتر از نازل گزارش شد. درصد پوشش در ارزيابي ارتفاع پاشش در جهت عرضي نشان داد كه بيشينه درصد پوشش در تمام ارتفاع‌ها متعلق به نقاطي در فاصله طولي 2 متر از محل قرارگيري نازل و نزديكترين ارتفاع به سطح زمين (فاصله نيم متر) است. مقدار نشست بين 00/0 ميكروليتر بر سانتي‌مترمربع تا 096/0 ميكروليتر بر سانتي‌مترمربع متغير بود. نشست قطرات در موقعيت صفر خط مركزي (خط پرواز) بيشتر و با دور شدن از خط مركزي مقدار نشست كاهش ‌يافت. كمترين نسبت بادبردگي به ميزان 18/42% در پرواز با سرعت 6 متر بر ثانيه و در ارتفاع 3 متر ثبت شد. كاهش ارتفاع به ميزان قابل توجهي نسبت بادبردگي را كاهش داد. به دليل اثر باد فرووزش ناشي از چرخش روتور پهپاد در حين پرواز و باد مخالف در آزمون مزرعه‌اي مقدار VMD و NMD از مقدار اين شاخص‌ها در آزمون استاتيكي كوچكتر گزارش شد.

227862

طراحي و ساخت

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان