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【深度报告】内外因素齐助力 植保无人机起飞在即

2016-08-15 11:28
九一隐士
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  专业的飞防大队是未来植保无人机的真正购买者和使用者

  农场主会将植保服务外包给专业飞防大队,后者正是未来植保无人机的购买主力。植保服务是一个综合性服务体系,而不是简单的把药喷到田里。同时,植保无人机的应用还涉及到飞机维护、保养、维修、保险、法律法规、植保应用等相关产业,其中涉及大量的机械、农业等专业知识。因此,在我国适应土地流转,大规模农业集约化经营的趋势,运用科学化、专业化的方法管理农业,将各个任务作业拆解外包给专业化的团队是必然选择。

  飞防大队是一个能够快速提供植保服务并能够实施盈利的服务化组织,无人机植保的高效率和低成本成是在市场激烈的竞争中致胜的法宝。纵观发达国家,以使用无人机作业频率最高的日本来说,农场主购买无人机的只占了16.3%,其余部分均为专业化组织或者协会购买。据统计,在美国有一万多家植保服务商提供植保服务,而购买无人机的农场主相对较少。

  中国无人机植保相比发达国家处于起步阶段

  国内无人机植保的比例不到1%,远低于世界平均水平

  2015年全国植保无人机保有量达2324架(31个省统计),总作业面积达1152.8万亩次,较之2014年的695架、426万亩,同比增长分别是234%、170.6%。但是,目前国内农业植保仍以人工加手动、电动喷雾机这样的半机械化装备为主,占比超过90%,航空植保比例小于2%。按2015年植保无人机总作业面积达1152.8万亩次计算,无人机植保比例不到1%,而美国、日本的农用航空作业占耕地面积比例分别达到50%、54%,世界平均水平也达到了远高于我国的17%,我国在航空植保方面还处于刚刚起步阶段。

  从世界范围来看,农业植保无人机应用较为普遍的有日本、韩国等农业机械化水平较发达的国家。由于美国农业组织方式采用大农场为主,大面积农业植保采用载重更大的有人驾驶飞机喷药,使用无人机植保较少,导致美国植保无人机产业发展落后于日本。

  他山之玉一:日本耕地特征与我国相似,无人机植保第一大国经验值得借鉴

  早在1987年Yamaha(雅马哈)公司受日本农业部委托,生产出世界上第一台20kg级喷药无人机“R-50”,经过20多年的发展,目前日本拥有2346架已注册的农用无人直升机,操作人员14163人,成为世界上应用无人机植保第一大国。日本雅马哈公司生产的植保无人机可以实现短时间内更换油箱、补充药剂、定高飞行、基本实现傻瓜式操作,用户只要一键操作,飞机将自主起飞,达到设定高度后悬停,用户可方便的操纵飞机前进后退,降低了对农民的技术要求,飞机的稳定性、作业效率和安全性大大提高。

  日本农民户均耕地面积小,地形多山,与我国相似,适应单旋翼植保无人机作业,研究日本的成功经验对我国植保无人机的发展具有很强的指导意义。然而,中国和日本的情况也有所不同。日本的田地间水泥机耕道比较完备,农民收入比较高,每亩喷洒收入是中国的10倍。因此,日本选择起飞重量110公斤的雅马哈油动无人机作为植保无人机,可以达到出入田间作业,较长的滞空时间降低了起降的次数,从而降低了事故率,提升了作业效率。

  他山之玉二:美国大力扶持推动农业航空发展成熟,直接贡献率为15%以上

  美国是农业航空应用技术最成熟的国家之一,已形成较完善的农业航空产业体系,据统计,农业航空对农业的直接贡献率为15%以上。其中,美固定翼飞机植保发展最为成熟。

  美国有农用航空相关企业2000多家,已成立国家农业航空协会(National Agricultural Aviation Association,NAAA)和近40个州级农业航空协会,NAAA有来自于46个州的会员1800个。

  全国在用农用飞机4000,共有机型20多种,以有人驾驶固定翼飞机为主,约占88%。在册的农用飞机驾驶员3200多名。

  年处理40%以上的耕地面积,全美65%的化学农药采用飞机作业完成喷洒,其中水稻施药作业100%采用航空作业方式。此前,美国因农业劳动人工成本太高,一度放弃国内的水稻种植,大米全部进口。后来使用了航空作业,到20世纪70年代末期,一跃而成为世界上主要的稻米出口国之一。

  国家大力扶持农业航空产业的发展是美国农业航空发达的重要原因之一。美国从上世纪70年代就开始研究航空喷施作业技术参数的优化模型,用户输入喷嘴、药液、飞机类型、天气因素等,通过对内部数据库调用,即可预测可能产生的飘移、雾滴的运动和地面沉积模式等。美国国会通过了豁免农用飞机每次起降100美元的机场使用费的议案,2014年白宫的预算中预计继续投入73亿美元支持该议案,以降低农业航空作业的成本。在NAAA的推动下,自2002年以来已投入约700万美元用于农业航空技术研发,参议院已通过议案将继续大力支持开发更高效、使用成本更低的农业航空相关技术。

  基于我国独特的环境,国内无人机技术缩小差距的同时实用性和性价比更高

  我国的植保无人机起步较晚。真正开始研制的时间只有十多年,具体进程梳理如下:

  日本已经有30年的植保无人机研发历史,虽然我国只有10年左右研发经验,但我们相对于日本的差距正不断缩小。

  载药量:RMAX达到20公斤,但RMAX的价格达到100万以上,是中国市场消费能力所不能接受的;

  起飞重量:110公斤的起飞重量使得该产品在中国的田地上不易使用,需要三四个人才可以抬到田间作业,在日本有完备的水泥机耕道系统,但是在中国考虑到沟渠、树木、电线、田埂等复杂因素,中国要建成完整的机耕道系统需要很长的时间。

  相对来讲,载药量15公斤比较符合现阶段中国无人机植保行业的需求,一方面载药量达到15公斤,滞空时间可以达到近20分钟,从而可以达到每天300~500亩的作业效率;另一方面,25万的价格从性价比来说要高于雅马哈RMAX无人机。此外,从参数对比中也可以看出,汉和自主知识产权的轨迹记录仪是汉和无人机的特色,可以进行喷洒轨迹的记录和管理,对漏喷和复喷进行警告,从而使得农业喷洒作业更加智能化,也可以做为作业管理的依据。

  大载荷长续航是我国植保无人机的发展方向。随着未来土地流转,农业基础设施完善,大载荷的植保无人机是发展的趋势。

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