第17期 陈盛德等:小型无人直升机喷雾参数对杂交水稻冠层雾滴沉积分布的影响 第1条采集带 First collection第2条采集带 Second collection■第3条采集带 Third collection a第次试验雾滴沉积分布 b.第2次试验雾滴沉积分布 第3次试验雾滴沉积分布 a First test droplets deposition b. Second test droplets deposition c. Third test droplets deposition 图4雾滴沉积分布情况 表3有效喷幅区内雾滴沉积结果方差分析表 表4靶区内雾滴沉积分布情况 Table 3 Analysis of variance of droplets deposition in effective Table 4 Droplets deposition in effective spray area 每个采集点上雾雾滴分布 采集点上雾滴平均沉积量 雾滴分布均匀性 组号 采集带位置 总沉积量滴平均沉积量均匀性 因素 Test Collection position Deposition/ Deposition on Uniformity (uL cm") Factor collection point number Sig. 显著性 pointeL cm) distribution/% Sis 显著性 飞行高度 Height0.015 第2条 飞行速度 Velocity Second collection 0.976 0.244 注:表中Sg表示因素对结果影响的显著性水平值,本文取显著性水平 0.3 a=0.05,表中“”代表因素对试验结果有显著影响,表中“”代表因素对试验 结果无显著影响 First collection Note: This article take significance level a=0.05, *"in table represent factors has significant impact on test result, "-in table represent factors has no Second collection 0.656 0.164 gnificant impact on test result. 0.468 0.117 Third collection 2.1.1不同飞行高度下雾滴沉积量分布 由表2和图4可以知道,高度不同,靶区内的雾滴 Girst collection 积量不 1次、第2次和第3次试验的平均飞行 高度分别为1.33、192和3.15m,而靶区内的总雾滴沉 第3条 Third collectio 积量分别为2380、1.905、1.156Lcm2,每个采集点的 雾滴平均沉积量为0.198、0.159、0.064MLcm2,第1次2.2同一飞行高度下雾滴沉积分布 与第2次试验的雾滴沉积量明显高于第3次试验的雾滴 由图4和表4可以看出,在同一种飞行高度下,不 沉积量。这一现象说明,随着髙度的增加,植株冠层上同采集帶上的雾滴沉降趋势相同 方的垂直风场减弱,靶区内的雾滴沉积量会逐渐减少。 首先,在每次的试验中,第1条与第2条雾滴采集 度下雾滴沉积均匀性分布 带上的雾滴沉积总量及每个采样点上的雾滴平均沉积量 表4表示在3次不同试验下靶区内每条采集带上的差别不大,3次试验的结果分别为1.048和0.976、0.781 雾滴平均沉积量与雾滴分布均匀性情况。由表可以看出,和0656、0423和0473山m2;而第1条、第2条雾滴 在不同飞行高度下,靶区内的雾滴沉积均匀性不同。在采集带上的雾滴沉积总量及每个采样点上的雾滴平均沉 平均飞行高度为1.3m的第1次试验中,雾滴沉积分布积量均明显高于第3条雾滴采集带上的雾滴沉积量,在3 的均匀性最差,其中,在第1条雾滴采集带上各采集点次试验中,第Ⅰ条和第Σ条雾滴采集带上雾滴平均沉积 之间的雾滴沉积量变异系数达到8410%,造成这一现象总量分别高于第3条雾滴采集带上的雾滴沉积总量的 的原因可能是由于无人机飞行高度过低,在靶区内飞机18427%、53.51%、72.31%由表2可以知道,在3次试 与水稻植株之间产生较强的紊流,使得雾滴沉降不均匀。验中,前Σ条雾滴采集带上方的作业速度均低于第3条 在平均飞行高度分别为192、3.15m的第2次、第3次雾滴采集带上方的作业速度,因此,出现这一现象主要 试验中,第2次试验的雾滴分布均匀性优于第3次试验是由于无人机在喷施作业时经过3条雾滴采集带的速度 的雾滴分布均匀性,其中,第2次试验中第2条采集带不同而导致的,作业速度越低,沉积在飞机下方的雾滴 上的雾滴沉积量均匀性最佳,其变异系数为2900%,这量就越多 现象说明,当飞行高度过高时,飞机下方的雾滴受无 其次,每条雾滴采集带上的雾滴沉积分布均表现出 人机旋翼引起的紊流风场及外界风场影响较大,使其垂飞机作业航线左侧的雾滴沉积量均多于作业航线右侧的 直向下的风场不稳定,造成下方的雾滴不能较均匀地沉雾滴沉积量,经统计可知,在3次试验中,飞机作业航线 积在正下方的植株冠层上。 左侧的雾滴沉积总量分别为1209、1.181、0658ML/cm2,第 17 期 陈盛德等：小型无人直升机喷雾参数对杂交水稻冠层雾滴沉积分布的影响 43 图 4 雾滴沉积分布情况 Fig.4 Droplets deposition 表 3 有效喷幅区内雾滴沉积结果方差分析表 Table 3 Analysis of variance of droplets deposition in effective spray area 采集点上雾滴平均沉积量 Deposition on each collection point 雾滴分布均匀性 Uniformity of droplet distribution 因素 Factor Sig. 显著性 Significance Sig. 显著性 Significance 飞行高度 Height 0.015 * 0.344 - 飞行速度 Velocity 0.035 * 0.613 - 注：表中 Sig.表示因素对结果影响的显著性水平值，本文取显著性水平 α=0.05，表中“*”代表因素对试验结果有显著影响，表中“-”代表因素对试验 结果无显著影响。 Note: This article take significance level α=0.05, “*” in table represent factors has significant impact on test result, “-” in table represent factors has no significant impact on test result. 2.1.1 不同飞行高度下雾滴沉积量分布 由表 2 和图 4 可以知道， 高度不同，靶区内的雾滴 沉积量不同。第 1 次、第 2 次和第 3 次试验的平均飞行 高度分别为 1.33、1.92 和 3.15 m，而靶区内的总雾滴沉 积量分别为 2.380、1.905、1.156 μL/cm2 ，每个采集点的 雾滴平均沉积量为 0.198、0.159、0.064 μL/cm2 ，第 1 次 与第 2 次试验的雾滴沉积量明显高于第 3 次试验的雾滴 沉积量。这一现象说明，随着高度的增加，植株冠层上 方的垂直风场减弱，靶区内的雾滴沉积量会逐渐减少。 2.1.2 不同飞行高度下雾滴沉积均匀性分布 表 4 表示在 3 次不同试验下靶区内每条采集带上的 雾滴平均沉积量与雾滴分布均匀性情况。由表可以看出， 在不同飞行高度下，靶区内的雾滴沉积均匀性不同。在 平均飞行高度为 1.33 m 的第 1 次试验中，雾滴沉积分布 的均匀性最差，其中，在第 1 条雾滴采集带上各采集点 之间的雾滴沉积量变异系数达到 84.10%，造成这一现象 的原因可能是由于无人机飞行高度过低，在靶区内飞机 与水稻植株之间产生较强的紊流，使得雾滴沉降不均匀。 在平均飞行高度分别为 1.92、3.15 m 的第 2 次、第 3 次 试验中，第 2 次试验的雾滴分布均匀性优于第 3 次试验 的雾滴分布均匀性，其中，第 2 次试验中第 2 条采集带 上的雾滴沉积量均匀性最佳，其变异系数为 29.00%，这 一现象说明，当飞行高度过高时，飞机下方的雾滴受无 人机旋翼引起的紊流风场及外界风场影响较大，使其垂 直向下的风场不稳定，造成下方的雾滴不能较均匀地沉 积在正下方的植株冠层上。 表 4 靶区内雾滴沉积分布情况 Table 4 Droplets deposition in effective spray area 试验 组号 Test number 采集带位置 Collection position 总沉积量 Deposition/ (μL·cm-2) 每个采集点上雾 滴平均沉积量 Deposition on each collection point/(μL·cm-2) 雾滴分布 均匀性 Uniformity of droplet distribution/% 第 1 条 First collection 1.048 0.262 84.10 第 2 条 Second collection 1 0.976 0.244 48.71 第 3 条 Third collection 0.356 0.089 49.35 第 1 条 First collection 0.781 0.195 65.10 第 2 条 Second collection 2 0.656 0.164 29.00 第 3 条 Third collection 0.468 0.117 30.35 第 1 条 Girst collection 0.423 0.070 26.62 第 2 条 Second collection 3 0.473 0.079 47.88 第 3 条 Third collection 0.260 0.043 44.67 2.2 同一飞行高度下雾滴沉积分布 由图 4 和表 4 可以看出，在同一种飞行高度下，不 同采集带上的雾滴沉降趋势相同。 首先，在每次的试验中，第 1 条与第 2 条雾滴采集 带上的雾滴沉积总量及每个采样点上的雾滴平均沉积量 差别不大，3 次试验的结果分别为 1.048 和 0.976、0.781 和 0.656、0.423 和 0.473 μL/cm2 ；而第 1 条、第 2 条雾滴 采集带上的雾滴沉积总量及每个采样点上的雾滴平均沉 积量均明显高于第 3 条雾滴采集带上的雾滴沉积量，在 3 次试验中，第 1 条和第 2 条雾滴采集带上雾滴平均沉积 总量分别高于第 3 条雾滴采集带上的雾滴沉积总量的 184.27%、53.51%、72.31%。由表 2 可以知道，在 3 次试 验中，前 2 条雾滴采集带上方的作业速度均低于第 3 条 雾滴采集带上方的作业速度，因此，出现这一现象主要 是由于无人机在喷施作业时经过 3 条雾滴采集带的速度 不同而导致的，作业速度越低，沉积在飞机下方的雾滴 量就越多。 其次，每条雾滴采集带上的雾滴沉积分布均表现出， 飞机作业航线左侧的雾滴沉积量均多于作业航线右侧的 雾滴沉积量，经统计可知，在 3 次试验中，飞机作业航线 左侧的雾滴沉积总量分别为 1.209、1.181、0.658 μL/cm2