Применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сельском хозяйстве
Развитие беспилотных летательных аппаратов пошло по пути упрощения использования и увеличения возможностей. Когда-то беспилотники могли нести, в качестве нагрузки, только средства фото-видео съемки. Даже в этом варианте их начали использовать в сельском хозяйстве. Со временем, совершенствовались системы управления, появлялись элементы автопилота и возможности полетов по заложенной программе. Параллельно возросла несущая способность аппаратов и снизилась их стоимость. В настоящее время они способны решать все задачи, решаемые ранее с помощью сельхозавиации. Кроме традиционно «воздушных» задач, беспилотники взяли на себя некоторые дела, выполняемые исключительно вручную.
Существуют два вида беспилотных аппаратов, отличающиеся принципами полета, автономностью и решаемыми задачами:
- Для облета больших территорий применяются аппараты самолетного типа. Конструктивно это может быть летающее крыло или самолет классической схемы. Такой аппарат имеет большую автономность, но не способен зависать на месте, а так же ограничен в маневрировании у поверхности земли.
- Беспилотники коптерного типа представляют собой многовинтовой вертолет. Именно к этой схеме чаще всего применяют обозначение дрон или каптер. Каптеры довольно энергозатраты и ограничены во времени и в дальности полета. В то же время, благодаря маневренности, благодаря возможности зависания на одном месте и движении в любом направлении, некоторые задачи можно решить только ими.
Перечень задач
Устройства, разработанные для выполнения сельскохозяйственных работ, способны находиться в воздухе до 5 часов, нести полезную нагрузку до 20 кг и оснащены сменными модулями, для решения разнообразных задач:
- Внесение гранулированных и жидких удобрений.
- Обработка препаратами от вредителей и болезней сельскохозяйственных культур.
- Посев семян.
- Охрана полей, садов и виноградников.
- Мониторинг, контроль обработки и состояния сельскохозяйственных культур.
Большинство современных беспилотников автоматизируют рутину. Например — не требуют постоянного управления оператором. Способны самостоятельно совершать обработку поля, по заданной программе. Пилотирование намного проще, чем в первых моделях беспилотной авиации. аппарат способен самостоятельно возвращаться и совершать посадку, по окончанию работы или для пополнения используемых рабочих материалов. Все перечисленные задачи можно решать традиционными методами, на земле или с использованием сельхозавиации, но использование БПЛА имеет определенные преимущества в каждом из пунктов списка задач.
Внесение удобрений
Беспилотник, оснащенный емкостью для распрыскивания жидкостей или контейнером для гранул, способен обрабатывать культуры с высокой точностью. Это значительно экономит средства и минимально вредит экологии. С помощью дрона, удобрения могут быть доставлены непосредственно к каждому растению, к каждой культуре. В отличие от тракторов, он не повреждает почву. Несмотря на сравнительно небольшой объем на борту, скорость обработки сопоставима с внесением удобрений с помощью традиционной техники. В случае труднодоступности обрабатываемого участка, альтернативой становится только ручной труд. Для БПЛА не существует труднодоступных объектов.
Опрыскивание
Опрыскивание культур от болезней и вредителей с помощью БПЛА в целом имеет те же преимущества, как при внесении удобрений:
- Высокая точность доставки препаратов.
- Возможность обработки труднодоступных участков.
- Высокая производительность работ.
- Возможность оперативного реагирования на появление болезней или вредителей.
Основным преимуществом является исключение контакта человека с препаратами во время обработки. Управление производится на безопасном удалении от опрыскиваемого места. Дополнительным плюсом для владельцев садов является возможность раздельной обработки почвы, стволов деревьев и кроны. В случае с полем или виноградником, препараты могут быть доставлены непосредственно к пораженному участку.
Посев и до-севы
Применение беспилотников для посевов ограничено только технологией посадки некоторых культур. Например, сажать картошку с беспилотников пока невозможно. В то же время дрон трудно заменить при посеве культур сидератов, при подготовке почвы. Всевозможные мелкосеменные злаковые растения – овес, пшеница, просо. При посевных работах каптер эффективно применять в качестве средства до-сева в пропущенных по каким-то причинам местах. Для этой цели используется тот же модуль, что и для разбрасывания гранул. Несмотря на небольшую поднимаемую беспилотником массу, благодаря скорости и автоматизации работы, один оператор способен засеять до 50га в течение одного рабочего дня.
Мониторинг и анализ
Все ранее перечисленные работы можно выполнять традиционными методами. Задачи анализа грунта, мониторинг посевов и составление почвенных карт с указанием их насыщенности удобрениями решаются только с применением БПЛА. Другие способы решения никогда не были доступны. Теоретически, то же самое можно сделать со спутников, используя методы мультиспектральной фотосъемки и радиозондирования. На практике, эти данные в доступном варианте имеют низкое разрешение и совершенно непредсказуемую периодичность. Беспилотник оснащенный мультиспектральной камерой решает эти задачи в любой момент с идеальной детализацией. Специальное программное обеспечение, на основании этих снимков, создает 3D карты сельхоз участков. Регулярный мониторинг позволяет своевременно реагировать и вносить корректировки. Кроме насыщенности удобрением, на основании снимков можно выявлять мертвые зоны, зоны поврежденные вредителями или болезнями.
Выгода использования БПЛА
Использование беспилотников в сельском хозяйстве приносит прямую выгоду. Достаточно сравнить эффективность беспилотника при решении обычных сельхоз задач. Для наглядности следует разделить задачи по степени возможности найти альтернативу.
Существуют сельхозработы, в которых беспилотник не может участвовать непосредственно. Например, подготовка полей. Культивация может выполняться только с применением наземной техники, например трактора или мотоблока. Даже в этом есть место для применения БПЛА. Прежде всего, это составление схем движения техники. Отслеживание и планирование работы. Оптимизация логистики. Всё это способствует экономии ГСМ и рабочего времени.
В течение всего цикла роста и созревания урожая беспилотники способствуют снижению трудозатрат и позволяют оперативно реагировать на возникающие опасности. С воздуха можно не только оперативно обнаружить очаг появления вредных насекомых, но и сразу его уничтожить, не затронув другие участки.
Есть работы, в которых выгода от использования беспилотной авиации более очевидна.
Например, опрыскивание. Стоимость БПЛА соизмерима и даже меньше чем стоимость трактора. В то же время, при проведении опрыскивания, производительность не ниже, чем производительность наземных средств опрыскивания. Расход распрыскиваемых препаратов при использовании беспилотников гораздо ниже, благодаря более точной доставки и локальности обработок. С учетом сравнения расходов на ГСМ получается ощутимая выгода за каждый день работы.
