Обґрунтування параметрів дозуючого пристрою безпілотного літального апарату для біологічного захисту рослин

Актуальність теми
2
За сучасних умов загострення екологічної ситуації особливого значення набувають дослідження і впровадження екологічно спрямованих систем захисту рослин, особливо від лускокрилих шкідників. Порушення традиційних систем захисту рослин призводить до непередбачуваних наслідків, створюючи загрозу масового розмноження шкідників та пошкодження ними культур сільського господарства, що значно впливає на зниження врожаю.
Один з основних факторів підвищення ефективності застосування трихограми - організація своєчасного розселення її на оброблюваних площах. Складність розселення трихограми залежить від наступних причин: збереження її життєздатності, необхідності рівномірного розселення малих доз на великій поверхні (з незначними відхиленнями).
У біологічному захисті рослин від лускокрилих шкідників найбільшого поширення має ентомологічний препарат трихограми, який виробляють на яйцях комірного шкідника – зернової молі.

НАЙМАСОВІШІ ШКІДНИКИ КУКУРУДЗИ
Попелиця
Кукурудзяний стебловий метелик
3
Втрати кукурудзи на зерно від шкідників можуть сягати 80 %

Мета роботи –підвищення ефективності внесення ентомологічного біопрепарату трихограми, шляхом удосконалення безпілотного літального апарату.
Об’єкт дослідження – процес внесення трихограми, режими роботи та конструкційні параметри безпілотного літального апарату.
Предмет дослідження – взаємозв’язок режимів роботи, конструкційних параметрів безпілотного літального апарату та якісних показників його роботи.
МЕТА, ОБ'ЄКТ ТА ПРЕДМЕТ ДОСЛІДЖЕННЯ
4

ЗАВДАНЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
Проаналізувати особливості процесу виробництва та внесення трихограми;
Виконати аналіз способів і технічних засобів внесення трихограми;
Провести теоретичні дослідження руху яєць зернової молі у горизонтальному повітряному потоці;
Виконати теоретичні та експериментальні дослідження з визначення оптимальних конструкційно-технологічних параметрів бункера-дозатора безпілотного літального апарату;
Виконати техніко-економічну оцінку ефективності виробництва та внесення трихограми.
5

Технологія розведення та внесення трихограми
Виробництво зернової молі (Sitotroga cerealella)
ВИРОБНИЦТВО
ТРИХОГРАМИ
Ентомологічний препарат трихограмма - місцевий розповсюджений паразитоїд яєць озимої, бавовняної та інших видів совок. Цей вид використовується для захисту посівів сільськогосподарських культур. Величина трихограми в залежності від розмірів яєць совок, на яких вона розвивалася, становить від 0,25 до 0,9 мм. Самці трохи менше самок. Забарвлення трихограми варіює від блідо-жовтого до чорного кольору.
Внесення
препарату
6

7
СПОСОБИ ВНЕСЕННЯ ТРИХОГРАМИ

Установка для наземного розселення
трихограми УРТ-20
Схема пристрою для розселення
трихограми в капсулах
Схема пристрою для розселення трихограми
АНАЛІЗ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ ВНЕСЕННЯ ТРИХОГРАМИ
8

Схема пристрою для авіаційного
розселення трихограми
Безпілотний літальний апарат R-100
АНАЛІЗ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ АВІАЦІЙНОГО ВНЕСЕННЯ ТРИХОГРАМИ
9

ВИКОРИСТАННЯ БПЛА В СІЛЬСЬКОМУ ГОСПОДАРСТВІ:
1. Інвентаризація сільськогосподарських культур та полів, встановлення об'єктивної площі орних земель, а також сінокосів, пасовищ, багаторічних трав;
3. Ідентифікація хворих тварин в стаді на випасі за допомогою дрона, оснащеного термокамерою і необхідним програмним забезпеченням;
;
4. Проведення профілактичних заходів щодо контролю чисельності шкідливих організмів у сільськогосподарських культурах.
2. Моніторинг місця розташування та використання сільськогосподарської техніки;
10

Бункер квадракоптера для внесення трихограми в капсулах
ОСНАЩЕННЯ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
11
БЛА «Птеро G1»
Дрон, що оснащений бункером для внесення трихограми в капсулах

1 - бункер, 2 - повітряний канал, 3 - вхідний дифузор, 4 - насадка розпилювач,
5 - перепускний клапан, 6 - регулятор подачі трихограми, 7 - регулятор швидкості потоку
12
БЕЗПІЛОТНИЙ ЛІТАЛЬНИЙ АПАРАТ

КОНСТРУКЦІЙНО – ТЕХНОЛОГІЧНІ ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ ВИКОРИСТАННЯ
БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТУ
П Е Р Е В А Г И
Не складне і не дороге обладнання у порівнянні з малою авіацією;
Доступний порядок експлуатації і обслуговування;
Не потрібно мати екіпаж кваліфікованих пілотів, які можуть вилетіти в потрібний момент;
Не потрібно мати спеціальні ліцензії та дозволи на польоти;
Не потрібна злітна смуга;
Обробка територій може здійснюватись на дуже низьких висотах;
Обробку можна здійснювати навіть вночі без людського контролю.
Н Е Д О Л І К И
13
Регулювання подачі яєць зернової молі заражених трихограмою здійснюється до запуску літака і не залежить від його швидкості;
Не досконала система подачі трихограми призводить до необхідності перемішування препарату з іншими матеріалами (наприклад манкою) призводить до нерівномірності внесення, оскільки фізико-механічні властивості їх різні.

СХЕМА ДІЇ СИЛ НА ЯЙЦЕ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ
ПОВІТРЯНОМУ ПОТОЦІ
14
Де υп – швидкість повітряного потоку, м/с;
υях – швидкість яєць відносно вісі х, м/с;
υяу – швидкість яєць відносно вісі у, м/с;
g – прискорення сили тяжіння, м/с2;
k – коефіцієнт пропорційності, м-1;
с – коефіцієнт опору кулі, який при числах Рейнольдса від 1,5·103 до 14,5·103 приблизно однаковий і становить 0,4, відносних од.;
ρп – густина повітря, кг/м3;
ρ – щільність яєць, кг/м3;
dе – діаметр яйця зернової молі представлений еквівалентною кулею, м;
m – маса яєць, г.

ДАНІ, ЩО ВИКОРИСТОВУВАЛИСЬ ПРИ ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ ТРАЄКТОРІЙ ПОЛЬОТУ ЯЄЦЬ ЗЕРНОВОЇ МОЛІ
15

ТРАЄКТОРІЇ РУХУ КОНГЛОМЕРАТІВ ТА ПООДИНОКИХ ЯЄЦЬ ЗЕРНОВОЇ МОЛІ В ПОВІТРЯНОМУ ПОТОЦІ
16

БЕЗПІЛОТНИЙ ЛІТАЛЬНИЙ АПАРАТ, З РОЗРОБЛЕНИМ БУНКЕРОМ-ДОЗАТОРОМ
17

Експлуатаційні витрати виробництва та внесення трихограми
18

ВИСНОВКИ
1. Висота внесення ентомологічного препарату трихограми впливає на якість її внесення, тому використання безпілотних літальних апаратів у зв’язку з можливістю низького розсіювання дозволить покращити рівномірність внесення препарату, а відповідно ефективність його дії.
2. Впровадження в технологічний процес виробництва і внесення ентомологічних препаратів безпілотних літальних апаратів дозволяє покращити якість та оперативність внесення трихограми.
3. Встановлено, що самовитікання біоматеріалу з вихідного отвору збільшується пропорційно до збільшення діаметра отвору, а критичний діаметр, за якого переривається самовитікання, становить 10 мм.
4. Випорожнення біоматеріалу з бункера безпілотного літального апарату можливе за умови що нижня стінка виконана конічної форми з кутом, який дорівнює або більший від кута природного нахилу біоматеріалу і який становить 30 град.
5. За даними досліджень роботи безпілотного літального апарату визначено термін окупності обладнання виробництва і внесення трихограми яка не перевищує 3 років.
19