Агрокоптеры: поддержка с воздуха

Идея использовать в растениеводстве дроны (коптеры) с грузовой платформой появилась всего четыре года назад и была реализована в Китае, а теперь в этой стране работает более 100 тыс. агрокоптеров. Первой российской компанией, занявшейся разработкой и производством агропромышленных дронов, стала ООО «Флора сервис+». Мы попросили ее директора Сергея Николаевича ТЕРЕХИНА рассказать, для чего используют агрокоптеры, как они работают и что получается в результате.

Первую модель агродрона, работающего по технологии ультрамалообъемного опрыскивания (УМО), мы сделали летом 2016 года. Ее испытания провели в Германии на знаменитых Мозельских виноградниках. Растут они на очень крутых берегах реки, где обычные опрыскиватели работать не могут: уклон там доходит до 60 градусов. Наш дрон летал вдоль шпалер на высоте 1,5 - 2 м от растений, и используя датчик высоты, и в соответствии с реальными склонами. Все опыты прошли удачно. Жаль, что до практики в Германии дело не дошло по причине бюрократических сложностей.

ЧТО ОН ДЕЛАЕТ

Наш агрокоптер – это полнофункциональный робот, самостоятельно выполняющий задачу по заложенной программе и не требующий управления. Такая техника универсальна и подходит для любых культур. С ее помощью можно применять любые водорастворимые пестициды и удобрения с нормой расхода 10 л/га (стандартная норма расхода в УМО). Для пользователей оказалось удобно использовать одну такую машину на относительно небольших площадях до 300 га. Она подходит для применения на участках со сложным рельефом, в местах с затрудненным доступом, при работе по раскисшей почве.

Для решения большинства задач беспилотник летает на высоте 2 - 2,5 м (по показаниям датчика высоты) со скоростью 5 - 6 м/сек. В таком режиме ширина захвата составляет 6 м. Опрыскиватели у него работают по такому же принципу, как и любые другие, но капли раствора дополнительно распыляются в турбулентной струе, так что попадают на растения со всех сторон и наносятся равномерно. Мы провели измерения и выяснили, что 30 - 40 % раствора наносится на нижнюю сторону листа, а остальное распределяется сверху.

Впрочем, режимы можно менять в зависимости от поставленной задачи. Скажем, в опытах на бахчевых дроны летали на высоте 0,5 м. Зато, когда нужно было внести листовую подкормку с нормой расхода 80 л/га, мы поставили более производительные форсунки, снизили высоту и скорость полета, а соответственно – заузили ширину захвата до 2 м. За один полет вылили 40 л/га, а всю задачу выполнили за два «рейса». Скорость можно увеличивать до 10 м/сек., мы прибавляли ее для десикации подсолнечника.

В нашей производственной линейке две модели агродронов: один рассчитан на 5 л рабочего раствора, а второй – на 10 л, их приблизительная стоимость сейчас соответственно 300 и 500 тыс. руб. Для большинства задач оптимальна «десятка»: один полет – это 8 - 10 мин., и обычно за это время расходуется 10 л раствора на 1 га и разряжается один комплект батарей. У каждого дрона есть четыре запасных комплекта, а время зарядки каждого – 50 - 60 мин. Когда первый комплект отработал, мы меняем его на другой, а этот ставим на зарядку. К тому моменту, пока израсходуются все четыре, «стартовый» уже зарядится, и таким образом можно обеспечить непрерывную работу.

КАК РАБОТАТЬ

Любое опрыскивание, в том числе и с дрона, должно проводиться по стандартным нормам: в сухую погоду с ветром не сильнее 3 м/сек. и температурой воздуха не выше 25 ^оС. Коптер может работать по ночам, так как летает по GPS-координатам и микроволновому датчику высоты.

Аппарат можно доставить в поле на любой машине со стандартным тентованным прицепом. Кроме него понадобится баковая смесь, зарядные устройства и вода для промывания после работы.

Есть два режима работы: автоматический и полуавтоматический. На «автомате» коптер летает самостоятельно, но без оператора тут не обойтись. Полная программа обучения включает в себя два занятия по 4 ч: теоретическое и практическое. Причем примерно половину времени занимает инструктаж по технике безопасности. Иначе нельзя, ведь человеку придется иметь дело с летающей «гирей» весом 22,5 кг, снабженной шестью винтами мощностью примерно по 1 кВт каждый. Поэтому оператор постоянно должен держать аппарат в поле зрения, что обычно составляет 500 - 600 м.

Машину можно запускать с любого смартфона или планшета на Android при помощи специальной программы. Лучше использовать планшет из-за большего размера экрана, где лучше видны карты. Оператор должен внести границы поля либо с использованием карт Google maps, либо создав GPS-трекер границ, просто обойдя их. После создания границ полю присваивают имя, причем раз и навсегда, так как GPS-координаты не меняются. Затем человек задает режимы скорости, высоту и ширину захвата. Программа рассчитывает программу полета для коптера и передает его по системе телеметрии на его бортовой компьютер. Оператору остается перевести машину из транспортного положения в рабочее, залить раствор, поставить батареи, и после соответствующей команды дрон вылетит на задание.

Когда у аппарата закончится баковая смесь и сядут аккумуляторы, он сделает следующее: запомнит точку, где это произошло, и по кратчайшей траектории вернется к оператору. Тот обслужит машины и выберет команду «продолжить выполнение программы». Хотя одним дроном управляет один человек, по нашему опыту, хорошо показывает себя бригада из двух аппаратов и двух операторов. Они могут помогать друг другу, при этом коптеры обрабатывают соседние участки.

Существует и полуавтоматический режим, который интересен для локальной работы с очаговыми проблемами.

ГДЕ ИСПЫТАЛИ

Мы накопили немалый опыт в нескольких регионах России, но больше всего – в Краснодарском крае и Воронежской области; тесно сотрудничаем с ВНИИ риса и НИИСХ Центрально-Черноземной полосы имени В. В. Докучаева. Обрабатывали самые разные культуры: пшеницу, ячмень, люпин, картофель, кукурузу, подсолнечник, нут, рис. Агрокоптеры перспективны для использования на бахчевых, которые не растут рядами, где обычная техника не проедет. В целом можно сказать, что мы быстро видели эффект обработки с воздуха гербицидами и инсектицидами, при правильном применении препаратов проблемы на поле решались. Фунгицидами тоже работали, но в профилактических целях. Хорошие результаты получились и от внесения листовых подкормок на разных стадиях развития растений.

Расскажу об опыте на рисе, который нужно было обработать гербицидом против просовидных сорняков. Чтобы понять, как сработает технология УМО, сделали так: стандартный чек площадью 6 га высушили перед обработкой и разделили на две половины. На одной работали по стандартной технологии, а на второй – с дрона. Через две недели оказалось, что результаты на обоих частях абсолютно идентичны, а цель одинаково успешно достигнута в обоих случаях.

Есть у нас опыт борьбы с совкой на подсолнечнике в Воронежской области. Вопреки сомнению (попадет ли раствор инсектицида «в цель» на этих растениях с тяжелыми корзинками?) все получилось хорошо.

В этом году мы подкармливали по листу кукурузу, у которой уже были початки, и подсолнечник с корзинками, всего на площади 8 га. А так как дело было в Краснодарском крае и на поливных землях, то растения уже достигли высоты 2,5 - 3 м. На такие поля даже высоклиренсная техника зайти не может, остается выбирать между самолетом и агрокоптером.

Наши дроны участвовали в программах борьбы с борщевиком Сосновского. В 2019 году мы в порядке эксперимента обработали засоренные участки общей площадью примерно в 15 га в Московской, Тульской и Ленинградской областях. Кстати, эту работу мы вели совместно с компанией «Август», которая безвозмездно предоставила для нее препараты Торнадо 540 и Магнум. Конечно, результат после прохода агрокоптера разительно отличается от того, что остается после того, как участки обработают люди с ранцевыми опрыскивателями. Они обычно сильно завышают нормы применения и не всегда умеют правильно работать, так что эффект непредсказуем. Беспилотник справился везде, причем один аппарат с оператором заменяют 50 - 60 человек с ранцевыми опрыскивателями.

Нашими агрокоптерами интересовались лесные хозяйства, в частности, для борьбы с короедом и для работы в питомниках. Если говорить о перспективных направлениях, то это тандем опрыскивающего дрона и дрона-разведчика, которые программно сопряжены друг с другом. Такая пара хорошо работает при необходимости прицельной обработки очаговых проблем, например, на том же самом борщевике.

Интересно, что первый покупатель нашего агрокоптера увез его в Казахстан, в хозяйство с разными культурами сплошного сева общей площадью 8 тыс. га. Пока аппарат отработал там два сезона без нареканий.

О ПРОИЗВОДСТВЕ

Мы сами собираем агрокоптеры из готовых и собственных комплектующих. Приобретаем полетные контроллеры с программным обеспечением и используем их в сочетании со своей механикой, со своими управляющими узлами. За три с лишним года практики мы «научили» наши дроны летать уверенно, надежно и без проблем. Покупателям доступна техподдержка в режиме 24/7, всегда готовы предоставить сервисное обслуживание, хотя пока ни у кого ничего не ломалось. Да и ломаться там особо нечему: двигатели рассчитаны на 8 тыс. ч работы, а это лет на семь - восемь, но пока столько еще не прошло. Иногда пользователи сталкиваются с поломкой пропеллеров из-за некорректной посадки, так что в комплект поставки теперь включаем запасные пропеллеры. Батарея рассчитана на 300 - 500 циклов зарядки, потом ее нужно менять.

Многим растениеводам наш бак в 10 л кажется маленьким. Мы попробовали сделать 20-литровый коптер, но выяснили, что это бесперспективно. Если пытаться поднять на борт 20 л, придется ставить двигатели большей мощности либо увеличить их количество с шести до восьми и использовать более дорогие батареи. Цена аппарата практически удваивается, а производительность увеличивается всего на 15 %. И это не все: резко растет полетная масса: если у «десятки» она составляет 22,5 - 23 кг, то с баком в 20 л коптер весит около 35 кг, а в этом случае владелец уже обязан его регистрировать в органах Росавиации как самолет или вертолет.

Так что мы остановились на моделях в 10 и 5 л. Сейчас наша производственная база готова изготовить любое количество агродронов. Но эти устройства дороги в производстве, поэтому мы делаем их под заказ, срок ожидания – 1,5 месяца.

Записала Елена ПОПЛЕВА

Фото С. Терехина и пресс-службы администрации Городского округа Подольск Московской области

Контактная информация

Сергей Николаевич ТЕРЕХИН

Тел.: (925) 039-10-69

E-mail: st@agro-fly.com

Подписи к фото:

С. Н. Терехин
Агродрон над полем
Подготовка аппарата к работе

Опубликовано в номере 1 за 2020 год

Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.