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农用无人机项目策划

一、目标定位

目前,国内农业及植保专家展开了大量对无人机植保技术的深入研究。2007年我国开始植保无人机的产业化探索,2010年第一架商用的植保无人机交付市场,正式掀启了中国植保无人机产业化的序幕。2013年,全国性的无人机植保展示、表演更是方兴未艾,但营利性的飞防组织还比较少。农用无人机的生产和加工大都从航模生产加工企业发展而来,具备一定的自主研发能力,但技术保障有待提高。目前进入微小型农用无人机领域的企业约10余家,常见机型10余种,有总参60所的 Z-5型、Z-3型,潍坊天翔的V-750型,无锡汉和的CD-15型,中航工业自控所的AR-100/AF811型,珠海羽人的YR-H-15型;珠海银通的YT-A5 型以及山东卫士的多旋翼机。实际上,真正能大规模用于农业农林植保的只有3~5家。据不完全统计,截至2014年底,我国投入使用的农用无人机已超过750台,飞控手人数达1100多人,大部分集中在种植大户及小型农场中。虽然我国农用无人机的总量依然很低,实际应用面积依然很少,但由于其在施肥、施药、授粉等方面的巨大优势,发展前景广阔。我国耕地面积超18亿亩,但山地丘陵面积较大,以每年喷洒5次, 每亩作业价格10~20元为例,农用无人机一年的理论作业收入接近千亿元。 

综上所述,本项目以农用作为切入点是智能无人机应用的一大重点,同时大型智能无人机应用也不仅仅局限于农业生产,相关发展不在本策划案中描述,但其技术的可通用性、市场的潜力是需要说明和展望的。

二、上层建筑

中国作为农业大国,18亿亩基本农田,每年需要大量的农业植保作业,我国每年农药中毒人数有10万之众,致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计,想必更是一个惊人数字。植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展,但由于无人机应用的通用性(可民用也可军用)又导致高端无人机进口被禁运。所以国产无人机的需求越来越明显。

《全国农业可持续发展规划》中明确的“一控二减三基本”方针,即严格控制农业用水总量,减少化肥、农药施用量,地膜、秸秆、畜禽粪便基本资源化利用。力争到2020年,实现农作物化肥、农药使用量零增长。在“一控二减”方面,无人机将发挥巨大作用。采用无人机作业,可直接节约用水量90%,减少农药30%-50%

农机化生产中的植保缺位不仅与当前农业生产的规模化发展趋势不相适应。利用无人机开展施药技术的研究仍处于初级阶段。

美国:农用航空作业占耕地面积近50%

日本:农用航空作业占总耕地面积的54%

世界:农业航空平均水平为17% 

中国:农用航空作业占总耕地面积不足2%

综上所述,高端智能农用无人机有很大的发展空间 。目前农业部关于农用无人机的相关国家标准正在制定中,相关政策出台后,农用无人机可以享受相关的国家补贴。同时制定标准关键单位之一中国农业机械研究院与我项目有良好途径沟通,为我项目占据相关政策奠定了基础。并且,我项目规划产品有一定的技术领先性,在实用专利方面也会对该项目的起步起到辅助作用。

三、技术支持

无人机技术目前发展很快,但我国的无人机相关技术的创新却相对落后,目前作为农用无人机仅仅是在玩具级或可称为消费级无人机的基础上进行改进使用。这就造成了我们无人机领域的低端化,无序化发展。

1、相关定义
农用无人机是一种专业工程设备。要按照农业生产提出相关需求进行设计,并满足相关农业无人机的技术指标。不可简单由消费级产品升级。必须要做到易维护(模块化),简操作(单人多机),高智能(自动航点),全国产(关键技术指标,导航应用北斗导航)。

2、核心技术

n       超农-A型采用自主研发的国际领先的HeliAP自动飞行控制系统,实现了飞机从起飞、悬停、航路点飞行到降落等所有飞行状态的全自主化,并有链路失效保护和自动返航的功能;超农-A型采用电控-分控式旋翼操纵方式,极大地减小了结构复杂性,大大降低了整体重量,增强了安全性并释放了有效载重;超农-A型采用自主研发的多燃油发动机,不仅能够以汽油作为燃料,还能以柴油和航空煤油作燃料,增强了飞行环境的适应性;超农-A型采用先进的模块化设计方法,使得飞机结构简单,操作维护方便,增强了飞机的易用性。

l       HeliAP

n       HeliAP是由我团队自主研发,目前国际领先的自动飞行控制系统。HeliAP采用了高可靠多余度航电系统国际领先的自适应H控制算法分步PEM辨识算法,在保证精确控制的同时,实现了飞机的全程自主飞行。同时,能够在人工遥控和自主飞行之间自由切换,自身还具备GPS和链路丢失保护的功能。

l       电控-分控

n       电控-分控技术是美国下一代直升机使用主旋翼控制技术,较之传统的机械传动控制相比,结构简单、零部件数量少且可靠性高。

l       半硬桨技术

n       半硬桨技术是目前国际先进的桨叶技术,该技术不仅解决了反桨共轴直升机在大机动飞行或突风时上下旋翼碰撞的问题,而且支持超农-A型获得更大的飞行速度。

l       模块化

n       模块的设计概念,使得超农-A型各个系统之间既独立又统一,便于飞机的运输、装配和维护。

使用众多先进技术,使得超农-A具有以下优点:

结构紧凑、气动对称、可靠性高;高精度、全自主、长航时和大载荷。

四、市场预判

无人机应用主要应着力大规模农场,目前我国主力农场为东北,西北,海南。经调研,相关行业对该计划持支持,期盼态度。为下一步的市场化奠定了良好的技术。与我国相比,日本是无人机植保应用最成熟的国家,目前在田间作业的无人机有35004架,飞手1.4万多人,而中国的农作物耕地面积是日本的24倍,基于谨慎原则,根据我国土地经营规模化面积对无人机需求量进行了测算,预测我国植保无人机市场需求约2.75万架。从土地经营规模化角度看,预计2015年土地承包经营权试点覆盖面积达到5亿亩,农垦系统还有约9180万亩耕地。土地经营的规模化为植保无人机作业创造了前提条件。随着近年来我国土地流转速度加快,未来植保无人机需求将会更加强劲。 

预计我国农林植保无人机将进入快速增长,市场空间超千亿。我国耕地森林幅员辽阔,仅以土地流转的5.9亿亩来计算,单凭一项农药喷洒业务,如果每年喷洒5次,每亩作业20元钱,每年将贡献超过600亿元的作业收入,而按照我国18亿亩耕地红线测算,我国农林植保无人机作业市场空间超过千亿。

所以该项目具备标准制定的话语权,相关技术专利,良好的设计团队,庞大的市场以及相关的国家补贴。

 


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