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农用航空是农业发展到一定阶段必然出现的巨大需求。 目前，我国农机化水平超过70%，成为农业发展主导者的新型农业经营主体逐渐成为主流，对农机化提出了新的更高要求。 他认为，当前农机化发展正处于转型升级期。 补短板，增强效能，促进发展成为主流。 农用航空作为农机化发展的重要领域，有很大的市场需求。 或者成为未来10年农业机械化发展的明星，我国发展农用航空的时代已经到来。 一、飞机在农业生产中的应用优势我国农、林、畜牧业在虫除草、飞播施肥、催熟矮化、荒山绿化、防火巡视、抗旱、防汛抗洪等工作项目上，对农用航空的需求十分迫切。 其应用优势主要体现在： 1、新型农业经营主体对农业航空的迫切需求当前我国新型农业经营主体发展迅速，对农业航空的需求迫切。 目前，我国家庭农场等新型农业经营主体达到196.9万家，近五年年均增长率达到37.2%。 实现规模化经营的耕地近45%。 农机合作社超过8万家，部分地方出现了土地超过1万亩、固定资产超过亿元的大型农机合作社。 农用航空作业体现出的高效、节能、环保、降低作业成本的优势，对规模化生产者具有磁石般的吸引力，成为增加农业装备的首选。 2、高效安全。 以农用航空植保工作为例，由于雾化效果好，可以实现超低量喷洒工作，工作效率达4800——30000亩/班，是地面工作同类机械效率的50——500倍。 农用航空植保工作实现无人自动化飞控导航，最大限度减少工作人员接触农药的机会，保障工作人员生命安全。 飞机旋翼产生的向下气流既能提高雾流对作物的通透性，又能减少作业中的逸散损失，增大作物单位面积药液附着率，使喷洒更均匀，提高作业效果，减少用药量。 有利于节约用药，减少对环境和土壤的污染。 3、作业自动化程度高。 农用航空在除虫、飞播施肥、荒山绿化等作业中，不受地形和高度的限制，可以在田间地头起飞，只要在其飞行高度和控制信号范围内，按照遥控和预设模式( GPS和北斗导航)规定的飞行轨迹自动化作业。 采用单旋翼飞机失去遥控信号时，可就地自动悬停，等待信号恢复，具有失控保护功能； 停止重启后，可以通过设定的路径自主继电器。 也就是说，补充断药(肥料、种子)后，从断点开始继续工作，可以减少泄漏和复发。 4、适应性强，易于推广应用。 农用航空应用领域多，适宜范围广。在农业生产中，不仅可喷药施肥，可用于飞播(种草、种籽)的小麦、大豆、水稻等矮秆作物，而且玉米、高粱、棉花、向日葵等高秆作物特别是在丘陵、山区作业，具有其他机器无法替代的优点。 不受地理因素的限制，无论是山区、平原、水田、旱地，还是作物生长期，农药喷洒一般不受影响，特别是滩涂、湿地等地面机械难以进入，或者蝗虫和其他害虫滋生的地区，可以顺利高效地完成工作任务。 与地面机械田间作业相比，飞机作业还具有降低作业成本、不留车辙、不损伤农作物的特点； 在农业应用领域，不需要专用航站楼的建设投入，即可实现近地飞行，实现精确作业。 移动容易，可以进行地区间的转移工作，容易普及的APP。 5、劳动强度低，作业及时，能满足大面积突击作业的需要。 农用航空作业使工人远离恶劣的工作环境，安全可靠。 与人工作业相比，劳动效率大幅提高，但劳动强度明显下降，为目前我国农业劳动力短缺、劳动力成本居高不下提供了可行的解决方案。
二、国内外农用航空应用与发展现状及趋势美国1918年飞机喷洒农药杀灭棉虫，加拿大、前苏联、德国和新西兰等国家也将飞机用于农业。 随着化学杀虫剂、除草剂等农药的相继出现，人们迫切需要高效喷洒机。 发达国家纷纷将过剩的飞机转用于农业，农用航空发展迅速。 20世纪50年代以来，农业专用和多功能农业飞机相继出现。 到50年代末，直升机也参加了农业航空。 截至2004年底，全球共有农用飞机26100多架，作业面积相当于全球耕地面积的17%。 目前，美国实际使用的农用飞机约4000架，在册农用飞机驾驶员2000多人，年处理耕地占全部耕地面积的80%以上。 美国农用飞机约有20多种机型，大部分机型载人驾驶固定翼飞机，基本使用活塞式发动机，且后三点式多，飞机安全性能高，抗坠毁； 空中作业效率高。 麦田除草效率比地面机器高5——7倍。 农用航空作业项目主要包括播种、施肥、农药施用等。 日本是一个人口多耕地少的国家，农户平均耕地面积小。 由于种植规模小，日本的施药装备以小型自动喷雾机和直升机航空喷雾设备为主。 近年来，具有作业效率高、单位面积药液剂量小、农药飞溅少等优点的无人驾驶超低空作业农用轻型直升机在日本发展迅速，到2018年将达到2840多架，主要用于播种、施肥、喷洒农药等作业，作业面积为农作物每小时可以喷洒500亩左右的农药。 农用无人轻型直升机农业生产已成为发展趋势之一。 我国从1951年开始使用飞机参加东亚蝗虫、森林保护防火、播种造林等工作。 目前，6个机型400多架飞机在大面积开垦地区和农场从事农业航空工作。 主要机型为“农业5”、“Y5B”、“Y1l”、“海燕650B”等固定翼飞机。 通用轻型直升机的代表机型主要有江西苍岚轻型直升机有限公司生产的CLH轻型直升机、北京航空航天大学研制的蜜蜂16同轴式无人直升机、中国人民解放军总参第六十研究所研制的“z一三”无人直升机、鹤壁鹤翔航空技术有限公司研制的WDIO0型青岛天骄无人机遥感技术有限公司研制了TJ11型无人机遥感系统。 金泰航空工业公司专业研制、制造的农用无人驾驶飞机在四川巴南生产。 这种以电池组为动力的多轴无人机是目前国内第一架大型工业级农用无人机。 该产品性能稳定，技术成熟，操纵简单易学，有效任务负荷达30kg，工作效率是国内常用无人植保机的6倍。 目前，中国农业航空正在以农业机械市场份额不到10%为30%的播种面积提供植保服务。 在北京全国农业展览馆举办的第五届中国国际现代农业博览会暨农用航空技术装备展览会上，中航工业集团旗下的荆门航空、西安飞行自动化控制研究所、贵州飞机等40多家农用飞机制造商共同参展。 除了中航工业集团旗下的公司外，安阳全丰、无锡汉和、中航天宇、珠海银通、山东新晨、高科新农、韦德沃德、深圳高科新农、天津中科遥感等知名农用飞机整机企业和通航作业公司也集体亮相。 据预测，未来10年，我国农用飞机需求量约为15000架，潜在市场规模在1500亿元以上。 我国设立了农用航空补贴项目，将购买农用飞机、油料保障纳入农机补贴范围。 从应用方面看，飞机人工增雨也是潜在市场。 随着环境的变化我国面临的干旱天气也越来越多飞机人工增雨也是发展的重要方向
目前国内飞机人工增雨作业普遍使用的催化剂是碘化银，将碘化银溶解在丙酮中制成碘化银丙酮溶液，利用丙酮不抗火的特性，高温燃烧碘化银丙酮溶液生成碘化银气溶胶传播颗粒。 这需要专门的喷洒器，已成为农业航空发展的一个方向。 就像放飞牧草一样。 随着我国人口的增长，草原开发具有深远的意义。 喷洒牧草还有防治荒漠化、营造良好生态环境等重要作用。 草原鼠害是一种破坏性灾害，必须通过航空作业加以控制和消灭。 飞播草地的寿命约为6~7年，之后需要重播，因此需要相当数量的飞机。 植树造林的成本远远低于人工植树的成本，显示了另一个广阔的前景。 我国耕地面积20.5亿亩，山地丘陵面积大，复种指数高，实际农作物播种面积远大于此数。 如果这些种植面积每年工作两次，每亩作业价格为15元，农用飞机年作业收入可达615亿多元。 加上草原牧区(草场面积33亿亩)和林区(林地面积46亿亩)的作业需求，年潜在作业市场需求约为1800亿元。 但是，这是巨大的蛋糕！ 在如此巨大的市场需求和良好的政策环境下，我国农用飞机将迎来快速发展的黄金时代。 三、我国农业航空发展中存在的问题1、农业航空发展存在诸多制约因素。 从技术和体制上看，一是大中型农用飞机专用品少，多以改装为主，工作存在一定缺陷。 随着小型农用飞机的开发和生产的加快，企业迅速获利，混乱丛生的用户缺乏训练，存在很多安全隐患。 二是投入不足。 国家研发投入几乎是空白，由于没有专门的农业航空技术研究机构，农业航空设备落后，不能适应农业作业的要求。 农业航空基础设施落后，没有农业专用、兼用或临时机场，农业航空企业飞机老旧，不能适应农业航空发展的需要。 三是机制不畅。 大多数农业航空企业缺乏活力。 农业作业活动不完全市场化，企业间竞争力弱，经济效益不明显，投资环境差，制约了企业发展，也影响了新资本的注入。 四是农业航空作业申报审批手续复杂，提高了农业航空作业成本，延误了最佳作业时机，导致作业失败。 2、农用飞机性能问题。 目前，我国农用飞机从动力上划分，有油动力、电池动力和油电混合动力三种。 驱动形式有单转子和多转子两种。 大中型农用飞机以单旋翼飞机为主，小型农用飞机以多旋翼飞机为主。 原动机噪声大，维护成本高，维护复杂，对操作人员素质要求高； 原动机自行车工作能力小，抗风能力强，续航时间短，电池价格高寿命短，电池使用成本高，电池充电时间长。 油电混合动力机质量不高，性能下降，使用成本高。 目前，农用飞机正处于快速发展期，售后服务跟不上，给推广带来了负面影响。 3、产业化水平有待提高。 一是企业抓住机遇，锻炼内功，加强跨行业沟通，强强联合，防止低水平重复。 二、优化农用飞机设计，提高自身性能和可靠性，便于操纵； 应用北斗导航系统，实现“笨”操作，降低操作复杂度。 对农用航空作业进行专门研究，针对不同作业项目的特点开发专用工装。 在植保工作中，研究了农药雾滴沉积和飘散规律，对不同旋翼直径机型进行了对比试验，优化了工作高度、工作宽度和农药雾滴直径。 三、增加高效低毒农药在农用航空作业中的应用研究，提高农药应用效率。
重视农药剂型在农业航空作业中的应用研究，定量研究油剂、可湿性粉剂、乳剂的应用效果，为提高农业航空作业普及率寻找最困难的解决方案。 四是飞机喷雾雾滴分布模拟数学模型，通过模型分析雾滴沉降规律，研究喷雾高度、风速、不同飞机对雾滴粒径及雾滴漂移的影响。 针对可控喷雾技术开展研究，使飞行员根据工作条件选择合适的喷嘴和喷雾参数，控制喷雾类型、直径、漂移率等，达到最佳喷雾效果。 4、适用性问题。 而目前电动无人机续航能力仅为10分钟左右，需要多组电池交替使用，严重影响了其工作效率； 油小型飞机的续航能力仅为10——30分钟，油电混合动力飞机的续航能力超过了60分钟。 国内小型无人机一般装载能力为5——30kg，油电混合动力飞行器可达20——40kg。 目前使用中，电池动力机难以大幅度提高载重量，柴油机实现这一目标很容易，但需要进行飞行控制升级，增加智能模块和程序设置以弥补人工操作的不足。 另一方面，根据不同区域(小面积单位)所需杀虫剂、肥料的用量进行变量散布，最终实现精确给药和喷雾宽度的精确对接。 四、加快我国农用航空发展的对策建议1、建立适应市场化农业发展要求的农用航空体制和运行制度。 一是农用航站建设以易适用为标准。 针对农用特点，必须购买适合超低空喷洒、适应当地地形分区特点的飞机。 农用航空站投入资金有限，主要从事农业生产服务，不得盲目追求高精尖，防止无效投入。 应当以便利农用飞机起降、维护维修、物品存放、对外联络等适用为标准。 企业要因地制宜，在考虑自身利益的同时合理建设航空站。 二是建立良好的运行机制。 建立市场、人员精干、核算独立、运作灵活的机制，处理好投入与产出的关系，处理好航站收益与所属人员收入的关系，既要不断开拓市场，增加利润，又要降低航站运营成本。 要以农业(机)合作社联盟和国有农牧场为依托，以市场需求为导向，组建混合所有制农用航空公司，开展市场化服务。 在发展初期，国家应给予政策和资金支持。 目前，河南等省农民或农民专业合作组织购买农用无人机，享受1/3省财政专项资金补贴、国家1/3农机购置补贴。 一架农用无人机的市场价为63万，农民或合作社只需挖1/3的价格，即21万元就能买到。 从2017年开始，我国在浙江等6个省市引进农机购置补贴开展植保无人飞机规范化应用试点。 2018年全国试点省份已达到16个，共动用中央财政资金5000多万元，补助购买植保无人飞机近3500架，受益服务组织近2000个，社会投入资金超过2亿元。 这将大大提高农用无人机的普及程度，毫无疑问，农用无人机发展的春天已经到来。 三、农机部门要严格农用航空作业安全管理。 农用航空作业区一般人口密度大、村庄多、牲畜多、水网地多、路边田边树多，超低空飞行作业难度大，喷洒化学药剂控制难度大。 因此，航站必须配备机动灵活的直升机和熟悉化学制品的专业技术人员，认真执行规章制度和操作规程，加强农用飞机超低空飞行安全管理，严格实施化学喷洒监测，防止损害后果。 四是制定农业航空管理法规。 农用航空有其自身的特殊性，与其他航空项目相比，投入少、收益低、作业风险大，多在白天田野低空近距离飞行。
建议给予农用飞机低空空域自由度，简化基础设施建设，降低筹资压力，降低农用航空建设和使用的行政成本； 规范农用飞机超低空飞行的安全程序、标准、要求，为航空技术促进农业发展创造良好条件。 加强操作人员培训，提高安全使用和经营水平。 2、随着机械化家庭农场等新型农业经营主体的迅猛发展，给农用飞机的应用和发展带来了前所未有的机遇，农用飞机已成为农机行业的新亮点。 主管部门应及早制定我国农用飞机的制造标准、鉴定标准、作业标准。 国家已将农用飞机纳入全国和地方飞机购置补贴，仅2020年上半年就新增飞机4000多架，农用飞机技术宣传、试验示范和推广进入快速发展期。 进入农用航空领域的社会资本要做好长线投资准备，充分考虑不同地区农民的需求，生产出符合实际需要的产品。 为了使这个新兴行业健康发展，建议对农用飞机进行分类管理。 借鉴其他农业机械的分类方法，从农用飞机的作业班能力入手，可将其分为大、中、小型飞机。 班作业能力20000——30000亩，作为大型农用飞机； 班作业能力5000——19999亩，为中型农用飞机； 班作业能力在4999亩以下的作为小(微)型农用飞机。 从发展路径看，东北、西北、华北及其广大平原地区和国有农牧区以发展大飞机为主，中部和丘陵地区以中型飞机为主，南部和山区以发展小飞机为主。 借鉴河南等省发展农用航空的做法，国家和省分别提供1/3的购房补贴，购房人自筹1/3，使其快速发展，满足生产急需，促进农业现代化发展。 3、加强研发和推广应用一是加大农用飞机研发力度，走生产学习研发相融合的道路。 由推广应用部门根据农业生产需要提出农用飞机的研发思路和框架，引进相应的国际先进飞机，进行消化、吸收、创新、提升，通过再创新的过程，逐步形成适合我国国情的农用飞机系列产品。 在研发环节，要由龙头企业引领，国家给予适当资金支持，努力在基础性、共性、关键零部件和典型样机研发上取得突破，形成自主知识产权，避免受制于人。 二是加强相关技术研究，在农用飞机各应用领域逐步突破，指导应用推广。 三是探索农用飞机的发展模式。 农用飞机的发展，客观上要求农业生产规模化，我们要积极探索新型农业经营主体和国有农牧场农用航空应用的实现形式。 各级农机部门要加强调研和指导，根据当地农业生产实际需要，加大政策扶持力度，以机械化家庭农场、种植大户、农机合作社、农机服务组织(公司)为载体，统筹规划和组织，建设区域农业航空服务实体，统一管理，统一作业，独立
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