СПОСОБ ОПРЫСКИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТЬЮ С ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И ОПРЫСКИВАЮЩАЯ АППАРАТУРА Российский патент 2002 года по МПК B64D1/16 A01M9/00 

Изобретение относится к способам авиационной обработки объектов рабочей жидкостью, состоящей из действующего вещества, например пестицида, и растворителя, например воды, и опрыскивающей аппаратуры.

Преимущественная область применения изобретения - обработка рабочей жидкостью, состоящий из действующего (рабочего) вещества и растворителя, сельскохозяйственных и лесных угодий.

Известен способ обработки объектов рабочей жидкостью, состоящей из действующего вещества и растворителя, с летательных аппаратов, заключающийся в том, что на объект наносят примыкающие друг к другу полосы распыленной рабочей жидкости стандартной (нормированной) концентрации при поочередных заходах летательного аппарата на обрабатываемый объект c противоположных сторон и неизменном процессе обработки объекта при секундном расходе рабочей жидкости, определенном по формуле

где Q_р.ж - секундный расход рабочей жидкости, л/с;
Дopt∂.в.

- оптимальная (заданная) доза действующего вещества для данного вида обработки, кг(л)/га;
v_пр - предписанная технологией данного вида обработки скорость полета, км/ч;
b - ширина одиночной полосы захвата, м;
К_с - стандартная (нормированная) для обработки объектов с летательных аппаратов концентрация действующего вещества в рабочей жидкости.

(См. "Техника и технология безопасного применения средств защиты растений". - М. "Агропромиздат", Базель-Сиба-Гейги, 1991. - С.21, - аналог, см. "Указания по технологии авиационно-химических работ в сельском и лесном хозяйстве СССР. М., Воздушный транспорт, 1982 г. (далее сокращенно "Указания... "), с.11 - прототип).

Недостатком известных способов является то, что при его реализации фактическая экономическая эффективность, полученная от обработки объекта, практически всегда меньше реально возможной, так как обработка согласно этому способу осуществляется без учета влияния на ее качество и на затраты летного времени и действующего вещества на обработку объекта текущих метеоусловий, систематической (аэродинамическая + инструментальная) погрешности измерения бортового указателя скорости полета, длины обрабатываемого объекта и максимально возможной разовой загрузки летательного аппарата рабочей жидкостью.

Известна опрыскивающая аппаратура для обработки объектов с летательного аппарата, которая включает в себя установленные на нем бак для рабочей жидкости, насос, отсечной клапан, распылитель, выполненный в виде пустотелой штанги с установленными на ней распыливающими устройствами (например, форсунками), и командный орган, с помощью которого осуществляется включение в работу опрыскивающей аппаратуры и ее выключение (см. Попов С.Д. и др. "Авиационная сельскохозяйственная аппаратура". М., Транспорт, 1968 г., стр. 4-24 - аналог).

Известна также опрыскивающая аппаратура для обработки объектов с летательного аппарата, которая включает в себя установленные на нем бак для рабочей жидкости, насос, отсечной клапан, распылитель, выполненный в виде пустотелой штанги с установленными на ней распыливающими устройствами, командный орган, с помощью которого осуществляется включение в работу опрыскивающей аппаратуры и ее выключение, и расходомер (см. "Техника и технология безопасного применения средств защиты растений". - М., "Агропромиздат", Базель, Сиба-Гейги. 1991. - С.95-102 - прототип).

Общим недостатком известной опрыскивающей аппаратуры является то, что в их конструкции отсутствует устройство, позволяющее менять в полете секундный расход рабочей жидкости при изменении направления полета относительно направления ветра. В результате этого нельзя осуществить обработку объекта заданной дозой действующего вещества и обеспечить равномерное распределение его по ширине объекта, вследствие чего снижается эффективность обработки.

Техническим решением задачи является повысить качество обработки объектов рабочей жидкостью путем обеспечения равномерного распределения действующего вещества по ширине обрабатываемого объекта и уменьшить материальные затраты на обработку объекта за счет уменьшения расхода действующего вещества, топлива и ресурса авиационной техники.

Техническое решение задачи достигается за счет того, что обработку объектов рабочей жидкостью, состоящей из действующего вещества и растворителя, заключающуюся в нанесении на него примыкающих друг к другу полос распыленной рабочей жидкости при поочередных заходах летательного аппарата на обрабатываемый объект с противоположных сторон, осуществляют рабочей жидкостью при изменяющимся в полете секундном расходе рабочей жидкости в зависимости от направления полета относительно направления ветра, определенном по формуле
- при полете "против ветра"

- при полете "по ветру"

опрыскивающей аппаратурой, состоящей из бака для рабочей жидкости, насоса, отсечного клапана, расходомера, штанги с распыливающими устройствами, командного органа, посредством которого осуществляют включение в работу опрыскивателя и его выключение, командного органа, посредством которого осуществляют управление в полете секундным расходом рабочей жидкости, силового привода и устройства. меняющего секундный расход рабочей жидкости при изменении направления полета относительно направления ветра,
где Q'_р.ж, Q''_р.ж - секундный расход рабочей жидкости при полете "против ветра" и при полете "по ветру" соответственно, л/с;
G_max - максимально допустимая разовая загрузка летательного аппарата рабочей жидкостью, л;
v_пр - предписанная технологией скорость полета при обработке объекта, км/ч;
Δv_у - систематическая (аэродинамическая + инструментальная) погрешность измерения бортового указателя скорости полета, км/ч;
t - температура воздуха, ^oС;
Р - давление воздуха, мм рт.ст.;
w - скорость ветра, м/с;
α - направление ветра к продольной оси обрабатываемого объекта;
L - длина обрабатываемого объекта, м;
n - округленное до порядкового целого число, определенное по формуле

где К_с - стандартная (нормированная существующими в настоящее время технологическими нормативами) концентрация действующего вещества в рабочей жидкости при обработке объектов с летательных аппаратов, %;
Дopt∂.в.

- оптимальная доза действующего вещества для обработки объекта, кг(л)/га;
b - ширина одиночной полосы захвата, м.

В результате обработки объектов рабочей жидкостью с опрыскивающей аппаратуры, обеспечивающей секундный расход рабочей жидкости при полете "против ветра"

а при полете "по ветру"

на обрабатываемый объект вносится оптимальная доза рабочего вещества при равномерном распределении его по площади обрабатываемого объекта и минимально возможных затратах летного времени, а, как следствие, авиатоплива и ресурсов авиационной техники на обработку объекта.

На чертеже изображена опрыскивающая аппаратура для осуществления предлагаемого способа.

Она состоит из бака 1 для рабочей жидкости, сообщенного через насос 2 с отсечным клапаном 3, расходомера 4, штанги с распыливающими устройствами 5, командного органа, обеспечивающего включение в работу и выключение опрыскивающей аппаратуры 6, командного органа (например, пневмокран), посредством которого осуществляется управление в полете секундным расходом рабочей жидкости 7, садового привода (например, пневмоцилиндр) 8 и устройства, меняющего в полете секундный расход рабочей жидкости при изменении направления полета относительно направления ветра 9 (обведено пунктирной линией), которое в свою очередь состоит из корпуса 10, разделенного стеной 11 на две полости (полость А и полость Б): на механическую и гидравлическую. В стенке 11 закреплена направляющая втулка 12 с уплотнительным кольцом. В полости А закреплена дозирующая шайба 13 и размещена дозирующая игла 14, а также гильза 15 с возможностью осевых перемещений ее в направляющей втулке 12. С одной стороны в гильзе 15 закреплена втулка 16 с внутренней резьбой 17. К противоположной стороне гильзы 15 прикреплено дно 18, диаметр которого больше внутреннего диаметра направляющей втулки 12. В дне 18 закреплена направляющая втулка 19 с уплотнительным кольцом (кольцо не показано). В задней крышке корпуса 10 (слева) закреплена втулка 20 с внутренней резьбой (не показана), в которую ввернут резьбовой ограничитель 21 (резьба на резьбовом ограничителе 21 не показана). В ограничителе 21 выполнено сквозное осевое отверстие 22, через которое проходит тяга 23, к одному концу которой прикреплена дозирующая игла 14, а к противоположному концу - маховик 24. На конце тяги 23 со стороны дозирующей иглы 14 выполнена резьба 25, которая с резьбой, выполненной во втулке 16, образует резьбовую пару "17-25". На конце ограничителя 21 прикреплен второй маховик 26. В полости Б корпуса 10 размещена пружина (не оцифрована), подпружинивающая дно 18 гильзы 15 к торцу направляющей втулки 12. К маховику 24 прикреплен узел 27, связывающий дозирующую иглу 14 с силовым приводом 8.

Обработку объектов согласно заявляемому способу осуществляют следующим образом.

1. Предварительно определяют потребную концентрацию действующего вещества в рабочей жидкости для обработки данного объекта (К_с).

2. Готовят необходимое для обработки объекта количество рабочей жидкости расчетной концентрации.

3. Непосредственно перед обработкой объекта определяют температуру воздуха, давление воздуха, скорость ветра в районе подлежащего обработке объекта и направление ветра к продольной оси объекта.

4. По прилагаемому к данному летательному аппарату графику (или таблице) Δv_у= f(v_пр) определяют систематическую погрешность указателя скорости на предписанной технологией скорости полета.

5. По формуле определяют потребный секундный расход рабочей жидкости для обработки объекта при полете "против ветра":

6. По формуле определяют потребный секундный расход рабочей жидкости для обработки объекта при полете "по ветру":

7. В бак 1 заливают 100-150 л воды.

8. Рычаг командного органа 7 устанавливают в положение "против ветра". При этом штоковая полость силового привода 8 сообщается с атмосферой, а дно 18 гильзы 15 прижимается пружиной к втулке 12.

9. Вращая маховик 24 по часовой стрелке перемещают дозирующую иглу 14 в положение, при котором обеспечивается минимально возможный расход рабочей жидкости через проходное сечение между шайбой 13 и иглой 14.

10. Вращая маховик 26 по часовой стрелке вворачивают ограничитель 21 до упора его в дно 18 гильзы 15.

11. Устанавливают рычаг командного органа 6 в положение "Вкл.". При этом включается в работу насос 2 и открывается отсечной клапан 3, в результате чего обеспечивается расход рабочей жидкости из бака 1.

12. Вращая маховик 24 против часовой стрелки увеличивают проходное сечение между шайбой 13 и иглой 14, вследствие чего увеличивается секундный расход воды из бака 1. Как только секундный расход воды достигнет расчетной величины (Q'_р.ж) для полета "против ветра" (контроль по расходомеру 4), вращение маховика 24 прекращают.

13. Устанавливают рычаг командного органа 7 в положение "по ветру". При этом сжатый воздух из пневмосистемы летательного аппарата поступает в штоковую полость силового привода 8, в результате чего дозирующая игла 14 будет стремиться увеличить проходное сечение между шайбой 13 и иглой 14. Однако ограничитель 21 препятствует этому.

14. Вращают маховик 26 против часовой стрелки. При этом ограничитель 21 отходит от дна 18 гильзы 15, а гильза 15 вместе со связанной с ней посредством резьбовой пары "17-25" дозирующей иглой 14 перемещаются в направлении, увеличивающем проходное сечение между шайбой 13 и дозирующей иглой 14, в результате чего увеличивается секундный расход воды из бака 1. Как только секундный расход воды достигнет расчетной величины (Q''_р.ж) для полета "по ветру" (контроль по расходомеру) вращение маховика 26 прекращают.

15. Сливают оставшуюся в баке 1 воду.

16. Рычаг командного органа 6 устанавливают в положение "Выкл.". При этом прекращает работу насос 2 и закрывается отсечной клапан 3.

17. Заливают в бак 1 максимально допустимое количество приготовленной для обработки объекта рабочей жидкости (G_max).

18. Производят взлет и полет к подлежащему обработке объекту.

19. Во время полета к подлежащему обработке объекту устанавливают рычаг командного органа 7 в положении, соответствующем направлению полета относительно направления встречно-попутной составляющей скорости ветра (при полете по ветру в положении "по ветру"), при полете против ветра в положении "против ветра".

Предположим, что полет от аэродрома к обрабатываемому участку осуществляется против ветра. В этом случае рычаг командного органа 7 устанавливают в положение "против ветра". При этом штоковая полость силового привода сообщена с атмосферой, дно 18 гильзы 15 прижато пружиной к втулке 12. Дозирующая игла 14 занимает положение относительно шайбы 13, при котором обеспечивается секундный расход рабочей жидкости:

20. При подлете к обрабатываемому объекту рычаг командного органа 6 устанавливают в положение "Вкл". При этом начинает работать насос 2, открывается отсечной клапан 3, а рабочая жидкость в распыленном виде начинает выбрасываться на обрабатываемый объект с секундным расходом Q', при котором обеспечивается внесение оптимальной дозы действующего вещества (Дopt∂.в.

) на единицу обработанной площади при полете "против ветра".

21. В конце "гона" рычаг командного органа 6 устанавливают в положение "Выкл.", а рычаг командного органа 7 - в положение "по ветру". При этом прекращает работу насос 2 и закрывается отсечной клапан 3, в результате чего прекращается выброс рабочей жидкости на обрабатываемый объект, а в штоковую полость силового привода 8 поступает из пневмосистемы летательного аппарата сжатый воздух, в результате чего дозирующая игла 14 займет положение относительно шайбы 13, при котором обеспечивается секундный расход рабочей жидкости:

22. Выполняют разворот летательного аппарата на обратный курс, заходят на обрабатываемый объект с противоположной стороны.

23. После захода на обрабатываемый объект рычаг командного органа 6 устанавливают в положение "Вкл. ". При этом включается в работу насос 2, открывается отсечной клапан 3, а рабочая жидкость в распыленном виде выбрасывается на обрабатываемый объект с секундным расходом Q'', при котором обеспечивается внесение оптимальной дозы действующего вещества (Дopt∂.в.

) на единицу обработанной площади при полете по ветру.

Таким образом, поочередно заходя на обрабатываемый объект с противоположных сторон, наносят на него примыкающие друг к другу полосы распыленной рабочей жидкости до полной выработки рабочей жидкости из бака 1, после чего возвращаются на аэродром, производят очередную заправку бака рабочей жидкостью, после чего продолжают обработку объекта. Причем благодаря тому, что обработка объектов осуществляется с учетом геометрических характеристик обрабатываемых объектов (длина объекта), максимально допустимой разовой загрузки летательного аппарата рабочей жидкостью, систематической погрешности измерения бортового указателя скорости полета и текущих метеоусловий в районе обрабатываемого объекта опрыскивающей аппаратурой, обеспечивающей изменение в полете секундного расхода рабочей жидкости в зависимости от направления полета относительно направления ветра, полная выработка рабочей жидкости из бака осуществляется за четное число пролетов летательного аппарата над обрабатываемым объектом, благодаря чему на обработку объектов затрачивается минимально возможное количество летного времени и оптимальное количество действующего вещества, которое равномерно распределено по обработанному объекту.

Изобретение относится к обработке объектов рабочей жидкостью с летательных аппаратов. Опрыскивание осуществляют при изменяющемся в полете в зависимости от направления ветра секундном расходе рабочей жидкости. Аппаратура содержит установленные на летательном аппарате бак для рабочей жидкости, насос, отсечной клапан, расходомер, штангу с устройствами распыления и включающий командный орган. Аппаратура снабжена устройством, которое состоит из корпуса, стенки, которая закреплена внутри корпуса, первой крышки с выходным патрубком с одной стороны корпуса, второй крышки, в которой закреплена втулка с внутренней резьбой, расположенной с другой стороны корпуса, ограничителя резьбы, ввернутого во внутреннюю резьбу втулки второй крышки, дозирующей шайбы, дозирующей иглы, ограничителя проходного сечения между дозирующей шайбой и дозирующей иглой, первого маховика, второго маховика, тяги, направляющей втулки, пружины и силового привода. Изобретение направлено на повышение качества обработки и уменьшения материальных затрат. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ обработки объектов рабочей жидкостью, заключающийся в том, что на обрабатываемый объект наносят примыкающие друг к другу полосы распыленной рабочей жидкости при поочередных заходах летательного аппарата на обрабатываемый объект с противоположных сторон, отличающийся тем, что обработку объекта осуществляют рабочей жидкостью при изменяющемся в полете, в зависимости от направления полета относительно направления ветра, секундном расходе рабочей жидкости, который определяют по формуле
при полете "против ветра"

при полете "по ветру"

где Q'_р.ж, Q''_р.ж - секундный расход рабочей жидкости для обработки объекта при полете, "против ветра" и при полете "по ветру" соответственно, л/с;
G_max - максимально-допустимая разовая загрузка летательного аппарата рабочей жидкостью, л;
v_пр - предписанная технологией скорость полета при обработке объекта, км/ч;
Δv_у - систематическая (аэродинамическая + инструментальная) погрешность измерения бортового указателя скорости полета, км/ч;
t - температура воздуха, ^oС;
P - давление воздуха, мм рт. ст. ;
w - скорость ветра, м/с;
α - направление ветра к продольной оси обрабатываемого участка;
L - длина обрабатываемого объекта, м;
n - округленное до порядкового целого число, определяющееся по формуле

где К_c - стандартная (нормированная существующими руководящими документами) концентрация рабочей жидкости для обработки объектов с летательных аппаратов, %;
Д_д.в. ^opt - оптимальная доза действующего вещества обработки объекта, кг(л)/га;
b - ширина одиночной полосы захвата, м. 2. Опрыскивающая аппаратура, содержащая установленные на летательном аппарате бак для рабочей жидкости, насос, отсечной клапан, расходомер, штангу с устройствами распыления и включающий командный орган, отличающаяся тем, что она снабжена командным органом для управления в полете секундным расходом рабочей жидкости и устройством, предназначенным для изменения в полете секундного расхода рабочей жидкости в зависимости от направления полета относительно направления ветра, которое состоит из корпуса, стенки, которая закреплена внутри корпуса, первой крышки с выходным патрубком с одной стороны корпуса, второй крышки, в которой закреплена втулка с внутренней резьбой, расположенной с другой стороны корпуса, ограничителя резьба, ввернутого во внутреннюю резьбу втулки второй крышки, дозирующей шайбы, дозирующей иглы, ограничителя проходного селения между дозирующей шайбой и дозирующей иглой, первого маховика, второго маховика, тяги, направляющей втулки, пружины и садового привода, причем на одном конце тяги выполнена резьба и расположена дозирующая игла, на другом конце тяги выполнен узел связи с силовым приводом и расположен первый маховик, в упомянутом ограничителе выполнено сквозное осевое отверстие для тяги, а на конце упомянутого ограничителя прикреплен второй маховик, дозирующая игла и дозирующая гильза установлены с возможностью осевого перемещения в одном направлении силовым приводом, а в противоположном направлении - пружиной.