空中农夫 ——国内外主要农业飞机一览

无人机 2019-03-03 19:22

农业飞机是经过改装或专门设计用于农业和林业的飞机。

已知的第一次农业空中作业是1906年由约翰·蔡特完成的。他用带活动绳索的热气球在新西兰韦罗阿山谷中的一片沼泽地里播种。1921年,在美国俄亥俄州特洛伊附近,陆军航空队的飞行员驾驶JN-4飞机,用一个临时性的金属漏斗,向下喷洒砷酸铅,以杀死危害一个果园的天峨毛毛虫,成为第一次采用动力飞机进行农业喷撒飞行。


美国农业飞机斯蒂尔曼



MIBEE北航蜜蜂M4农用飞机 (中国)



北航蜜蜂飞机是在改革开放后的三十年间,北京航空航天大学航空科学与工程学院研制出的轻小型飞机,填补了国内该航空领域的空白。M3C(蜜蜂3C号)、M4、M11都取得了中国民航颁发的型号合格证,是国内用得最多的超轻型飞机,并已出口到了美国、新西兰、马来西亚、加拿大等国家。主要用于农药灭虫、播种、空中摄影、空中架线、航空遥感、航空运动、飞行训练等方面。曾获国家级、省部级科技进步奖。M3C和M4飞机至今还用在中国农业生产中。M11飞机在航空的应用曾获国土资源部的一等奖。  


北航蜜蜂4号(M4)飞机为超轻型双座多用途飞机。该机是在蜜蜂3C飞机基础上改进设计的,目的是增大载重量、增加农业灭虫中每次起飞的喷洒面积。




机翼平面形状为长方形,外侧装有副翼,尾翼由水平安定面、升降舵、垂直安定面、方面舵组成,舵面有角式气动补偿。机翼和尾翼骨架由铝管制成,蒙皮为高强度合成纤维布。


机身座舱分为驾驶舱和载重舱。驾驶舱内有座椅、仪表板和操纵机构。仪表板上装有空速表、高度表、升降速度表、磁罗盘、发动机转速表、缸头温度表等,机身骨架为钢架结构,用 30CrMnSi钢管焊成,机身蒙皮为航空蒙布。


在该机操纵系统中,升降舵操纵采用硬式传动系统,用推拉杆、摇臂传递运动,方向舵操纵用软式传动系统,通过钢索、滑轮传递运动;副翼操纵采用混合式传动系统。

主起落架结构形式为锥体式,由撑杆和拉杆组成,主轮直径300MM,轮上装有刹车,前起落架为单叉式,前轮直径300MM,可以左右偏转30度。


发动机型号为Rotax912,为四缸四冲程,液/风冷,水平对置航空发动机,最大输出功率100马力,用电启动。




该机用于农业农虫,每架次喷洒面积:

农田:300~500亩/林业:800亩左右.每架次5~10分钟。


“空中拖拉机”(美国)

美国空中拖拉机公司创始人利兰·斯诺(Leland Snow,1930~2011年)把一生贡献给发展农业航空上。除“空中拖拉机”这个品牌外,还有好几种著名的农业飞机也是他的作品。

斯诺1951年开始设计他的第一架农业飞机S-1,1953年完成试飞,在德克萨斯州里奥格兰德山谷和尼加拉瓜喷撒粉剂和喷洒药液到1957年。1958年搬到德州奥尔尼工厂,在斯诺航空公司开始搞S-2A和S-2B。1965年,斯诺把他的公司卖给罗克韦尔-标准公司,成为“空中指挥官”分公司的副总裁。期间,他研制的S-2R,命名为“画眉鸟”。头100架“画眉鸟”是在奥尔尼生产的,随后工厂关闭,“画眉鸟”的生产于1970年搬到乔治亚。在斯诺航空公司和罗克韦尔-标准公司奥尔尼工厂生产了500多架飞机。


空中拖拉机AT-402


1970年,斯诺从罗克韦尔辞职,用两年时间设计了第一种“空中拖拉机”。1972年开始生产“空中拖拉机”AT-300,后来成为AT-301。公司的第一种涡轮型飞机AT-302是1977年问世的。空中拖拉机把斯诺掌握的所有关于飞机设计和农业喷洒的知识综合在一起,它是一架在市场需要的时候问世的飞机。2011年2月20日,80岁的斯诺在德州维奇塔福尔斯家里慢跑中去世。家里他的桌子上还放着第二天工程会议上用的计划和说明。


截至2012年,各型“空中拖拉机”已经交付2800架。今天,市场上有3000多架“空中拖拉机”农业飞机,容量分别为400、500、600、800、1000加仑,发动机采用可靠的普惠活塞式或涡轮发动机。


格鲁门公司“农猫”(美国)

“农猫”是第一种由美国大飞机制造商设计的专用农业飞机。1955年,格鲁门公司有人建议设计G-164农业飞机,一来满足市场急需,二来可以使增加公司的产品范围。第一架G-164是在格鲁门贝思佩斯工厂制造的,1957年5月27日首次试飞。当时,飞机还没有名字,有人建议叫“蚱蜢”(Grasshopper),但是最后采用了公司传统的命名方法:每种飞机都带“猫”字,如F4F叫“野猫”、F6F叫“地狱猫”,G-164得名“农猫”(Ag-Cat)。


由于格鲁门公司军用订货很多,生产设施无法安排“农猫”的生产,就把生产权转包给在纽约州的施韦策公司,1959年开始大批生产。1959~1979年期间,施韦策公司共生产了 2628架,包括400架G-164、1330架G-164A、832架G-164B。埃塞俄比亚也仿制了一些。1981年施韦策公司买下设计权,继续生产。1995年以后,“农猫”的设计、生产权多次转手。


格鲁门“农猫”


“农猫”为敞开式座舱的双翼机,最初装165~335千瓦(220~450马力)的星形活塞发动机的,后来的改型换装过多种发动机,如“超级农猫”装普惠公司的R 985、G-164B装加拿大普惠公司的PT6A-11AG,性能有所提高。后期还采用了很多安全创新,包括换装增压座舱,以防止农药进入;增加空调和在一旦发生坠毁的情况下逐渐瓦解的机身。


艾尔斯公司“画眉鸟”(美国)

美国艾尔斯公司“画眉鸟”,即以前的斯诺S-2(称呼很多:“空中指挥官”、“农业指挥官”、“罗克韦尔画眉鸟指挥官”),是艾尔斯公司(现在叫画眉鸟飞机公司)生产的一种下单翼农业飞机。


斯诺最早设计的“画眉鸟”于1956年首次试飞,很长时间作为S-2由斯诺创办的斯诺航空公司成批生产。1965年,公司及全部资产卖给罗克韦尔公司空中指挥官分公司,该分公司把S-2和它收购的另一家公司的A-9一起生产,把两个无关的飞机一起称为“农业指挥官”。后来,当罗克韦尔公司放弃“空中指挥官”这个名字的时候,S-2就改名叫“画眉鸟指挥官”了。1977年11月23日,罗克韦尔公司出售飞机生产权及在乔治亚州奥尔巴尼的生产设施,买方是已经在生产改装涡轮螺旋桨发动机的“画眉鸟指挥官”飞机的艾尔斯公司。2003年6月30日,艾尔斯公司的资产由目前生产飞机的“画眉鸟飞机公司”所收购。采用单座单翼常规固定式后三点起落架布局的“画眉鸟”,最初使用星形活塞发动机,80年代以后换装涡轮螺旋桨发动机,是很典型的农业飞机,自从1965年试飞以来已经生产了2200多架,在80多个国家使用。



“画眉鸟”


2009年,画眉鸟飞机公司选择了GE公司H80发动机为其510加仑、总重10500磅的飞机的改进型提供动力,成为GE公司H系列发动机的首个应用。H系列目前包括H75、H80和H85三种型号。有消息称,2015年合作双方宣布计划开发一款新型H85发动机为动力的510G飞机。H85发动机将为飞机带来更强劲的动力及新的发动机电子控制(EEC)系统,通过实现单杆发动机功率及螺旋桨桨距控制以减少飞行员负担。510G飞机预计于2017年投入使用。  


我国北大荒通航公司于2012年订购了20架装H80发动机的“画眉鸟”510G,该订单是画眉鸟飞机公司获得的单笔最大订单,2013年9月接收第一批6架飞机。


派珀公司PA-25“波尼”和PA-36“波尼勇敢”(美国)

派珀公司PA-25“波尼”是一种下单翼的飞机,装有一个20立方英尺的料斗,可以为化学喷洒系统供料。该机设计时考虑了飞行员的需求,诸如高座位,大大改善视野,加强座椅和座舱的强度,以承受低空坠落的力量。1957年首次试飞,1959年投入使用,有几个国家仿制,1959~1981年期间共生产了5167架,是当年最成功的农业机设计之一。

PA-36“珀尼勇敢”


上世纪60年代末,在PA-25的基础上研制出PA-36“波尼勇敢”,系单发、下单翼、螺旋桨驱动的农业飞机。1969年12月5日首次试飞,1973年投入使用,1973~1981年间生产了938架。与PA-25相比,PA-36装功率更大的大陆公司285马力的“三重冕”6-285平六发动机,新机翼有可以移动的前缘,改进了通风和供暖系统,使用更大的0.85立方米的标准料斗(还有1.08立米的可以选用)。1977年公司又推出装300马力(224千瓦)莱康明IO-540-K1G5发动机的发展型,称PA-36“波尼勇敢”300型,1978年还开发了装375马力(280千瓦)IO-720-D1CD平八发动机的“勇敢”375型。1981年,派珀公司把飞机的设计权卖给WTA公司,后者向市场推出分别装375马力和400马力(298千瓦)发动机的两种改型,称为“新勇敢”375和“新勇敢”400,到1987年总共生产了150架。


赛斯纳“农用马车”(美国)

赛斯纳“农用马车”


对农业飞机用户的需求进行过大量调研后,赛斯纳公司于1965年2月19日试飞了188型“农用马车”的原型机,是该公司研制的唯一一种专用农业飞机。该机是一架全金属结构、有支撑的下单翼机,不可收放的后三点起落架,在钢结构封闭座舱里安排一名飞行员。“农用马车”230和300型分别装一台大陆公司功率172千瓦的IO-470-R或功率224千瓦的IO-520-D发动机。标准农业设备为装在发动机防火壁和飞行员驾驶舱之间的757升或816千克容量的玻璃钢料斗,也可以选用喷撒或喷洒设备。


市场对“农用马车”的需求旺盛,导致在1971年末引进新的型号:分别称为“农用皮卡”和“农用卡车”。“农用皮卡”是基本型,发动机仍是原来“农用马车”用的IO-470R;原来装IO-520D发动机的“农用马车”改名叫“农用马车”C,并进行了一些改进;而“农用卡车”基本上和“农用马车”C差不多,但是采用了1060升的料斗、全套喷洒系统和其他设备。上述三种型号中,“农用皮卡”生产了53架于1976年停产,“农用马车”生产到1981年,共交付1589架。1979年塞斯纳公司推出“农用哈士奇”,是“农用卡车”的涡轮增压型,发动机是功率231千瓦的TSIO-520-T,使飞机性能全面提高。到1985年两种型号停产时,“农用哈士奇”交付了386架,“农用卡车”交付了1949架。四型总共生产了3977架,是一个新的相当可观的数字。


安-2(前苏联)

1946年成立的由安东诺夫担任首任局长兼首席飞机设计师的安东诺夫设计局,刚成立不久林业局便要求它研制一种中小型运输机,以取代老式波-2飞机,满足苏联林业和农业生产的需要。安东诺夫推出一种采用气冷星型活塞式发动机、4叶螺旋桨、上下双翼结构、前三点式固定起落架的老式设计,新飞机被命名为SKH-1,后改名为安-2,1947年8月首飞成功,生产型机1949年9月6日试飞。


后来,人们发现这种看似保守的设计背后隐藏着巨大优点:没有使用过多新设计新技术使得该机制造简易、成本低廉,这对于战后初期处于恢复经济时期的苏联十分重要;双翼结构使飞机翼载很小、升力很大,有利于提升飞行品质;能搭乘12人的机舱运载能力适中;富有特色的向两侧突出的驾驶舱设计让飞机向下视界良好。


安-2


安-2可在田野等处起飞降落,滑跑距离只有180米,能在5米低空飞行;操纵和维护简单;载重量很大,用作运输机可载运一吨半货物或十多名旅客;除运输外可作播种、灭虫、施肥、除草等40多种用途。


安-2于1947年投产,主生产线于1991年停产,总产量超过18000架。其近45年长的投产期曾经是吉尼斯世界纪录。苏联年代这种飞机主要于农业方面,因而被称为“玉米”机。人们称它为航空领域的卡拉什尼科夫自动步枪,同样完善、万能、使用简便和经久耐用,在今日俄罗斯,迄今还有2000多架在使用。  


早在1964年初,苏联民航部第一次提出安-2后继机问题,当时研制了一种安-2M,原型机1964年5月20日首飞。主要改进是取消第二个乘员,增加密封座舱,使飞行中免受化学品伤害,改进作业设备等。但因性能不够理想而没有投产。1980年5月13日试飞了装TVD-20涡轮螺桨发动机的安-3,TVD-20比安-2原来的Ash-62IR活塞式发动机轻一半,功率大43%,因此安-3的载荷能力、爬升率大大改进,加上农业设备的改进,使安-3的工作效率提高60%,使用费用降低30%。但由于种种原因,安-3取代安-2的计划没有实现。


苏联解体后,在军工企业实行“军转民”的浪潮中,不少过去分工研制军用飞机的设计局也转向民用飞机,他们原想以安-2后继机作为“短平快”的突破口,但方案搞了不少,最终没有一个变成现实。


2013年,从俄罗斯传来两条与安-2有关的信息:第一,西伯利亚航空研究所(SibNIA)和美国霍尼韦尔公司签订合同,购买300台TPE331-12UAN发动机,来升级安-2机队。霍尼韦尔公司将通过提供发动机和售后服务提升安-2飞机的工作能力和效率;第二,由SibNIA研制的全新改进型安-2双翼机完成首飞。重新设计的安-2采用新的小翼支架和碳纤维机翼结构且飞行高度明显提升。飞机发动机有可能选用TPE331。通过结构改进,新的安-2飞机的飞行速度增大了50%。SibNIA确信:这种小飞机有远大的前途。至于新的安-2何时能够投产,据称“主要困难是和苏联时期的前伙伴存在法律上的问题。当这些问题解决之后,‘超级安-2’就可以进行商业运作。”


往期热文(点击文章标题即可直接阅读)



无人机 传播智能机器人时代的航空文化,从无人机的角度关注我们的天空
评论
热门推荐
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦