龍科多：植保無人機，路在何方？
【文/觀察者網專欄作者 龍科多】
説起無人機，你的第一反應是什麼？
可能是它：
大疆無人機在這兩年幾乎風靡全球，人們用這些小巧而又不貴的四軸無人機記錄下各種美好的影像，甚至有一些電影在拍攝的時候也採用了大疆產品系列中較為專業的型號，獲得了不錯的效果。
對於軍迷來説，也可能是它：
這是最近才首飛並完成實彈打靶試驗的“彩虹-5號”察打一體無人機，最大外掛達1噸，可以攜帶各種導彈、炸彈，也就是説有各種手段可以送敵人“上西天”。
以上兩種無人機所分別代表的領域在近些年可以説是飛速的發展，大疆公司去年的銷售額超過100億元；“彩虹”系列無人機在國際市場上屢屢斬獲訂單，且型號和配套武器一應俱全。
大疆代表的是民用無人多旋翼飛行器，特點是垂直升降，空中懸停，結構簡單等，而且在飛控快速發展之後，操作起來也是非常簡單。不過缺點也很明顯，續航時間很短，通常消費級的產品只有20分鐘左右的飛行時間，載荷也不大，帶一個穩定雲台就已經差不多。
“彩虹”系列無人機則是典型的固定翼無人機，續航時間長，載荷大，但是需要地方來助跑起飛和降落滑行，也不一定要是專用機場，一大塊平地即可，但是依舊不能隨心所欲地在任何地點就放飛使用。
雖然有車載無人機彈射類的設備，但那也與“彩虹”一樣，大多歸屬軍用專業無人機。民用無人機也有不少固定翼機型，不過專業性同樣都很高，比如資源勘測，海洋保護，石油管道巡檢等等。
無人直升機最初的應用是在軍事方面，圖為美軍的RQ-8A火力偵察兵無人機
上面沒有提到的還有一種便是無人直升機，直升機的特點幾乎是眾所周知，能垂直升降，空中懸停，對起降場地要求不是太高。而且通常來説無人機直升機的起飛重量都能達到上百甚至幾百千克，這樣的體量相比以千克記的小型四軸無人機可以提供更大的載荷空間，用於滿足專業性的應用，比如植物保護，而在植物保護領域，與普通人最密切相關卻又不受到太多關注的自然是農作物植保。
中國的耕地面積超過18億畝，各種各樣的糧食、蔬菜和經濟作物從這片廣袤的土地上種植出來。大部分糧食作物和經濟作物在種植期間都需要進行保護，更通俗一些就是“打藥”。傳統的打藥操作手段是依靠人力，筆者小時候在上海郊區的農村長大，就記得童年時家裏有2個手動打藥桶，把活塞桿往下壓，農藥就會從手柄頂端的噴口以霧狀噴出，當然給筆者印象最深刻的還是農藥以霧狀噴出之後那空氣中瀰漫着的難聞氣味。
人力噴灑農藥在我國還是最為普遍的植保作業方式
再後來生產隊裏就會統一安排打藥，一個像是噴火槍一樣的設備，藥桶背在人身上，手持噴管將農藥噴出，噴農藥的人都裹着嚴嚴實實，尤其是頭部還會帶着防具。
90年代的上海郊區農村人均耕地已經很少了，整個生產隊的地加起來也沒多少，但是打藥的通常要花上一兩天才能把整個生產隊的地給照顧過來，效率實在説不上是很高，只能説比手動藥機要強。
相比“打藥”的效率低下，收割過程倒是輕鬆愉快，聯合收割機很早就已經在中國的糧食生產中普及，即便是一台小型收割機，一天下來也基本上能把整個隊的地收的差不多，要知道這過程中還有不少其他工作，比如秸稈的處理，按照每個地塊所屬人家不同進行稻穀的分裝。
這樣的情況實際上就是中國農業機械化情況的一個縮影，根據農業部的數據，截止到2016年底，全國的農業機械化率大約是63%。如果進行細分研究，就會發現大部分的農機類型集中在耕種和收割。相應的產業鏈也基本集中於此，無論是農機、拖拉機的生產銷售，還是農機合作社提供的主要服務，大部分都與耕種和收割有關。
説起耕地，今年上半年觀察者網曾經有過相關方面的報道和評論文章，説的是黑龍江的農民們只喜歡用更貴的進口犁，而不願意用價格只有十分之一的國產犁。這其中一個重要的原因便是生產效率，國產犁容易壞，耕地效果也不是很好，表面上看價格便宜，實際上把全壽命成本和使用效果綜合計算，進口犁總之都是更好的選擇。
千里沃野的黑龍江大農田
小型多軸無人機在植保方面的應用在前幾年的時候就已經開展，一架8軸電動無人機（比如浙江天行創科的G1八旋翼植保機），每小時的作業面積差不多能有45畝（連續飛行情況下）。多軸無人機載荷不高，續航較短，因此還要花費不少的事情來更換電池，填充農藥。總的下來一天的作業量幾乎能到300畝，這如果是在筆者小時候的生產隊，大概只要半天就能作業完畢。
這樣的工作效率放在中國南方或者江南一帶確實已經相當夠用，受限於地形地貌的制約，南方的農田最大的特點就是碎片化，因此對植保無人機的極限作業能力要求並不是太高，倒是較為小巧靈活的特點可以更好的適應山區間的操作。不過缺點也很明顯，還是以天行創科的G1為例，藥箱容量僅為10L，而且使用的是電池，續航短，飛出去作業沒多久就需要回來換電池加藥，對作業效率影響不小。
前面提到黑龍江農業在發展的過程中遇到了是選擇國產犁還是進口犁的問題，根源是當地農民對農具生產效率的嚴格要求。而這背後是黑龍江種植類家庭農場平均面積超過200畝，同時國有農墾農場更是大的無邊無際的現實情況。種植面積大，自然對農機效率要求就更高，因為有的時候一旦耽誤了農時，就會造成不小的經濟損失。
八旋翼植保無人機，裝藥量通常在10公斤左右
包括筆者從小生活成長的上海農村在內，全國有很多地方的糧食作物植保都是由基層（村一級）統一安排操作，費用通常也都由村裏統一補貼。還是以黑龍江為例，單個農户種植面積都超過200畝的情況下，整村的耕地面積就相當可觀了，通常會有上萬畝。在這樣的情況下，小型多軸無人機一天300畝地的噴灑效率就顯得不那麼夠用了。
這個時候，載荷能力有幾十甚至上百公斤的無人直升機就很合適了，而且這樣的機型普遍採用的是油動動力，續航時間有一定保證，兩三個小時沒有問題。以國內中航智研發的TD-220系列無人機為例，共軸反轉雙旋翼結構，最大起飛重量400公斤，最大載荷80公斤，滿載情況下續航時間接近2小時。而且在此基礎上研製的植保專用機型TDN-01具有自主飛行能力和多機協調編隊能力，也就是説，一個多機編隊在做好航路規劃之後，可以在人工不進行過多幹預的情況下以很快的速度在農田上噴灑農藥，總體效率可以達到傳統植保機械或人工作業的50倍。
中航智研發的TDN-01植保無人機，可載荷80公斤
當然了，在植保無人直升機方面處世界先進水平的是日本雅馬哈，產品有Fazer R和Fazer R G2等，性能優異作業效率高。價格也是非常感人，在日本的售價摺合到人民幣高達87萬，顯然不適合中國的國情。
從本質上看，植保用途的無人直升機其實也是農機，只不過從原先的“地上跑”變成了現在的“天上飛”。而無論是哪一種農機，在中國都無法避開政策補貼的問題，即便是農機合作社，在採購農機時也相當依賴各種政府補貼。
去年底，江西首次將植保無人機納入購置補貼，對主體所購金額的50%予以補助，單個經營主體項目最高補貼達到20萬元，其他地方如河南等也已經出台農用無人機的補貼政策。當然，在講究市場化的今天，通過融資租賃來解決農户/合作社採購植保無人機的經濟壓力也不失為一個好辦法。
農業專用版TDN-01試飛
與中航智合作的中湛租賃就有一整套的植保業務金融方案，同時他們還投資2800萬元參與了以TD-220為基礎研發的農用專業版本TDN-01，並以此為基礎進行了農業金融創新，以產能租賃和全球獨家代理的方式適應國內的植保市場。除此之外飛手的培訓也由廠家中航智一應負責。
2014年的中央1號文件曾提出要推進農業科技創新，加快農用航空建設。調查數據顯示，美國農業航空作業佔總耕地面積的50%，不過美國傳統航空業發達，這其中大部分是有人駕駛固定翼飛機。日本農業航空作業面積佔比是54%，這其中無人機作業有大約40%。
而中國的農業航空作業佔總耕地面積不足2%，但是行業發展速度非常快。2015年才開始有真正做植保農用無人機的企業出現，到了2016年，全國的農用無人機保有量已經有4890架。
別的不説，中國每年因農藥中毒的人數就有約9萬，其中致死致殘約7300人，但是“打藥”又是必不可少的農活，光是這一點，農用植保無人機就值得大力推廣。
在此基礎上，植保無人機還要兼顧實用性和經濟性，動輒幾萬甚至十幾萬的價格很難讓普通農户接受，農機合作社採購的話也有不小的壓力。目前國家還沒有針對專業航空植保服務公司給出專項補貼和政策支持，但是一些地方政府如前面提到的江西和河南，已經開始嘗試用地方財政先進行支持和推廣。
中國的農民最講求實在，植保無人機真的好用，方便，效率高又經濟實惠，那麼普及起來的速度必定不會慢。
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