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%，成为农业发展的主导者；新型农业经营主体逐渐成主流，对农机化提出了新的更高要求。笔者认为，目前农机化发展处在转型升级期。补短板，提效能，促发展成为主流。农用航空作为农机化发展的重要领域，存在着巨大的市场需求。或将成为今后十年农机化发展的明星，我国发展农用航空的时代已经到来。
一、航空器应用于农业生产的优势
我国农、林、牧业在治虫除草、飞播施肥、催熟矮化、绿化荒山、防火巡护、抗旱增雨和防汛泻洪等作业项目上，对农用航空的需求非常迫切。其应用优势主要表现在：
1、新型农业经营主体对农用航空的迫切需求
目前我国新型农业经营主体迅猛发展，对农用航空需求迫切。目前，我国家庭农场等新型农业经营主体达196．9万家，近5年年均增速达到37.2%。实现规模化经营的耕地近45%。农机合作社超过8万个，一些地方出现了一批流转土地超万亩，固定资产上亿元的大型农机合作社。农用航空作业表现出的高效、节能、环保和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，成为增加农业装备之首选。
2、高效安全。
以农用航空植保作业为例，由于其雾化效果好，可以实现超低量喷洒作业，作业效率达4800——30000亩/班，是地面作业同类机械效率的50——500倍。农用航空植保作业可以实现无人自动化飞控导航，最大限度地减少了工作人员接触农药的机会，保障了工作人员的生命安全。飞行器旋翼产生的向下气流有助于增加雾流对作物的穿透性，同时可减少作业中的飘逸损失，增大药液在作物单位面积上的附着覆盖率，使喷洒更均匀，作业效果更高，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。
农用航空在治虫除草、飞播施肥、绿化荒山等作业中，不受地形和高度限制，可在田间地头起飞，只要在其飞行高度和控制信号范围内，用遥控操作或预设模式（GPS或北斗导航）确定的飞行轨迹自动化作业。采用单旋翼飞行器在失去遥控信号时能够原地自动悬停，等待信号恢复，具有失控保护功能；停止再启动后能按设定航线自主接力，即断药（肥、籽）补充后，从断点开始继续作业，从而减少了漏作和重作现象。
4、适应性强，易于推广应用。
农用航空应用领域多，适作范围广阔；在农业生产中，既可喷药施肥，也可用于飞播（种草、播种）；既适用于小麦、大豆、水稻等低秆作物，也适用于玉米、高粱、棉花、向日葵等高秆作物和林果作业；特别是丘陵、山区作业，其优势是其它机械无法替代的。
它不受地理因素的制约，无论山区或平原、水田还是旱田．以及不同的作物生长期，农药的喷洒一般都不影响，特别是对于滩涂、沼泽等地面机械难以进入的、或是蝗虫和其它害虫的滋生地域，都可顺利高效的完成作业任务；与地面机械田间作业相比，飞机作业还有降低作业成本、不会留下辙印和损坏农作物的特点；在农业应用领域，无需专用航站建设投入，近地飞行，可实现精准作业。移动方便，可实现跨地区转移作业，易于普及推广应用。
5、劳动强度低，作业及时，能满足大面积突击作业需求。
农用航空作业，使劳动者远离恶劣的作业环境，安全可靠。与人工作业相比，劳动效率大大提高，而劳动强度明显降低，为当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路径。
二、国内外农用航空应用与发展现状与趋势
美国早在1918年就用飞机喷洒农药杀灭棉虫，加拿大、前苏联、德国和新西兰等国也将飞机用于农业。随着化学杀虫剂、除草剂等农药相继出现，迫切需要一种高效率的喷洒机具。发达国家纷纷将过剩的飞机转用到农业上来，农用航空得到迅速发展。20世纪50年代以来，农业专用和多用途农业飞机相继出现。到50年代末，直升机也加入农业航空行列。
截至2004年底，全世界有农用飞机26100多架，作业面积相当于全世界耕地面积的17％。美国目前实际在用的农用飞机大约4000架，在册的农用飞机驾驶员2000多名，年处理耕地占总耕地面积的80％以上。美国的农用飞机大约有20多种机型，大部分机型是有人驾驶固定翼飞机，基本上都使用活塞型发动机，且多为后三点式，飞机的安全性能较高，抗坠毁性好；空中作业效率高。麦田灭草比地面机械效率高5——7倍。
美国农用航空作业项目主要包括播种、施肥、施农药等。日本是一个人口多、耕地少的国家，农户平均耕地面积较小。由于种植规模较小，日本的施药装备以小型机动喷雾机和直升飞机航空喷雾设备为主。
近几年来，具有作业效率高、单位面积施药液量小、农药飘移少等优点的无人驾驶超低空作业农用轻型直升飞机在日本发展迅猛，截止到2018年达到2840多架，主要用于播种、施肥、喷洒农药等作业，作业面积达到农作物种植面积的60%。每小时可喷洒农药500亩左右。采用农用无人驾驶轻型直升飞机进行农业生产已成为发展趋势之一。
我国从1951年开始用飞机参加防治东亚飞蝗、护林防火和播种造林等工作。目前，已有6个机种400多架飞机在大面积的垦区和农场从事农业航空工作。主要机型包括“农业5”、“Y5B”、“Y1l”、“海燕650B”等固定翼飞机。通用轻型直升飞机代表机型主要有：江西苍岚轻型直升机有限公司生产的CLH的轻型直升机，北京航空航天大学研制的蜜蜂16共轴式无人驾驶直升机，中国人民解放军总参第六十研究所开发的“z一3”无人直升机，鹤壁鹤翔航空技术有限公司开发的WDIO0型无人直升机等。
青岛天骄无人机遥感技术有限公司开发了TJ一1型无人机遥感系统。金泰航空工业公司专门开发、制造的农用无人航空器，在四川巴南投产。这种以电池组（件）为动力的多轴无人机，是目前国内首创的大型工业级农用无人飞行器。该产品性能稳定，技术成熟，操控简单易学，有效任务载荷达30kg，作业效率为国内常用无人植保机的6倍。目前，我国农用航空以其不足10%的农机市场份额为30%的播种面积提供植保服务。
据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消息，包括中航工业集团旗下荆门航空、西安飞行自动化控制研究所、贵州飞机等40多家农用飞机厂商联合参展。除中航工业集团旗下单位以外，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航空整机企业与通航作业公司也集体亮相。
据预测未来10年，我国农用飞机的需求量约15000架，潜在市场规模在1500亿元以上。我国设立了农业航空补贴项目，将农用飞机购置、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，我国遇到的干旱天气也越来越多，飞机人工增雨也将是一个发展的重要方向。
目前，国内飞机人工增雨作业普遍使用的催化剂是碘化银，把碘化银溶解在丙酮里制成碘化银丙酮溶液，利用丙酮见火易燃的特性，高温燃烧碘化银丙酮溶液生成碘化银气溶胶粒子，这就需要专门的播撒工具，成为农用航空发展的一个方向。再如飞播牧草。
随着我国人口的增加，草原的开发具有深远的意义。飞播牧草还有防治沙漠化，造成良好生态环境等重要作用。草原鼠害是一种破坏性很大的灾害， 必须用航空作业予以控制和消灭。飞播草地的寿命约6~7年，此后需要重播，因此需用相当数量的飞机。飞播造林的成本远低于人工种树的成本，展示出另一个广阔前景。
我国耕地面积20．5亿亩，山地丘陵面积大，加之复种指数高，实际农作物播种面积远远大于此数。如果这些种植面积每年作业2次，每亩作业价格15元，农用飞机一年的作业收入将达615多亿元。加上草原牧区（草场面积33亿亩）和林区（林地面积46亿亩）作业需求，年潜在作业市场需求约1800亿元。这可是一块巨大的蛋糕！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期。
三、我国农用航空发展中存在的问题
1、发展农用航空存在诸多制约因素。
从技术和体制层面看：
一是大中型农用航空器专用的少，多以改装为主，在作业中都存在一定的缺陷；小微型农用航空器研发和生产一哄而上，企业急功近利，乱象丛生；使用者缺乏培训，存在大量的安全隐患。
二是投入不足。国家的研发投入几乎是空白，没有专业的农业航空技术研究机构，致使农业航空设备落后，不能适应农业作业要求。农用航空基础设施落后，没有农业专用、兼用或临时机场，农用航空企业飞机陈旧，不能适应农业航空发展的需求。
三是机制不顺。大部分农业航空企业缺少活力。农业航空作业活动没有完全市场化，企业间竞争力弱，经济效益不明显，投资环境差，制约了企业的发展，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，还延误了最佳作业时机，甚至导致作业失败。
2、农用航空器性能的问题。
目前我国农用航空器从动力上来分，有油动力、电池动力和油电混合动力三种。从驱动形式上分，有单旋翼和多旋翼两种。大中型农用航空器以单旋翼机为主，小微型农用航空器以多旋翼机为主。油动力机噪音大，维护保养成本高，维修较为复杂，对操作人员素质要求较高；电池动力机作业能力小，抗风能力差，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，性能低下，导致使用成本高。由于目前农用航空器处于快速发展期，售后服务跟不上，对推广应用产生了负面影响。
3、产业化水平有待提高。
一是企业要抡抓机遇，苦练内功，加强行业间的沟通，强强联合，防止低水平重复。
二是要优化农用航空器设计，提高自身性能和可靠性，使之便于操控；通过应用北斗导航系统，实现“傻瓜式”操作，降低操作复杂性。对农用航空作业进行专门研究，针对不同作业项目特点研制专用作业器具。如植保作业，应对农药雾滴的沉积和飘逸规律进行研究，对不同旋翼直径的机型进行对比试验，从而优化作业高度、作业幅宽和农药雾滴直径。
三是加大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。要注重农药剂型在农用航空作业中的应用研究，对油剂、水剂、乳剂的应用效果作定量研究，从而为提高农用航空作业普及率寻找最隹解决之道。
四是飞机喷雾的雾滴分布仿真数学模型，通过模型分析雾滴沉降规律，研究喷施高度、风速、不同飞机对雾滴粒径及雾滴漂移的影响。对可控雾滴技术展开研究，以便于飞行员按作业条件选择相应的喷嘴和喷雾参数，达到控制雾滴种类、直径、漂移率等，取得最佳喷雾效果。
4、适用性问题。
一方面，目前电动无人机续航能力仅有10分钟左右，需要多组电池交替使用，严重影响到其作业效率；油动力小型机续航能力仅有10——30分钟，油电混合动力机续航能力超过60分钟。国内小型无人机一般来说载重能力为5——30kg，油电混合动力机可达20——40kg。就目前使用来看，电池动力机大幅度提高载重量比较困难，油动力机实现这一目标则要容易些，但须进行飞控升级，增加智能化模块和程序化设置，用以弥补人工操作之不足。另一方面，通过不同区域（较小的面积单元）所需杀虫药、肥料用量，进行变量喷施，最终实现精确施药及喷幅精确对接。
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。
一是农用航空站建设以方便适用为标准。
针对农用特点，应购买适宜超低空喷洒、适应服务当地地形地块特点的飞机。农用航空站投入资金有限，主要进行农业生产服务，不应盲目追求高精尖，防止无效投入。应以方便农用飞机起降、维护修理、储存物品、对外联络等适用为标准。企业要因地制宜，在考虑自身盈利的同时合理建立航空站。
二是建立良好的运行机制。
建立面向市场、人员精干、独立核算、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效益，又要减少航空站运作成本。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，建立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扶持。
目前，河南等省农民或农民专业合作组织购置农用无人机，享受到1/3省财政专项资金补贴、国家1/3农机购置补贴。一架农用无人机市场价63万，农民或者合作社只需掏1/3的价钱，也就是21万元，就能买到了。
2017年起，我国在浙江等6个省市启动实施农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作，2018年全国试点省份已经达到16个，共使用中央财政资金5000多万元，补贴购置植保无人飞机近3500台，受益服务组织近2000个，带动社会投入资金超过2亿元。无疑，这将极大地提高农用无人机的普及程度，农用无人机发展的春天已经到来。
三是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、村镇多、禽畜多、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，航空站要配备机动灵活的直升飞机和熟悉化学产品的专业技术人才，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，严格对化学药剂喷洒实施监控，防止造成损害后果。
四是制定农用航空管理法规。
农用航空有其自身特殊性，与其它航空项目比，投入少、收益低、作业风险大，大多在白天田野上低空近距离飞行。建议给予农用飞机低空飞行空域的自由度，方便使用；应简化基础设施建设，以降低筹资压力，降低农用航空建设与使用的行政成本；规范农用飞机超低空飞行安全程序、标准、要求，为航空技术促进农业发展创造良好的条件。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，给农用飞机的应用与发展带来了前所未有的机遇，农用飞机正在成为农机行业新的亮点。
主管部门应早日制定我国农用飞机的制造标准、鉴定标准、作业标准，国家已将农业航空飞行器纳入全国和地方购机补贴，仅2020年上半年就新增4000多架，农用飞机技术的宣传和试验示范及推广进入快速发展期。
进入农用航空领域的社会资本一定要作好长线投资的准备，充分考虑到不同地区的农民需求，生产符合实际需求的产品。为了使这一新兴行业健康发展，建议对农用航空器进行分类管理。借鉴其它农业机械分类方法，可以从农用航空器作业班能力入手，将其分为大、中、小型机：
班作业能力为20000——30000亩，定为大型农用航空器；
班作业能力在5000——19999亩，定为中型农用航空器；
班作业能力在4999亩及以下的定为小（微）型农用航空器。从发展路径上看，东北、西北、华北及其广大平原地区和国有农牧场，以发展大型机为主，中部及丘陵区以中型机为主，南部及山区以发展小（微）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的购机补贴，购机者自筹1/3，使其快速发展，以满足生产急需，促进农业现代化发展。
3、加强研发和推广应用
一是加大农用航空器研发力度，走产、学、研、推相融合的路子。由推广应用部门根据农业生产需要提出农用航空器研发思路和架构，引进相应的国际先进的航空器，进行消化、吸收、创新、提高，通过再创新过程，逐步形成适合我国国情的农用航空器系列产品。在研发环节，应由龙头企业牵头，国家给予适当的资金支持，力争在基础性、共性、关键性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。
二是加强相关配套技术研究，在农用航空器各个应用领域逐步突破，指导推广应用工作。
三是探索农用航空器发展模式。面对农用航空器发展，客观上要求农业生产的规模化，因此我们应积极探索新型农业经营主体和国有农牧场应用农用航空的实现形式。各级农机部门应加强调研和引导，根据当地农业生产实际需求，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，统一规划和组织，建设区域性农用航空服务实体，统一管理，统一作业，独立核算，自负盈亏，力促其健康发展。
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