直升机航空喷施雾滴飘移分布特性(3)

1.4.3 水敏纸数据处理

每次喷施试验后，待水敏纸上的雾滴干燥，带一次性手套将水敏纸按次序收回，放入密封袋标记，置于阴凉处保存，带回实验室进行分析。将收集到的水敏纸逐一用扫描仪扫描，扫描后的图像通过图像处理软件DepositScan（美国农业部）进行分析，得到雾滴在对应采样点的雾滴粒径及沉积量等数据，同时可以计算出各条雾滴采集带的雾滴平均沉积量和沉积均匀性等[26]。其中沉积分布均匀性通过有效喷幅区域内各采样点沉积量的变异系数CV值大小来表征，变异系数越小，表示雾滴沉积分布越均匀，变异系数计算公式如式（1）、式（2）所示。

（1）

式中S为同条雾滴采集带采集样本标准差；Xi为各采样点沉积量，μL/cm2；为同条雾滴采集带采样点沉积量平均值，μL/cm2；n为各组试验采样点个数。

1.5 有效喷幅测定

关于有效喷幅的测定，参考Zhang对M-18B和Thrush 510G 2种机型喷幅测定的研究[27]及《中华人民共和国民用航空行业标准》中《航空喷施设备的喷施率和分布模式测定》[21]的规范要求：以飞机航线两侧最远处沉积量值能达到对应雾滴采集带喷施沉积量最大值一半的采样点作为有效喷幅区域的起止点，这两点之间的距离可作为有效喷幅宽度。

1.6 雾滴飘移分析判定方法

根据《中华人民共和国民用航空行业标准》中《飞机喷雾飘移现场测量方法》[28]规定：首先进行单喷幅测定试验，以沉积量为纵坐标，以航空设备飞行路线2侧的采样点为横坐标绘制分布曲线，测定出有效喷幅后，绘制得到喷雾飘移量沿采样距离的衰减曲线。自上风向至下风方向对飘移量进行累积，当累积飘移量达到总飘移量的90%时所对应的下风向距离为目标喷雾区的最小宽度，即飘移最远作用距离。

各采样点的喷雾飘移量占喷施量百分比计算公式为

（3）

式中N为各采样点喷雾飘移量所占喷施量的百分比；Xv为单位面积设定喷施量，L/hm2。

2 结果与分析

2.1 有效喷幅判定及区域内沉积均匀性

表3为轻型机载北斗RTK差分系统测得的各架次作业时直升机飞临各条雾滴采集带上方时刻的作业参数信息以及按照《航空喷施设备的喷施率和分布模式测定》方法得到的各架次各雾滴采集带的有效喷幅起止位置、宽度及对应的雾滴沉积均匀性信息，以此可作为下风向飘移情况分析判定的基础依据。

各架次实时作业参数结果（表3）显示：各架次作业参数均在试验设定范围内，其中飞行速度最小值为70.52 km/h（2#-1），最大值为122.73 km/h（6#-2），各架次飞行速度呈梯度变化，且同一架次2条雾滴采集带的实时飞临速度较为接近；整体飞行高度平均值为5.03 m，实时飞行高度最小值4.62 m（1#-1），最大值5.58 m（3#-2），极差0.96 m，变异系数为6.58%。

对各试验架次有效喷幅宽度进行分析发现，有效喷幅区域上风向最远起始位置为-16 m（3#），下风向最远截止位置为24 m（5#），所有架次有效喷幅的采集带重叠区域为?8～12 m，有效喷幅区域整体有向下风向偏移的趋势，通过与气象数据对应，发现主要是由于每次作业对应外界自然风速和风向的不同造成了有效喷幅区域位置的偏移。同时还发现飞行速度的不同是导致有效喷幅宽度略有差异的原因，当直升机分别以70 km/h（2#）、90 km/h（1#、3#、4#）、100 km/h（5#）、120 km/h（6#）4种速度范围的作业参数进行喷施作业时，随着飞行速度的增大，有效喷幅宽度呈现先缓慢增大后急剧减小的趋势，100 km/h的飞行速度为有效喷幅宽度变化的峰值拐点。

表3 各架次各雾滴采集带对应的实时作业参数及有效喷幅相关信息汇总Table 3 Summary of real-time operation parameters and related effective swath information for each droplet sampling line of each test架次Test飞临时刻Flying moment飞行速度Flight velocity/(km·h-1)飞行高度Flight height/m有效喷幅起止位置Starting and ending position of effective swath/m有效喷幅宽度Effective swath width/m雾滴沉积均匀性Droplet deposition uniformity/% 1#-110:14:38.7-10:14:～.12 1#-210:14:42.1-10:14:～.74 2#-110:26:05.8-10:26:～.74 2#-210:26:08.9-10:26:～.34 3#-110:32:34.2-10:32:～.83 3#-210:32:37.5-10:32:～.30 4#-110:37:45.0-10:37:～.36 4#-210:37:48.0-10:37:～.67 5#-110:42:12.5-10:42:～.79 5#-210:42:15.4-10:42:～.54 6#-110:47:06.4-10:47:～.59 6#-210:47:08.8-10:47:～.91

2.2 各架次喷雾飘移情况分析

2.2.1 各架次飘移判定结果

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0316/682.html