Внесення пестицидів дронами

Ще декілька років тому можливість використання пестицидів за допомогою дронів розглядалася як один із елементів фантастичного фільму. Сьогодні ж на ринку України успішно працюють сервісні компанії, які надають послуги із внесення пестицидів. Причому це представники не лише потужних світових виробників, а й вітчизняних виробників важких потужних літальних апаратів, які здатні за зміну обробити понад 100 га посівів. Тому вже сьогодні можна сміливо спрогнозувати, що такі літальні апарати незабаром будуть у кожному сучасному господарстві. Для когось це буде допоміжний технічний засіб, а для когось — основний.

 

Трапляються випадки, коли через перезволожений ґрунт жоден колісний обприскувач не мав змоги вчасно провести обробку полів. У такому разі дрони є справжньою «паличкою-виручалочкою» агронома.

Мала авіація для внесення пестицидів уже в найближчому майбутньому зникне з ринку як малозатребувана. Хоча використання авіації має низку очевидних переваг перед колісною технікою. Проте, скажемо відверто, поруч із тим вона має й значні недоліки, які обмежують її використання. Першочергово — це прив’язка до часу, за якого можливе виконання роботи: авіація працює лише вранці та ввечері. Також слід сказати, що, залежно від типу пілотованого літального апарату, потрібна наявність злітних смуг і відповідної інфраструктури.

Своєю чергою, перевагою літальних дронів є можливість працювати навіть у темну пору доби. Адже весь політ дрона відбувається в повністю автоматичному режимі. Саме тому здебільшого вони працюють із вечора до ранку. Тобто в час, найоптимальніший для внесення пестицидів. Крім того, — це безпека й спокій місцевого населення. Адже над головами не кружляють літаки, які ще щось і розбризкують. Літальний електричний дрон із відстані 500–700 м уже навіть важко помітити, до того ж він малошумний.

Наразі ринок представлений двома типами дронів: ті, в конструкції яких застосовано електродвигуни, та дрони, що працюють на бензинових двигунах. І перші, й другі успішно працюють і виконують свої завдання, проте мають власні нюанси експлуатації.

Наприклад, дрони з електродвигунами, що живляться від акумуляторів, простіші у використанні, оскільки мають простіше управління. Як правило, тривалість життя акумуляторної батареї — 500 циклів заряд/розряд. Після відпрацювання цього ресурсу він підлягає повній заміні. І це вартісна річ, ціна придбання якої «падає» на собівартість. Крім того, ці літальні апарати мають обмежений час роботи в небі, який становить 10–12 хв за польоту із заповненим баком та до 25 хв — із пустим. У цьому питанні дрони з бензиновим двигуном мають перевагу. Адже можуть перебувати в повітрі до 2 годин і забезпечують більший факел розпилу робочого розчину і, відповідно, вищу продуктивність. Але водночас мають складніше управління та більшу вартість технічного обслуговування.

Слід сказати й про «ложку дьогтю в бочці меду». Час від часу ми спостерігаємо картину, коли це «диво техніки» змушені здійснювати аварійну посадку, а в гіршому випадку — навіть його падіння десь серед поля. Вага пустого електродрона — 20 кг. Тобто два оператори з легкістю виносять його з поля. Вага бензинової машини — 70–80 кг. Тобто його евакуація вже потребує застосування техніки, а це все — пошкоджені рослини й прямі збитки господарства.

Компромісом між цими двома видами може бути лише дрон із гібридною силовою установкою. В такому разі ступінь заряду акумулятора не обмежує час польоту, адже маємо на борту ще й автономний бензиновий генератор і водночас — відмінне керування машиною, адже використовуємо електродвигуни. Наразі такі машини — це ширше бачення напряму розвитку промислових дронів від учасників ринку. Хоча вже зустрічається інформація і про розробки авіаційних форсованих установок потужністю 7,5 кВт і вагою не більше як 10 кг.

Серед переваг використання обох видів дронів — можливість працювати за будь-якої вологості ґрунту, обробка високорослих культур, зменшення витрат на пестициди та воду, збереження посівів від витоптування колесами машин, швидке внесення препаратів за настання сприятливих умов.

Дрони під час роботи створюють досить потужний повітряний потік, у якому ефективно подають пестициди. Тому обробляється навіть нижня частина листя рослин. А відтак якість покриття рослин доволі висока.

Сьогодні можна сказати, що ця техніка досить стрімко поширюється територією України. І наразі компанії, які займаються внесенням пестицидів, просто перевантажені замовленнями.

Що про це говорять основні гравці ринку і як не залишитися осторонь технічного прориву?

 

R-far ming

Компанія R-farming для роботи використовує техніку китайського виробника XAG, яка, до речі, є не лише виробником безпілотних літальних засобів, а й наземних безпілотних апаратів для ведення сільськогосподарської діяльності. «Проте цю компанію не можна назвати виробником дронів. Вона є генератором і новатором стосовно втілення сучасних технологій у сільське господарство. У них є власна академія з можливістю навчання місцевих фермерів веденню сучасного, енергоефективного та рентабельного, господарства», — говорить Євген Янченко, представник компанії R-farming.

Наразі компанія пропонує дві моделі дронів для внесення пестицидів і один апарат-«розвідник» для можливості формування польових карт-завдань. XAG P30 є найпотужнішою моделлю в лінійці компанії. Норма внесення препарату становить від 3 до 10 л/га. Як правило, середня норма внесення препаратів у виробничих умовах становить 4,5–5 л/га.

Аби не затягувати інтригу, перейдемо до головного питання, яке першочергово задають усі зацікавлені під час ознайомлення з дронами цього типу: яка його продуктивність? Змінна продуктивність одного літального апарата (години роботи — 20:00–6:00) становить 100–120 га за умови рівного поля правильної геометрії.

«Робота дронів відбувається в повністю автоматичному режимі. Тож слідкувати за тим, куди полетить дрон, не потрібно. Та під час роботи в нічні години доби це й нереально», — говорить Євген.

Перед тим, як розпочинати роботу з внесення пестицидів, необхідно мати карту полів із позначенням усіх перешкод. Якщо в господарстві її немає, то її складають за даними, отриманими за допомогою іншого, спеціального, дрона (картографічний дрон, на якому встановлено камеру з високою роздільною здатністю). Під час польоту дрон фотографує місцевість, ці фото передаються на сервери розробника ПЗ (програмного забезпечення) і «зшиваються». Готову карту передають на комп’ютер/планшет оператора, де він визначає контури обробки. Алгоритм роботи дрона для внесення пестицидів побудований таким чином, що безпілотний апарат летить лише за наявності в завданні певного периметра обробки. Якщо такого периметра немає, його запустити в повітря неможливо.

«Зазвичай у одній бригаді працюють три апарати. За ніч ми обробляємо до 400 га посівів. Керування апаратами здійснюється з одного пульта, їхня робота повністю синхронізована. Після повернення дрона “на базу” операторові потрібно лише замінити акумулятор і бак із робочою рідиною», — говорить Євген.

 З одного пульта можливо керувати п’ятьма літальними апаратами. Для обслуговування цієї ескадрильї потрібно близько чотирьох осіб. Час на перезаправку становить 10 с, і апарат готовий до вильоту вже через 30–40 с. Точність обробки — 1–3 см. Швидкість заряджання однієї батареї — 20 хв, тому потрібно мати в запасі готові заряджені елементи. Розпилення препарату — краплею розміром від 85 до 250 мікрон.

Порівняно з іншими дронами, XAG для перезаправки обприскувачів пестицидами та акумулятора використовує швидкознімні бак та батарею. Тобто після посадки дрона оператор виймає з нього пустий бак і використану батарею і вставляє заправлений бак та замінений елемент живлення.

Представник компанії наголошує на такому аспекті, як безпека використання дронів. «Пропелери в них дуже міцні, вони з легкістю рубають стебла соняшника та кукурудзи. Тому, самі розумієте, наслідки в разі зіткнення з людиною будуть досить плачевні. Саме тому оператор обов’язково має пройти відповідне навчання із управління БЛА із подальшим складанням екзамену. Після успішного складання іспиту він отримує ID-номер для реєстрації у системі виробника дронів. Лише після цього оператор має можливість працювати з дроном. Тобто, окрім упевненості в тому, що дроном керує кваліфікований спеціаліст, ми маємо також свого роду захист від крадіжок. Адже красти такого дрона немає жодного сенсу. Літати він може, лише, якщо керований власником, або зі згоди власника», — говорить Євген. Середня вартість обробки полів дроном — 250–300 грн/га.

 

«Аеросервіс»: дрони з бензиновими двигунами

Вітчизняна компанія «Аеросервіс» (м. Дніпро) налагодила серійне виробництво дронів із бензиновими двигунами. Ця машина кардинально відрізняється від електродронів першочергово своєю продуктивністю. Вона не потребує переміщення контуром поля всієї сервісної бригади за потреби дозаправки. А відтак, завдяки збільшеному часу польоту під час обробітку одного поля, вильоти відбуваються з однієї точки.

«Продуктивність однієї нашої машини становить 150 га/добу. Мається на увазі робота із 4-ї ранку до 8–9-ї години ранку та у вечірні години — з 18-ї до 22–23-ї. Ланка для роботи складається із трьох машин. Тобто за зміну з легкістю можна “закрити” до 500 га», — говорить Сергій Петренко, засновник і генеральний директор компанії «Аеросервіс».

Як і в разі застосування дрона з електродвигуном, керування цим здійснюється теж у повністю автоматичному режимі. Тому робота вночі для цієї машини — також не проблема. «Вона створена для обробки полів у промислових масштабах. Наші дрони мають змогу триматися в повітрі до двох годин», — говорить директор компанії.

На дроні з бензодвигуном установлено бак для робочого розчину об’ємом 50 л. Норма обробки препаратом має широкий діапазон і може варіювати, залежно від потреб замовника, від 1 до 50 л/га. Як правило, здебільшого робота ведеться з нормою застосування пестицидів 3–5 л/га. Витрата пального — 600–700 г/га.

Представник компанії звертає увага на інформацію про роботу з різними розмірами краплі. «Зустрічається інформація про роботу з краплею 40 мікрон і менше. Я впевнено можу сказати, що це нереально. Із такою краплею ніхто не може працювати! Справа в тому, що навіть у лабораторних умовах крапля розміром 50 мікрон, пущена з висоти 5 м, падає на ґрунт 120 секунд. При цьому вона випаровується на 70%. Для прикладу: розмір краплі мийного засобу “Містер Мускул", розпиленого штатним пристроєм, становить 50–60 мікрон. Тому ви можете наочно переконатися, що буде з цими краплями навіть за незначного вітру. Ми працюємо з форсунками РОСа, які формують краплю 60–80 мікрон», — говорить Сергій.

Відносно велика вага цього дрона є його як недоліком, так і перевагою. Для того, щоб підняти цей дрон у повітря, потрібні більш потужні двигуни, які, своєю чергою, під час роботи створюють швидкість потоку повітря до 20 м/с. Тому навіть за значного вітру і сильних його поривів робота машини буде стабільною. Також завдяки цьому травостій обробляється краще, тому що сильніше обдувається і, відповідно, препарат ефективно наноситься на всю рослину.

До недоліків своєї машини пан Сергій відносить складність у керуванні. «Якщо в електромашині час відгуку від команди на пульті оператора до електродвигунів становить мілісекунди, то в цього дрона все по-іншому. Адже ми працюємо з бензиновим двигуном, який потребує більшого часу реакції на команди. Тому в екіпажі повинен обов’язково бути механік, який добре розбирається у ДВЗ. Проте складність керування — це відносне питання. За набуття певних навиків і розуміння його роботи керування цим дроном нічим не відрізняється від управління електромашиною», — говорить Сергій.

Робоча ширина захвату дрона становить від 6 до 12 м. Усе залежить від висоти польоту, мінімальне значення якої становить 6 м.

Орієнтовний ресурс двигунів становить 6 тис. га. Потім у двигун потрібно підкидати кільця. Бензинова машина потребує більше уваги під час роботи, тож наявність кваліфікованого інженера, який її «чує», — обов’язкова. На противагу бензиновому, електродрон потребує меншої уваги під час роботи, проте його обслуговування під час роботи, охолодження й заряджання батарей і заправки пестицидами — теж доволі складні процеси. На дроні встановлено американські двигуни DLE, які широко використовують у авіамоделюванні.

«Для того, аби фермерові зрозуміти, потрібен йому дрон чи ні, першочергово слід скористатися послугами сторонньої компанії. І лише потім приймати рішення. Враховуючи досвід експлуатації вже від 300 га, фермер повинен мати такий апарат у своєму технопарку. Тому що для дрона обробити ці гектари — це лише два дні роботи, а для фермера — шалена економія на потребі утримання цілого парку техніки для виконання цього завдання. Адже не потрібно тримати обприскувач, трактор і… персонал для їхнього обслуговування. А ще слід вирахувати витрати на ТО цього обладнання», — переконливо пояснює Сергій. Вартість капітального ремонту двигунів становить лише 3,5 тис. євро, що, порівняно з утриманням причіпного обприскувача, трактора тощо, є не дуже великою сумою.

Технічні можливості машини дають змогу ефективно й продуктивно вносити пестициди за каратами завдань і значно економити препарати, наприклад, під час внесення десикантів. «Ефективність препаратів, внесених дроном, значно вища, ніж за внесення причіпними чи самохідними обприскувачами. Ми впевнені в тому, що 50 г/га Диквату, внесених дроном, спрацює так само, як і 3 л/га, внесених причіпним чи самохідним обприскувачем. Крім того, завдяки дрібнодисперсній краплі і кращому покриттю поверхні всієї рослини, швидкість і ефективність спрацювання препарату збільшуються», — коментує Сергій. Вартість внесення пестицидів становить 250–300 грн/га. Вартість дрона — 55 тис. дол. США.

Слід сказати, що цього року компанія «Аеросервіс» провела успішні випробування дрона із гібридною силовою установкою, потужність генератора у якій становить 7,5 кВт. «На минулорічній міжнародній виставці дронів у Гуйчжоу (Китай) було представлено лише 2–3 машини із гібридною силовою установкою. Цього ж року близько 30% машин були саме гібридними. Як правило, представлені машини мають силову установку потужністю 6 кВт і бак місткістю 50 л, що передбачає потребу періодичної заміни акумуляторів під час роботи. Наша машина має бак об’ємом 25 л і потужнішу силову установку, тож немає потреби замінювати акумулятори під час роботи», — підсумовує Сергій.

 

ТОВ «МультиКоптер Україна»

Компанія була першою в Україні, хто розпочав промислове внесення пестицидів дронами. Вже три роки поспіль їхні фахівці за допомогою дронів компанії виконують обробку полів пестицидами в промислових масштабах і, відповідно, мають сьогодні чи не найбільший досвід використання літальної техніки такого класу.

«Наразі ми маємо чотири польові бригади, які постійно працюють у полях. Кожна з бригад має по одному дрону з необхідним комплектом витратних матеріалів і запасних частин для забезпечення безвідмовної роботи всієї ланки. Якщо в одній локації працює дві бригади, то в них обов’язково є запасний дрон», — говорить Олег Татаров, директор компанії «МультиКоптер Україна».

Продуктивність одного дрона становить 130 га/добу. Але потрібно мати на увазі, що це час роботи в ранкові, вечірні та нічні години, тобто найоптимальніший для внесення пестицидів. «Роботи для дронів більш ніж достатньо — це і внесення інсектицидів у нічні години, робота гербіцидами по підтоплених полях кукурудзи й соняшнику. Цьогорічним рекордом для нас є обробка двома бригадами 1200 га інсектицидами за п’ять ночей. Головне — це чітке налагодження організаційних процесів», — говорить Олег.

Окрім надання послуг із внесення пестицидів, компанія займається реалізацією дронів. Комплект для безперервної роботи коштує $11 600. До нього входить чотири акумулятори, два зарядні пристрої та сам дрон. Єдине, що потрібно докупити самостійно, — це бензиновий генератор.

Швидкість заряджання одного акумулятора становить 30 хв, тривалість польоту — 10–12 хв. Ресурсна кількість циклів заряд/ розряд становить не менше як 300. І наразі в експлуатації компанії є акумулятори, які вже пройшли цю цифру й досі справно працюють. «Акумулятори — це дійсно слабке місце електродронів. Але боятися цього не варто — це звичайний витратний матеріал, що з легкістю може бути замінений на новий. На початку роботи ми мали деякі застороги щодо їхнього ресурсу. Проте досвід експлуатації довів, що навіть за інтенсивного використання закладений виробником ресурс вони відпрацьовують. Варте воно того, чи ні — рахувати вам», — говорить Олег.

Для роботи дрона сигнал зв’язку Інтернет, GSM не має значення. Головне — наявність GPS-сигналу. Тобто є можливість налаштувати абстрактний полігон в умовах повної відсутності зв’язку, і дрон працюватиме за даними навігації згідно із заданими координатами. Для підсилення сигналу є можливість оснастити систему RТК-приймачами.

Дрон працює повністю в автоматичному режимі. За потреби прискорення та оптимізації процесу, наприклад повернення на базу, є можливість ручного керування. Один оператор може справлятися з керуванням до п’яти дронів. Уся їхня робота повністю синхронізована. Ресурс до проведення ТО становить 4000 га.

Робоча висота обприскування — 3–3,5 м. Ширина захвату — до 7 м. Під час польоту робоча висота підтримується за допомогою радара висоти, що працює від рівня рослин. Вартість обробки полів — від 250 грн/га із ПДВ (300 грн — без ПДВ).  

 

Drone UA

Компанія пропонує відповідну машину від провідного світового виробника дронів — компанії DJI. Він має бак об’ємом 16 л. Акумулятор і бак виконані як одне ціле — це дає змогу його швидко міняти. За зарядки одного акумулятора дрон здатен обробити до 2 га, що орієнтовно становить 10–12 хв. Ширина захвату обприскування становить у середньому 5 м, з нормою виливу робочої рідини від 3 л. Усі параметри можна додатково коригувати залежно від завдання, прив’язки до конкретних цифр не має.

«Особливістю нашого дрона є повна автоматизація процесу обприскування. Agras t16 має сантиметрову точність позиціонування, визначає кут нахилу поверхні й автоматично адаптується до нього, особливо під час роботи на горбистій місцевості. Радари розпізнають тип місцевості і допомагають огинати перешкоди. Такий тип техніки чудово працює в тандемі з іншими безпілотними платформами Phantom 4 RTK або Phantom 4 Multispectral, за допомогою яких можливо не тільки завчасно задати контури й організувати автоматизацію роботи “старшого брата”, а й отримати повний спектр даних для аналітики полів», — говорить Руслан Ільченко, представник компанії Drone UA. Один оператор може керувати п’ятьма дронами з одного пульта. Обробку полів, як правило, проводять у нічні години.

«Внесення пестицидів дронами — це досить перспективний напрям оптимізації витрат на внесення пестицидів у господарстві. Раніше всі боялися цього обладнання. Наразі в Україні працює більше ніж 100 одиниць цієї техніки. Цього року ми спостерігаємо справжній бум у цьому напрямі, особливо серед сервісних компаній. У нас є компанії- партнери, які мають від 15–30 таких апаратів. Є партнери, які планують до 2021 року розширити парк до 100 машин. На жаль, поки що в Україні фермери не розглядають цю техніку як можливу власність. Користуються переважно послугами сервісних компаній. Проте за правильного підходу у фермера є можливість і самому надавати такі послуги та заробляти на цьому. Тому дрон як власність сільськогосподарського товариства — це лише питання часу. Вигідно чи невигідно мати дрон — кожен вирішує для себе сам. За сприятливої ситуації, коли все йде по плану, він ніби й не потрібен, а от для вирішення екстремальних ситуацій, від яких інколи залежить увесь урожай, а отже й прибуток, він просто життєво необхідний », — говорить Руслан.

Вартість дрона — 630 тис. грн (дрон, система обприскування, бак). Для циклічної роботи потрібно 5–6 акумуляторів та один зарядний пристрій.

 

Компанія Better Fly («літати краще»)

Вітчизняний виробник дронів пропонує машину власної розробки та виготовлення. Наразі для складання дронів використовують комплектуючі від провідних світових виробників. Проте щороку збільшується складова вітчизняних комплектуючих. У конструкції машини використано двигуни Hobbywing Х9. Максимальна тяга — 19 кг на один двигун, що дає змогу підняти коптер вагою до 47 кг. Електроніка, яка застосована в дроні, — це таємниця компанії. Єдине, що відомо, так це те, що контролер польоту має три дублюючі набори датчиків такого контролю. Рама виготовлена з карбону завтовшки 3,5 мм. Уся електроніка захищена також карбоновими коробками, які поміщені в пластиковий корпус. Конструкція машини — модульна, що свідчить про її високу ремонтопридатність.

Машина має незнімний бак об’ємом 25 л. Препарати вносяться із нормою від 6 до 60 л/га. Зазвичай дрони працюють із нормою 8–10 л/га. «Стосовно норми внесення препаратів, то вони можуть бути різні. Хтось вимагає вносити і 25 л/га, хтось — 5 л/га. Але слід враховувати, що всі системи нашого дрона певною мірою синхронізовані. Ми можемо вносити і 2 л/га, але це займе більше часу і, відповідно, нам не вистачить заряду батарей, тож будемо змушені припиняти роботу на заміну батарей із робочою рідиною. Тому для нашої машини оптимальною є норма 8–10 л/га, коли ми можемо повністю звільнити бак лише за одного чи двох вильотів і тим самим оптимізувати процес заправки та заряджання акумуляторів», — говорить Антон Герелес, технічний директор BetterFly.

Продуктивність дрона від компанії BetterFly — 10–12 га/год, тобто за 10 годинну зміну вона становить не менше як 120 га. Процес обприскування відбувається в повністю автоматичному режимі. Для цього потрібно мати або підготувати перед роботою карту поля. Далі за допомогою ПЗ (програмне забезпечення) визначаються найоптимальніші маршрути, визначаються перешкоди тощо й дрон відправляється на виконання завдання.

Бак у цій машині незнімний, тому потрібно мати додаткове пристосування для швидкого та безпечного його заправляння. «На ринку вже є нова тенденція для комплексної заміни бака та акумуляторів, що повинно пришвидшити процес заправляння дрона. Ми слідкуємо за цим і готові впровадити це технічне рішення на своїй техніці. Проте потрібно переконатися в якості та практичності його виконання: там є свої ущільнювальні елементи, і наразі незрозуміло, як вони себе поведуть після 100 циклів “зняв/поставив”. Також слід сказати, що ці системи передбачають використання баків об’ємом 10–16 л. Ми ж маємо бак — 25 л, тож фізично втілити це рішення дещо складніше. Проте нашою перевагою є те, що ми виробники цієї техніки. І в разі чого маємо змогу миттєво запропонувати ринку аналогічне рішення», — говорить Антон.

Представник компанії відзначає, що ця техніка актуальна для всіх аграріїв без винятку. А для тих, хто став на шлях точного землеробства, — це єдиний (і головний!) виробничий інструмент.

Ресурс двигунів становить 1000 годин польоту або орієнтовно 15 тис. га. Основним стримувальним фактором є акумуляторні батареї, які мають відносно невеликий термін використання. У середньому це 250– 300 циклів заряд/ розряд (час заряджання — 30 хв). Враховуючи ці фактори та досвід експлуатації дронів, Антон Герелес стверджує, що собівартість їхнього застосування — 1,5– 2 дол./га.

Компанія працює на ринку чотири роки. Перша презентація дрона відбулася торік. Наразі вже створено понад десять літальних апаратів, які виконують ті чи інші завдання в полях.

У базовій комплектації (батарея/ зарядний пристрій) вартість дрона становить 300 тис. грн. Для безперервної роботи потрібен комплект батарей із 4–5 шт. і генератор.

 

Привідкривши завісу...

Наприкінці сезону планується презентація нової моделі із гібридною силовою установкою, що цікавіше буде для сервісних компаній. За словами представника компанії, собівартість обробки навряд чи зменшиться, але сам процес роботи буде набагато швидший і простіший. Ціна дрона також виросте і становитиме до 400–450 тис. грн.

 

А. Сухина

a.sukhina@univest-media.com

журнал «Пропозиція», №10, 2020 р.