الطائرات الزراعية

تحتل الطائرات الزراعية بنوعيها الطائرات ذات الأجنحة (النفاثة) والطائرات العمودية (الحوامات) أهمية كبيرة في الزراعة، فهي تستخدم لأغراض مختلفة أهمها توزيع الأسمدة والبذار ومواد المكافحة ومبيدات الأعشاب وغيرها من الكيماويات الأخرى، إضافة إلى استخدام لأغراض مكافحة الحرائق وشحن المواد ونقل الركاب. ويرجع أهمية استخدام الطائرات الزراعية بالمقارنة مع المعدات الأرضية للعديد من الأسباب المتعلقة بالفوائد النوعية لها والشروط المناسبة لاستخدامها :

- زيادة الإنتاجية وتبلغ بحدود 30-100 [هكتار/ساعة طيران].

- سرعة إنجاز العمل واستغلال الوقت المناسب للعمل عند وقوع الأضرار أو الأمراض بالمحاصيل خاصة في الأوقات الحرجة.

- توفير معدل الوقت اللازم للعمل [ ساعة / هكتار ] .

- إمكانية العمل في جميع أنواع الأراضي مثل الأراضي الرطبة والحساسة للضغط والمنحدرة، ولجميع أنواع الزراعات بغض النظر عن الكثافة النباتية وارتفاع النبات والغابات وتجنب الإضرار بها.

- إضافة المواد بتراكيز عالية ومعدلات قليلة، مما يمكن من توفير الكميات المستخدمة منها، لكن درجة تغطية المواد تكون غير منتظمة وتزداد نسبة انجرافها في الظروف غير المناسبة، وقد ينتج عنها بعض المشاكل البيئية، وخاصة عند استخدامها في المناطق الماهولة.

أما الحوامات فتتميز بالمقارنة مع الطائرات ذات الأجنحة بما يأتي:

- القدرة العالية على المناورة والطيران بسرعات منخفضة والكفاءة في استغلال الوقت أثناء الدورانات والهبوط والإقلاع هي أكثر أمنًا.

- الكفاءة في تغطية المواد بسبب دفع المواد للأسفل بفعل مروحتها.

1. أنواع الطائرات الزراعية :

ينتشر استخدام نوعين من الطائرات الزراعية، الطائرات ذات الأجنحة والحوامات (الطائرات العمودية) ويوجد منها نماذج مختلفة حسب مواصفات الأجزاء والعناصر المكونة لها، ونوع أجهزة الدفع ومسطح الحمل (الأجنحة) فيهما ، إضافة إلى موقع خزان المواد الممكن استخدامها وشكله، وتوزيعها بالنسبة للأجزاء الأخرى وخاصة حجرة قيادة الطائرة، وتمتاز الطائرات ذات الاجنحة بشكل عام بخصائص ظاهرية لها تحدد شكل وموقع مسطح الحمل بالنسبة للهيكل، ينتشر استخدام الطائرات ذات مسطحات الحمل السفلية أو الوسطية والمضاعفة الشكل (1). وتمتاز الطائرات ذات مسطحات الحمل السفلية بما يأتي :

- الارتباط الجيد لها مع الهيكل.

- انخفاض مستوى جهاز السير وبساطة تصميمه .

- سهولة الاقلاع والهبوط .

- الرؤيا الجيدة للطيار عند الارتفاعات القريبة  من الأرض وباتجاه منعطف الدوران.

الشكل (1) منظر عام من ثلاثة جوانب لطائرات زراعية من أنواع مختلفة

علوي - منظر أمامي، أوسط - منظر جانبي، سفلي- منظر علوي

a- مسطحات حمل مضاعفة -b- مسطح حمل سفلي

يقع جهاز السير الرئيس قريبا من مقدمة مركز ثقل الطائرة، وينبغي المحافظة على جاهزيته وصيانته باستمرار. كما أن موقع خزان المواد وشكله يفيدان في توازن الطائرة وتوجيهها بشكل جيد، وينبغي أن يقع في مركز الثقل وعند حوالي 33% من عمق مسطح الحمل وخلف حجرة الطيار، وألا يتأثر عمل الطائرة بسبب تغير كمية المواد في الخزان. ويراعى توفر الخصائص الآتية للخزانات الموقع المناسب للخزان والذي يؤمن الرؤيا الجيدة للطيار وإمكانية مراقبته، والتفريغ الكامل، الميل الجانبي المناسب، وسهولة التعبئة. يزداد الضجيج في حال قرب موقع حجرة الطيار من جهاز الدفع وترتفع درجة حرارتها أثناء العمل، لذلك فإن وضع موقع الخزان بينهما يكون مناسباً وأكثر أمناً، إلا إنه يُسئ إلى الرؤيا ويصعب من عملية التعبئة. ولتقليل احتياجات الطاقة اللازمة ينبغي تخفيف وزن الطائرة، وتتكون عادة من مادة الألمنيوم باستثناء الأجزاء والعناصر التي تتحمل الإجهادات العالية مثل الهيكل ومسطحات الحمل فتصنع من السبائك الصلبة والقابلة للحام. كما يدخل الفولاذ في تصنيع عناصر نقل الحركة وأجهزة توزيع المواد. أما الحوامات فتمتاز بتصاميمها البسيطة وانخفاض وزن أجهزة نقل الحركة وتوجيه مروحة الحمل. وتفيد المروحة الخلفية لها إلى جانب مروحة الحمل الأساسية في توازن الطائرة. إن تصميم الطائرة العمودية لا يشترط وضع الخزان في مركزها. كما يمكن تركيب خزانين خارج هيكل الطائرة أحدهما يميني والآخر يساري. توجد حوامات بمروحتي حمل فوق بعضهما ومتعاكسين في الدوران ، حيث يمكن الاستغناء عن المروحة الخلفية لموازنة عزم الدوران. لتوجيه الحوامة حول محورها الطولي يتم تركيب الأوراق لمروحة الحمل العلوية والسفلية بشكل متغاير، ونتيجة لتباين عزم الدوران يتم توجيه الطائرة. ويراعى في استخدام الحوامات الأمور الآتية:

- تتم عمليات التحميل والتعبئة من الجانب فقط بسبب وجود المروحة الخلفية.

- يركب ملحقات خاصة لتوزيع المواد بكل خزان كما يزداد وقت التعبئة ويضاعف عدد وسائل التحميل.

2. تركيب الطائرات الزراعية ذات الأجنحة :

تتشابه في التركيب العام وتتكون من الأجزاء الأساسية الآتية الشكل (2):

- جهاز الحمل والرفع مكونة من أجنحة ثابتة تعمل على حمل الطائرة ومروحة تستمد حركتها من جهاز الدفع ( المحرك ) ويتم حمل الطائرة نتيجة لدوران جهاز الرفع، ويتحقق ذلك عند السرعة الدورانية المناسبة والضرورية لإنتاج التيار الهوائي الكافي للحمل وتعمل الأجنحة الثابتة بوصفها مسطحات للحمل. وتتأثر سرعة حركة الطائرة بالتيار الهوائي الناتج عن دوران المروحة. وينبغي أن تكون قوة الرفع اكبر من قوة النقل الأعظمي للطائرة، والمكونة من وزن الطائرة ووزن الوقود ووزن الطاقم ووزن المواد المراد توزيعها.

- جهاز الدفع (المحرك): يتكون من محرك نجمي بتبريد هوائي .

- جهاز التوجيه والقيادة: يؤمن القوى الديناميكية الهوائية للتحكم بتوجيه الطائرة وتحديد اتجاه سيرها على الشكل التالي : إن تأمين قوى التوجيه الجانبية يغير من اتجاه دوران الطائرة حول محورها العلوي، وتأمين قوى التوجيه الزعنفية العرضانية يؤمن دوران الطائرة حول محورها الطولي (موازي على المحور المار باتجاه الطيران).

- جهاز السير: وظيفته تدحرج الطائرة على الأرض وتأمين عمليات الإقلاع والهبوط، ويتكون من ثلاث عجلات وتقسم إلى عجلتين رئيسيتين أماميتين وقابلتين للفرملة، وعجلة توجيه خلفية.

- الهيكل: يمثل مركز الدعم والاستناد والربط لكافة الأجزاء، إضافة إلى حجرة الطيار. وتعتبر ملحقات توزيع المواد من الأجزاء الوظيفية في الطائرة الزراعية، وهي على أنواع مختلفة منها الميكانيكية والهوائية والهيدروليكية.

الشكل (2) مقطع داخلي لطائرة زراعية نمطية

1- مروحة أمامية 2- فوهة السحب لمبرد الزيت 3- هواء التبريد 4- محرك نجمي 5- أجهزة نقل حركة 6- تابو 7- حجرة طيار 8- خزان كيماويات 9- خلايا هيكلية -10- زعنفة جانبية -11- دفة توجيه جانبية 12- دفة توجيه خاصة 13- دفة توجيه علوية 14- زعنفة علوية 15- إضاءة لتحديد الموقع 16- عجلة خلفية 17- دفة عرضية 18- فتحة خروج 19- جهة أمامية للجناح 20- زراع رش 21- خزان وقود رئيس -22 - أزرع تقوية 23- جهاز تعليق نابضي -24- نقاط تقوية أمامي لمسطح الحمل 25- عجلة سير 26- حجرة قيادة 27- تهوية حجرة الطيار 28- عادم

3. تركيب الحوامات الزراعية :

تعد الحوامات من الطائرات ذات الأجنحة المتحركة وينبغي أيضا تأمين قوة رفع كافية لحملها وطيرانها. ويتم ذلك من خلال توليد تيارات هوائية بمساعدة جهازي الرفع والدفع . ترتفع الحوامات عن الأرض نتيجة لدوران أوراق مروحة الحمل، حيث تعمل كمسطحات للحمل أيضاً. وتتكون مروحة الحمل من 3-5 أوراق ترتبط بشكل مرن على محور دوران تستمد الحركة اللازمة له من جهاز الدفع، ويتبع له مروحة خلفية . يرتبط جهاز التوجيه والقيادة في الحوامات مع جهاز مروحة الحمل. ويتم الدوران حول المحور الطولي للحوامة (عمودي على محور دوران مروحة الحمل) من خلال تغيير عزم الدوران المتعاكس والناتج عن المروحة الخلفية على الشكل التالي: عندما يكون عزم دوران المروحة الخلفية أقل من عزم دوران مروحة الحمل فإن الحوامة تدور بعكس اتجاه دوران مروحة الحمل، وفي حال زيادة عزم الدوران المتعاكس فتدور الحوامة مع اتجاه دوران مروحة الحمل، بينما تدور الحوامة حول محورها الطولي (موازي للمحور المار من اتجاه الطيران) وحول محورها العرضاني (أفقي ومتعامد مع المحور المار من اتجاه الطيران) من خلال التغيير المستمر للزاوية الناتجة عن دوران أوراق مروحة الحمل حول محورها. وتتعلق قوة الرفع بمسطح دوران المروحة، وعند ميل محصلة قوة الرفع عن مركز مسطح الدائرة الناتجة عن دوران المروحة ينتج عنها انحناء الطائرة باتجاه الأمام. ومن المعروف أن الحوامات تنحني باتجاه طيرانها فقط وتزداد درجة الانحناء مع زيادة سرعة الطيران، تستخدم المحركات النجمية، أو العنفات التوربينية كأجهزة دفع في الحوامات الزراعية ويتكون جهاز السير من 3- 4 عجلات، عجلتان رئيسيتان منهما قابلتان للفرملة فقط.

4. ملحقات توزيع المواد في الطائرات الزراعية :

تختلف نوعية الملحقات بمجالات الاستخدام مثل التسميد والبذار والمكافحة، تتكون الملحقات الخاصة بتوزيع المواد الصلبة مثل الأسمدة (مساحيق، حبيبات) والبذار من الأجزاء الوظيفية الآتية:

- خزان غير قابل للصدا بسعة 500 – 600 كغ.

- جهاز تلقيم : فتحة قابلة للتغيير بشكل أتوماتيكي وسلاسة تصريفها 2 - 35 كغ / ثا ويمكن التحكم فيه من قبل قائد الطائرة.

- أجهزة نقل الحركة: تستخدم العناصر الميكانيكية بكفاءة عالية.

- جهاز التوزيع: ينتشر استخدام النماذج الآتية:

أ. أقراص توزيع تعمل بالطرد المركزي وشبيهة بالأقراص المركبة على المعدات الأرضية تدور بسرعات في حدود 650 (د/د) وتنثر السماد بعرض حتى 50 م عند سرعة الطيران 120-120 [كم/سا] وعلى ارتفاع 5-15 م، يوجد على حوافها فتحات جدارية مغطاة من الجهة العلوية. وينبغي ألا يزيد انحراف معدل توزيع المواد في حال الأسمدة المحببة والبذار عن 20%.

ب. مسطحات توزيع هوائية مكونة من أنبوبة مركزية نهايتها مسطحة وعريضة ومتشعبة بشكل قطاعات منحنية ذات مقاطع أنبوبية تنتهي بفوهات لخروج السماد أو البذار وتنشرها في مجال واسع، ترتبط بنهايتها الضيقة بفتحة التلقيم. يُقذف السماد تحت تأثير التيار الهوائي؛ يتميز هذا النموذج بتركيبه البسيط ولكنه يتأثر بالمقاومات الديناميكية للهواء الشكل (3).

الشكل (3) مخطط يبين جهاز التوزيع ذي القطاعات المنحنية

1- خزان كيماويات 2- جسم مشعب التوزيع ذو القطاعات المنحنية 3- مجاري التوزيع 4- دخول الهواء 5- مخرج خليط الكيماويات والهواء 6- فتحة التعبئة 7- مخروط التوزيع

ج. ملحقات خاصة بتوزيع المبيدات تتمثل بمعدات رش شبيهة بالمعدات الأرضية الشكل (4).

الشكل (4) ملحقات رش مستخدمة مع الطائرات الزراعية

1- حوض -2- مضخة دورانية -3- أجهزة نقل حركة 4- علبة سرعة 5- زراع معايرة 6 -منظم ضغط - 7- غطاء قابل للفك 8- أنابيب هواء 9- صمام ذو اتجاهين 10- مرشح 11- مقياس ضغط 12- خط السائل المرتجع 13- فالات 14- زراع رش 15- صمام تعبئة 16- خزان كيماويات

تشكل الفالات الجزء الفعال في معدات الرش، وهي من أنواع مختلفة مثل الفيضية المخروطية والدوارة بمجاميع من الأقراص الأشكال (5). ولكون المبيدات المستخدمة في الرش الجوي مركزة، عندها يراعي أن تكون غير قابلة للتطاير، حتى لا تتبخر في الهواء قبل وصولها للهدف، وذات لزوجة مناسبة تسمح بتجزئتها لجزئيات بقطر 60-150 [ميكرون] بفعل الضغط وقوة الهواء ، أو قوة الطرد المركزي الناتجة عن دوران فالات الرش، وان تحتفظ بفعاليتها لمدة معقولة، وألا تكون سامة للثديات.

الشكل (5) نماذج الرش وأنواع الفالات المستخدمة مع الطائرات الزراعية

a- فالة شفية مسطحة b - فالة اهتزازية مسطحة c- فالة أسطوانية دورانية d- فالة دورانية متعددة الأقراص

1- اتجاه الهواء 2- محرك

5. تنظيم عمل الطائرة الزراعية :

يتطلب استخدام الطائرات الزراعية توفير الشروط الآتية:

- توفير مستلزمات تحميل المواد كتوفير المواد، وجاهزية وسائل التحميل والتعبئة، وتعليم موقع التعبئة وتجهيزه بالمدارج المناسبة. وهناك مثال يوضح طريقة تحميل السماد الأزوتي بشكل غير مباشر (على مواحل) على الطائرات الزراعية الشكل (6).

الشكل (6) مخطط يبين تكنولوجيا توزيع السماد الآزوتي بالطائرات الزراعية

1- رافعة -2- آلة تجهيز السماد 3- ناقل 4- شاحنة، مقطورة 5- رافعة شوكية 6- طائرة زراعية

- تجهيز الخرائط المناسبة للعمل وتحديد نقاط العلام لبداية ونهاية مشاوير الطيران وكذلك العوائق الموجودة.

- تجهيز الطائرة بالتجهيزات الضرورية للعمل مثل جهاز تحديد المواقع (GPS)، وجهاز تحديد المواقع التفاضلي الذي يحدد المنطقة التي تم رشها فعلياً، وجهاز قياس الكمية المستهلكة من المبيدات، وأجهزة المعايرة الإلكترونية لكمية المبيد الخارج من المرش. واتخاذ التدابير المناسبة للسلامة العامة والأمن، كما في الطيران المدني. ويتوقف نجاح استخدام الطائرات الزراعية على صلاحية الأحوال الجوية مثل انخفاض سرعة الرياح ودرجة حرارة الشمس، والعمل في ساعات الصباح الباكر او قبل الغروب، والطيران على ارتفاع منخفض 9-40 م ، وبشكل متعامد على اتجاه الرياح السائدة لتفادي استنشاق أبخرة المبيد. إضافة إلى متطلباتها الخاصة وتأمين الشروط المناسبة لاستخدامها. كما يمكن تلخيص تكنولوجيا العمل بالطائرات الزراعية على الشكل التالي:

- الإقلاع وارتفاع الطائرة حتى 50 م.

- الطيران الحقلي والهبوط حتى ارتفاع العمل انطلاقاً من بداية الحقل.

- الطيران فوق الحقل على ارتفاع العمل عند التسميد 7-15 م ، وعند المكافحة 3 - 7 م، وقد يزداد الارتفاع حسب ظروف العمل.

- الدوران بزاوية 30 درجة وعلى الارتفاع 50 م.

– الرجوع إلى الخلف في نهاية المشوار والعودة إلى العمل وعلى ارتفاع 50 م ثم الطيران الحقلي والهبوط حتى ارتفاع العمل وانطلاقاً من بداية المشوار الثاني وهكذا.

- الرجوع إلى الخلف في نهاية المشوار الأخير وعلى ارتفاع 50 م والهبوط مع الانخفاض والتدحرج على المدرج . يمكن تحريك الطائرة بشكل مكوكي بعد الدوران بنهاية كل مشوار وإكمال المشوار التالي بشكل معاكس، أما في حال الطيران باتجاه واحد فيمكن العمل في مساكب وبشكل خاص عند ضرورة الانتقال فيما بين الحقول للعمليات التي تحتاج إلى كميات قليلة. وتتحدد إنتاجية الطائرات الزراعية بعوامل كثيرة مثل سرعة الطيران، طول الحقل، مسافة الإقلاع والصعود، الحمولة، الطيران من حقل لآخر، مساحة الحقل، معدل إضافة المواد، مواقع التعبئة وبعدها عن الحقل، زمن الدوران.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

الحزام الأخضر الجنوبي الأول يستضيف وفدًا شبابيًّا من محافظة المثنى

قسم شؤون المعارف الإسلامية يحتفي بإرث الأديب الراحل علي أنكيل ويتسلم مكتبته الشخصية

سماحة السيد الصافي يدعو إلى توثيق الأفكار والأحداث لحماية الإرث العراقي من الاندثار بغية نقله سليمًا للأجيال القادمة

قسم التطوير يقدم محاضرة ثقافية حول كتاب نهج البلاغة لملاكاته

المزيد

الآخبار الصحية

أول إرشادات غذائية قائمة على الأدلة لمعالجة الإمساك المزمن

صباح بلا إفطار؟.. صحتك في خطر!

هل يمكن للجلد أن يكشف عن صحتك العقلية؟.. دراسة حديثة تجيب

السر في مطبخك.. 6 أطعمة تمنح عظامك قوة الشباب

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ناسا تكشف: كوكب الأرض أصبح أقل لمعانا خلال العقود الماضية

دراسة: الوقت الذي تستخدم فيه هاتفك قد يفضح حالتك النفسية

الهنغاري لاسلو كراسناهوركاي يفوز بجائزة نوبل للآداب 2025

رسميا.. إعلان الفائز بجائزة نوبل للسلام لعام 2025

المزيد

مواضيع ذات صلة

مضخات المياه المستخدمة لري المحاصيل الزراعية والشرب والاحتياجات المختلفة

آلات حصاد المحاصيل العلفية

آلات حصاد محاصيل الحبوب

آلات حصاد وجمع الذرة الصفراء

آلات جني البطاطا

آلات جني الشوندر السكري

آلات جني الفول السوداني

الات جني القطن

الات جني وتجهيز محاصيل الخضار

آلات جني الأشجار المثمرة

آلات ومعدات نقل المواد والمنتجات الزراعية

الات إعداد المحاصيل العلفية وتجهيزها