无人机在灭蚊灭蝇方面的应用

引言蚊蝇是很多生物性传染病传播的主要媒介，控制蚊蝇大规模的爆发可有效遏制病原微生物的传播与繁衍。2014年我国广东省爆发了有史以来最大规模的登革热疫情，据广东省卫生和计划生育委员会网站公布此次登革热累计发病例数为45171例，是1978年以来累计发病数的2.7倍。登革热是一种蚊媒传染病，伊蚊（花斑蚊）数量是影响疫情发展的主要因素。蚊媒传染病爆发时，快速灭蚊是控制疫情的重要手段。化学防治是短期内控制蚊、蝇最有效方法。传统灭蚊灭蝇的化学方法为人工背负式施药方法，该方法不仅作业速度慢、面对蚊蝇大规模爆发应对不及时，而且施药人员始终处于药液喷雾环境中，容易发生中毒事件。由于蚊蝇属于飞行类害虫，人工施药时无法将树木高处、屋顶等地方喷施到，容易造成施药后害虫反扑的现象。无人机不仅可以及时应对蚊子的爆发，还可利用旋翼风场将药液输送到蚊蝇隐蔽的藏身之处，将蚊卵和孑孓彻底清除。无人机驾驶员通过遥控器远程控制无人机的飞行喷施，避免了与药物的接触，有利于人体健康。

a）人工背负式施药

b）无人机灭蚊蝇图1人工施药与无人机施药对比图1.1

直升机旋翼风场的优势直升机通过伯努利原理实现桨叶的上下气压差，产生升力。旋翼由内往外，线速度增大，空气相对流动速度也增大，下压风场也相应增加。对S40旋翼风场进行流体力学模拟，可以得到图2，从图中可以看出，旋翼风场从中间向两边逐渐增大到达旋翼边缘后又逐渐减小，这与上述理论是一致的，旋翼风场分布较为均匀，雾滴在风场中的运动受到紊流的影响较小，雾滴受到风场向下的作用力较大，有利于雾滴的向下运动。图2计算机模拟直升机风场速度分布图1.2

雾滴粒径的优势无人机喷施的雾滴粒径极细，细小雾滴能够游离在空中，有能力到达植物的关键及蚊蝇的隐藏部位。由于雾滴粒径与体积呈指数几何的关系，雾滴粒径减小一倍，数量将会增加8倍，小雾滴增加了与蚊蝇的碰撞几率。无人机属于低空超低容量喷雾，喷施的雾滴从小到大呈现一定宽度的雾滴粒径谱。深圳高科新农技术有限公司针对S40电动单旋翼直升机进行了雾滴粒径谱的试验。试验后对采集到的雾滴按粒径进行分类处理，可得到图3的结果，从图中可以看出，粒径小于80μm的雾滴占喷施总雾滴数量的40.46%，说明喷施的雾滴主要集中在小粒径范围内。国内外一些学者研究了针对蚊蝇类害虫，喷施的雾滴粒径与防治效果之间的关系，研究表明，DDT农药对蚊子的毒性与农药雾滴的粒径有关，最佳雾滴粒径为10μm左右。HIMELCM等人使用电子显微镜在成年蚊子上测得的大豆油粒径主要在2-16μm之间[3]。以上研究说明，在对蚊蝇类害虫进行消杀时，小雾滴更容易被靶标物捕获，无人机在防治蚊蝇类害虫时效果佳。图3雾滴粒径谱2、应用推广2.1在蚊蝇灭杀方面的应用夏季南方炎热，是蚊蝇类害虫频发的阶段。为预防登革热疾病的爆发和传播，2014年12月17日，深圳市罗湖区爱卫办组织辖区相关部门进行了民用航空器防控登革热应急灭蚊的演练。演练采用高科新农电动单旋翼直升机在深圳仙桐公园开展，无人机搭载一定容量的安倍药液在树林上方及社区内进行喷施作业。有效封堵了灭蚊漏洞、盲区，如树洞、阔叶植物根部积水以及屋顶等。这是深圳市首次采用民用航空器灭蚊，获得了良好的防治效果，并在深圳都市电视台进行大力的导播。

图4无人机蚊蝇灭杀现场2.2在垃圾清理方面的应用2017年5月，深圳高科新农公司应邀参加了深圳市下坪固体废弃物填埋场喷洒杀菌杀虫剂工作，采用了新机型S40进行喷施，该机型配备RTK北斗定位系统精准自主飞行，实现了全方位喷施，不重喷不漏喷，并且仿地飞行技术保证与地面稳定的高度，均匀喷洒。及时清理孳生地中的孑孓，可大大降低蚊蝇类害虫的密度，减少细菌、病毒的滋生，喷施效果得到了政府的一致认可。图5

S40无人直升机垃圾场作业2.3在红火蚁防治方面的应用红火蚁极具破坏力，可捕杀昆虫、蚯蚓、青蛙和蜥蜴等，在住房、学校、草坪等地叮咬现象时有发生，其排放的毒液可引起过敏反应，甚至人类死亡。在频发地段定期防治红火蚁刻不容缓。2015年10月12日，高科参加了深圳市保安前海红火蚁的防治工作，现场应用无人直升机有效进行了防治，遏制了虫害的蔓延。并于次年11月22日在海南省大范围防治红火蚁，喷施效果得到当地政府和居民的认可，净化了人们的居住环境。无人机在红火蚁上的应用，证明无人机不仅仅可以应用于农业领域，对居民生活中卫生害虫的防治也有较好的效果。图6

无人直升机红火蚁消杀作业3、无人机在蚊蝇防治方面的发展前景随着环境保护日益受到人们的重视，以及对传染性疾病防控措施的加强。我国提倡在药物喷施方面要精准，减少药物的流失和浪费。居民区、农贸市场、餐饮外环境、垃圾堆放点、绿化带等地是蚊蝇类害虫的主要孳生地，也是与人们生