Auf welche Leistungsmerkmale sollte ich beim Kauf von Agrardrohnen für Obstbaubetriebe besonders achten?

Bei der Erprobung neuer Prototypen in unserer Fluganlage sehen wir oft, wie Standarddrohnen in komplexen Obstgartenumgebungen im Vergleich zu offenen Feldern versagen. Die dichten Baumkronen und das unebene Gelände stellen besondere Herausforderungen dar, die spezielle Hardware-Konfigurationen erfordern.

Um einen erfolgreichen Einsatz zu gewährleisten, müssen Sie dem geländegängigen Radar für unebene Hänge und Hochdruckzerstäubung Priorität einräumen Zerstäubung ¹ Düsen für eine tiefe Durchdringung der Baumkronen. Achten Sie außerdem auf RTK-Positionierung, um zentimetergenaue Genauigkeit zwischen schmalen Reihen zu gewährleisten, und auf modulare Konstruktionen, die schnelle Reparaturen auf dem Feld während der Hochsaison ermöglichen.

Schauen wir uns die kritischen Spezifikationen an, die Sie vor einer Kaufentscheidung bewerten müssen.

Wie effektiv sind Radargeräte zur Geländeverfolgung und Hindernisvermeidung für meine hügeligen Obstplantagen?

Bei der Kalibrierung von Flugreglern für Kunden in Gebirgsregionen stellen wir fest, dass die Standard-GPS-Höhenmessung einfach nicht sicher genug ist. Man braucht Sensoren, die aktiv den Boden ablesen.

Für einen effektiven Einsatz in Obstplantagen sind kugelförmige 360-Grad-Radarsysteme erforderlich, die Hindernisse in allen Richtungen und nicht nur nach vorne erkennen können. Diese Sensoren müssen mit Algorithmen zur Geländeverfolgung zusammenarbeiten, um eine gleichbleibende Höhe über der Baumkrone beizubehalten, selbst an Hängen mit bis zu 50 Grad Neigung.

Obstplantagen sind selten flach, insbesondere solche, in denen hochwertige Pflanzen wie Nüsse oder Zitrusfrüchte angebaut werden. Die Navigation in diesen Umgebungen erfordert mehr als nur die Sichtlinie des Piloten. visuelle Sichtlinie ² Sie erfordert eine Drohne, die die Welt in drei Dimensionen “sehen” kann. Die größte Herausforderung in Obstplantagen ist die komplexe Struktur der Umgebung. Anders als bei einem Maisfeld gibt es in einer Obstplantage vertikale Tiefe, herabhängende Äste und oft steile topografische Veränderungen. Wenn sich eine Drohne bei der Höhenbestimmung ausschließlich auf ein Barometer verlässt, wird sie gegen einen Hügel prallen oder zu hoch fliegen, um effektiv zu sein.

Das wichtigste Merkmal, auf das Sie achten sollten, ist Phased-Array-Radar. Ältere Drohnengenerationen verwendeten einfache Ultraschallsensoren, die durch dünne Äste oder Lichtveränderungen leicht verwechselt werden konnten. Moderne Phased-Array-Systeme senden Funkwellen aus, die die Umgebung in Echtzeit erfassen. Dadurch kann die Drohne dünne Hindernisse wie Stromleitungen oder Abspannungen für Obstbäume erkennen. Außerdem muss das Radar omnidirektional. In einer Obstplantage fliegt eine Drohne nicht nur vorwärts, sondern gleitet seitwärts, um zur nächsten Reihe zu gelangen. Wenn Ihre Hindernisvermeidung nur nach vorne schaut, driftet die Drohne bei einer Kurve seitlich in einen Baumstamm.

Die Bedeutung der Bodenimitation

Für ein gleichmäßiges Sprühen ist die Bodenanpassung unverzichtbar. Die Drohne muss einen genauen Abstand zum oberen Rand des Kronendachs einhalten, nicht zur Meereshöhe. Wenn die Drohne zu hoch fliegt, wird die Chemikalie vom Wind verweht. Wenn sie zu niedrig fliegt, schneiden die Rotoren die Bäume. Hochentwickelte Flugsteuerungen nutzen Radardaten, um die Neigung und das Gas der Drohne sofort anzupassen, so dass sie Steigungen von bis zu 50 Grad ohne Geschwindigkeitsverlust bewältigen kann. Diese Fähigkeit stellt sicher, dass die Bäume auf der Spitze eines Hügels genau die gleiche Dosis erhalten wie die Bäume am Boden.

Vergleich der Radartechnologie

Hier finden Sie einen Vergleich der verschiedenen Sensortechnologien, die wir in unseren Labors testen, um Ihnen zu verdeutlichen, warum Radar der Industriestandard für die Landwirtschaft ist.

Erkundigen Sie sich bei der Bewertung eines Anbieters speziell nach den “toten Winkeln” des Radarsystems. Erstklassige Drohnen kombinieren Radar mit binokularen Sichtsensoren, um die toten Winkel über und unter der Drohne abzudecken und so einen umfassenden Schutz zu gewährleisten.

Welche Spezifikationen des Sprühsystems gewährleisten eine tiefe Durchdringung der Baumkronen meiner Obstbäume?

Unsere Ingenieure verbringen unzählige Stunden mit der Analyse von wasserempfindlichem Papier in dichten Baumkronen wasserempfindliches Papier ³ um die Wirksamkeit unseres Sprays zu überprüfen. Die Oberflächenabdeckung ist einfach, aber das Eindringen ins Innere ist die wahre Herausforderung.

Um Schädlinge zu erreichen, die sich auf den Unterseiten der Blätter und tief in den Baumkronen verstecken, benötigen Sie ein Sprühsystem, das Hochdruckzerstäubung mit kräftigem Rotorabwind kombiniert. Zentrifugal Zentrifugal-Sprühsysteme ⁴ Düsen sind hier überlegen, da sie eine effiziente Anpassung der Tröpfchengröße ohne Hardwarewechsel ermöglichen.

Die Biologie eines Obstschädlings bestimmt die Anforderungen an die Geräte. Obstbaumschädling ⁵ Viele Schädlinge, wie Milben oder Blattläuse, sitzen auf der Unterseite der Blätter oder tief in der Mitte des Baumes, wo das Laub am dichtesten ist. Ein herkömmliches, durch Schwerkraft gespeistes Sprinklersystem auf einer Drohne benetzt lediglich die äußeren Blätter und lässt die Schädlinge im Inneren unversehrt. Dies führt zu einer Verschwendung von Chemikalien und möglichen Ernteverlusten. Die Lösung liegt in zwei physikalischen Mechanismen: Zerstäubung und aerodynamischer Abwind.

Zerstäubung bezieht sich auf die Zerlegung von Flüssigkeiten in winzige Tröpfchen. Für Obstplantagen benötigen Sie in der Regel eine Tröpfchengröße zwischen 100 und 200 Mikrometern. Größere Tröpfchen perlen von den Blättern ab, während kleinere Tröpfchen vor dem Kontakt verdampfen können. Wir empfehlen dringend Zentrifugaldüsen gegenüber hydraulischen Druckdüsen. Zentrifugaldüsen verwenden eine rotierende Scheibe, um die Flüssigkeit auszuschleudern. Durch die Steuerung der Geschwindigkeit der Scheibe können Sie die Tröpfchengröße in Echtzeit über die Steuerungssoftware anpassen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn zwischen einem Fungizid (das einen feinen Nebel benötigt) und einem Herbizid (das gröbere Tropfen benötigt, um Abdrift zu vermeiden) gewechselt wird.

Das Abwärtsspülfeld nutzen

Der zweite Faktor ist die Luft, die von den Propellern der Drohne nach unten gedrückt wird, der so genannte “Downwash”. In unseren Windkanal-Tests Abwind ⁶, stellen wir fest, dass ein starkes Abwindfeld zwei Dinge bewirkt:
1. Sie drückt die Äste der Baumkronen physisch auf und legt die inneren Schichten frei.
2. Er erzeugt einen turbulenten Luftstrom, der die Blätter umwirft.
Dieses Umklappen der Blätter ist entscheidend. Sie ermöglicht es dem chemischen Nebel, die Unterseite des Blattes zu bedecken und sorgt für eine 360-Grad-Bedeckung des Zielbereichs. Achten Sie beim Kauf auf Drohnen mit einer Rotoranordnung, die diesen Abwärtsdruck direkt unter den Sprühdüsen maximiert.

Leitfaden zur Düsenleistung

Die Wahl der falschen Düse kann Ihren Flug unbrauchbar machen. Wir haben diesen Leitfaden auf der Grundlage von Leistungsdaten aus der Praxis erstellt.

Prüfen Sie immer, ob das Pumpensystem der Drohne Flüssigkeiten mit hoher Viskosität verarbeiten kann, wenn Sie vorhaben, schwere Düngemittel zu versprühen, da einige Zentrifugalsysteme Probleme mit dickflüssigen Flüssigkeiten haben.

Wie bringe ich Nutzlastkapazität und Flugzeit in Einklang, um die Effizienz in meinem Obstgarten zu maximieren?

Wir besprechen die Logistik häufig mit großen landwirtschaftlichen Genossenschaften, die wissen, dass ein größerer Tank nicht immer eine schnellere Arbeit bedeutet. Effizienz ist ein mathematisches Problem mit Batteriezyklen.

Sie müssen die Kapazität des Flüssigkeitstanks mit der Ausdauer des Akkus in Einklang bringen, um sicherzustellen, dass die Drohne gerade dann leer zurückkehrt, wenn der Akku erschöpft ist. Eine 40-Liter-Nutzlast ist oft der ideale Wert für Obstplantagen, da sie einen praktischen Kompromiss zwischen Erfassungsbereich und schnellen Akkuwechselzyklen darstellt.

Auf dem Markt herrscht der Irrglaube, dass “größer besser ist”. Eine 70-Liter-Drohne klingt zwar beeindruckend, aber die Flugphysik schreibt strenge Strafen vor. Eine schwerere Drohne verbraucht die Akkuleistung exponentiell schneller. In einer Obstplantage, in der die Drohne ständig beschleunigen, abbremsen und an Höhe gewinnen muss, kann eine massive Nutzlast eine Batterie in weniger als 7 Minuten entleeren. Dies führt zu einem logistischen Albtraum, bei dem Sie mehr Zeit mit dem Aufladen der Batterien als mit dem Besprühen der Bäume verbringen.

Das Ziel ist Zyklus-Synchronisation. Im Idealfall sollte ein Flüssigkeitstank mit genau einer Akkuladung ausgebracht werden. Wenn die Drohne mit einer Akkuladung von 30% landet, der Tank aber nur halb voll ist, transportieren Sie “totes Gewicht” - Flüssigkeit, deren Transport Energie kostet, die aber nicht versprüht wurde. Ist der Tank hingegen leer, der Akku aber auf 50%, wurde Flugpotenzial verschenkt. Bei unseren Feldversuchen haben wir festgestellt, dass die Nutzlastklasse von 30 bis 50 kg für die meisten Obstplantagen die beste Effizienz bietet.

Routenplanung und Haltepunkt Lebenslauf

Effizienz kommt auch von der Software. In großen Obstplantagen geht einer Drohne in der Mitte einer Reihe unweigerlich der Akku aus. Sie brauchen ein System mit einer genauen “Breakpoint Resume”-Funktion. Damit wird die genaue GPS-Koordinate aufgezeichnet, an der das Sprühen unterbrochen wurde. Nachdem Sie den Akku gewechselt und den Tank aufgefüllt haben, fliegt die Drohne automatisch zu diesem exakten Zähler zurück und nimmt die Arbeit wieder auf. Ohne diese Funktion werden entweder Bereiche doppelt besprüht (wodurch Chemikalien verbrannt werden) oder Bereiche ganz übersehen.

Strategie für das Batteriemanagement

Der begrenzende Faktor beim Betrieb von Drohnen ist oft das Ladegerät, nicht die Drohne. Batterien mit hoher Kapazität erzeugen immense Hitze. Batterien mit hoher Kapazität ⁷ Sie können erst aufgeladen werden, wenn sie abgekühlt sind. Wir empfehlen eine 1-Generator-zu-3-Batterie Verhältnis für den Dauerbetrieb. So wird sichergestellt, dass ein Akku fliegt, während ein anderer kühlt und ein weiterer geladen wird.

In Obstplantagen mit schwierigem Gelände ist die mittlere Klasse oft besser als die schwere Klasse, da die schweren Drohnen langsamer um Hindernisse herum manövrieren können und die Batterien an Hängen schneller leer sind.

Auf welche strukturellen Merkmale sollte ich achten, um der rauen Umgebung im Obstbau standzuhalten?

Im Rahmen unserer Qualitätskontrolle in der Produktionslinie werden die Rahmen Vibrationstests und Wasserstrahlen unterzogen, denn wir wissen, dass die Praxis unerbittlich ist. Eine Drohne, die zerbrechlich ist, ist eine Belastung.

Achten Sie auf die Schutzart IP67, um sicherzustellen, dass das gesamte Gerät abwaschbar und resistent gegen ätzende Pestizide ist. Bevorzugen Sie Rahmen aus Karbonfasern wegen ihres guten Verhältnisses von Stärke zu Gewicht und modularen Armkonstruktionen, die es Ihnen ermöglichen, beschädigte Komponenten vor Ort ohne Spezialwerkzeug zu ersetzen.

Eine Obstplantage ist eine feindliche Umgebung für Elektronik. Die Drohne ist Staub, hoher Luftfeuchtigkeit, intensiver UV-Strahlung und vor allem den Chemikalien, die sie versprüht, ausgesetzt. Pestizide und Düngemittel sind oft korrosiv. Wenn sie in das Gehäuse der Drohne eindringen, können sie Flugregler und Geschwindigkeitsregler (ESC) innerhalb von Wochen zerstören. Aus diesem Grund ist eine IP67 Bewertung (Eindringen Schutz gegen Eindringen ⁸ Schutz) ist unerlässlich. “6” bedeutet, dass sie vollständig staubdicht ist, und “7” bedeutet, dass sie zeitweise in Wasser getaucht werden kann. In der Praxis bedeutet dies, dass Sie die Drohne nach jedem Einsatz mit einem Schlauch abspritzen können - und sollten -, um chemische Rückstände zu entfernen.

Strukturell, Kohlefaser ist das Material der Wahl. Es ist leichter als Aluminium und stärker als Kunststoff. Dennoch können Unfälle passieren. In einer Obstplantage könnte ein Pilot einen Ast abknicken. Wenn der Rahmen der Drohne aus einem einzigen Formteil besteht, muss bei einem gebrochenen Arm das gesamte Chassis ausgetauscht werden. Das ist kostspielig und zeitaufwändig. Wir raten Käufern, auf Folgendes zu achten Modulare Entwürfe. Das bedeutet, dass die Arme, Motoren und das Fahrwerk separate Module sind. Wenn ein Motor ausfällt, können Sie den Arm ausklinken und innerhalb von 5 Minuten ein neues Ersatzteil einstecken.

Steckverbinder und Verkabelung

Ein weiteres, oft übersehenes Merkmal ist die Qualität der Kabelanschlüsse. Häufiges Ein- und Ausklappen der Drohnenarme kann die interne Verkabelung verschleißen. Hochwertige Drohnen verwenden industrietaugliche Stecker oder verstärkte interne Kabelführungen, um eine Ermüdung der Kabel zu verhindern. Überprüfen Sie außerdem das Fahrwerk. Es fängt den Aufprall bei jeder Landung ab. In unebenem Obstgartenboden kann ein starres Fahrwerk brechen. Ein flexibles oder stoßdämpfendes Fahrwerk verlängert die Lebensdauer des Rahmens erheblich.

Checkliste Dauerhaftigkeit

Bewerten Sie vor dem Kauf anhand dieser Checkliste die Verarbeitungsqualität der Drohne.

Investitionen in die Langlebigkeit im Vorfeld senken die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO). Gesamtbetriebskosten ⁹ Eine etwas billigere Drohne, die ständig repariert werden muss, kostet Sie mehr an Produktivitätsverlusten während des kritischen Zeitfensters für das Sprühen.

Schlussfolgerung

Bei der Auswahl der richtigen landwirtschaftlichen Drohne für Ihre Obstplantage kommt es auf die Leistung der Hardware an landwirtschaftliche Drohne ¹⁰ für Ihre spezifischen Umweltanforderungen. Durch die Priorisierung von geländeverfolgendem Radar, Zentrifugalsprühsystemen, ausgewogener Nutzlast und robuster Haltbarkeit sichern Sie sich eine hohe Investitionsrendite. Diese Merkmale verwandeln die Drohne von einer Spielerei in ein zuverlässiges industrielles Werkzeug, das Arbeit spart und die Pflanzengesundheit verbessert.

Fußnoten

1. Branchenführer, der die Physik der Flüssigkeitszerstäubung erklärt. ︎

2. FAA-Vorschriften über die Sichtlinie für den Drohnenbetrieb. ︎

3. Leitfaden des Herstellers zur Verwendung von wasserempfindlichem Papier zur Bewertung der Sprühdeckung. ︎

4. ISO-Normen für landwirtschaftliche Spritzgeräte und die Leistung von Zentrifugaldüsen. ︎

5. Mittel des integrierten Pflanzenschutzes für Zitrusfrüchte und andere Obstkulturen. ︎

6. Maßgebliche staatliche Quelle zur Definition der Grundsätze des aerodynamischen Abwinds. ︎

7. Offizielle Regierungsquelle zur Erklärung der Batterietechnologie und der thermischen Eigenschaften. ︎

8. Offizielles internationales Normungsgremium zur Festlegung der IP-Schutzartencodes. ︎

9. Definition und Bedeutung der Gesamtbetriebskosten beim Kauf von Industrieanlagen. ︎

10. Liefert allgemeine Hintergrundinformationen über den Einsatz von Drohnen in der Landwirtschaft. ︎