Ugrás a tartalomhoz

Mezőgazdasági repülés

Szász Árpád, Varga Lajos

Mezőgazda Kiadó

3. fejezet - 2. Légijárművek a mezőgazdasági repülésben

3. fejezet - 2. Légijárművek a mezőgazdasági repülésben

2.1. Általános jellemzés

Légijárműnek azt a szerkezetet nevezzük, amely a légkörben a levegő reakcióerejéből származó felhajtóerő hatására önálló mozgásra vagy lebegésre képes. A mezőgazdaságban a levegőnél nehezebb, hajtóművel ellátott, merev szárnyú repülőszerkezetek – röviden repülőgépek – és a forgó szárnyú repülőszerkezetek, közismertebb néven helikopterek terjedtek el. A repüléshez szükséges felhajtóerő a merev szárnyon, illetve a forgószárnyon keletkezik.

A mezőgazdaságban először az egyszerűbb felépítésű repülőgépeket alkalmazták. A repülőgépes mezőgazdasági munka ezekkel az egyszerű repülőszerkezetekkel a II. világháború után gyorsult fel. A más célra tervezett, átalakított, mezőgazdasági berendezéssel felszerelt gépek alkották a mezőgazdasági repűlőgépek első generációját. Elsősorban a gépek megbízhatóságára, tartósságára törekedtek. Kezdetben nem fordítottak kellő figyelmet a mezőgazdasági berendezés elhelyezésére, a munka minőségére.

Az egyre növekvő társadalmi élelmiszer-szükséglet kielégítése végett mind nagyobb figyelmet kellett fordítani a termesztett növények védelmére. A fejlődő vegyipar ezt azzal segítette, hogy újabbnál újabb, korszerűbb, nagyhatású növényvédő szerek kerültek forgalomba. Ezek megfelelő kijuttatásához folyamatosan fejleszteni kellett a repülőgépeket és azok mezőgazdasági berendezését. A tudományos eredmények és egyéb vizsgálatok a permetezés technikáinak, módjainak, a szórásképek eredményeinek elemzésével, gyakorlati felhasználásával a korábbinál lényegesen nagyobb teljesítményűvé, hatásosabbá, biztonságosabbá tették a légi úton végzett kijuttatást.

Az ezt követő időszakban nagy teherbíró képességű, polgári, utas- és teherszállító repülőgépeket is alkalmaztak a mezőgazdaságban. Az 1950-es évek közepén a mezőgazdasági repülőgépek építésében minőségi változás kezdődött. Ekkorra fogalmazódtak meg azok a követelmények, amelyek a mezőgazdaság speciális igényeinek megfelelő repülőgépek tervezését tették szükségessé. Ezeket a kifejezetten csak mezőgazdasági célokra kifejlesztett repülőgépeket második generációs gépeknek, „légi traktoroknak”, „repülő tartályoknak” nevezik. A tervezés fontos szempontja volt a nagyobb vegyszerteher-szállítás biztosítása, aminek következtében nőtt a gépek területteljesítménye.

Meghatározó követelményként vették figyelembe a repülésbiztonságot. A korszerűsített mezőgazdasági berendezésekkel jobb a munka minősége. A speciális igényeket kielégítő gépeknek könnyebb lett a karbantartása, műszaki kiszolgálása, nőtt a repülésbiztonság. A világ jelenlegi mezőgazdaságirepülőgép-flottáját lényegében ma már második generációs gépek alkotják.

Az újabb tervezéseknél, – a harmadik generációnál, – a gazdaságossági kérdések kerültek előtérbe. Cél, hogy a sebességek, a fordulékonyság, a terhelhetőség jobban igazodjék a fejlett növénytermesztési és növényvédelmi technológiákhoz, ugyanakkor a biztonsági, ergonómiai, környezetvédelmi követelményeket is jobban ki lehessen elégíteni.

A többcélú és a speciális mezőgazdasági repülőgépek szárnyhely szerinti fejlődését a 11. ábra szemlélteti. A felsőszárnyú változat folyamatosan csökken. A szárny alatt elhelyezett szórófejek itt távol kerülnek a növények felső szintjétől, ezért alacsonyabban kell repülni. A futók a földhöz közelebb kerülnek, ami csökkenti a repülésbiztonságot. Ha a szórócsövet távolabb helyezik el a szárny alatt, akkor viszont ezek a szerelvények növelik az ellenállást és a repülőgép tömegét. A kétfedelű vagy dupla szárnyú gépek szerkezeti kialakításuknál fogva nehezek, ugyanakkor igen megbízhatóak, a kis repülési sebességeknél is jó repülési tulajdonságokkal rendelkeznek. Napjainkban a mezőgazdasági repülőgépek közül a jelentős előnyökkel rendelkező alsószárnyú változat a domináló. Előnyük, hogy a pilótafülkéből táblavégi fordulóknál jobb a kilátás, egyszerűbben megoldható a futómű szárnyhoz való bekötése, jobbak a gép fel- és leszálló jellemzői.

11. ábra - Mezőgazdasági repülőgépek megoszlása a szárny elhelyezése szerint

Mezőgazdasági repülőgépek megoszlása a szárny elhelyezése szerint


A rácsos szerkezetű, nagy szilárdságú törzsbe (12. ábra /4/) általában kiemelve építik be a pilótafülkét /3/, ezzel jó kilátást biztosítanak a munkavégzéshez. A törzsbe helyezik el a vegyszertartályt /2/ s alatta a mezőgazdasági, pl. műtrágyaszóró berendezést /8/. Ha permetezőberendezéssel üzemeltetik a gépet, az alsószárny /1/ alá szerelt szórócsövekkel a repülőgép-vezetőnek már nem kell olyan közel repülni a földhöz, mint a felsőszárnyú változatnál.

E gépek – néhány kivétellel – farokkerekes megoldásúak, mivel a főfutó /10/ mögött függőleges /5/ és vízszintes /6/ vezérsíkok alatt helyezkedik el a farokkerék /7/.

A törzs első részén helyezik el a légcsavart /12/, amelynek feladata a repülőgép vontatásához szükséges vonóerő előállítása. A légcsavart hajtómű /11/ forgatja. A mezőgazdasági repülőgépek egyhajtóművesek, amelyek készülhetnek légcsavaros-dugattyús vagy légcsavaros-gázturbinás változatban.

12. ábra - Az alsószárnyú repülőgép főbb részei

Az alsószárnyú repülőgép főbb részei


A repülőgépet a szárny- és farokfelületeihez kapcsolódó ún. kormányfelületekkel /9/ lehet irányítani. Ezeket a repülőgép-vezető a kabinban lévő kormányszervekkel, különböző mechanizmusok közvetítésével mozgatja. A kormányfelületek kitérítésekor keletkező légerők nyomatéka a repűlőgépet a súlypontja körül elfordítja, ezzel megváltoznak a légerők és módosítják a repülőgép pályáját.

A kelet-európai államok közül Lengyelországban állították elő a legtöbb, különböző kategóriájú repülőgépet a mezőgazdaság számára, így pl. az An–2 típust, a Kruk 106 gépcsaládot, a Dromader-változatokat. Nyugaton elsősorban az Egyesült Államok több nagy társaságának repülőgépeit üzemeltetik. A Piper és a Cessna cégek könnyű gépeinek (332 kW hajtómű-teljesítményig) jó manőverezőképessége kisebb táblanagyságoknál, valamint ULV szerek kijuttatása során kedvező. A Grumman/Schweizer Ag–Cat, a Rockwell/Ayres és az Air Tractor gépek középkategóriájú és nehéz repülőgépei nagy számban dolgoznak a világ több országában. Ezek hajtóműteljesítménye 333–592 kW közötti, illetve 592 kW feletti.

A helikopterek bonyolult szerkezeti megoldásuk, igényes anyagminőségük miatt drágák. Beszerzési áruk 3–4-szer magasabb, mint az azonos teherbírású repülőgépeké. Karbantartási, javítási, üzemeltetési költségük is magasabb. Mind szélesebb körű elterjedésüket a nagyméretű kertészeti termelés, a mezőgazdaság változatos szerkezete, a repülési szempontból bonyolultabb területek indokolják.

A repülőgépekkel ellentétben itt nem beszélhetünk generációs változásokról. A mezőgazdasági helikopterek a sokoldalúan hasznosítható általános, többcélú gépek módosított változatai.

A helikopter törzsében (13. ábra /1/) a jó kilátás biztosítása végett nagy felületű ablakok mögött helyezik el a pilótafülkét /2/. A hajtómű dugattyús vagy gázturbinás lehet, amely a törzsön kívül vagy a törzsburkolat alatt /6/ foglal helyet. A hajtómű forgatja meg a forgószárnyat (rotort) – az agyon /3/ keresztül a lapátokat /4/ – amelynek feladata a repüléshez szükséges felhajtóerő és az előrehaladáshoz szükséges vonóerő létrehozása, valamint a helikopter stabilitásának és kormányozhatóságának biztosítása. A mezőgazdaságban dolgozó helikopterek lehetnek egy forgószárnyas (egyrotoros) elrendezésűek farokrotorral /5/ vagy két forgószárnyasak (kétrotorosak). A lapátok száma szerint két- vagy többlapátos megoldással találkozhatunk. A mezőgazdaságban üzemelő kis helikopterek nagy részének fémcső csúszótalpa /7/ van, a kerekes futómű ritkább megoldás. A mezőgazdasági berendezést legtöbbször a törzs mögött vagy mellett helyezik el. Több helikopteren a műtrágyaszóró berendezést /8/ függesztve üzemeltetik.

13. ábra - A helikopter főbb részei

A helikopter főbb részei


A forgószárny síkjának a törzshöz képesti bedöntésével biztosítják bármely irányba a mozgást, mivel a forgószárny a helikoptert a döntés irányába húzza. Ez a mezőgazdasági munkáknál fontos, mert kiváló manőverezőképességet ad a helikopternek a lebegéstől a bármely irányba való haladásig.

A fenti tulajdonságok miatt a helikopterek közvetlenül a tábla mellől vagy éppen a tábláról képesek függőlegesen fel-, illetve leszállni, néhány másodperc alatt a táblák végén meg tudnak fordulni, így a légióra nagyrésze produktív munka.

A kelet-európai államokban a szovjet gyártmányú Ka–26, valamint a lengyel Mi–2 típusok dolgoznak legelterjedtebben a mezőgazdaságban. Csupán hazánk üzemeltetett néhány amerikai MD–500E helikoptert. A nyugati országokban legnagyobb darabszámban az amerikai Bell cég különböző típusait alkalmazzák. Jelentős, mezőgazdasági célra is alkalmazott helikoptereket gyártó cég még az amerikai McDonnel Douglas és Hiller, valamint a francia Aerospatiale.

Mind több ország gyárt vásárolt licenc alapján mezőgazdasági légijárműveket. A rendelkezésre álló, becsült adatok alapján az 1980-as évek végén a világon mintegy 26 000 légijármű dolgozott a mezőgazdaságban. Ezeknek mintegy 10–15%-a helikopter volt. Ez a szám országonként változatos képet mutat. A nagyméretű kertészeti termelés, a mezőgazdaság változatos szerkezete, a repülési szempontból bonyolultabb területek indokolják a helikopterek magasabb részarányát. Elsősorban a megművelendő tábla növényvédelmi munkája, a tábla nagysága, domborzati viszonya és a gazdaságossági kérdések döntik el azt, hogy a helikoptert vagy a repülőgépet alkalmazzák.

A világ légijárműparkjának legnagyobb részét az Egyesült Államok és Oroszország üzemelteti. A többi ország jóval kevesebb géppel rendelkezik. Mexikónak, Kanadának és Ukrajnának van 1000 db-ot meghaladó mezőgazdaságilégijármű-állománya. A fentieket követi Argentina és Új-Zéland. Igen sajnálatos az a tény, hogy Afrika, Dél-Ázsia területein, ahol ma is az éhség zónáit találjuk, igen kevés légijármű dolgozik.

A légijárművek térhódítása végső soron annak tulajdonítható, hogy minőségi munkájuk azonos, sok területen jobb, mint a földi gépeké, területteljesítményük pedig jóval magasabb.

Ma már az is elmondható, hogy a légijárművek a mezőgazdasági termelés nélkülözhetetlen eszközeivé váltak. Megfelelő szervezés mellett a műveleti költségeik a földi gépekénél alacsonyabbak, illetve alig magasabbak. A légi munka esetén viszont figyelembe kell venni az optimális időpontban való munkából, a taposási kár elmaradásából eredő nagyobb termésátlagokat, valamint a nagyszámú földi gépre, az élőmunkára-, a karbantartásra és a javításra költött összegek elmaradását, ami szintén csökkenti a költségeket.

A nagyteljesítményű repülőgépek és helikopterek mellett megjelentek a mezőgazdaságban az ultrakönnyű repülőszerkezetek. E légijárművek üres tömege általában 150–200 kg és az üres tömeg mellett felületi terhelése 10–15 kg/m2. Kormányzásuk szerint csoportosítják őket, így megkülönböztethetünk súlypontáthelyezéssel kormányozható motoros sárkányrepülőgépeket, valamint aerodinamikai kormányfelületekkel írányítható, hagyományos repülőgépekhez hasonló könnyű gépeket. A repüléshez szükséges toló- vagy húzóerőt itt is légcsavar biztosítja, amelyet 30–50 kW teljesítményű, belső égésű motorral, áttételen keresztül hajtanak meg.

A motoros sárkányrepülőgépeket külföldön gyakran használják a mezőgazdaságban légi megfigyelésre. Az utasként felvitt szakember kis magasságból gyors és pontosan behatárolható információt kaphat pl. belvízkárokról, a mezőgazdaságban végzett munkáról, a növények fonológiai állapotáról, a gyomosodásról, a növénybetegségekről stb. A fedélzetről fényképek, videofelvételek készülhetnek. A motoros sárkányrepülőgépet külföldön igen kis mennyiségű – max. 5 dm3/ha – ULV-szer kiszórására is használják. Kis táblaméretek mellett, olcsó beszerzési és üzemeltetési költségük miatt elterjedésük várható, bár a repülőgép-vezető vegyszervédelme jelentős gondot okoz. Hazánkban a HÓDGÉP vállalat gyártott ilyen gépet, amelynek fesztávja 10,5 m, s egy 38 kW teljesítményű ROTAX–503 motorral üzemel. Hasznos terhe 95 kg lehet.

A növényvédelmi munkákban nagyobb lehetőséggel dolgozhatnak az ultrakönnyű repülőgépek. Ezeket általában zárt kabinnal építik, nagyobb a teherbírásuk, stabilabban repülnek.

Korábban a MÉM RSZ is felkészült a várható igények kielégítésére, s kísérleti ultrakönnyű repülőgépeket épített. A Nyírség–2 kísérleti gépet ROTAX–503 motorral, toló légcsavaros megoldással építették. A gép megkapta a légialkalmassági bizonyítványt is, s ezt követően 5 db-os nullszéria készült a piaci igények felmérése céljából. A kitámasztódúcos, 10 m fesztávolságú, felsőszárnyú gép orrfutós megoldású. Az orrfutó fékezhető. A törzs teljesen fémépítésű, dobozos szerkezet. A szárnyfelületek és a kormánylapok bordázott kialakításúak, valamennyit műanyag szövet borítja. A gép kabinja nyitott, kétüléses, egymás mögötti elrendezésben. Mindkét ülésből vezethető, ezért kiválóan alkalmas kiképzési célokra. 80–100 kg-os mezőgazdasági berendezéssel permetezési célokra is alkalmas, és a kisméretű táblák megművelésének hasznos gépe lehet. A repülőgép-vezető vegyszervédelmét viszont egy zárt, pl. „buborék” alakú, plexi borítású kabinnal meg kell oldani.