Analysis of Existing Electrostatic Spraying Systems for UAV

Abstract

The processing of agricultural crops using unmanned aerial vehicles is accompanied by the drift of the aerosol cloud under the influence of wind and the uneven density of droplet deposition on the surface of plants. We can improve the processing efficiency by implementing an electrostatic charging system for working fluid drops. (Research purpose) The research purpose is in preparing an analytical review of existing systems for electrostatic charging of working fluid droplets on unmanned aerial vehicles. (Materials and methods) Authors reviewed patents, scientific papers in the field of development, evaluation of the operation parameters and efficiency of the electrostatic spraying system of working fluid on unmanned aerial vehicles. The article gives criteria for the effectiveness of the electrostatic spraying system. (Results and discussion) Authors have described the main method of electrostatic charging of droplets, which has proven itself according to such criteria as safety, energy consumption and design simplicity. The article describes an electrostatic spraying system, the design and operating principle of which are the basis of modern systems for electric charging of working fluid drops installed on ground and aviation equipment. Authors found out the optimal flight altitude, which provides the highest density of working fluid drops on the treated surface. (Conclusions) The use of an electrostatic spraying system on unmanned aerial vehicles increases the density of droplets of sprayed liquid by 33 percent. The article shows that the use of nozzles with a fan-shaped spray torch reduces the distance of aerosol droplets drift in a crosswind by 1.5-2 times compared to nozzles with a cone-shaped spray torch. The electrostatic spraying system slightly increased the density of droplet deposition in the lower part of the plants (targets).

Tecnología aeroespacial, un avance vertiginoso global, sus aplicaciones y problemas en las Ciencias Agrícolas

“…Los sistemas de telecomunicaciones son fundamentales en las misiones de los VANT, en algunas ocasiones ni siquiera son considerados como un elemento del trabajo, pero son claves al momento de levantar información espacial, son fundamentales para el control de los equipos, yendo desde la plataforma no tripulada, el gimbal y el sensor, en las ciencias agrícolas, es común el uso de un único VANT con un control centralizado en las misiones de campo, es decir, un control y un VANT, pero se ha desarrollado sistemas múltiples con múltiples VANT, es decir un control con varios VANT, demostrado que si se utilizan estos sistemas, producen un aumento en el rendimiento del trabajo tanto de campo como del piloto, es el caso de los sistema multi-VANT para agricultura, que utilizan algoritmos de control de enjambre distribuido (Ju y Son, 2018), además estos sistemas pueden mejorar el aumento de la autonomía del VANT, y esto se puede lograr con el desarrollo de algoritmos que permitan el aumento de este rendimiento con el uso de algoritmos de planificación de trayectorias (Tožička y Komenda, 2016). Actualmente la empresa DJI tiene en su mercado el uso de sistemas múltiples para la agricultura, en su serie de equipos "Agras", el cual permite misiones con sistemas múltiples, debido a que al ser un VANT de pulverización, necesita cubrir la mayor superficie posible, es por ello que el rendimiento aumenta con el sistema múltiple que puede controlar hasta cinco equipos en un solo radiocontrol, eso puede servir también como una herramienta importante para la fertilización diferenciada (Smirnov et al, 2019).…”