Schraubensicherung bei landwirtschaftlichen Drohnen
Die Ernährung der riesigen Bevölkerung Chinas ist eine gewaltige Herausforderung, weshalb das Land seinen Agrarsektor schrittweise modernisieren will, um ihn effizienter zu machen. Eine entscheidende Rolle spielt dabei eine relativ neue Technologie: Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs).
China ist das größte landwirtschaftliche Erzeugerland der Welt. Das sollte niemanden überraschen, zumal es sich um das bevölkerungsreichste Land der Erde handelt – mit rund 1,413 Milliarden Menschen, etwas mehr als auf dem gesamten afrikanischen Kontinent.
Diese gigantische Bevölkerung zu ernähren, ist eine große Herausforderung. Dabei ist China bei allem was man anbauen und essen kann, mit ziemlicher Sicherheit weltweit führender Produzent. Das gilt für Reis und die meisten anderen Getreidesorten, Gemüse sowie Obst.
Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) schreibt: „China ist es gelungen, auf weniger als zehn Prozent der weltweiten Anbaufläche ein Viertel des weltweiten Getreides zu produzieren und damit ein Fünftel der Weltbevölkerung zu ernähren, was eine große Errungenschaft im Streben nach Lebensmittel- und Ernährungssicherheit nicht nur in China, sondern weltweit ist.“
Technologien für eine effizientere Landwirtschaft
Chinas Regierung hat die Entwicklung und Modernisierung der Landwirtschaft zu einer der wichtigsten Prioritäten erklärt. Ziel ist es, die Produktion effizienter zu machen und die gesamte landwirtschaftliche Wertschöpfungskette zu optimieren. Der Wandel von dezentralen Kleinbetrieben hin zu groß angelegten Agrarmodellen, die auf effiziente landwirtschaftliche Methoden setzen, ist hierbei von entscheidender Bedeutung.
Darüber hinaus müssen Innovationen bei Agrartechnologien und deren großflächige Einführung beschleunigt werden. Daher kommen dort zunehmend hochmoderne Geräte wie unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) zum Einsatz.
Nach zehn Jahren immer neuer Entwicklungen machten UAVs in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Pflanzenschutz 2020 rund 42 Prozent des zivilen UAV-Marktes der Volksrepublik aus.
Drohnen ermöglichen höhere Erträge
Die Drohnen bringen dem Agrarsektor zahlreiche Vorteile, wie etwa eine effizientere Überwachung und Analyse von Feldern und Nutzpflanzen. Um die Erträge weiter zu verbessern, vereinfachen sie außerdem das Besprühen der Felder mit Düngemitteln, Pestiziden und Pflanzennährstoffen. Früher mussten die Landwirtedazu entweder zu Fuß durch die Felder gehen oder teure Fahrzeuge oder sogar Agrarflugzeuge nutzen.
Mit Drohnen sind sie unabhängiger von externen Zulieferern und können Zeit und Geld sparen. Sie können ihr UAV entweder selbst steuern oder vollständig autonom fliegen lassen. Einer Quelle zufolge leistet ein 15-minütiger UAV-Beobachtungsflug mitunter so viel wie drei bis vier Stunden manuelle Beobachtung.
Hinzu kommt die Sicherheit. Das Steuern eines Agrarflugzeugs zum Besprühen der Felder ist kompliziert und verlangt absolute Aufmerksamkeit. So müssen beispielsweise gefährliche Hochspannungsleitungen umflogen werden – schwere Unfälle sind hier keine Seltenheit. Durch den Einsatz von Drohnen sinkt diese Unfallgefahr erheblich.
Ein sehr wettbewerbsfähiges UAV-Angebot
Landwirtschaftliche Drohnen, die für die großflächige Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden, können in der Regel schwere Lasten heben. Der chinesische Hersteller Shangliang Zhongyi (SLZY) Hi-tech Co., Ltd. bietet mit seiner Houji-Reihe einige hochpräzise UAVs für den Pflanzenschutz an. Diese Drohnen haben eine äußerst wettbewerbsfähige Nutzlast von 40 Kilogramm, bieten lange Laufzeiten, haben einen guten Windfeldeffekt und lassen sich einfach bedienen und warten.
Herr Zhang, Technischer Leiter bei SLZY, sagt: „Die Houji-Reihe bietet wichtige Vorteile gegenüber anderen UAVs in Bezug auf die technische Leistung, Effizienz und Wirkung, wenn es um den großflächigen Anbau von Nutzpflanzen und die Schädlingsbekämpfung etwa bei Obstbäumen und Baumwolle geht.“
Anfangs kam es jedoch durch die hohe Drehzahl und die damit verbundenen Vibrationen des Rotors zu lockeren Schrauben an den UAVs. Um dieses Problem zu lösen, setzte SLZY auf Federdichtungen und das Prinzip der Reibung, aber der Lockerungsschutz war aufgrund der ungleichmäßigen Elastizität unzuverlässig.
Suche nach einer besseren Verschraubungslösung
Für die Kunden waren häufige Wartungsarbeiten aufgrund von lockeren Schrauben nichts Ungewöhnliches. In der Folge waren die Betriebszeit der Drohne kurz und der Arbeitsaufwand insgesamt hoch.
SLZY suchte nach einer anderen Möglichkeit, die Motoren, Rotoren und Antennenbefestigungen zu sichern. Die Lösung: Nord-Lock Keilsicherungsscheiben.
Anders als Federdichtungen setzen Nord-Lock Keilsicherungsscheiben auf Geometrie statt Reibung, um ein Lösen der Schraube zu verhindern. Das System besteht aus einem Paar Sicherungsscheiben mit Keilflächen an einer Seite und Radialrippen an der anderen. Das Prinzip der Keilsicherung sorgt dafür, dass Drehbewegungen nur zwischen den Keilflächen auftreten.
Reduziert den Wartungsaufwand erheblich
„Dank der ausgezeichneten Sicherungsleistung der Nord-Lock Keilsicherungsscheiben müssen wir nicht mehr so häufig Inspektionen oder Reparaturen durchführen. Unsere Kunden sagen, dass dies die Betriebszeit ihrer UAVs deutlich verlängert und die Stabilität insgesamt verbessert hat“, so Zhang.
Die Houji-Drohnen werden mittlerweile in ganz China eingesetzt. Bei der großflächigen Schädlingsbekämpfung im Getreideanbau sowie bei Obstbäumen und Baumwolle erfüllen sie unterschiedliche Anforderungen und meistern selbst schwieriges Gelände. Die nun stabileren und robusteren UAVs der Houji-Reihe werden auch in Zukunft einen wichtigen Beitrag zu einem effizienteren und moderneren Pflanzenschutzin China leisten.