본 연구에서는 변량방제기술을 적용한 농용 회전익기를 이용하여 살포한 입자의 구간비행 상태에서의 거리별 살포 패턴을 측정함으로써 무인 항공방제의 농약 부착률과 입자경의 분포 균일도를 평가하였다. 비행을 등속으로 유지하는 안내비행과 자동비행 모드에서 유효살포폭 3.6m로 인접비행 구간과 살포폭이 일부 중첩된 피복률에 대한 가로방향 분포의 변이계수는 30% 정도를 보였고, 비행방향 진로위치에 대한 피복률의 변이계수는 10% 미만으로 매우 균등한 것으로 평가되었다. 따라서 살포작업시 기체의 지면속도(ground speed)의 변이를 보상하는 변량살포기술은 균일도 측면에서 우수한 것으로 판명되었으며, 또한 입자경의 분포에 있어서 체적중위직경(VMD)과 개체중위직경(NMD) 모두 항공방제에 적절한 크기와 균일한 분포를 보였다. 따라서 농용 회전익기를 이용하여 소필지의 항공방제작업을 무인화 하는 데 있어, 변량방제장치를 적용함으로써 소규모 필지의 균일 정밀방제를 도모하고자 하였다.

최근 국내에서는 안전하고 고품질인 농산물에 대한 소비자의 선호도가 높아지고 있다. 고품질 농산물 생산과 환경오염을 줄이기 위해서는 화학비료와 같은 농자재의 과잉투입 문제를 해결하여야 하며 이를 위하여 변량시비에 관한 연구가 수행되고 있다. 변량시비용으로 널리 사용되는 원판식 입제 살포기의 경우 시비량이 변화함에 따라 살포패턴이 변화하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 시비량 변화에 따른 살포패턴 변화 요인을 찾기 위하여 이산 요소 모델링과 고속카메라 촬영을 통하여 살포기 원판 위에서 의 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 시비량이 증가함에 따라 원판회전 반대방향으로 비산되는 입자량 이 증가하게 되고 출구방향 조절장치의 출구 시작지점에서 빠져나가지 않고 출구 끝 부분에서 빠져나가 는 입자가 증가하여 원판 위에서 회전방향으로 더 많이 이동되어 살포되므로 살포패턴에 변화를 가져오 는 것으로 파악되었다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 회전원판 위에 내부날개를 설치하여 회전 축 주 변에 낙하하는 입자를 원심력에 의해 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 강제 이동하도록 장치를 개선하여 원판 위 입자거동을 분석하였다. 그 결과, 시비량의 변화와 상관없이 회전축 주변의 입자가 출구방향 조절장치의 벽 쪽으로 이동하여 원판 위에서 회전하다가 조절장치의 출구 시작 부분에서 빠져나가 살포 되는 것으로 나타나 시비량의 변화에 따른 살포패턴의 변이가 줄어들 것으로 판단되었다. 차후, 균일한 살포패턴을 만들기 위해서 내부날개를 설치한 원판식 입제 살포기를 이용하여 다양한 시비조건에 따른 살포패턴 데이터를 수집 및 분석 하고자 한다.

최근 경제적 이익과 환경오염 방지를 위하여, 시비 시 적정량을 살포하는 변량시비가 이루어지고 있 다. 본 연구에서는 변량시비 시 균일한 살포패턴에 영향을 주는 요인 중 호퍼 비료적재량, 시비량, 출 구 위치 등에 따른 원심식 비료살포기의 살포패턴 변화를 조사하였다. 실험방법은 ASABE Standard S341.3에 따라 정지 및 동적 시험으로 실시하였다. 정지 시험의 결과, 호퍼 충전율이 90%(576kg)에서 50%(320kg)로 변화함에 따라 단위 면적당 시비되는 비료의 양이 2,081.63kg/ha에서 1,753.06kg/ha로 변화하는 문제점이 발견되었고, 시비량이 증가함에 따라 시비량 조절장치의 출구가 열리는 방향으로 비 료의 살포량이 증가하는 문제점이 발견되었다. 동적 시험의 결과, 트랙터의 시비량이 50% 일 때, 'Gaussian' 형태의 패턴이 나타나게 설정하고 시비량을 25%까지 감소시켰을 때 트랙 전이살포(race track mode) 방법으로 주행 시 변이계수가 3.78%에서 12.98%으로, 순차 왕복살포 (back and forth mode) 방법으로 주행 시 변이계수가 5.05%에서 28.90%으로 증가하였다. 출구방향에 따른 살포패턴 분 석에서 출구방향을 5°씩 회전시켰을 때 살포패턴도 같은 방향으로 회전하여 출구방향 제어로 살포패턴 의 제어가 가능하다고 판단되었다. 본 연구에서 나타난 결과로 보았을 때 변량시비 시 비료적재량과 시 비량의 변화에 따른 살포패턴 변화에 대한 문제점을 출구방향 및 시비량을 제어함으로써 해결할 수 있 을 것으로 판단된다.