“第一次和副省长对话，第一次上电视。”
在今年“挑战杯”江苏省赛的大学生科技创新成果展上，南农工学院大三学生张博身穿白衬衫、头戴“小蜜蜂”扩音器，从容地为江苏省副省长陈星莺一行介绍团队的宝贝“大黄蜂”。
张博（左三）为江苏省副省长陈星莺（左四）和我校党委书记陈利根（左五）介绍参赛作品
他所说的“大黄蜂”，学名叫“气流环绕型药液回收式果园风送喷雾机”，从位于江北的我校工学院远道而来。
它不仅施药量可变、门型尺寸可调，还能将没能附着在果树上的大部分药液进行集中回收处理。
让张博没想到的是，陈星莺副省长是位妥妥的“工科学霸”。对于团队的作品，陈副省长有褒奖亦有提点，让张博感到欣喜万分也动力十足。
5月26日，“大黄蜂”在第十六届“挑战杯”江苏省决赛中一举斩获特等奖，并顺利挺进国赛。
果园里的两次“变形”：“私家定制”果树喷药方案
“门上挂风机，气流风道积。两侧出风口，水泵喷头全都有。”作为展区中最高大的展品，这台“门”型的明黄色“大黄蜂”吸引着每位进场的嘉宾。
虽然处在展区的绝对“C位”，但它绝不仅凭“外貌”吸引大家，还有绝对“硬核”的功能——能经过两次“变形”，为每棵饱受虫害困扰的果树实施“私家定制”的“喷药”方案。
“近一个月，我就是开着它给果树施药检测喷雾机效果的。”团队成员廖洋洋兴奋地跳上设备的操作台，为前来参观的嘉宾介绍他们的“得意之作”。
在团队成员的构想中，“果园大黄蜂”的目标用户是大中型标准化种植果园中的果树。这些果园在规划之初便意识到了“农业机械化”的重要性。
所以，在栽植时，早已给果树规划好了行株距，就是为了方便像“大黄蜂”这样的大型机械在果园间能“行走”自如。
据廖洋洋介绍，“大黄蜂”的第一次变形为的是改变它的高度和宽度。
施药喷头和树体冠层间的距离影响着机器的喷施效果。门型风道小了，会挤压树体，对枝叶和果实造成机械损伤；大了，射程达不到果树深处，最该消灭的害虫依旧“逍遥法外”。操作人员可通过液压控制系统控制门型风道和树体间的距离，使“大黄蜂”完美地将整棵树“包围”起来。
光改变身材还不够，目前市面上的植保机械大多设计简单、功能单一，由于喷药射程和雾化程度不够，很难做到让药滴均匀、有效地沉积在叶面上。为了解决这个问题，他们甚至回过头，把大一、大二上过的“流体力学”、“空气动力学”、“机械设计”等课程教材翻了又翻。
最后，伟大的物理学家伯努利给了他们灵感。
这位流体力学界的泰斗于年提出一条经典理论——流速大的地方压强小。
在伯努利原理的启发下，成员们在门型风道的上方安上了一种叫做“轴流风机”的装置。
团队成员开着“大黄蜂”在田间实验
“其实，我们的每个设计都是环环相扣的。”此时的廖洋洋从操作台上跳下来，站在门型风道下，假设自己是棵“树”。
“药液经过柱塞泵时，已经具有一定的压力，但它的直柱型水柱会对果树造成伤害，且药液沉积效果不佳。还记得上面的风机吗，它的出风口可以形成‘从外到内，再由下至上’的循环气流，正对着喷头，强大的风力不仅能将药滴进一步打散，让每片树叶都‘药液均沾’，还能提高射程，让躲在树体内部和叶片背面的害虫也难逃大劫。”
多张便利贴的“演习”
“我们的喷雾机已经拿到两个专利，每小时可对近20亩果树进行施药，效率是传统人工的10倍左右。”欧阳思莹不假思索地报出几个数据，让在场嘉宾眼前一亮。
这份自信源于团队严格的田间试验流程。
几个月来，他们带着“大黄蜂”前往合作的果园进行多次“演习”。为了将“大黄蜂”性能调试到最佳水平，比赛前几天，团队成员们还把喷雾机拉到了“演练场”里进行最后一次“战斗”前的演练。
成员们口中的“演练场”是一个占地亩的标准化果园，每棵果树的株距、行距均有严格的规定。
他们在每棵树的上、中、下三层分别设置了9个采样点，一个采样点有两张便利贴代替树叶对药液进行收集，测试药液的覆盖率和沉积量。
经过多次讨论，团队成员决定使用“丽春红溶液”代替农药进行喷施。这种稀释过的红色溶液不会对果树和土壤造成影响，在实验过程中亦有不错的显色效果。
出风口形状、风机的转速均会对实验结果产生影响。为了搜集更全面的数据，团队选定5棵果树，换用4种不同的风机转速进行组合实验。
每次“清扫战场”，团队都要带回多张便利贴，一张一张使用高拍仪和分光光度仪对药滴的覆盖率和沉积量进行深度分析，用数据量化施药效果。
“要造就造农民最需要的机器”
队长孙玉慧的家在苹果之乡山东烟台，随着学识的增加，她逐渐意识到“粗放”的施药方式会使大量农药飘失在空气中，降低药效、危害了人畜安全，也造成了环境污染。作为农业大学学生，她迫切想为祖国的农业发展贡献一份力量。
准确地说，团队里的每位成员身上都有着这样一份“农业情怀”。
备战期间，在导师的联系下，成员们前往泰兴等地果园进行考察，与一家村级合作社达成协议。面对大学生们的到来，当地的农民们都很乐意把他们的农机用具拉出来“遛遛”。
一位种植梨树的果农向团队成员们展示了他的宝贝——一辆红色的侧喷机，在使用时，需要把药液装进长一米半，直径80厘米的白色塑料药桶中，使用者拿着喷头对着梨树喷施。
孙玉慧得知，这台看似“简陋”的机械售价高达元，使用期仅两年。“落后的农业机械造价昂贵，却没有解决药物污染和作业效率低等历史遗留问题。”
成员们决定在“大黄蜂”中加入药液回收装置，未喷施到靶标上的大部分药液在两侧门型挡罩阻隔下收集到承液槽内，进而回收到副药箱，减少了农药漂移对施药人员的危害和对环境的污染。经检测，农药回收率达到了34%。
比赛前几天，张博觉得自己比谁都紧张，不如如何向大家介绍眼前这个“无所不能”的庞然大物。后来，他想起团队宣传单上的一句话：
“为绿水青山泼‘农’墨重彩。”
那一刻，虽然参赛的压力丝毫没有减轻，但他却顿悟了自己该向嘉宾们说些啥：
“是我们对这台果园喷雾机的‘爱’和为国家农业发展尽一份力量的初心。”张博说。
从小在农村长大的廖洋洋有个梦想——让自己设计的农业机械开在家乡的果园中。就读于农业工程与机械专业的他早就意识到，农业机械在未来大有可为。而大一暑假的一次农场实习则让他再次见识到了“智慧农业”的“威力”。
“普通的旋耕机在耕作中会遇到像石块一样坚硬的物体，导致刀片磨损。但这家农场的旋耕机有个探测系统，发现大石头后，能先将它们挪开，再进行旋耕作业。”
这为他打开了新思路：“未来，我们如果能设计一款无人驾驶的‘大黄蜂’，让果农在家里动动手机APP就能指挥机械作业，那该多好。”
“挑战杯”后的再“变形”：“大黄蜂”还能更好
在5月26日的大赛闭幕式上，比赛结果揭晓，他们的参赛作品一举斩获机械控制组特等奖，并闯入国赛。
孙玉慧代表团队领奖
“我感觉特别幸运，两年一届的‘挑战杯’让大二的我赶上了，但省赛并不是挑战的终点。”李超表示，备战省赛时，成员们心中已默默开始了“挑战杯”国赛的倒计时。
“未来，我们将在‘智能’上下更多功夫，让‘激光测距传感器’和‘图像识别技术’发挥更强大的作用，以此控制电磁阀的开闭情况，进而达到变量喷施的效果，为果园中的每棵树实现‘一树一策’，精准施药。”
他们也会在更多的果园留下脚印，了解果农对植保施药机械的真实诉求，从而让他们的“大黄蜂”更接地气，农民买得起，乡村更美丽！
项目小传项目名称
《气流环绕型药液回收式果园风送喷雾机》
项目指导老师
邱威、赵育卉、丁群
项目成员
孙玉慧车辆
廖洋洋农机
陈上车辆
张博车辆
刘银冬车辆
姚新月车辆
李超车辆
欧阳思莹车辆
王慧机制
让我们再一次为获得“挑战杯”特等奖的南农团队打call！
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照片
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编辑
猫眼新媒体工作室蔡漪铃
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