目前全国茶园种植面积已经达到4748万亩,且多位于偏远的山地丘陵,采用人工施药难度大、效率低、雇佣成本高。随着茶园劳动力的逐渐短缺和农业机械化的不断发展,应用高效灵活的植保无人机代替人工施药已经成为茶园病虫害防治的必然趋势。但由于航空施药喷头距作物冠层较高,导致雾滴难以有效沉积在叶片上,进而容易造成农药流失、空气污染等问题。因此,优化喷头结构、改良药液配方、并探究相匹配的施药参数,是提高药液沉积的有效手段。本文以转盘式离心雾化喷头为研究对象,从喷头工作参数、结构参数和药液特性三方面,开展面向茶园的航空植保液滴沉积特性的优化研究,为实现智能化茶园植保作业提供理论依据和技术参考。主要研究内容如下:获得影响离心雾化液滴沉积规律的主要因素。依据转盘式离心雾化喷头的结构和工作原理,分析离心力作用下雾滴的形成过程,分析离心雾化模型及其相互转化的影响机制,得到影响离心液滴雾化方式的主要因素为:喷头工作参数、雾化盘直径和药液特性。基于流体力学原理研究空气流场和重力场中的液滴行为,建立不同粒径雾滴从抛出到降落的速度和轨迹方程,为解释喷雾沉积分布、预测液滴沉积位置提供理论基础。研究转盘式离心雾化喷头不同结构和工作参数下的雾滴沉积规律。通过方差分析探究喷头工作参数和雾化盘结构参数对雾滴沉积分布的影响规律和权重,结果表明雾化盘转速和直径对雾滴粒径影响显著,喷头流量对雾滴覆盖率影响最显著;雾滴沉积特性最优时的工作参数组合为:喷雾高度80cm、雾化盘转速5000 r/min、喷头流量800mL/min,优化后的喷头结构参数为雾化盘直径65 cm、齿数180、锥角30°。通过添加喷雾助剂改善农药液滴在茶叶表面的沉积、扩散和附着。测定助剂混合液表面张力、粘度和液滴随时间变化的接触角,分析助剂分子对农药液滴沉积的作用机理。结果表明助剂分子通过降低农药稀释液的表面张力来加速液滴沉积和扩散。液滴在两个生长阶段茶叶表面的接触角均随助剂浓度增大而减小,且更容易在粗糙的叶片上润湿。Silwet L-77极强的润湿铺展能力导致两相分子间结合力减小,更容易导致药液流失,而添加0.2%的6501的液滴能同时表现出较好的润湿性和粘附性。利用植保无人机搭载优化后的喷头进行茶园喷洒试验。研究无人机高度与飞行速度对雾滴沉积特性的影响,当高度为2m、速度为4 m/s和高度为2.5 m、速度为3 m/s时,能同时满足雾滴沉积均匀、雾滴覆盖范围大的要求。验证了基于试验台得到优化结果的可行性,改进雾化盘的雾滴体积中径减小了 4～13%,雾滴谱相对跨度明显减小。添加助剂提高液滴沉积均匀度的同时,能将雾滴粒径增大10～15%,进而增大雾滴覆盖率。