利用航空静电喷雾技术喷洒农药不受地形制约,作业效率高,静电力的“同性相斥”原理使雾滴雾化和沉积更加均匀、雾滴粒径更小,“异性相吸”原理增加雾滴在农作物靶标的沉积,尤其是可以吸附沉积到叶片背面,减少了农药流失,提高了利用率。本文以提高靶标背面雾滴沉积为目标,构建室内和基于六旋翼无人机的航空静电喷雾系统,基于试验提出空中回路航空静电喷雾静电学物理模型,为实现更加精准的雾滴吸附提供理论依据。具体研究内容如下:(1)对静电喷雾的雾滴荷电、雾化、静电学、动力学基本理论进行了分析。(2)构建航空静电喷雾系统,并搭建室内悬挂试验台,以植株靶标和自制的模拟靶标为喷施对象进行不同喷雾方式的探究试验。通过对比试验,电流的形成及方向,得出空中回路的形成是导致水平靶标背面大量雾滴沉积的重要原因。提出空中回路航空静电喷雾静电学物理模型,证明了模型的可行性。(3)使用数码相机、高速摄像机对荷电雾滴运动进行拍摄,并在Phantom软件中进行雾滴轨迹捕捉及其轨迹线的绘制,对雾滴运动状态进行了分类。经过分析,在水平靶标上雾滴运动方向90～180度的改变,证实了本文中航空静电喷雾系统的雾滴吸附强度,展示了航空静电喷雾的静电环绕吸附效应。(4)以水平靶标背面与正面的雾滴沉积密度比值(BFR)为评价标准,探究喷雾时间t、接触式充电电压U、喷雾高度h试验参数对航空静电喷雾系统雾滴吸附沉积效果的影响,得到最大平均BFR值为158.8%,展现出良好的靶标背面雾滴吸附沉积效果。得出BFR与喷雾时间无关,与充电电压正相关,与喷雾高度负相关的一般性结论。(5)使用红外热成像仪对静电喷雾雾锥进行成像处理,发现接触式静电喷雾相比常规喷雾存在明显的二次雾化现象。进一步选取导电性不同的陶瓷、不锈钢、黄铜三种材质以及不同孔径的喷嘴进行静电/非静电的喷雾试验。以开启静电后的雾锥角增量为评价指标,得出喷嘴的静电二次雾化性能:黄铜>不锈钢>陶瓷,孔径0.5mm>1.0mm>1.5mm,为接触式静电喷雾的喷嘴选择提供参考。(6)基于高科M45植保无人机进行航空静电喷雾系统的匹配性设计,研制成六旋翼静电喷雾无人机。静电开启后,靶标正面雾滴吸附沉积密度从56.8个/cm~2提升至66.1个/cm~2,增幅16.4%;背面从3.5个/cm~2提升至17个/cm~2,增加了近4倍,比正面增幅更显著;BFR从6.1%提升至25.7%,表明雾滴在靶标背面的吸附沉积得到有效改善。