Fra skumfly til den alsidige SKIF-platform: historien om det ukrainske firma Culver Aviation
Sammen med smerte, død og store ødelæggelser har krige altid accelereret den teknologiske udvikling betydeligt. For eksempel gik menneskeheden ind i Anden Verdenskrig med luftfart ved hjælp af forbrændingsmotorer med frem- og tilbagegående bevægelser, og endte med jetmotorer. Nu er det teknologiske spring ved at blive taget med ubemandede luftfartøjer (UAV'er). Selvfølgelig har vi alle hørt om succeserne med de tyrkiske Bayraktars eller de ukrainske PD-2 rekognosceringssystemer. Men før eller siden kommer alle teknologier, der er designet til krig og ødelæggelse, til at blive anvendt i en fredstidsøkonomi. Lad os huske på, for at forestille os omfanget af disse ændringer, hvordan og til hvad internettet opstod, og hvad det er blevet for menneskeheden i dag. Ukraine er ikke kun et land med modige krigere, der var i stand til at modstå en meget stærkere aggressor. Det er også et land med opfindere, talentfulde ingeniører og hårdtarbejdende programmører, der er i stand til at producere produkter og tjenester i verdensklasse. Vi bør lade os inspirere af sådanne eksempler og studere deres historie. Hvor mange af jer har hørt om Culver Aviation? Det er trods alt det samme eksempel på en ukrainsk organisation, der har bevæget sig fra en drøm og de første prototyper i en garage til et moderne, universelt applikationskompleks, der kan modstå det hårde konkurrencepres på et globalt marked, hvor snesevis eller endda hundredvis af lignende virksomheder allerede opererer.
Online-mødet med grundlæggerne af virksomheden var specielt for mig - for første gang i mit liv var jeg i rollen som interviewer. Jeg følte et stort ansvar og var samtidig nervøs, fordi jeg ikke engang kunne se ansigterne på dem, jeg stillede spørgsmål til (virksomhedens CEO var bogstaveligt talt fanget midt i marken, hvor han var tvunget til at stoppe op for at svare på mine spørgsmål). Jeg vil også være ærlig og sige, at jeg stort set intet vidste om UAV'er. Det var én ting at tale og skrive om spil, hvilket var, hvad jeg havde gjort hele tiden i min rolle som journalist før den store krig. Men her var jeg nødt til at skifte vektor drastisk og for eksempel finde ud af, hvad de forskellige formfaktorer for UAV'er er, og hvad opløsningen på moderne digitale kort er. Denne kommunikation er virkelig både forbløffende og inspirerende, for hvis der er iværksættere, der allerede planlægger og udvikler ultramoderne højteknologiske produkter til fredstid, så er vi virkelig en uovervindelig nation, der vil overvinde enhver forhindring.
Hvor begyndte det hele?
I april 2014, da krigen i Donbas begyndte, begyndte der at dukke folk op, som ønskede at hjælpe vores krigere. Det var sådan, den frivillige gruppe EyeTech, som senere skulle blive til NPP ITEC, opstod i Kiev. Dens mål var at skabe ukrainske luftovervågningssystemer, der kunne redde vores soldaters liv. EyeTechs første skridt kan sammenlignes med Apple, fordi de første fly blev samlet i en garage ved hjælp af deres egne midler. Selv dengang tænkte man ikke på kontorer, et stort team eller kontrakter. Der var kun ønsket om at skabe noget af vores eget og hjælpe vores loddere. Da det blev skabt, blev der brugt skumfly og elektronik som basis, som blev købt i Kina og samlet allerede i Ukraine.
Resultaterne lod ikke vente på sig - i slutningen af september producerede de de første eksemplarer af ubemandede luftfartøjer og præsenterede dem på en udstilling i Ukraines statslige luftfartsmuseum. På det tidspunkt var en ny teknologiindustri begyndt at dukke op i Ukraine.
Regelmæssige tests i forskellige regioner i Ukraine førte til bedre og bedre modifikationer af flyet, og det havde en fransk autopilot, men det var stadig meget langt fra moderne UAV-standarder. For eksempel sendte den koordinaterne for sin position i stedet for koordinaterne for de objekter, der blev fanget af kameraet.
Nye ændringer
I december 2014 udviklede EyeTech-teamet sig til NPP ITEC. Teamet lavede luftbårne rekognosceringskomplekser på bestilling og fortsatte med at forbedre dem. Den vigtigste drivkraft bag udviklingen dengang var militæret, så teamet lyttede til deres feedback. De udviklede også den nødvendige funktionalitet: De installerede et højpræcisionskamera, et termisk kamera og et batteri, der gav op til 2 timers autonom flyvning.
Mellem 2014 og 2016 lykkedes det ITECH at fremstille flere dusin luftrekognosceringskomplekser. Og militæret, assisteret af ITECH UAV'er, overrakte anerkendende certifikater og et ukrainsk flag underskrevet af jagerflyene.
Vektorændring og investering
Siden 2016 har det været muligt at producere kompositskrog - med kevlar, glasfiber og kulfiber. At fastlægge beregnet aerodynamik for nemt at kunne replikere det. Virksomheden har også gennemført intensiv træning af medarbejderne og sat gang i produktionen af lavvolumenprodukter.
I midten af 2016 oplevede virksomheden et vendepunkt - de indså, at dronen var lovende til civil brug, og fokuserede udelukkende på det. ITES fokuserede på landbrugssektoren, underskrev snart sine første kontrakter med store markedsaktører og fortsatte med at udvikle sig i denne retning.
I 2021 investerede TECHIIA i virksomheden og skabte Culver Aviation på basis af den. Virksomheden beskæftiger sig med overvågning - luftfotografering, afgrødeovervågning, markmåling, søgning og identifikation af varmekilder. Og kortlægning - oprettelse af visuelle kort og NDVI-kort (Normalized difference vegetation index) - en numerisk indikator for kvaliteten og mængden af vegetation på markområdet. Det omfatter også topografiske kort, kort over vandknaphed og oprettelse af ortofotokort - et digitalt billede af et område ved hjælp af luftfotos.
Kunne man have gjort noget anderledes ved at starte forfra? Alexander har to synspunkter på dette spørgsmål - på den ene side var der ingen anden måde i Ukraine, og nu ville man have valgt mere eller mindre det samme. På den anden side, som Oleksandr siger: "Jeg skulle væretaget til udlandet, hvor reglerne og dynamikken er anderledes. Jeg ville have brugt meget mindre tid end her."
For dem, der gerne vil vide mere: Hvad påvirker flyveturen?
Afstand og varighed af SKIF UAV-flyvningen
Til at begynde med er forberedelsestiden til affyring 15 minutter. Flyvetiden er op til 2 timer, og den maksimale afstand er 130 km. Jeg skal bemærke, at flyvetiden og distancen afhænger af vejrforholdene og rutens kompleksitet. UAV'en løftes op i luften ved automatisk håndstart ved hjælp af en 40 m lang elastisk katapult. En valgfri katapultstart fra en pick-up katapult er også tilgængelig.
Katapultmekanisme til UAV'er
Vejrforhold
Anbefalet vindhastighed er op til 10 m/s under flyvning. Maksimal tilladt hastighed op til 14 m/s under flyvning. Driftstemperatur -15 til +35°C.
UAV-landing i vintervejr
SKIF's opståen og dens muligheder
Efter to års test og dusinvis af forsøg begyndte ITEC at lægge mere og mere af sin egen elektronik og algoritmer ind i flyet. Og i efteråret 2015 begyndte man at designe sit eget skrog, og det følgende år blev SKIF UAV-skroget afsløret.
Det mest interessante er, at skroget næsten ikke har ændret sig udvendigt, og hvis man sammenligner, hvad der var inde i flyet i 2016 og i dag - så er det to forskellige UAV'er," siger Alexander Danilenko, CEO hos Culver Aviation.
Da vi designede og udviklede skroget, var vi meget opmærksomme på formen af UAV'ens faktor. Det blev besluttet at lade den være den samme som det skumfly, som ITEC begyndte sin rejse med. SKIF's vingefang er 1,5 meter, og disse dimensioner gør UAV'en mobil, så den nemt kan ligge i et bagagerum. Som Oleksandr Danylenko husker, var det præcis den opgave, de havde sat sig - kompakthed: "Vi målte støvlerne, så sættet kunne smides ind i bilen, og det kunne komme derhen, hvor der var brug for det. For til store fly har man brug for en pickup eller en bus. Så vi besluttede os for en formfaktor på halvanden meter."
ITEC havde tre forskellige SKIF-modeller. SKIF TRAINER - til træning af begyndere og amatører inden for aeromodeller. SKIF NDVI - til landbrugsanvendelser som måling af markkonturer og overvågning af afgrødernes sundhed med Parrots Sequoia multispektrale kamera. Og SKIF MAPPER - til luftfotografering, kortlægning, markkonturer og arealmåling. Med tiden fandt virksomheden frem til en samlet og alsidig SKIF-platform, som nu er grundstammen i Culver Aviations flåde.
Hvordan kameraet i UAV'en har ændret sig
I 2014 satte ITEC et 10MP-kamera i de første prototyper, og det blev betragtet som cool. I 2015-2016 var det allerede 20MP, og dagens SKIF har et 60MP kamera, og det interessante her er, at flyets størrelse forbliver den samme. De kameraer, der er installeret om bord på UAV'en, kan nemt købes i en butik, men der er én ting. Før et kamera monteres om bord, samles det i et særligt hus, som reducerer vægten med 30%.
Når man vælger et kamera, er det også vigtigt, hvilken opgave dronen skal udføre. Multispektrale kameraer bruges til at producere NDVI-markkort (Normalized Difference Vegetation Index). Det hele afhænger af den aktuelle opgave.
Opløsning af digitale kort
SKIF-flyvningens varighed på en opladning - op til 2 timer. I løbet af denne tid kan det scanne 1900 hektar land fra en højde på 500 meter med en opløsning på 5 centimeter per pixel.
Fra en højde på 100 meter er det 1 centimeter pr. pixel. Igen afhænger det hele af den aktuelle opgave. Normalt er 5 centimeter pr. pixel tilstrækkeligt for kunderne. Det interessante er, at de, der har brug for 1 centimeter pr. pixel, skal betale mere for terrænscanning. Ikke med en faktor 5, men det vil være 2-3 gange forskellen. Når alt kommer til alt, skal du gå lavere og bruge den samme tid på at fange et mindre område.
Billedkvalitet, atypisk for et fly af denne størrelse - 61 MP Sony Alpha A7 Mark 4-kameraet giver en opløsning på 1 cm pr. pixel fra 100 meter, så du kan se individuelle blade og små sten på vejen.
Hvilke opgaver kan SKIF udføre?
- Landbrugssektoren - til at måle marker, overvåge afgrødernes tilstand, overvåge problemer i tide.
- Naturreservater - for at vurdere ressourcer, overvåge ulovlig skovhugst, forfine kort over stier og lokalisere steder nøjagtigt.
- Naturkatastrofer - vurdere omfanget af ødelæggelser og skader, konsekvenser af oversvømmelser.
- Veje - vurdere den visuelle tilstand af dem og nærliggende faciliteter, belægningskvalitet, analysere terræn og højdeforskelle forud for design.
- Spontane affaldsdepoter - analyser områder og ophobning.
- Rør, kraftledninger - tjek integriteten, find hurtigt steder, hvor der er sket brud.
Hvad er der inde i SKIF?
- Nyttelast: UAV'en har en luftbåren geodætisk modtager med RTK-teknologi (real-time kinematic) - en anvendelse af geodæsi til at korrigere almindelige fejl i moderne satellitnavigationssystemer. UAV'en har også kinematisk efterbehandling (PPK) med globalt satellitnavigationssystem (GNSS) - det bestemmer koordinater (position) ved hjælp af en Rover (mobil GNSS-signalmodtager) og en korrektionsproces efter dataindsamling ved hjælp af korrektioner fra en referencestation, hvilket muliggør resultater med 1 cm nøjagtighed og 20 Hz opdateringshastighed uden behov for at udføre planimetrisk forberedelse.
- Navigation: Navigationssystemer fra TERSUS, som Culver Aviation har en eksklusiv produktionskontrakt med - takket være dem har det færdige digitale kort en høj koordinatnøjagtighed. Systemet hjælper landmændene med at måle markerne præcist og planlægge budgettet for såsæsonen.
- Kameraet: Et 61 MP full-frame kortlægningskamera. Og fås som ekstraudstyr med et multispektralt kamera.
Sikkerhedssystem:
- Automatisk undvigelse af andre fly i luften.
- Inerti-navigationssystem. Aktiveres i tilfælde af tab af hovednavigation i luften.
- Lockout af motor og servoer. Beskytter operatøren, når der arbejdes i nærheden af SKIF UAV.
- Autonomt GPS-fyr. Gør det muligt at spore SKIF UAV'ens placering på alle afstande via GSM-netværket.
- Automatisk faldskærmssystem. Åbner faldskærmen i tilfælde af en nødsituation i luften.
Hvordan og under hvilke forhold flyver den?
- Flyvningens distance og varighed: Forberedelsestid på 15 minutter. Flyvetiden er op til 2 timer, og den maksimale distance er 130 km. Flyvetid og distance afhænger af vejrforholdene: vindhastighed, rutens kompleksitet og antallet af opladninger/afladninger af de elektriske batterier. SKIF kommer op i luften ved hjælp af en automatisk håndstart med en 40 m lang elastisk katapult.
- Vejrforhold: anbefalet vindhastighed er op til 10 m/s under flyvning. Den maksimalt tilladte hastighed er op til 14 m/s under flyvning. Driftstemperatur -15 til +35°C.
Flyvning og landing af SKIF UAV ved hjælp af faldskærmssystem
Virksomhedens kapacitet og omfattende UAV-applikationer
Culver Aviation sælger ikke sine UAV'er, men leverer tjenester ved hjælp af dem. SKIF er i denne situation et værktøj, der kan levere information, rapporter og ortofotos. Det meste af tiden ønsker folk feltundersøgelser, der inkluderer ortofotokort. Der er også anmodninger om overflyvninger af marker med plantevækstkontrol. Hvorfor gør de det? For at se og analysere, hvordan såsæsonen går, hvordan væksten går, og om der er brug for korrektion, top-up, top-up og for at opnå yderligere 5-10% af udbyttet et eller andet sted.
Culver Aviation kan i øvrigt også opmåle lodrette objekter og strukturer ved hjælp af en quadcopter af eget design. Høje genstande som telekommunikations- og andre tårne og kraftledninger kan opmåles på denne måde. Som et resultat af opmålingen modtager kunden blandt andet data om strukturens integritet og hældning, kraftledningernes omfang og tilstand, en 3D-model, et ortofoto af det omkringliggende område og en rapport med de tilgængelige opmålingsmaterialer i et praktisk format.
Culver Aviations tjenester består af: UAV'er, operatører, der foretager opmålinger på stedet, software og et team, der behandler dataene og producerer resultaterne. Som Culver Aviations kommercielle direktør, Sergei Ivanov, siger: "Vores produkt er ikke en drone, vores produkt er et kompleks.
Fleksibilitet er også et varemærke for virksomheden. Der er tidspunkter, hvor de kommer med en opgave, som ingen har udført før, og teamet tilpasser sine evner og sit udstyr. Det er ikke så svært at gøre, da de har udviklet det hele selv, så tilpasningsprocessen tager meget kortere tid. Sergiy Ivanov siger, at virksomheden har fundet en unik forretningsmodel til det ukrainske marked.
Vi udvikler, producerer og bruger det selv. Folk kan komme til os med en forespørgsel, som endnu ikke er på markedet, men vi kan implementere den. Vi kan tilbyde fleksibilitet, hastighed og garantere resultater.
Sådan fungerer UAV-markedet for landmænd
Vi har et landbrugsland, så landmænd har brugt droner til deres arbejde i lang tid nu. Men store landbrugsbedrifter har brug for komplekse opgaver, fordi de driver store landområder. Større UAV'er, som kan udføre mere arbejde, er bedre egnet til dette formål. For eksempel kan en kopter maksimalt scanne 70 hektar om dagen. En UAV kan klare 10.000 hektar på fire eller fem flyvninger om dagen. At bruge sådan en UAV kræver træning, speciel software og færdigheder. Derfor er det mere rentabelt for landmændene at fokusere på deres egen forretning i stedet for at lære et andet erhverv. De har ikke så meget brug for UAV'er, som de har brug for svar på deres spørgsmål - hvad, hvor og hvordan de skal dyrke. Derfor er det mere rentabelt for dem ikke at købe flyene, men at bestille resultaterne af deres arbejde som en service. Det er også mere rentabelt for UAV-producenten at levere sådanne tjenester i stedet for at sælge og vedligeholde flyene, for over tid kan en UAV generere mere profit end at sælge den. Landmænd i udlandet var de første til at indse dette og begyndte at købe tjenester i stedet for fly. Derfor ser Culver Aviation muligheder her både for hjemmemarkedet og for at eksportere sine egne tjenester ved hjælp af UAV'er.
Støtte til "Rusland vil betale"-memorandummet
"Nu vil Culver Aviation levere endnu en service, men til hele landet - vi vil hjælpe med at vurdere skaderne fra krigen i memorandummet "russia will pay"," siger Alexander Danilenko.
Culver Aviation er med i det projekt, som KSE Institute har lanceret sammen med Ukraines præsidentkontor og økonomiministeriet . Et memorandum "Russia Will Pay" blev indgået mellem de to offentlige organisationer. Organisationerne indsamler data om materielle skader, der er forvoldt borgere og staten som følge af russisk aggression. Disse data har den ukrainske regering brug for til at vurdere de skader, som staten og borgerne i Ukraine har lidt som følge af den russiske aggression, og til at rejse krav mod Rusland ved internationale domstole om erstatning for disse tab.
Alle kan give oplysninger om ødelæggelser og skader forårsaget af russisk aggression. Anlæggets type og navn, byen og regionen, hvor anlægget er placeret, og datoen for ødelæggelsen bør oplyses. Det er vigtigt at indsamle data om ødelæggelsen af infrastruktur, store administrative faciliteter og bygninger i flere etager: broer, lufthavne, skoler, hospitaler. For at gøre dette - skal du udfylde en særlig formular på hjemmesiden.
Der er et stort behov for ekstern skadesvurdering. Store genstande er svære at få fat i og kræver som regel klatrere. Hvis objektet er stort, vil det tage flere dage. Men en drone kan udføre den samme opgave mange gange hurtigere. Med sin ekspertise og sine fly ønsker Culver Aviation at strømline processen med at indsamle oplysninger om ødelæggelser. Det er derfor, de har tilsluttet sig dette memorandum.
Og hvis du også gerne i fremtiden vil fremskynde processerne med informationsbehandling og styre UAV'er, fortalte virksomheden mig også, hvad der er nødvendigt for dette, og diskuterede også, hvad der er manglerne i universitetssystemet i vores land.
Om det videregående uddannelsessystem i landet
Dette emne er helt sikkert et varmt emne for alle, der er i gang med en videregående uddannelse. På spørgsmålet om, hvorvidt vores universiteter kan producere færdige specialister på én gang, siger Alexander Danilenko, at ingen leverer færdige specialister, men giver et godt fundament. Det største problem er, at de studerende mangler moderne faciliteter under deres studier. Hvis vores universiteter ønsker at producere specialister, der er i stand til at designe og konstruere droner, er de nødt til at levere moderne udstyr. Hvordan kan det gøres? En af mulighederne er at tiltrække virksomheder til uddannelsesområdet, så de kan investere i unge specialister. Ifølge Oleksandr Danylenko arbejder virksomheden også i denne retning og vil snart annoncere et samarbejde med et ukrainsk universitet.
Hvor skal man starte i UAV-branchen?
Først skal man beslutte sig for, hvilken retning man vil gå i. Der er tre hovedretninger: elektronik, programmering eller design. Hvis du for eksempel vælger design, skal du begynde at studere de softwarepakker, som det er designet i. En af disse kan være et program til 3D-modellering - SoildWorks.
Hvordan bliver jeg en del af Culver Aviation-teamet?
Den nemmeste måde at blive en del af Culver Aviation er at deltage i Operator School. Det er et gratis kursus, hvor du lærer at betjene en professionel UAV. Kurset kræver ingen særlig viden eller færdigheder, alt hvad du behøver, er ambitionen om at blive UAV-kommandør. Når du har gennemført kurset, har du måske 3 områder, du kan videreudvikle dig inden for:
- Nationalt forsvar: Du kan bruge droner til at udføre nationale forsvarsopgaver.
- Arbejde hos Culver Aviation: Efter at have gennemført interviewet og kurset kan studerende tiltræde en stilling som UAV-kommandør i virksomheden.
- Freelancing: Enhver form for luftfotograferingsopgave kan udføres med UAV'er. UAV-pilot er et efterspurgt erhverv i disse år.
Alle kan lære at flyve en UAV. Ifølge Oleksandr Danylenko producerer deres skole dygtige operatører uanset køn, profession eller job.
Hvad bliver det næste?
Efter at være begyndt at samle de første UAV'er uden erfaring eller særlig stor kapacitet, har virksomheden i årenes løb forandret sig, er begyndt at levere tjenester til landmænd og er ved at tælle tabene fra krigen i Ukraine. "Det sværeste var at finde motivationen efter en række fiaskoer og mislykkede eksperimenter, men man er nødt til at blive ved," fortæller Oleksandr Danylenko. Og når det gik godt, havde vi tilsyneladende en fælles forhindring. Vi skulle hver især tilpasse os den nye virkelighed. Nu er en del af Culver Aviation blevet i Kiev, nogle er flyttet til nye kontorer i det vestlige Ukraine, andre har sluttet sig til de ukrainske væbnede styrker og forsvarer vores land. Luftrummet er nu lukket for kommercielle virksomheder, og teamet leder allerede efter måder at fortsætte med at levere deres tjenester på, for på trods af alle fjendens forsøg fortsætter såkampagnen, og landmændene arbejder på 100% og har brug for agroovervågning af afgrøderne. Sideløbende arbejder virksomheden på nye udviklinger, der skal sætte nye ord på det globale UAV-marked. Denne historie lærer os, at succes venter på dem, der bliver ved og ikke stopper uanset hvad. For mig var Culver Aviation et eksempel på, at krig ikke er en dom for udvikling og nye skridt ind i fremtiden. Hver eneste af os er nu en del af den nye ukrainske fremtid, som allerede er lige uden for døren. Afslutningsvis vil jeg gerne sige til alle, at uanset hvor svært det er, så er man nødt til at drømme - for drømme er begyndelsen på sådanne historier. Alt vil være Ukraine.
For dem, der vil vide mere
- Uovertrufne våben: Ukrainske kamikaze-droner (spærreammunition) ST-35 Thunder og RAM
- Hvorfor MLRS M270 og M142 HIMARS er så vigtige, hvilke missiler de bruger, og hvordan de kan ændre krigens gang
- Ikke bare Excalibur: Historien om højpræcisionsammunition til 155 mm kanoner fra M712 Copperhead til M1156 PGK
- Hvad et luftværnssystem består af, og hvordan det fungerer ️NASAMS
- Switchblade kamikaze droner: hvad disse våben er, og hvad de kan gøre (video)
Vores spilredaktør har spillet spil, siden han var 4 år gammel, og kan ikke forestille sig et liv uden. Han har spillet over 100 spil på PlayStation, men mener stadig, at The Last of Us Part II er det bedste i branchen. I januar 2022 blev han en del af gg-teamet. Han studerer på det journalistiske fakultet på Kyiv International University.
