Fra skumfly til den allsidige SKIF-plattformen: historien om det ukrainske selskapet Culver Aviation

I tillegg til smerte, død og store ødeleggelser har kriger alltid satt fart i den teknologiske utviklingen. Menneskeheten gikk for eksempel inn i andre verdenskrig med luftfart med frem- og tilbakegående forbrenningsmotorer, og endte med jetmotorer. Nå tas det samme teknologiske spranget med ubemannede luftfartøyer (UAV-er). Vi har selvfølgelig alle hørt om suksessen til de tyrkiske Bayraktar-flyene eller de ukrainske PD-2 rekognoseringssystemene. Men før eller siden vil all teknologi som er utviklet for krig og ødeleggelse, også bli brukt i fredstid. For å forestille oss omfanget av disse endringene må vi huske på hvordan og for hva internett oppsto, og hva det har blitt for menneskeheten i dag. Ukraina er ikke bare et land med modige krigere som klarte å stå imot en mye sterkere angriper. Det er også et land med oppfinnere, dyktige ingeniører og hardtarbeidende programmerere som er i stand til å produsere produkter og tjenester i verdensklasse. Vi bør la oss inspirere av slike eksempler og studere deres historie. Hvor mange av dere har hørt om Culver Aviation? Culver Aviation er tross alt et eksempel på en ukrainsk organisasjon som har gått fra en drøm og de første prototypene i en garasje til et moderne, universelt applikasjonskompleks som kan stå imot det sterke konkurransepresset i et globalt marked der det allerede finnes dusinvis eller hundrevis av lignende selskaper.

Nettmøtet med selskapets grunnleggere var spesielt for meg - for første gang i mitt liv var jeg i rollen som intervjuer. Jeg følte ansvarsbyrden og var samtidig nervøs, ettersom jeg ikke engang kunne se ansiktene til de jeg stilte spørsmål til (administrerende direktør i selskapet var bokstavelig talt fanget midt i feltet, der han ble tvunget til å stoppe for å svare på spørsmålene mine). For å være helt ærlig visste jeg nesten ingenting om UAV-er. Én ting var å snakke og skrive om spill, noe jeg hadde gjort hele tiden i min rolle som journalist før krigen brøt ut i full skala. Men her måtte jeg endre vektor drastisk og for eksempel finne ut hva de ulike formfaktorene til droner er og hva oppløsningen på moderne digitale kart er. Denne kommunikasjonen er virkelig både forbløffende og inspirerende, for hvis det finnes gründere som allerede planlegger og utvikler ultramoderne høyteknologiske produkter for fredstid, er vi virkelig en uovervinnelig nasjon som vil overvinne alle hindringer.

Hvor begynte det hele?

I april 2014, da krigen i Donbas startet, begynte det å dukke opp folk som ønsket å hjelpe krigerne våre. Det var slik den frivillige gruppen EyeTech, som etter hvert ble til NPP ITEC, oppsto i Kiev. Målet var å utvikle ukrainske luftovervåkningssystemer som kunne redde livene til soldatene våre. De første skrittene til EyeTech kan sammenlignes med Apple, for de første flyene ble satt sammen i en garasje ved hjelp av egne midler. Allerede den gang var det ikke snakk om kontorer, et stort team eller kontrakter. Det var bare et ønske om å skape noe eget og hjelpe lodderne våre. Grunnlaget for utviklingen var skumfly og elektronikk som ble kjøpt i Kina og montert i Ukraina.

Resultatene lot ikke vente på seg - i slutten av september produserte de de første prøvene av ubemannede luftfartøyer og presenterte dem på en utstilling i Ukrainas statlige luftfartsmuseum. På den tiden var en ny teknologiindustri i ferd med å vokse frem i Ukraina.

En av de første utstillingene der Eyetech viste frem utviklingen sin. Ukrainas statlige luftfartsmuseum, 2014 (Kilde: ITEC)

Regelmessige tester i ulike regioner i Ukraina førte til stadig bedre modifikasjoner av flyet, og det fikk en fransk autopilot, men det var fortsatt svært langt fra moderne UAV-standarder. Den overførte for eksempel koordinatene for hvor den befant seg i stedet for objektene som ble fanget opp av kameraet.

Nye endringer

I desember 2014 ble EyeTech-teamet omdannet til NPP ITEC. Teamet laget luftbårne rekognoseringskomplekser på bestilling og fortsatte å forbedre dem. Den viktigste drivkraften bak utviklingen på den tiden var militæret, så teamet lyttet til deres tilbakemeldinger. De utviklet også den nødvendige funksjonaliteten: De installerte et høypresisjonskamera, et varmekamera og et batteri som ga opptil 2 timers autonom flyging.

ITEC NPPs tester UAV-ene sine (Kilde: ITEC).

Mellom 2014 og 2016 klarte ITECH å bygge flere dusin rekognoseringskomplekser fra luften. Og militæret, assistert av ITECHs UAV-er, overrakte anerkjennelsessertifikater og et ukrainsk flagg signert av jagerflyene.

Vektorendring og investeringer

Siden 2016 har det vært mulig å produsere skrog i kompositt - med kevlar, glassfiber og karbonfiber. For å kunne gjenskape den beregnede aerodynamikken på en enkel måte. Selskapet har også gjennomført intensiv opplæring av de ansatte og satt i gang produksjon av lavvolumprodukter.

I midten av 2016 nådde selskapet et vendepunkt - de innså at dronen kunne brukes til sivile formål og satset fullt og helt på dette. ITES fokuserte på landbrukssektoren, inngikk snart sine første kontrakter med store markedsaktører og fortsatte å utvikle seg i denne retningen.

I 2021 investerte TECHIIA i selskapet og etablerte Culver Aviation på grunnlag av dette. Selskapet driver med overvåking - luftfotografering, avlingsovervåking, feltmåling, søk og identifisering av varmekilder. Og kartlegging - utarbeidelse av visuelle kart og NDVI-kart (Normalized difference vegetation index) - en numerisk indikator for kvaliteten og kvantiteten på vegetasjonen på åkerarealet. Det omfatter også topografiske kart, kart over vannmangel og utarbeidelse av ortofotokart - et digitalt bilde av et område ved hjelp av flyfotografier.

Culver Aviations UAV skanner terrenget (Kilde: Culver Aviation).

Kunne man ha gjort noe annerledes ved å begynne på nytt? Alexander har to synspunkter på dette spørsmålet - på den ene siden var det ingen annen vei å gå i Ukraina, og nå ville man ha valgt mer eller mindre det samme. På den andre siden, som Oleksandr sier: "Jeg burde ha dratt til utlandet,der reglene og dynamikken er annerledes. Daville jeg ha brukt mye mindre tid enn her".

For de som vil vite mer: Hva påvirker flyreisen?

Distanse og varighet av SKIF UAV-flyvningen

Til å begynne med er forberedelsestiden for oppskyting 15 minutter. Flytiden er opptil 2 timer, og den maksimale avstanden er 130 km. Vær oppmerksom på at flytiden og avstanden avhenger av værforholdene og rutens kompleksitet. UAV-en løftes til værs ved hjelp av en automatisk håndoppskyting med en 40 m lang elastisk katapult. En valgfri katapultutskyting fra en pickup-katapult er også tilgjengelig.

Værforhold

Anbefalt vindhastighet er opptil 10 m/s under flyging. Maksimal tillatt hastighet er opptil 14 m/s under flyging. Driftstemperatur -15 til +35 °C.

SKIFs fremvekst og dens egenskaper

Etter to år med testing og dusinvis av forsøk begynte ITEC å bygge inn mer og mer av sin egen elektronikk og algoritmer i flyet. Og høsten 2015 begynte man å designe sitt eget skrog, og året etter ble SKIF UAV-skroget avduket.

Det mest interessante er at utsiden av skroget nesten ikke har endret seg, og hvis du sammenligner det som var inni flyet i 2016 og i dag - det er to forskjellige UAV-er", sier Alexander Danilenko, administrerende direktør i Culver Aviation.

Under utformingen og utviklingen av skroget ble det lagt stor vekt på formen på UAV-faktoren. Det ble besluttet å la den være den samme som skumflyet som ITEC begynte sin reise med. SKIF har et vingespenn på 1,5 meter, og med slike dimensjoner er UAV-en mobil og kan enkelt legges i et bagasjerom. Oleksandr Danylenko forteller at det var nettopp det som var målet - kompakthet: "Vi målte bagasjerommene slik at utstyret kunne kastes inn i bilen og fraktes dit det skulle. For til store fly trenger man en pickup eller en buss. Så vi bestemte oss for en formfaktor på halvannen meter."

ITEC hadde tre forskjellige SKIF-modeller. SKIF TRAINER - for opplæring av nybegynnere og amatører. SKIF NDVI - for landbruksapplikasjoner som måling av åkerkonturer og overvåking av avlingenes tilstand med Parrots Sequoia multispektralkamera. Og SKIF MAPPER - for flyfotografering, kartlegging, måling av åkerkonturer og areal. Med tiden utviklet selskapet en enhetlig og allsidig SKIF-plattform, som nå er bærebjelken i Culver Aviations flåte.

SKIF UAVs formfaktor(Foto: itec.ua).

Hvordan kameraet i UAV-en har endret seg

I 2014 satte ITEC inn et 10 MP-kamera i de første prototypene, og det ble ansett som kult. I 2015-2016 var det allerede 20MP, og dagens SKIF har et 60MP-kamera, og det interessante her er at størrelsen på flyet forblir den samme. Kameraene som er installert ombord på UAV kan enkelt kjøpes i en butikk, men det er en ting. Før kameraet monteres om bord, settes det sammen i et spesielt hus, noe som reduserer vekten med 30 %.

Ved valg av kamera er det også viktig hvilken oppgave dronen skal utføre. Multispektrale kameraer brukes til å produsere NDVI-feltkart (Normalized Difference Vegetation Index). Alt avhenger av den aktuelle oppgaven.

Prinsippet for et multispektralt kamera. (NEON Science)

Oppløsning av digitale kart

Varigheten av SKIF-flyvningen på én lading - opptil 2 timer. I løpet av denne tiden kan kameraet skanne 1900 hektar land fra 500 meters høyde med en oppløsning på 5 centimeter per piksel.

Fra 100 meters høyde er oppløsningen 1 centimeter per piksel. Igjen, alt avhenger av den aktuelle oppgaven. Vanligvis er 5 centimeter per piksel tilstrekkelig for kundene. Det interessante er at de som trenger 1 centimeter per piksel, må betale mer for terrengskanning. Ikke med en faktor på 5, men det vil være 2-3 ganger forskjellen. Du må tross alt gå lavere og bruke like lang tid for å fange opp et mindre område.

Illustrasjon: Culver Aviation

Bildekvalitet, atypisk for et fly av denne størrelsen - Sony Alpha A7 Mark 4-kameraet på 61 MP gir en oppløsning på 1 cm per piksel fra 100 meter, slik at du kan se individuelle blader og små steiner på veien.

Hvilke oppgaver kan SKIF utføre?

1. Landbrukssektoren - for å måle felt, overvåke avlingenes tilstand, overvåke problemer i tide.
2. Naturreservater - for å vurdere ressurser, overvåke ulovlig hogst, forbedre løypekart og lokalisere områder nøyaktig.
3. Naturkatastrofer - vurdere omfanget av ødeleggelser og skader, konsekvenser av flom.
4. Veier - vurdere den visuelle tilstanden til veiene og nærliggende anlegg, kvaliteten på veidekket, analysere terreng og høydeforskjeller før prosjektering.
5. Spontane avfallsdeponier - analyser områder og ansamlinger.
6. Rør, kraftledninger - sjekk integriteten, finn raskt ut hvor det har oppstått brudd.

Hva er inni SKIF-dronen?

• Nyttelast: UAV-en har en luftbåren geodetisk mottaker med RTK-teknologi (real-time kinematic) - en anvendelse av geodesi for å korrigere vanlige feil i moderne satellittnavigasjonssystemer. UAV-en har også kinematisk etterbehandling (PPK) med globalt satellittnavigasjonssystem (GNSS) - den bestemmer koordinater (posisjon) ved hjelp av en Rover (mobil GNSS-signalmottaker) og en korreksjonsprosess etter datainnsamling ved hjelp av korreksjoner fra en referansestasjon, noe som gir resultater med 1 cm nøyaktighet og 20 Hz oppdateringsfrekvens uten behov for planimetrisk forberedelse.
• Navigasjon: navig asjonssystemer fra TERSUS, som Culver Aviation har en eksklusiv produksjonskontrakt med - takket være dem har det ferdige digitale kartet høy koordinatnøyaktighet. Systemet hjelper bøndene med å måle opp åkrene nøyaktig og planlegge budsjettet for såsesongen.

Et av TERSUS' GNSS-systemer
Foto: gim-international.com

• Kameraet: Et 61 MP fullformat-kartleggingskamera. Kan leveres med et multispektralt kamera som tilleggsutstyr.
  

Multispektralt kamera
Foto: pix4d.com

Sikkerhetssystem:

• Automatisk unnvikelse av andre fly i luften.
• Treghetsnavigasjonssystem. Aktiveres i nødstilfeller ved tap av hovednavigasjon i luften.
• Låsing av motor og servoer. Beskytter operatøren under arbeid i nærheten av SKIF UAV.
• Autonomt GPS-signal. Gjør det mulig å spore SKIF UAVens posisjon på alle avstander via GSM-nettverket.
• Automatisk fallskjermsystem. Åpner fallskjermen i tilfelle en nødsituasjon i luften.

Hvordan og under hvilke forhold flyr den?

• Flyvningensavstand og varighet: Forberedelsestid for oppskyting på 15 minutter. Flytiden er opptil 2 timer, og den maksimale avstanden er 130 km. Flytid og distanse avhenger av værforholdene: vindhastighet, rutens kompleksitet og antall ladinger/utladninger av de elektriske batteriene. SKIF letter ved hjelp av en automatisk håndstart med en 40 m lang elastisk katapult.
• Værforhold: Anbefalt vindhastighet er opptil 10 m/s under flyging. Maksimal tillatt hastighet er opptil 14 m/s under flyging. Driftstemperatur -15 til +35 °C.
  

Selskapets kapasitet og omfattende UAV-applikasjoner

Culver Aviation selger ikke sine UAV-er, men leverer tjenester ved hjelp av dem. SKIF er i denne situasjonen et verktøy som kan levere informasjon, rapporter og ortofoto. Som oftest ønsker folk feltundersøkelser som inkluderer ortofotokart. Det er også forespørsler om overflyvninger av felt med plantevekstkontroll. Hvorfor gjør de det? For å se og analysere hvordan såsesongen går, hvordan veksten går og om det er behov for korreksjon, supplering, supplering og for å oppnå 5-10 % ekstra avling et sted.

Culver Aviation kan for øvrig også kartlegge vertikale objekter og strukturer ved hjelp av et egenutviklet quadcopter. Høye objekter som telekommunikasjonstårn og andre tårn og kraftledninger kan kartlegges på denne måten. Som et resultat av undersøkelsen får kunden blant annet data om konstruksjonens integritet og helning, kraftledningers utstrekning og tilstand, en 3D-modell, et ortofoto av omgivelsene og en rapport med det tilgjengelige undersøkelsesmaterialet i et praktisk format.

Culver Aviations tjenester består av: UAV-er, operatører som foretar befaringer, programvare og et team som behandler dataene og produserer resultatene. Som Culver Aviations kommersielle direktør Sergei Ivanov sier: "Vårt produkt er ikke en drone, vårt produkt er et kompleks.

Fleksibilitet er også et av selskapets varemerker. Det hender at de får en oppgave som ingen har gjort før, og da tilpasser teamet sine evner og sitt utstyr. Det er ikke så vanskelig å gjøre, siden de har utviklet alt selv, så tilpasningsprosessen tar mye kortere tid. Sergiy Ivanov forteller at selskapet har funnet en unik forretningsmodell for det ukrainske markedet.

Vi utvikler, produserer og bruker den selv. Folk kan komme til oss med en forespørsel som ennå ikke finnes på markedet, men vi kan implementere den. Vi kan tilby fleksibilitet, hurtighet og garanterte resultater.

Hvordan UAV-markedet fungerer for bønder

Vi er et jordbruksland, så bøndene har brukt droner i sitt arbeid i lang tid nå. Men store landbruksbedrifter har behov for komplekse oppgaver fordi de driver store landområder. Større droner, som kan gjøre mer arbeid, er bedre egnet til dette formålet. En kopter kan for eksempel skanne maksimalt 70 hektar per dag. En UAV kan klare 10 000 hektar på fire-fem flygninger om dagen. Å bruke en slik drone krever opplæring, spesialprogramvare og kompetanse. Derfor er det mer lønnsomt for bøndene å fokusere på sin egen virksomhet i stedet for å lære seg et annet yrke. De trenger ikke droner så mye som de trenger svar på spørsmålene sine - hva, hvor og hvordan de skal dyrke. Derfor er det mer lønnsomt for dem ikke å kjøpe flyene, men å bestille resultatene av arbeidet som en tjeneste. Det er også mer lønnsomt for UAV-produsenten å tilby slike tjenester i stedet for å selge og vedlikeholde flyene, fordi én UAV over tid kan generere mer fortjeneste enn å selge den. Landbrukere i utlandet var de første til å innse dette og begynte å kjøpe tjenester i stedet for fly. Derfor ser Culver Aviation muligheter her både for hjemmemarkedet og for eksport av egne tjenester ved hjelp av UAV-er.

Støtter "Russland vil betale"-avtalen

"Nå vil Culver Aviation tilby en annen tjeneste, men for hele landet - vi vil bidra til å vurdere skadene fra krigen i memorandumet "russia will pay"", sier Alexander Danilenko.

Beskrivelse av memorandumet "russia will pay" på damaged.in.ua

Culver Aviation ble med i prosjektet som ble lansert av KSE Institute sammen med Ukrainas presidentkontor og økonomidepartementet . Et memorandum "Russia Will Pay" ble inngått mellom de to offentlige organisasjonene. Organisasjonene samler inn data om materielle skader påført borgere og staten som følge av russisk aggresjon. Den ukrainske regjeringen trenger disse dataene for å kunne vurdere skadene som staten og innbyggerne i Ukraina har pådratt seg som følge av russisk aggresjon, og for å kunne fremme krav mot Russland ved internasjonale domstoler om erstatning for disse tapene.

Hvem som helst kan gi informasjon om ødeleggelser og skader forårsaket av russisk aggresjon. Type og navn på anlegget, byen og regionen der anlegget ligger, samt dato for ødeleggelsen bør oppgis. Det er viktig å samle inn data om ødeleggelse av infrastruktur, store administrative anlegg og bygninger i flere etasjer: broer, flyplasser, skoler, sykehus. For å gjøre dette - du må fylle ut et spesielt skjema på nettstedet.

Det er et stort behov for ekstern skadevurdering. Store gjenstander er vanskelige å få tak i og krever vanligvis klatrere. Hvis objektet er stort, vil det ta flere dager. Men en UAV kan utføre den samme oppgaven mange ganger raskere. Med sin ekspertise og sine fly ønsker Culver Aviation å effektivisere prosessen med å samle inn informasjon om ødeleggelser. Derfor har de sluttet seg til dette memorandumet.

Og hvis du også i fremtiden ønsker å få fart på prosessene med informasjonsbehandling og styring av UAV-er, fortalte selskapet meg også hva som trengs for dette, og diskuterte også hva som er manglene i universitetssystemet i landet vårt.

Om det høyere utdanningssystemet i landet

Dette er definitivt et hett tema for alle som for tiden tar høyere utdanning. På spørsmål om universitetene våre kan produsere ferdige spesialister med en gang, sier Alexander Danilenko at ingen leverer ferdige spesialister, men gir et godt grunnlag. Hovedproblemet er at studentene mangler moderne fasiliteter under studiene. Hvis universitetene våre ønsker å produsere spesialister som er i stand til å designe og konstruere droner, må de tilby moderne utstyr. Hvordan kan dette gjøres? Et av alternativene er å trekke næringslivet inn i utdanningssektoren, slik at de kan investere i unge spesialister. Ifølge Oleksandr Danylenko jobber selskapet også i denne retningen og vil snart kunngjøre et samarbeid med et ukrainsk universitet.

Hvor bør du begynne i UAV-bransjen?

Først må du bestemme deg for en retning. Det er tre hovedretninger: elektronikk, programmering eller design. Hvis du for eksempel velger design, bør du begynne å studere programvarepakkene som brukes til å designe dronen. En av disse kan være et program for 3D-modellering - SoildWorks.

Hvordan blir jeg en del av Culver Aviation-teamet?

Den enkleste måten å bli en del av Culver Aviation på er å delta på Operator School. Dette er et gratis kurs der du lærer å operere en profesjonell UAV. Kurset krever ingen spesielle kunnskaper eller ferdigheter, alt du trenger er ambisjoner om å bli UAV-sjef. Når du har fullført kurset, kan du velge mellom tre områder for videre utvikling:

• Nasjonalt forsvar: Du kan bruke droner til å utføre nasjonale forsvarsoppgaver.
• Arbeid hos Culver Aviation: Etter å ha gjennomført intervju og kurs kan du få jobb som UAV-sjef i selskapet.
• Frilansarbeid: Alle typer luftfotograferingsoppdrag kan utføres med droner. UAV-pilot er i dag et etterspurt yrke.

Hvem som helst kan lære å fly en UAV. Ifølge Oleksandr Danylenko utdanner skolen deres dyktige operatører uavhengig av kjønn, yrke eller jobb.

Hva blir det neste?

Etter å ha begynt å sette sammen de første UAV-ene uten erfaring eller særlig kompetanse, har selskapet i løpet av årene utviklet seg, begynt å tilby tjenester til landbruket og er i ferd med å gjøre opp for tapene etter krigen i Ukraina. "Det vanskeligste var å finne motivasjonen etter en rekke fiaskoer og mislykkede eksperimenter, men du må fortsette", forteller Oleksandr Danylenko. Og når det gikk bra, hadde vi tilsynelatende én felles hindring. Hver og en av oss måtte tilpasse seg den nye virkeligheten. Nå har noen av Culver Aviations ansatte blitt værende i Kiev, noen har flyttet til nye kontorer i Vest-Ukraina, andre har sluttet seg til det ukrainske forsvaret og forsvarer landet vårt. Luftrommet er nå stengt for kommersielle selskaper, og teamet leter allerede etter måter å fortsette å tilby sine tjenester på, for til tross for alle forsøk fra fienden fortsetter såkampanjen, og bøndene jobber 100 % og trenger agroovervåking av avlingene. Parallelt med dette jobber selskapet med nye utviklinger som skal gi et nytt ord i det globale UAV-markedet. Denne historien lærer oss at suksess venter på dem som fortsetter og ikke gir seg uansett hva som skjer. For meg var Culver Aviation et eksempel på at krig ikke er en dom for utvikling og nye skritt inn i fremtiden. Hver og en av oss er nå en del av den nye ukrainske fremtiden, som allerede står for døren. Avslutningsvis vil jeg si til alle at uansett hvor vanskelig det er, må man drømme - for drømmer er begynnelsen på slike historier. Alt kommer til å bli Ukraina.

For de som vil vite mer

• Uovertrufne våpen: Ukrainske kamikaze-droner (sperreammunisjon) ST-35 Thunder og RAM
• Hvorfor MLRS M270 og M142 HIMARS er så viktige, hvilke missiler de bruker og hvordan de kan endre krigens gang.
• Ikke bare Excalibur: Historien om høypresisjonsammunisjon for 155 mm kanoner fra M712 Copperhead til M1156 PGK
• Hva et luftvernsystem består av og hvordan det fungerer ️NASAMS
• Switchblade kamikaze-droner: hva disse våpnene er og hva de kan gjøre (video)