Aviations RX-100, testens største UAV – og den eneste som bruker drivstoff (JP-8) istedenfor batteri. (Bilde: Mona Strande)

DRONE

Presser kraftige «jobbdroner» til sitt ytterste i norsk fjellheim

Derfor må de takle forholdene.

Kan droner supplere helikoptre for inspeksjon og sikring av viktig infrastruktur? Samferdselsetatene tok med seg de største droneleverandørene til fjells for å få svar.

Det blåser hardt denne marsdagen. Kvelden før ble E6 over Dovrefjell stengt. Vinden nådde 23 meter i sekundet, og snødrevet ga minimal sikt og tettet raskt nybrøytede veier. Nå er det roligere. Bare liten kuling og effektivt rundt ti minusgrader.

Seks droneleverandører og operatører pakker bilene på Bjorli og setter kursen i retning Reinheimen nasjonalpark.

Her, i fjellområdet hvor Oppland grenser til Møre og Romsdal, skal de autonome fartøyene testes til sitt ytterste tre dager til ende.

– Det er dette som er realistisk. Det er aldri sol og vindstille når vi trenger en rask avklaring om det er forsvarlig å kjøre tog eller om en snøskavl kan rase ut og stenge sporet, sier ingeniørgeolog Eivind Hegbom fra Jernbaneverket.

Strekker grenser

Dronepilot Michael Johansen fra AST Drone Support skulle ønske seg mer vind, siden denne Lockheed Martin-dronen er bygget for å tåle både ekstrem kulde og regn og vind.
Dronepilot Michael Johansen fra AST Drone Support skulle ønske seg mer vind, siden denne Lockheed Martin-dronen er bygget for å tåle både ekstrem kulde og regn og vind. Foto: Mona Strande

11 selskaper søkte om å få være med på testene, som arrangeres av Statens vegvesen i samarbeid med NTNU. De sju som skåret best på en rekke forhåndsbestemte kriterier ble valgt ut til å delta.

Møre UAS var den eneste av de utvalgte som måtte melde forfall fordi de ikke rakk å gjennomføre en nødvendig oppgradering for å oppfylle de oppsatte flyscenarioene.

De seks andre blir testet i aktuelle oppgaver som stiger i vanskelighetsgrad fra dag til dag.

– Vi ønsker virkelig å få testet de tekniske egenskapene til fartøyene og å strekke grensene. Noen vil nok klare oppdragene, mens andre vil slite ganske tidlig, sier Torgeir Vaa fra Statens vegvesen, som er prosjektansvarlig for dronetesten.

Jernbaneverket har utlyst en rammeavtale for levering av ubemannede luftfartøystjenester med søknadsfrist rett over påske, og de er med til Bjorli for å få en forståelse av teknologiens modenhet i realistiske situasjoner.

De vurderer i første omgang droner for observasjon av stein- og snøskred og andre både forebyggende og aktuelle naturhendelser langs Jernbaneverkets infrastruktur.

I den sammenheng blir disse testdagene en skikkelig syretest.

Omfattende

Ingeniør Carl Erik Stephansen fra Maritime Robotics monterer sammen fastvingedronen MATS-C Dolphine mens ingeniørgeolog Eivind Hegbom fra Jernbaneverket holder vingene. Dronen har en flyfart på opptil 45 m/s, og egner seg godt når man raskt vil følge en bestemt rute over lengre avstander. Senioringeniør Odd-Einar Hjellen (t.v.) og prosjektansvarlig Torgeir Vaa fra Statens vegvesen følger med.
Ingeniør Carl Erik Stephansen fra Maritime Robotics monterer sammen fastvingedronen MATS-C Dolphine mens ingeniørgeolog Eivind Hegbom fra Jernbaneverket holder vingene. Dronen har en flyfart på opptil 45 m/s, og egner seg godt når man raskt vil følge en bestemt rute over lengre avstander. Senioringeniør Odd-Einar Hjellen (t.v.) og prosjektansvarlig Torgeir Vaa fra Statens vegvesen følger med. Foto: Mona Strande

Leverandørene gjør dronene klare. Styringssystemer kalibreres og kameraer og sendingsfrekvenser kontrolleres. Det justeres og dobbeltsjekkes.

Batteriene holdes varme i biler eller jakkelommer helt til sekunder før take-off.

For uansett hvor gode dagens litium-ionbatterier er, liker de fortsatt ikke kulde. Det reduserer ofte flytiden betraktelig.

– Jeg kjenner ikke til at noen har gjort en så omfattende test av hva droner kan prestere før. Vanligvis testes én leverandør av gangen, og da er det enkelt å trekke seg om været ikke er perfekt, eller å finne unnskyldninger om noe teknisk ikke fungerer, sier professor Edward McCormack fra University of Washington, som også har en 20-prosentstilling som professor 2 ved Institutt for bygg, anlegg og transport ved NTNU.

– Her testes samtlige i like tøffe forhold mens de andre leverandørene ser på. Da er det enklere å se hvem som faktisk kan levere når det trengs.

Han har lang erfaring fra dronetesting i USA, og har vært med på å utarbeide kriteriene for den norske testen. I USA brukes droner blant annet til overvåking av skogbranner og kraftlinje- og bruinspeksjoner, men ikke engang der har de testet flere leverandører så grundig samtidig før.

Ras og snøskavler

Deltakerne flokker seg rundt Robot Aviations RX-100, testens største UAV – og den eneste som bruker drivstoff (JP-8) istedenfor batteri. Å snakke med konkurrentene om tekniske løsninger, og se hva andre gjør, er noe helt nytt for bransjen.
Deltakerne flokker seg rundt Robot Aviations RX-100, testens største UAV – og den eneste som bruker drivstoff (JP-8) istedenfor batteri. Å snakke med konkurrentene om tekniske løsninger, og se hva andre gjør, er noe helt nytt for bransjen. Foto: Mona Strande

Først er det enkel flyvning i åpent terreng på Bjorli flyplass. Her skal man finne kjegler plassert langs en motocrossbane, registrere koordinatene, og ta bilder av hver kjegle.

Deretter skal man inspisere en bru som ligger bak et skogholt. Denne skal også markeres på kart, fotograferes og filmes.

Videre skal de fly opp mot en fjelltopp hvor de må lokalisere en person, ski og staver i et simulert snøras. Her er naturlig nok det viktigste å lokalisere personen med varmesøkende kamera så koordinatene i en reell situasjon kan gis videre til redningsmannskapet så fort som mulig.

Deretter skal de fly til en ny topp og ta gode bilder av en snøskavl som henger over kanten av denne. Her er bildekvaliteten avgjørende for å kunne bedømme rasfaren uten fare for menneskeliv.

– Vi bedømmer dronene etter forhåndsdefinerte kriterier, som er valgt ut etter Vegvesenets behov. De ønsker å finne droner som får plass i vanlige biler, er relativt enkle å klargjøre og bruke, og som kan fly i fjellterreng både i kulde og vind, sier McCormack.

Turbulens utfordrer

Orbitons fastvingedrone skytes ut fra katapulten. Den ser ut som et jagerfly i miniformat på nært hold. På lengre avstand ligner den en fugl med imponerende vingespenn der den flyr innover i dalen og opp mot Brennhø, 1148 meter over havet.

Men fra bilen de bruker som kontrollrom, har vi full oversikt på skjerm. Dronen ligger jevnt i 120 meters høyde, som er det høyeste den kan gå opp fra bakkenivå, ifølge Luftfartstilsynets regelverk, mens den nærmer seg toppen av Brennhø hvor det fiktive snøskredet er.

– Der oppe blåser det 15 m/s. Vi skal forsøke å gå nærmere bakken for å se bedre, men det er kraftig turbulens rett nedenfor toppen der hvor raset har gått, forklarer teknisk leder i Orbiton, Gonzalo Figueroa.

Det blir fort klart at turbulensen gjør det vanskelig å gå mye nærmere. Dermed settes dronen i loiter-modus over rasområdet. Da går det ikke mange minutter før de får napp.

– Der er det en person!, utbryter dronepilot Matjaž Černigoj, og låser kameraet på en skikkelse i snøen. Folk fra Vegvesenet, Jernbaneverket, NTNU og konkurrenter kommer for å se. Deloppdraget er utført.

Forskjellig utgangspunkt

Kontrollrom: Matjaž Černigoj markerer skiløperen Orbitons drone har funnet i det fiktive raset på skjermen. Prosjektansvarlig Torgeir Vaa (foran) og professor Edward McCormack (bak) følger med.
Kontrollrom: Matjaž Černigoj markerer skiløperen Orbitons drone har funnet i det fiktive raset på skjermen. Prosjektansvarlig Torgeir Vaa (foran) og professor Edward McCormack (bak) følger med. Foto: Mona Strande

Samtidig flyr Blinken AS nye runder nede på flyplassen. Det er for mye vind i fjellet for dronene de har med
seg.

– Testforholdene er nok realistiske for det Statens vegvesen vil ha svar på, men våre droner er primært tiltenkt inspeksjon og kartlegging. Da tar man værforbehold og drar ikke ut på jobb når det blåser så mye, sier Jens-Petter Kihl, som er selger i selskapet.
Dronepilot Michael Johansen fra AST Drone Support mener derimot det er for lite vind:

– Målet vårt var å få vist mobilitet, responstid og allsidighet, og det føler jeg vi har fått gjort, men siden vårt system er bygget for ekstrem kulde, nedbør og vind, skulle jeg ønske at det blåste mer, sier han.

Andøya Space Center fikk dessverre tekniske feil med sin multirotor som gjorde at de måtte holde seg til forsiktig flyvning, hvor målet var å vise kvaliteten på kameraene.

Robot Aviation fikk ødelagt antennen til telemetrilinken i transport opp til Bjorli, og helikopteret deres fikk derfor svært kort rekkevidde og måtte nøye seg med en kort demo innenfor synsvidde i fjellet.

Bransjetreff

Likevel er samtlige leverandører og operatører fornøyde med opplegget. Statens vegvesen trodde på forhånd at alle skulle kjenne hverandre, men det viser seg at nesten ingen av dem har snakket sammen før. Dermed ble det sosiale nærmest vel så viktig som testene.

– Det har stor verdi for oss å møte andre i bransjen og se hvilket utstyr og løsninger som finnes. Jeg mener det er viktig å møtes og utveksle erfaringer istedenfor at alle sitter i hvert sitt hjørne og finner opp kruttet på nytt, sier dronepilot Nils Peder Skogsrud fra Maskinstyring AS.

Systemingeniør Torbjørn Houge i Maritime Robotics skryter både av de realistiske testforholdene og arrangementet:

– Det var et spekter av fagpersoner til stede som svarte godt på hvilke utfordringer de har og vil få. Oppgavene var basert på realistiske situasjoner, samtidig som de lot det være opp til oss som deltok å vurdere hvordan vi ville løse dem, sier han.

Trenger tid

Men fikk arrangørene svar på sine spørsmål? Er dagens droner med tilgjengelig teknologi og gjeldende regelverk kapable til å løse utfordringene Statens vegvesen har?

– Bransjen trenger nok litt mer tid for å komme til det nivået vi ønsker. Vi utfordret dem på bruksområder som var nye for flere av firmaene, og rekkevidde og bildekvalitet er den største utfordringen. Det som var viktig for oss nå var å formidle våre forventninger, og vi møtte en fantastisk positiv bransje. Jeg vil tro at det meste av dagens problemer vil være løst om vi arrangerer en ny test om ett år, sier prosjektansvarlig Torgeir Vaa.

– Testen viste at flere droner kan fly til utilgjengelige områder over startpunktet for ras i skikkelig vintervær. De kan også ha med seg kamera og sensorer som kan bistå Vegvesenet i å bedømme rasforholdene, men dette krever mer testing. Droneteknologien utvikler seg fort, og til enkelte oppgaver kan dronene være et supplement allerede. I fremtiden vil nok droner fint kunne gjøre Vegvesenets skredovervåkning bedre, sier professor Edward McCormack.

Ikke som helikopter

Bransjen selv ser ut til å være enige i arrangørenes konklusjon:

– I første omgang kan droner være et viktig supplement fordi de har fordeler som at de er raske å sette i gang, og de kommer til på trange og utsatte steder uten menneskelig risiko. Mindre droner har også begrensninger når det gjelder vind og batteritid, men de fleste inspeksjoner som ikke stiller krav til flytid over store avstander kan erstattes av slike droner, sier Terje Kristensen fra Andøya Space Center.

– Jeg tror droner i første omgang vil komme som et tillegg til helikopter i tilfeller hvor helikoptre ikke når frem raskt, eller hvor situasjonen ikke vurderes som viktig nok til å kalle ut et helikopter. På sikt tror jeg droner kan utfylle helikopter i situasjoner hvor sikkerhetshensyn gjør det farlig å fly helikopter. Da kan man lette presset på pilotene om å fly i forhold som er på grensen av det de bør, sier Torbjørn Houge i Maritime Robotics.

– En drone kan komme mye nærmere enn helikoptre ved fininspeksjoner. De kan for eksempel fly inn og se på sprekkdannelser i fjell på detaljnivå. Du fjerner også den menneskelige risikofaktoren. En drone vil aldri erstatte helikoptre, men til en del oppdrag kan den være et bedre alternativ, sier Michael Johansen i AST Drone Support.

Kommentarer (4)

Kommentarer (4)