Kirkkonummella valmistetaan droneja ammattikäyttöön

keskiviikko 15.03.2023
TEKSTI Matti Pirhonen
KUVAT Matti Pirhonen ja Antero Kukko MML
Boxer Hybrid Drone on vielä kahden miehen kannettavissa, mutta Puolustusvoimille Avartek suunnittelee vähän isompaa dronea 200 kilon hyötykuormalla.

 

 

Avartek on kotimainen edelläkävijä dronetekniikassa. Se valmistaa Kirkkonummen Masalassa droneja yrityksille, esimerkiksi kännykkämastojen tarkastamiseen ja LIDAR-kuvauksiin. LIDARilla eli laserkeilauksella on löydetty esimerkiksi Suomesta kivikautisia asuinpaikkoja ja Amazonin viidakoista asutuksen jäänteitä, joista ei ole aiemmin tiedetty mitään.

 

 

Avartekin toimitusjohtaja on Ronald Lindberg ja markkinointitehtäviä hoitaa Patrik Raski, joka on yhtiössä dronelentämisen asiantuntija. Avartek on valmistanut maalilennokkeja Puolustusvoimille vuodesta 1968 lähtien.

 

Avartekin dronessa käyttämää avaruustekniikkaa: satelliittiantennit.

Hybridillä pitempi lentoaika
Sähköakkujen energiatiheys on vielä nykyään paljon huonompi kuin bensiinin. Viisi litraa bensaa sisältää saman verran energiaa kuin 40 kg LiPo-akkuja. Avartekin droneissa on siksi voimalinjana hybridijärjestelmä: bensiinikäyttöinen bokserimoottori pyörittää 4 KW generaattoria, joka lataa pieniä akkuja, joista roottoreita pyörittävät sähkömoottorit saavat virtansa.

 

–Dronemme ei kilpaile sähködronejen kanssa, vaan tämän oikea kilpailija ovat miehitetyt helikopterit. Hyvällä gimbaalilla varustettuna tällä on sama tähystyskapasiteetti kuin oikealla helikopterilla. Voidaan esimerkiksi käydä etsimässä kadonneita ihmisiä metsästä ja tämä pysyy kauemman aikaa ilmassa kuin oikea helikopteri, Lindberg kertoo.

 

 

–Keli voi estää lentämästä miehitetyllä helikopterilla, mutta tällä voi lentää huonossakin kelissä, Raski lisää.

Turbiinimoottoriakin ovat Raski ja Lindberg hybridiin kokeilleet, mutta sellaisen polttoaineenkulutus on liian suuri. Bokserin pyörittämällä generaattorilla drone pystyy lentämään jopa viisi tuntia. Jos siinä on kahdeksan kilon hyötykuorma, mahtuu polttoainetta kyytiin viisi kiloa, jolloin lentoaika on noin kaksi tuntia. Itse drone painaa 17 kiloa. Lentopainon ja suurimman mahdollisen polttoainemäärän laskeminen on tuttua kaikille kaksipaikkaisilla ultrakevyillä kahdestaan lentäneille.

 

Bensamoottorin ansiosta drone toimii kovassakin pakkasessa. Moottori on nestejäähdytteinen ja hukkalämmöllä lämmitetään akkuja ja elektroniikkaa Avartekin patentoidulla menetelmällä. Pakkasraja on käytännössä bensiinin leimahduspiste, -46°C. Ehkä Siperiassa voitaisiin teoriassa joskus käyttää dronea sellaisissa olosuhteissa. Tällä hetkellä kaksi bokserihybridiä on Antarktiksella tositoimissa. Toinen on Ilmatieteen laitoksen projektissa ja toinen Maanmittauslaitoksen. Siellä on nyt kesä, joten pakkasta ei ole tolkuttomasti.

–Tutkimuskäyttö on pääasiallinen kohderyhmämme, Raski sanoo.

 

Bokserihybridejä on käytössä Suomen lisäksi Puolassa, Saksassa, Yhdysvalloissa ja Israelissa. Avartekin dronen kotimaisuusaste on korkea. Yhtiön omaa tuotantoa ovat dronen runko ja osa elektroniikasta. Valmistuksessa käytetään uusinta tuotantotekniikkaa, kuten 3D-tulostusta titaanista, ja roottorihaarojen korvakkeet on tulostettu Suomessa nekin. Virallinen mallinimi on Boxer Hybrid Drone. Sitä on kehitetty kolme vuotta ja se on nyt kaupallisessa tuotannossa.

 

Patrik Raski on puuhannut lentävien RC-laitteiden kanssa lapsesta lähtien. Työ mainosvalokuvaajana ohjasi hänet dronejen pariin.
Ronald Lindberg tasapainottaa Boxer Hybrid dronen roottoria.

 

UASilla Suomesta Viroon
Vuonna 2016 Avartek kokeili miehittämätöntä lentoa Suomesta Viroon. Molemmissa maissa varattiin lentoa varten kolme kilometriä leveät käytävät Hangon ja Haapsalun välille 2000 jalan lentokorkeutta varten. Avartek AR3000 laskeutui laskuvarjolla Kiltsin lentokentälle ja vei hyötykuorman eli 3D-tulostetun pienoismallin itsestään ja kirjeen Haapsalun kaupunginjohtajalle.

 

–Keli oli niin huono, että Cessna ei pystynyt tekemään samaa matkaa, Lindberg kertoo.
Tuulta oli 15 m/s ja pilvet olivat 150 metrissä. Pohjoistuulen vaikutuksesta maanopeus oli lennolla jopa 180 km/h. Tyynellä se olisi ollut 135 km/h.
Lento oli ensimmäinen kansainvälinen UAV-lento, pituudeltaan 108 kilometriä, ja sitä olivat Virossa todistamassa myös yksi ministeri ja alueen maaherra. Toki Englannin kanaalin yli on saatu lennätettyä drone jo aiemmin, mutta ei ammattimaisella otteella ja lennonjohtojen kanssa toimien.
Kärkiväliä AR3000:lla oli kolme metriä ja lentopaino 14 kiloa. Itse lennon harjoitteluun testialueella Vihdin Olkkalassa kului kaksi kuukautta.
–Tämä oli konseptilento, jonka oli tarkoitus osoittaa, että tekniikka on kypsä, Raski kertoo.

Huipputekniikkaa pienessä koossa: kanadalaisen yhteistyökumppanin kanssa kehitetty bokserimoottorin pyörittämä generaattori. Akuissa on vielä nykyään sen verran huono energiatiheys, että Avartek luottaa voimalinjassa hybridiratkaisuun.

 

Yritys, jonka tuotteita ammutaan
Avartekilla on jo vuodesta 1968 lähtien ollut yhteistyötä Puolustusvoimien kanssa. Ne ilmailijat, jotka ovat olleet armeijassa ilmatorjunnassa, ovat saattaneet ampua Avartekin maalilennokkeja. Puolustusvoimat korjaa itse lennokkeja osumien jälkeen ja maalilennokit on suunniteltu helposti korjattavaksi pienten osumien jälkeen.

 

Virossa on kehitetty maata pitkin kulkeva kauko-ohjattava kulkija, jolla voidaan taistelun aikana evakuoida haavoittuneita tai kuljettaa taistelijoille ammuksia ja muonaa. Sitä on kokeiltu sotilasalan suurimmassa tapahtumassa Ukrainassa. Avartek kehittää vastaavaa ratkaisua, joka lentää, mutta turvallisuuden vuoksi matalalla puiden seassa. Kantokyvyksi Puolustusvoimat haluaa 200 kiloa, joten vähän isommasta dronesta on kysymys. Lentämiseen tuottanee virtaa turboahdettuun rivineloseen kytketty generaattori.

 

–Kävimme syksyllä Lapissa esittelemässä hybridiämme Puolustusvoimille. He innostuivat siitä kovasti ja sanoivat: ”Joo, just tämmönen, mutta 200 kiloa, kiitos,” kertoo Lindberg.

 

Tämä Boxer XL -drone osaa lentää ”näkymättömänä” eli ilman GPS:ää tai muuta radioyhteyttä, koska sitä voisi vihollinen häiritä. Sen keinoäly (AI) osaa navigoida optisten kameroiden avulla täysin autonomisesti. Boxer XL -dronea suunnitellaan ainoastaan logistiikan kuljetusongelmien ratkaisuun. Tästä kehitetään puolustusvoimille uusi tärkeä työkalu, jolla voidaan turvallisesti suorittaa ilmakuljetusta vaara-alueen sisällä. Keskusteluja käydään parhaillaan Yhdysvalloissa ja Iso-Britanniassa.
Mahdollisen aseistuksen asentaminen on Puolustusvoimien heiniä.
–Voihan vaikka polkupyöräänkin asentaa aseistuksen, nauraa Lindberg.

 

Kaksi Boxer Hybrid Dronea on keväällä 2023 Antarktiksella kuvauskäytössä. Kuva: Antero Kukko MML
Boxer Hybrid Drone kulkee käyttöpaikalle vaikka etelänaparetkikunnan reellä. Kuva: Ilmatieteenlaitos

 

Harrastus muuttui työksi
Lindberg ja Raski ovat aloittaneet ilmailun lennokeilla, kuten aika moni muukin. Lindbergin suurin saavutus ilmailussa on mallilennokkien viides sija MM-kilpailuissa vuonna 1990 Puolassa, sarjassa F4C. Lisäksi hän on muutaman kesän lentänyt purjelentoa Nummelassa.

 

–Ajattelin sitten, että se on aivan liian vaarallista. Pysyn mieluummin jalat maassa, Lindberg kertoo.
Raski on harrastanut RC-lennokkeja, joista osa oli turbiinimoottoreilla, sekä helikoptereita. Lukijoista joillekin ovat tuttuja esimerkiksi lennokit Boomerang XL, Tomahawk Viper ja Nano. Raskilla oli myös turbiinimoottorillinen RC-helikopteri ilmakuvauskäytössä ja jo vuonna 2008 tiettävästi ensimmäinen DJI:n autopilotillinen drone Suomessa, malli XP31. Ammatiltaan hän on varsinaisesti mainosvalokuvaaja ja hänet valittiin Vuoden muotokuvaajaksi vuonna 2005. Lisäksi hän on ollut Fotofinlandia-kilpailun finalisti.
–Välillä tulee mieleen, että rakentaisinko lennokin, mutta se jää, kun tulen töihin käyttämään kolvia, sanoo Raski.