2 april

Framtidens stridsflyg – algoritmer, 3D-teknik, laser och kvantteknik?

Utvecklingen inom stridsflyg går just nu igenom stora förändringar, de största sedan 1980-talet då bland annat multiroll-flygplan med bättre vapen och mer nattförmåga förändrade förutsättningarna för stridsflyget.

Ett stridsflyg.

Teknikutvecklingen inom luftdomänen ställer stora krav på förmågan att utveckla system och koncept för att få allt att fungera optimalt. Bild från Shutterstock.

Att teknikutvecklingen inom luftdomänen förändras ställer i sin tur stora krav på förmågan att utveckla system och koncept för att få allt att fungera optimalt, säger Andreas Hörnedal, forskningsledare på FOI:s avdelning för Försvarsteknik.

– Luftdomänen är väldigt teknikdriven och i takt med att teknik utvecklas som möjliggör vissa saker eller som löser vissa problem så driver det också på konceptutvecklingen. Den nya tekniken kan till exempel ställa nya krav på förbandsstruktur och soldaters kompetens. En drönarpilot behöver andra kunskaper än en Gripen-pilot.

Bemannat och obemannat ställer nya krav på system

Drönare och obemannade farkoster av olika slag har redan används redan i dag ibland annat Ukraina, men tekniken utvecklas snabbt och obemannade farkoster kommer bli allt vanligare framöver. En av de stora utmaningarna att lösa är att dessa obemannade system ska kunna användas tillsammans med och som komplement till bemannade flygplan, och de ska dessutom kunna kommunicera och samarbeta med olika vapensystem och sensorer på ett bättre sätt än vad som går i dag.

Det här ställer stora krav på att utveckla nya system och koncept för hur man använder dem.

– Det kommer vara stort fokus på att utveckla nya system och det kommer kräva att man tänker om kring hur dessa system kan användas. Det handlar om att bygga fungerande helheter, säger Andreas Hörnedal.

Billigare produktion med mer specialiserade plan

En fördel med drönare är att de ofta är billigare att producera än de multifunktionella stridsflygplan som är standard i dag. Dessa flygplan är generellt bra på allt men det gör dem också väldigt dyra att producera och underhålla, säger Andreas Hörnedal.

– Kanske blir det i framtiden så att vi producerar flygplan som är specialiserade på en eller ett par uppgifter och som är billigare att producera, om de kompletteras med obemannade flygplan eller andra system.

AI och 3D-tillverkning

Utvecklingen av artificiell intelligens (AI) kommer ha en påverkan även på stridsflyget. Även den fortsatta utvecklingen av additiv tillverkningsteknik (som 3D-skrivare) kommer troligen påverka stridsflyget på många sätt.

– När det gäller AI handlar det ju om att man använder stora mängder data för att lära upp en dator att göra något. Men det är även så att man kan använda algoritmer som baseras på modeller och simuleringar för att göra smarta saker. Det här används redan i dag men behoven och möjligheterna kommer öka framöver.

Redan i dag tillverkas en del mindre komponenter till flygmotorer i 3D-skrivare men i framtiden kommer det troligen vara möjligt att tillverka fler delar och reservdelar.

–Det kan också handla om förbättrade möjligheter att tillverka till exempel radarabsorberande strukturer för att ge flygplan låg radarsignatur.

Elektromagnetiska vapen och energiförsörjning

Utvecklingen av elektromagnetiska vapen som laser, innebär dels ett nytt hot stridsflyget men tekniken erbjuder också möjligheten att utveckla bättre skydd mot olika vapen.

– Laser skulle kunna skjuta sönder en jaktrobot som är på väg mot ett flygplan innan den träffar. Närstrider skulle se helt annorlunda ut. Man kan kalla det ett riktigt paradigm-skifte, eftersom det skulle kräva att man tänker om kring hur luftstrid fungerar.

Här kommer också två andra stora framtidsfrågor in i bilden – elförsörjning och kylning.

När du använder den här typen av system måste du dimensionera upp elförsörjningen i flygplanet rätt kraftigt, men elenergin som förbrukas skapar också otroligt mycket värme som måste kylas bort.

– Det här med kylning blir dimensionerande, säger Andreas Hörnedal. Det går inte att komma runt fysikens lagar, så det finns inga enkla lösningar.

Bättre motorer och grönt bränsle

Det läggs mycket pengar på att forska kring framdrivning. Här är det troligt att nästa generations flygplan kommer ha både bränsleeffektivare, mindre och lättare motorer än dagens flygplan.

– Dagens jetmotorer är redan väldigt optimerade, men redan ganska blygsamma förbättringar kan ge tydliga förbättringar av prestanda och vilken operativ effekt man får ur systemen, säger Andreas Hörnedal.

Mycket resurser läggs även på att ta fram fossilfria bränslen. Inte bara av miljöhänsyn utan för att man vill vara självförsörjande när det gäller jetbränsle.

– Samtidigt är det ingen liten sak att byta jetbränsle, särskilt om flera länders flygplan ska kunna tanka samma bränsle.

Navigation genom kvantteknik

Behovet av exakt navigering kommer bli större när flera flygplan, bemannade och obemannade, ska samverka med till exempel långräckviddiga vapen i luftrummet. Dagens navigeringssystem som GPS och Galileo är satellitbaserade och går att störa och påverka på flera sätt.

– För att kunna samarbeta på den nivå som krävs måste alla veta exakt var alla är, vilket är lite av en akilleshäl för moderna nätverksbaserade system. Vi ser till exempel i Ukraina att man kan slå ut hela systemet genom att bara störa ut navigeringen, säger Andreas Hörnedal.

Här skulle kvantteknik kunna erbjuda ett alternativ genom att göra tröghetsnavigering, som utgår från att noggrant mäta accelerationer och rotationer över tid, mer exakt och pålitlig.

– Problemet med tröghetsnavigering är att ett litet fel byggs på med tiden och blir för stort, om man inte kan kalibrera sig då och då mot någon yttre referens. Men avancerad kvantteknik kan möjliggöra en extremt noggrann tröghetsnavigering som kanske kan hålla GPS-precision i ett par veckor innan den behöver kalibreras om. Precis som atomklockor gick från att vara laboratorieexperiment till att bli bärbara så kanske vi i framtiden får se kvantnavigering som krymper från en container till en skokartong.