Nya flygplan billigare och bättre än äldre flygplan

Med elektronikens intåg i flygvärlden har en rad möjligheter uppenbarat sig. Vi kan ”fuska” med tumregeler som tidigare generationers flygplankonstruktörer var tvungen att ta hänsyn till. Vi kan avlasta en pilot så att denne inte ägnar hela sin uppmärksamhet åt att framföra flygplanet. Ökad komplexitet i flygplansystemet och större prestandaomfång leder till att vi måste automatisera en rad funktioner i flygplanet. Men elektroniseringen innebär också nya problem som måste lösas, ett av problemen ser vi på bilden ovan, detta problem stavas ”Tin Whiskers”.

I flygplan37 fanns en differentialväxel för att blanda tipp och rollutslag för att kunna styra ut vingrodren. Differentialväxeln var indirekt kopplad till pitorör för att ta in statiskt och dynamiskt tryck i syfte att kunna växla om roderutslagen för att de skulle anpassas något sånär till fart och höjdområde. Ett rent mekaniskt underverk, vilken urmakare som helst skulle kunna vidmakthålla en sådan apparat. Den tekniska utvecklingen leder snarare till att det blir billigare att hålla denna funktion vid liv, moderna mekaniska industrier skulle kunna tillverka en ny växel när den gamla är utsliten till en mycket lägre kostnad än den ursprungliga tillverkningskostnaden. Men vi är begränsade till ett fåtal funktioner och det är dyrt att ändra någon funktionsparameter. Det blir ett gediget omkonstruerande och prototyptillverkning för en helt ny växel. Utvecklingspotentialen är begränsad, kommer att få leva med samma prestanda genom hela systemets livslängd.

Ponera nu att vi ersätter differentialväxeln med en elektronikburk som via diskreta analoga komponenter styr magnetventiler för att ge önskat roderutslag. Elektronik är billigare än mekanik och vi kan dra nytta av utvecklingen för att utöka tillförlitligheten. Den här första generationens elektronik skulle inte kunna ersätta differentialväxeln ur en tillförlitlighetssynpunkt men som exempel duger det gott. I sig är livslängden på elektroniska komponenter begränsad. Genom att vi har materiel med olika elektromekaniska egenskaper i komponenterna finns det så att säga en självförstörelsemekanism, vi säger att komponenterna åldras. Analog elektronik innebär också att vi kan bygga begränsade funktioner men genom att det är så pass mycket billigare och vi kan få plats för mer funktioner på samma yta som den mekaniska lösningen så väljs den lösningen där vi kan acceptera en högre felfrekvens.

Vill vi ha möjligheter att fortlöpande ändra differentialväxelns karaktäristik så blir vi tvungen att införa något som är enkelt att ändra på. Entré datorn, i sin enklaste form har vi programerbar logik men i mer utvecklad form programexekveringsfunktion. I stället för flera olika logiknätverk så räknar elektroniken enligt ett förutbestämt program. Vi ser alltså att en dator är oslagbar för att kunna utveckla en funktion på ett enkelt sätt. Men ju mer vi låser oss i elektroniken, vilket vi i praktiken gjort sedan trettio år tillbaka, desto större är kraven på att följa utvecklingen och moderniseringen. Vi har fortfarande problemet med att komponenter åldras och faktiskt slits. Tittar vi ett motorstyrdon till en bil så ser vi minnen som har en garanterad livstid där de går att programera om och ett visst antal garanterade programmeringar. För en tidig nittiotalsbil så har vi i princip gått utanför den livslängden med det dubbla, vill vi ersätta dessa minnen så finns dessa i princip inte att få tag i nytillverkade och de som går att få tag i har legat på hyllan sedan år 1995. S.k. ersättningsminnen är svåra att få tag i och de kräver andra programmeringssätt inte sällan har dessa också en avsevärd hylltid. Att de inte nytillverkas beror på att det finns en väldigt liten efterfrågan på dessa minnen, nya minnen har högre kapacitet, är billigare men de passar inte i gamla system. Vi ser närliggande problem i annan elektronik som när Toyota har problem med rusande motorer beroende på ”Tin Whiskers”. NASA har påvisat hur 45 år gamla transistorer åldrats av ”Tin Whiskers”, med miniatyriseringen så uppkommer dessa problem betydligt snabbare än 45 år. Vi kan alltså inte lagerhålla komponenter för senare bruk.

Likadant är det i flygplan. Att nu hålla flygplan JAS 39A/B i luften är dyrt. Många komponenter finns inte att få tag på om vi också ställer ett luftvärdighetskrav. I slutändan innebär det att vi ställer skrov på marken därför att det inte finns elektronikburkar att montera in. Vi måste alltså kontinuerligt jobba på att ersätta denna elektronik. Som exempel kan nämnas att förseningarna i F22 projektet i USA ledde till att man under projekteringens gång fick konstruera om en stor del av avioniken då man slutade tillverka de processorer som valts till elektronikburkarna. Man hade inte lagt någon beställning då man fortfarande låg i utvecklingsfas och tillverkaren hade föga intresse av att tillverka en kortare serie föråldrade komponenter.

Vi utvecklade JAS 39C/D för att ha en chans att hålla flygplan i luften på ett billigt sätt, att vi sedan valde att tillföra en mängd funktioner förändrar inte principen. Vidareutvecklingen betalades av fördyringen att fortsätta med gammal elektronik. Likadant kommer vi att nå med JAS 39C/D vi måste utveckla flygplanen för att hålla dem i luften. Nödvändigheten att förmågelyfta flygvapnet med flygplan JAS 39NG har bl.a. Wiseman skrivit om, i sin senaste Newsmillartikel beskriver Wiseman försummelsen av materielinköp, vidmakthållande och anskaffning av förmågor. Likadant måste vi se till våra flygplan, vi har levt i en snart tioårig bubbla där Försvarsbeslut 04 effektivt döda all utveckling annat än den som inte bar mot internationella förmågor. Den försummelsen kostar multum att återhämta, även om vi inte kan bygga upp all infrastruktur så kan vi åtminstone planera för förmågor vi behöver framgent baserat på vårt raserande av infrastruktur. Som Wiseman skriver, stridsflygplan är dyrt och att välja ett annat flygplan än JAS 39 innebär att vi också måste betala för att avveckla och utveckla infrastruktur. Behåller vi flygplantypen innebär det att vi tar med infrastruktursatsningar vi gjort de senaste tio åren.

Kostnaden för att flygsäkert och luftvärdigt vidmakthålla JAS39C/D med dess nuvarande förmågor kommer att vara så dyrt att det kommer att bekosta uppgraderingen till NG. Vi ser alltså vad dyrt nollalternativet i stridsflygsammanhang är.

J.K Nilsson