Systemförståelse

Introduktion

I beskrivningarna i de olika avsnitten om ”Systemförståelse” visas vilka grundläggande kompetenser som måste finnas i ett företag som utvecklar avancerade produkter. Att först kunna förstå vad en kunds ”egentliga” behov är kräver samarbete med kunden och ett gediget konceptarbete.

Att sedan kunna omsätta det till praktisk operativ lösning kräver en bred kompetens och stora praktiska erfarenheter. Här visas dessutom hur den tekniska utvecklingen framskridit på ett av de svåraste områdena, nämligen styrsystem för stridsflygplan.

Dessutom beskrivs hur man kan arbeta med standarder som är helt nödvändigt för att kunna bedriva effektiv verksamhet inom flygutveckling.

Konceptmetodik

Detta avsnitt beskriver kortfattat varför konceptarbete är centralt för en kund och för Saab.

Vill du läsa hela denna text hittar du den under Vägar till ny förmåga, Kundvärde och  Konceptmetodik.

Konceptutvecklingens två huvudsyften är att engagera kunden och marknaden samt genom ökad förståelse, reducera riskerna för utveckling, produktion och drift av produkten.

Då flygsystem tar lång tid att utveckla och ska användas under flera decennier är kraven på kartläggning av behoven av yttersta vikt. Det finns en mängd intressenter kopplade till framtagning och vidareutveckling av flygsystemen. Kärnan bland intressenterna är de som ska finansiera, äga och bruka systemet, dvs. samhället, kunden och brukaren. En viktig del av konceptarbetet är att stödja dialogen mellan intressenterna, genom att göra analyser och ge återmatning på deras frågeställningar.

Genomtänkt konceptutveckling är en grundläggande förmåga och en förutsättning för att utveckla framtida militär operativ förmåga. Konceptuell utveckling av flygsystem är en ständigt pågående verksamhet inom Saab. Verksamheten kartlägger framtida marknadsbehov och följer upp trender i taktisk och teknisk utveckling. Den vidareutvecklar även företagets kompetens och förmåga inom flygsystemanalys.

Flygsystem är mycket komplexa, vilket medför att utveckling av nya system ställer stora krav på kompetens och stöd för beskrivning och analys av taktiska och tekniska lösningar. Arbetet är iterativt och indelas i flera steg i syfte att öka systemlösningens mognad, relativt behovet den utvecklas för. Men även behovet utvecklas i takt med de möjligheter som presenteras under konceptets tillväxt, därför bedrivs arbetet i team som är sammansatta av användningsanalytiker och teknikutvecklare.

Mognadsprocessen i en konceptstudie är indelad i flera steg. De inledande stegen syftar till att spänna upp lösningsrymden för att hitta den mest optimala lösningen. Analysen måste genomföras av erfarna analytiker på en hög systemnivå för att hålla nere kostnaden. De avslutande stegens huvudsyfte är att ge en robust systemlösning som minskar riskerna vid framtagning och användning av den framtida produkten. Här ställs krav på djup i analysen, då resultatet används som underlag i de avtal som skrivs med kunden.

Taktisk loop

Detta avsnitt beskriver hur ett verkligt operativt uppdrag genomförs. Här kan man också läsa om hela förmågan från att genomföra uppdrag i ett geopolitiskt sammanhang där Gripen används. Texten omfattar beslut från FN till operativa beslut av en pilot.

Vill du läsa hela denna text hittar du den under Vägar till ny förmåga, Kundvärde och Taktisk Loop – den operativa förmågan.

Från regeringsbeslut till operativ insats i Libyen – 23 timmar - Hur är detta möjligt!?

För att kunna vara flexibel och snabb måste man för militära flygsystem förstå de grundläggande förutsättningarna för att avancerade och komplexa system skall verka i en dynamisk hotbild. Vad är det då som man måste veta?

Man måste börja med att förstå kundkraven och den säkerhetspolitiska kontext som kunden skall verka inom, därtill måste man förstå den politiska agendan, samt varför kunden vill ha ett avancerat försvarssystem. Här beskrivs vilka krav som finns för att få utveckla avancerade militära flygsystem och hur man på Saab praktiskt omsätter detta i ett utvecklingsarbete.

För att exemplifiera vilka krav som ställs och vilka förutsättningar som krävs, berättas nedan hur en brukare genomför ett operativt uppdrag.

Den libyska regimens våld mot den egna befolkningen ledde till att FN:s säkerhetsråd den 17 mars 2011, beslutade om en flygförbudszon för det libyska flygvapnet. Som underlag för beslutet låg resolution 1973, som antogs under FN-stadgans kapitel VII. Där slog säkerhetsrådet fast att situationen i Libyen utgjorde ett hot mot internationell fred och säkerhet. För att realisera beslutet skulle en NATO-ledd insats verkställas, som syftade till att bland annat bibehålla flygförbudszonen.

NATO ställde en formell förfrågan till Sverige den 28 mars 2011 om deltagande i en internationell insatsstyrka. Sveriges regering föreslog i en proposition den 29 mars 2011 att skicka en insatsstyrka till insatsen i Libyen. Propositionen överlämnades till Sveriges riksdags sammansatta utrikes- och försvarsutskott (UFöU).

Den 31 mars 2011 röstade det sammansatta utrikes- och försvarsutskottet ja till att stödja propositionen för ett deltagande i den internationella flygförbudsinsatsen över Libyen och därmed överlämnades propositionen till riksdagen för beslut. Riksdagen bifaller sedan proposition 2010/11:111 den 1 april 2011, om Svenskt deltagande i den internationella militära insatsen i Libyen. Det fanns ett förbehåll i beslutet som innebar att styrkan ej fick angripa markmål mer än i självförsvar och att insatsen skulle pågå i maximalt tre månader.

Den svenska operationen i Libyen benämndes först som Flyginsats Libyen 01 (FL 01), sedermera betecknad som FL02, när uppdraget förlängdes.

Styrkan som Sverige skickade bestod av åtta stycken JAS 39 Gripen, ett transportflygplan TP 84T och ett signalspaningsflygplan S 102B Korpen. Utöver det kom styrkan att uppgå till ca 250 personer.

Den 9 juni 2011 inlämnade Regeringen en proposition rörande en förlängning av insatsen med ytterligare 90 dagar, i propositionen framgår att antalet JAS 39 Gripen minskas från åtta till fem. Propositionen antogs i Riksdagen den 17 juni 2011.

Den svenska insatsen med Gripen utgjorde spaningsuppdrag, för att genomföra denna typ av uppdrag krävs en mycket god planering inom försvarsmakten.

Genomförbarhet – restriktioner och planeringsförutsättningar

För att genomföra ett uppdrag måste brukaren ta hänsyn till ett antal faktorer, vilka militära hot förbandet kan bli utsatt för är en primär faktor. Andra planeringsparametrar utgår från var operationen ska genomföras och hur miljön ser ut där förbandet ska verka. I Libyenfallet var stationeringsorten basen Sigonella på Sicilien i Italien och uppgiften bestod av flygspaning över Libyen.

Några exempel på viktiga frågor som måste beaktas är: Avstånd - hur säkras bränsleförsörjning? Hur sker samverkan med andra nationer i insatsen? Hur sker kommunikation och ordergivning? Vilka väderförhållanden finns att ta hänsyn till? Hur ser en räddningsinsats ut om en förlust av ett flygplan skulle uppstå? Vilken utrustning och beväpning erfordras för uppdraget?

Vilken typ av kartunderlag som behövs är en central fråga, det krävs även en hel del insatser för att ta fram detta kartunderlag så att det skall passa för det uppdrag som skall genomföras.

Det kan också finnas specifika förhållanden i operationsområdet som måste beaktas, exempel på detta var att den typ av bränsle som fanns på basen i Sigonella var anpassat för USAs marina flygvapen (US Navy).

Väderförhållandena i området är speciella, det förekommer mycket åska och luften är bemängd med vulkanaska och dessutom sand från sandstormar. Detta påverkar naturligtvis flygplan och utrustning.

Uppdraget - vad gjordes

Den 2 april 2011 lyfte de första stridsflygplanen ifrån F 17 och Ronneby flygplats med Sigonella-basen i Italien som destination. Från riksdagens beslut till att flygplanen landade vid Sigonellas flygbas på Sicilien i Italien tog det 23 timmar.

Uppdraget var en taktisk spaningsuppgift med uppgift att fotografera potentiella mål Exempel: SA-8 luftvärnsbatteri upptäcks av Gripen EW-system, som fotograferas av Gripen och neutraliseras av andra NATO-enheter.

Omdöme från NATO

”Gripen-skvadronen är av stort värde och högt prioriterad. "De har en mycket snabb slinga från landning till tolkade bildleveranser”. Nato-kommandot är mycket nöjd med en operation som är snabb i utförande och med hög kvalitet i resultatet. Det viktiga budskapet är att skvadronen gör ett mycket bra och mycket uppskattat jobb, de är i ett verkligt krig med en passiv motståndare, som har en riktig förmåga att bekämpa flygplan med avancerad SAM-missiler.

Geografiskt läge

Operationsområde.

Fotografi taget under övervakningsuppdrag.

Taktisk loop för uppdraget - hur gjorde man

Planering och genomförande följer en taktisk loop som är en noga definierad process för hur ett uppdrag utförs, från början till dess att uppdraget är genomfört, data är analyserad, resultatet är summerat och sänt till staben för ytterligare tolkning och beslut om nya åtgärder. Uppdragsanalysen innebär både att rekommendera vidare operativa insatser och att definiera underhållsåtgärder för att kunna tillgängliggöra hela materielsystemet för nästa uppdrag.

I figuren ”Taktisk Loop” visas principiellt hur olika typer av förberedelser är relaterade till varandra.

Genomförandet av Taktiska loopen - spana efter luftvärn i Brega

n av Försvarsmaktens piloter kallad Duke berättar nedan om ett uppdrag från Libyen-insatsen FL 01. (källa Flygvapenbloggen).

Först visas det schema som berättelsen beskriver och den Taktiska loop som Duke genomför tillsammans berörda personer inom insatsen.

Summering av det skarpa uppdrag över Brega som ”Duke” beskriver nedan:

03:00 MSO compiling mission into a MSS-planning

06:00 Initial intelligence brief

          MSO mission brief

          ATO/ACO and mission study

          Mission Data Card (MDC) completed

07:00 Mission brief with wingman. Detailed walk through of complete sortie

08:00 Step Brief, weather and threat situation update just before BÖS

08:20 AC pre-flight

09:00 Take off AAR, Recce mission over Brega, AAR, Defensive Counter Air protecting tanker completed

13:00 AC touchdown Sigonella

13:20 Post mission brief

~15:00 Mission report

Med ett mentalt projicerat spett bänder jag mig ur sängen klockan 05:10. Jag ska leda första rotepasset av två under dagen och planeringen börjar idag tre timmar innan take-off. Det första som händer på divisionen är att vi två som ska flyga briefas av underrättelseofficerare om läget i Libyen i stort och där vi ska flyga mer detaljerat. Idag har det dessutom kommit rapporter om avfyrat fientligt luftvärn så det tar lite längre tid än vanligt.

Efter briefingen så står en Mission Support Officer – som har jobbat halva natten – och trampar för att visa hur planeringen för passet är uppbyggt. Grundupplägget är klanderfritt som vanligt och efter ett par ingångsvärden från oss och lite diskussioner om vilka höjder vi kommer att flyga på så smyger hon iväg för att realisera alla papper vi ska ha med oss. Hon laddar också den datastav med uppdragsinformation som vi senare matar flygplanet med.

Nu är det dags att ta tag i Personal Recovery-situationen på det område som vi ska flyga. Vi går igenom vår EPA – Evasive Plan of Action – för att se om den passar vårt uppdrag eller om vi måste göra förändringar. Där skriver vi i detalj hur vi kommer att agera om vi skjuter ut oss över fientligt territorium, t ex hur ofta vi ska passa radion, vart det kan finnas vänligt sinnade och vilka kodord som är aktuella.

Från ATO:n – Air Tasking Order – kan vi läsa grovt vad vi ska göra under uppdraget. I dag ska vi spana mot ett antal luftvärnsställningar i och runt Brega i Libyen för att sedan byta till luftförsvarsrollen under andra halvan av passet. Vi har två lufttankningar till vårt förfogande så det borde gå precis. Jag ber för säkerhetsskull MSO kolla extra noga på ett bränslealternativ med annan last för att se hur vi kan maximera chansen för mission success. Min tvåa – Edge – får till uppgift att följa upp detta och eventuellt kompensera navigeringen för otrevligheter såsom förmodat luftvärn. Han gör även lite ändringar i EPA:n för att ta hand om den stigande temperaturen i området, där det närmar sig 40 grader.

Två timmar innan start så håller jag mission brief för min tvåa. Där går vi igenom alla delar av passet i detalj. Vilka höjder vi kommer att utnyttja, planerad färdväg, motmedel mot luftvärn, vad vi gör om vi får vissa typer av fel, osv.

Den utrustning vi bär väger runt 20 kilo. Än är det fortfarande en bit under 30 grader men det går snabbt uppåt 35 i skuggan prognostiseras för idag så det gäller att vätska upp ordentligt så man klarar sig i öknen så länge som möjligt om det skulle gå dåligt. Libyen är ett av världens varmaste länder, med mestadels öken. Att utrustningen är väl anpassad för detta är direkt kopplat till vår överlevnadschans.

På step-briefen innan vi går ut till flygplanen får vi det sista om vädret. Det kontrolleras även att vi fått den senaste taktiska informationen och gjort allt man måste göra för att få flyga. I dag, som nästan alla dagar här i södra Italien är vädret bra.

40 minuter innan start sitter vi i flygplanet för att göra pre-flight procedures. Det tar inte alls så lång tid men man måste ta höjd för allt från strul med flygplanet till problem med färdplanen. Idag går allt som det ska och det blir 20 minuters kallhäng i sitsen i väntan på start.

Efter start i utdragen rote så sätter vi kurs mot vår första tanker för att lufttanka. Vi gör det innan vi går in i området för att kunna ta så många foton som möjligt innan nästa tankning. Idag är det en fransk KC-135 som vi tankar ifrån. Det viktiga är att det går bra. Att i 600km/h flyga in en pinne – som man inte ser – i en 70 cm bred korg, gjord mestadels av metall, en halvmeter från en huv av plast kräver en del fokus.

Efter tankningen börjar allvaret. Checklistan för att gå ”feet dry” – dvs flyga in över land – genomförs av båda. Flygplanet är nu helt konfigurerat för att möta skarpa hot på kort tid. Första passen kändes det lite ovanligt att flyga med skarpa vapen, något som vi normalt inte gör när vi övar. Vi ökar farten och sjunker till taktiska höjder. Jag fotar med vår eminenta spaningskapsel medan Edge kollar min rygg.

Jag jobbar mest head down, vilket betyder att jag tittar på mina skärmar för att hantera sensorn, medan Edge tittar ut efter andra flygplan och fientliga luftvärnsrobotar. De taktiska flygledarna (callsign Magic) är inte som i trygga Sverige lika bra på att upplysa om egna flygplan, och ibland har man inte ens radiokontakt, så det gäller att titta ut. Länk 16 som vi precis fått till Gripen hjälper dock mycket eftersom man ser de andra flygplanen på kartskärmen.

Kapseln har en bra dag i dag så alla mål fotas utan problem. Bingo fuel – bränslenivå för hemflygning – närmar sig och vi begär högre höjder mot tankerområderna för ny lufttankning. När vi kommer till andra tankern så ligger det redan två brittiska Tornados och tankar. Mitt flygplan visar att gränsen är nådd men med lite manuellt räknande och riskhanterande kommer jag fram till att lite mindre bränsle räcker för att flyga hem och kan därför ligga i väntläge några minuter till.

Andra delen av uppdraget är DCA – Defensive Counter Air – där vi ligger och skyddar tankers och andra flygplan från eventuella lufthot. Gripen är multi-role och genom att trycka på ett par knappar så är nu kärran konfigurerad för luftmål.

Från vår patrullbana ser vi med vår värmekamera hur kriget pågår där nere, inne över land. Granater och eldgivning syns tydligt men på det avstånd vi just nu befinner oss – feet wet – går det inte att urskilja enskilda människor. Vi passar även på att med samma kamera, och med den för vanligt ljus, kontrollera en av de kända SA-5-siterna för verksamhet. Kadaffi har kapacitet att reparera sina luftvärnsställningar, men förhoppningsvis inte utan att vi får reda på det.

Teknisk förmågeutveckling av styrsystem

Detta avsnitt beskriver hur den historiska utvecklingen av styrsystem till militära stridsflygplan har skett och hur Saabs arbete utvecklats inom detta teknikområde. Här beskrivs hur olika styrsystem har utvecklas från 1940-talet fram till 2000-talet med JAS 39 Gripen.

Vill du läsa hela denna text hittar du den under Vägar till ny förmåga, Utvecklingskompetens och Förmågeutveckling av styrsystem.

Historisk utveckling av Styrsystem

Ett styrsystem är ett av de mest avancerade systemen som finns i ett militärt stridsflygplan, systemets funktionalitet och prestanda sätter nivån på den operativa förmågan i ett militärt stridsflygplan.

För att sätta in utvecklingen av styrsystem för militära stridsflygplan i en kontext, behöver man förstå vissa grunder för hur ett sådant system fungerar. Nedanstående text ger en mycket kortfattad beskrivning av styrsystem och de olika systemlösningarna för Saabs olika militära stridsflygplan.

En av de mest centrala frågorna för det svenska flygvapnet var att minska sårbarheten för hela flygförsvaret. Flygvapnet hade under 1950-talet insett sårbarheten med fasta flygbaser, därför utvecklades ett koncept med vägbaser längs med vanliga landsvägar. På sådana vägbaser fanns också tillhörande uppställningsplatser för flygplanen med underhållskapacitet, flygplanen måste därvid ha mycket goda start och landningsegenskaper, då bansträckningen på en landsväg är mycket begränsad.

Mekaniska styrsystem

Saab J21 utvecklades på 1940-talet och hade en formgivning med dubbla stjärtbommar och skjutande propeller, Saab J21 blev det första planet i Flygvapnet med noshjulställ. Planets utformning gav god sikt åt piloten, men medförde även kylproblem för motorn och propellern som kunde skada piloten om han behövde lämna flygplanet i luften. Därför utvecklade Saab en krutdriven katapultstol som sköt ut piloten över det farliga propellerfältet. Efter andra världskrigets slut 1945 fick Sverige tillgång till utländska jetmotorer och en version av Saab J21 med jetmotor utvecklades med beteckningen Saab J21R.

De tidigaste styrsystemen från 1940-talet som det på Saab J21, var mekaniska reversibla styrsystem. Piloten kände luftkrafterna på rodren via det mekaniska styrsystemet som överfördes tillbaka till styrspaken, på så sätt kunde piloten känna krafterna från fartändringar i styrspaken. I hög fart blev det höga krafter i styrspaken och därmed mindre utstyrning av roder. I låg fart blev det låga krafter i styrspaken och därmed större utstyrning av roder.

Styrsystem för Saab J21A/R - ”Mechanical reversible system".

Under 1950- talet kom Saab J 29 Tunnan, även kallad flygande tunnan, som var ett enmotorigt svenskt stridsflygplan. Från 1954 och framåt byggdes alla jakt- och attackplan om och fick efterbrännkammare, vilket gjorde att planet på sin tid hade hastighetsrekord. På denna tid ansågs J29 jämbördigt med de bästa amerikanska F-86 planen och de sovjetiska MiG-15 planen.

Piloten behövde hjälp med att styra ut rodren i höga farter, därför var Saab J 29:s styrsystem utrustat med ett hjälpservo. Fortfarande kunde piloten känna av luftkrafter från rodren, tillbaka i styrspaken.

Styrsystem för Saab J29 Tunnan - ” Mechanical reversible system”

Under senare delen av 1950 -talet kom Saab 32 Lansen som var ett tvåsitsigt stridsflygplan med allväderskapacitet och det fanns i tre olika versioner. Saab A32A som var en attackversion med allväderskapacitet, jaktversionen med allväderskapacitet kallades Saab J32B och spaningsversionen Saab S 32C.

Saab J 32B Lansen var det första svenska flygplan som passerade ljudvallen och därför behövde piloten hjälp av servon för att styra ut rodren, därmed kunde piloten inte längre känna av luftkrafterna i styrspaken, istället fick man införa en artificiell spakkänsla i form av fjäder och dämpare.

Styrsystem för Saab J32 Lansen - ”Mechanical system with 100 % servo

Saab J 35 Draken utvecklades för att man behövde ett jaktplan som kunde genskjuta de nya, kärnvapenbestyckade bombplanen som infördes under 1950-talet.

Flygplanskonstruktionen var uppbyggd av en smal flygkropp med en dubbel deltavinge. Denna vingtyp gav goda flygegenskaper vid höga hastigheter vilket berodde på den inre, mera pilformade vingen. Den yttre deltavingen kunde då kombinera detta med goda flygegenskaper vid lägre hastigheter.

Saab J 35 Draken skulle kunna möta främmande plan som flög fortare än ljudet. Därför krävdes 100 % servon och dessutom hjälp från en styrautomat för att förbättra de dåligt dämpade tippegenskaperna i överljud. Här förbättrades flygegenskaperna med hjälp av styrautomaten, medan pilotens styregenskaper bestämdes av det mekaniska styrsystemet.

Styrsystem för Saab J35 Draken - ”Mechanical system with 100% servo + Pitch damper funktion (analogue)”

Saab 37 Viggen är ett stridsflygplan som fanns i fyra olika versioner, flygplanet var dubbeldeltavingat med så kallad canardvinge (extra vingar framför huvudvingarna). Detta tillsammans med ett reverseringssystem gjorde det möjligt att vända motorns utblås framåt, vilket bidrog till att man kunde landa på mycket korta sträckor - kortare än 500 m även på hala banor.

Med AJ 37 Viggen förbättrades styregenskaperna för piloten, genom att använda en kraftgivarsignal från spaken. Flygegenskaperna förbättrades genom att addera stabiliserande och dämpande signaler från styrautomaten till roderkommandon. Styrautomaten i AJ 37 var analog och hade därför varierande tolerans på de ingående komponenterna, vilket innebar att varje flygplan kunde uppvisa lite egna flygegenskaper.

Styrsystem för Saab AJ37 – “Mechanical system with 100% servo full authority + Limited 5 deg analogue FCS”

Saab JA 37 Viggen var det första flygplanet i världen med ett digitalt styrsystem adderat till det mekaniska grundstyrsystemet, med det digitala styrsystemet i JA 37 kunde man få bort de toleransvariationer som fanns i ett analogt styrsystem.

Styrsystem för Saab JA37 Viggen - “Mechanical system with 100% servo full authority + Limited 5 deg digital FCS (first digital FCS in the world)”

Samtliga av ovanstående beskrivna flygplan var statiskt stabila grundflygplan, som kunde flygas på enbart sitt mekaniska styrsystem.

Elektriskt digitalt styrsystem

I början av 1980-talet startades ett experimentprojekt ESS01, för att visa att Saab kunde flyga med ett 3-kanaligt asynkront elektriskt digitalt styrsystem med full auktoritet, inför utvecklingen av kommande flygplan JAS 39 Gripen. Här börjar förändringsresan mot ett elektriskt digitalt styrsystem med full auktoritet. Nu banades väg för att flyga ett statiskt instabilt grundflygplan och därmed uppnå det moderna, statiskt instabila flygplanets dramatiskt förbättrade flygegenskaper.

Man byggde om ett Saab JA 37 Viggen till ett experimentflygplan kallat JA 37-21 ESS01, vilket gjordes för att testa ett elektriskt styrsystem med full auktoritet. Ombyggnaden innebar att flygplanets styrsystem blev ett 3 kanaligt asynkront fullauktoritets (+-30 grader bakkantroder) elektriskt digitalt styrsystem, med ett mekaniskt back-up system.

Som jämförelse kan sägas att Tornado och Concorde hade liknande styrsystem. Tornado är ett tvåmotorigt stridsflygplan som utvecklades i tre olika versioner i samarbete mellan Storbritannien, Västtyskland och Italien. Concorde var ett överljudsflygplan för passagerartrafik och utvecklades i samarbete mellan det franska företaget Aérospatiele och BAE från Storbritannien.

Styrsystem för Saab JA37 ESS01 - “3 channel digital full authority Fly By Wire FCS with Mechanical Back Up

Erfarenheterna från JA37 har varit den grund som använts vid utformning av styrsystem i senare flygfarkoster. Inte minst övervakning av beräkningar användes som grund vid utvecklingen av JAS 39 Gripen styrautomat kallad SA11, där tre oberoende kanaler samverkar.

JAS 39 Gripen är ett modernt statiskt instabilt flygplan. Den prestanda som JAS 39 Gripen har kan bara uppnås med ett statiskt instabilt flygplan som skär genom luften med liten energiförlust. Denna instabilitet måste hela tiden pareras med ett aktivt motkommando från styrautomaten för att inte divergera.

 

Styrsystem för Saab JAS 39 Gripen – “3 channel digital full authority fly by wire FCS With Digital Back Up system

Grunder för styrsystem

För att förstå ett styrsystems funktion beskrivs nedan skillnaden mellan klassiskt statiskt stabila och modernt statiskt instabila flygplan.

Figuren som visar jämförelse mellan stabilt och instabilt flygplan.

Klassiskt statiskt stabilt flygplan

I ett klassiskt statiskt stabilt flygplan har flygplanet egen stabilitet, vilket kräver stor vingyta och medför stort motstånd som bromsar flygplanet i svängar.

Exempel på klassiskt statiskt stabila flygplan är t.ex. Saab J 29 Tunnan, Saab J 32 Lansen, Saab J35 Draken och även Saab AJ 37 Viggen samt Saab JA 37 Viggen.

På ett klassiskt statiskt stabilt flygplan angriper vingens lyftkraft bakom tyngdpunkten, vilket medför att flygplanet automatiskt flöjlar in i vinden. Flygplanet har ett naturligt återförande aerodynamiskt tippmoment och därmed en naturlig stabilisering.

För att flygplanet ska kunna svänga måste nosen hållas upp av en nedåtriktad motkraft från rodren, detta gör att vingens lyftkraft måste kompensera för denna nedåtriktade kraft från rodren, för att behålla svängens lastfaktor och lyftkraft. Vingytan måste därför vara stor med mycket motstånd som följd.

Piloten kommenderar ut rodren via styrsystemet för att kunna svänga. Det statiskt stabila grundflygplanet kan flygas med enbart ett mekaniskt styrsystem, eftersom flygplanets stabiliserade flygegenskaper finns redan inbyggda i flygplanets aerodynamiska utformning.

Nackdelar med ett statiskt stabilt flygplan är att man måste ha stor vingyta för att kompensera för den nedåtriktade kraften på rodret, vilket medför stort motstånd och stor energiförlust vid sväng. Detta har mycket stor påverkan på svängprestanda, även landningsfarten blir högre eftersom roderkraften motverkar vingens lyftkraft. Dessutom blir ett statiskt stabilt flygplan ytterligare stabilt vid flygning i överljudsfarter, varvid rodret måste styras ut ytterligare åt motsatt håll. Eftersom det dynamiska trycket påverkar rodren med roderkrafter, måste kraftiga roderservon installeras med ökad vikt som följd.

Sammanfattningsvis har klassiska statiskt stabila flygplan oftast mekaniska grundstyrsystem med ett stort antal olinjäriteter såsom friktion, hysteres och dödband, som försämrar styregenskaperna.

Modernt statiskt instabilt flygplan

I ett modernt statiskt instabilt flygplan där flygplanet saknar egen stabilitet, måste flygplanet stabiliseras artificiellt hela tiden. Vingytan blir mindre med mindre motstånd som följd, vilket gör att flygplanet skär genom luften i sväng utan att förlora fart och energi.

På ett modernt statiskt instabilt flygplan angriper vingens lyftkraft framför tyngdpunkten. Det statiskt instabila flygplanet har inget naturligt återförande aerodynamiskt tippmoment, d.v.s. ingen egen stabilitet. Vingens lyftkraft måste hela tiden pareras av en kraft från rodren, denna kraft verkar åt samma håll som vingens lyftkraft för att skapa ett parerande motmoment. Dessa krafter samverkar till en total lyftkraft på flygplanet, vilket leder till att vingen på ett modernt statiskt instabilt flygplan kan göras mindre och ger följaktligen mindre motstånd. Därmed kan energin bevaras bättre.

På ett statiskt instabilt grundflygplan behövs hela tiden stabilisering av en aktiv elektrisk, oftast digital, styrautomat med full auktoritet.

I överljudsfarter flyttas vingens lyftkraft ytterligare bakåt till 40 % av kordan (Korda är den räta linje som sammanbinder två punkter på en cirkelbåge). Detta gör att det moderna statiskt instabila flygplanet blir statiskt stabilt i överljud (supersonic).

I överljud blir det dock mindre motverkande bakkantroderutslag jämfört med ett klassiskt statiskt stabilt grundflygplan. Det betyder att det moderna statiskt instabila flygplanet inte behöver ha så starka och tunga servon.

Flygplanet skär genom luften. Landningsfarten minskar i och med att alla krafter på flygplanet samverkar till att lyfta flygplanet och samtidigt bromsar för att minska farten.

Dessutom är det statiskt instabila flygplanet i underljud mindre statiskt stabilt i överljud jämfört med gamla klassiska statiskt stabila flygplan, vilket i sin tur innebär lägre roderkrafter i överljud och därmed minskad vikt på styrservon som inte behöver styras ut lika mycket. Det innebär också mindre vikt att bära på vid flygning i underljud.

Moderna statiskt instabila flygplan har oftast digitala elektriska styrsystem med full auktoritet, vilket gör att det mekaniska styrsystemets vikt och olinjäriteter försvinner.

De nackdelar som finns, är att styrsystemet hela tiden måste utföra sina stabiliserande kommandon, med minsta möjliga tidsfördröjning och med en frekvens på minst 60 Hz.

Om förstärkningen är för låg på styrsystemets stabilisering, räcker stabiliseringen inte till. Om förstärkningen däremot är för hög, kan det göra flygplanet dynamiskt instabilt vid en högre frekvens och dessutom kanske excitera aeroelastiska svängningar (fladder).

Jämförelse mellan JAS 39 Gripen och JA 37 Viggen

I nedanstående figur visas skillnaden i vingyta och placeringen av vingen mellan JAS 39 Gripen, det moderna statiskt instabilt grundflygplanet, grå färg och det klassiska JA 37 Viggen som är ett klassiskt statiskt stabilt grundflygplan, blå färg.

Standarder för publikationer

Detta avsnitt beskriver ett mycket omfattande och viktigt standardiseringsarbete som skett för internationella civila och militära flygsystem. Saabs representanter har i detta arbete haft en mycket aktiv och strategisk drivande roll.

Genom Saabs och FMV:s aktiva medverkan i utvecklingen av internationella specifikationer inom flygområdet har industrin och försvarets förmåga att samverka i multinationella utvecklingsprojekt respektive fredsoperationer stärkts.

Att effektivisera arbetet för att ta fram standarder ger många och mycket stora rationaliseringsvinster för de företag som utvecklar och säljer produkter inom civilt och militärt flyg. För de kunder och operatörer som skall använda dessa produkter är det ännu viktigare att ha standardiserad underhållsdokumentation i form av handböcker och specifikationer.

Det ger inte bara ett mer rationellt arbete för underhåll, det minimerar de risker med att man misstolkar eller gör olika felgrepp på grund av att underhållsdokumentation varierar mellan olika tillverkare. Standardisering inom Integrated Logistic Support påverkar hela utvecklingsarbetet vid framtagning av nya produkter hos leverantörerna och hela den operativa användningen av produkterna hos kunder och operatörer. Standardiseringsarbetet som beskrivs i detta dokument har både fått stor ekonomisk betydelse och inte minst stor betydelse för flygsäkerheten.

Saabs roll i utvecklingen av standarder för ”Integrated Logistic Support”

Sverige har genom Saab och FMV, tillsammans med framförallt europeisk försvarsindustri tagit fram ett i det närmaste komplett verktyg för produktstödsinformation i form av en serie ILS-specifikationer.

Vid Gripenprojektets start fanns ett flertal standarder för ”Logistics Support Analysis” och tillhörande data. Tyvärr var dessa standarder vid denna tidpunkt mer eller mindre ålderdomliga, framförallt avseende dataformat.

Saab har med stöd från FMV varit drivande och sammanhållande för framtagning av datamodeller. Detta har gett Saab ett fördjupat kunnande i ”Logistics Support Analysis” och tillhörande data, vilket resulterat i försäljning av utbildning till ett flertal länder.

Saab har även framöver stor anledning att delta i och driva framtagningsarbetet av en sammanhållen serie med internationella underhållsspecifikationer.

”AeroSpace and Defence Industries Association of Europe” (ASD) tog initiativ till att ta fram en komplett uppsättning av handböcker och specifikationer. Dessa avser kontinuerlig analys, optimering och leverans av underhållsinformation. Genom detta finns nu förutsättningar för kostnadseffektiv drift och underhåll av komplicerade civila och militära produkter.

Visserligen återstår en del detaljarbete innan samlingen är komplett, men detta arbete är av relativt begränsad omfattning.

Förändringsresan för produktstödsinformation

Förändringsresan började när Eurofighter, Rafale och Gripen-projekten tog form på ritborden och då pappersdokumentation var det huvudsakliga leveransmediet.

Det startade i början av 1980-talet med att den första gemensamma militära publikationsstandarden i Europa togs fram. Denna standard benämns idag S1000D. Nu i mitten av 2010-talet kan man för första gången se en komplett uppsättning av handböcker och specifikationer för framtagning, leverans och användning av produktstödsinformation.

Under tiden framtagandet skett av dessa handböcker och specifikationer har många intressenter, civila och militära, från olika delar av världens anslutit sig till utvecklings- och användargrupperna. Några exempel på nationer som deltar är USA, Kanada, Singapore, Ryssland och Kina.

Produktstödsinformation

Produktstödsinformation för flygplan, förknippas vanligtvis med stora mängder med handböcker. Dessa innehåller beskrivningar och instruktioner gjorda för tekniker och piloter. Det är förarhandböcker, underhållsföreskrifter och reservdelskataloger, alla levererades i tryckt form. På detta vis har det förhållit sig sedan flygets barndom med den skillnaden att antalet sidor har ökat exponentiellt. Det har resulterat i att stora resurser i form av personal har krävts för att skriva, granska, trycka och distribuera denna information.

Regler för att utforma denna typ av handböcker med innehåll och utformning fanns i stor mängd. Varje tillverkare av civila eller militära flygplan eller en kombination tillverkare-köpare av flygplan hade sina egna regler, i en eller oftast flera varianter.

För civila flygplan hade dock tillverkarna och kunderna genom organisationen ”Air Transport Association of America”, redan tidigt enats om viss standardisering av dessa handböcker.

Tekniska publikationer

Produktstödsinformation var vid åttitalets början i princip liktydigt med tekniska publikationer och i vissa mån även ritningsunderlag för reparationsarbete.

Förändringarna började därför med tekniska publikationer då det ställdes krav på digital produktion och leverans av dessa.

När FMV 1982 beställde flygplan JAS 39 Gripen (fortsättningsvis kallat Gripen) ingick i kontraktet krav på att de tekniska publikationerna skulle produceras i ett digitalt system.

Leverans till FMV skulle därefter ske i digitalt format. I FMV:s ursprungliga kravbild för Gripen angavs ett preciserat leverantörsberoende leveransformat.

Saab valde i stället att offerera ett annat upplägg. Saab erbjöd FMV en produktion av tekniska publikationer som skulle ske med modern textbehandlingsteknik. Det innebar att texten skulle lagras och redigeras på magnetmedia. Skälet till detta val var att inte behöva låsa sig till dåtida teknik och standarder. Beslutet visade sig vara till fördel för såväl FMV som Saab och övriga IG JAS-parter.

Den militära publikationsavdelningen på Saab bestod i början av 80-talet av en redaktion med ett sätteri och en ombrytningsgrupp, samt skribentgrupper för föreskrifter, beskrivningar och reservdelskataloger. Självfallet hade Saab även utmärkta illustratörer som var mycket skickliga på att hantera dragstift och tuschpennor. Nästan allt arbete bedrevs vid denna tid manuellt med ett flertal överlämnanden mellan produktionsgrupperna.

Det var i sätteriverksamheten för flygplan 37 Viggen som de första rationaliseringsinsatserna gjordes. Dels för att det fanns tillgänglig teknik inom detta verksamhetsområde och dels för att denna grupp sedan några år var bekant med datorstöd för fotosättning. Eftersom publikationsframtagningen för Gripen inte skulle påbörjas förrän 1985-86 låg drivkraften i första hand i en intern allmän rationalisering av publikationsverksamheten.

1980-talet - Industrin och FMV blickar framåt

Saab startade 1983 en utredning som hade till uppdrag att göra en behovsanalys och ge förslag till anskaffning av datoriserade publikationssystem, för såväl det militära som civila publikationsavdelningarna.

FMV startade 1985 en arbetsgrupp för teknikinformationsystem med deltagare från FMV, Telub och Saab. Arbetsgruppen hade i uppdrag att studera och föreslå nya metoder och tekniker för den framtida informationsförsörjningen inom den svenska försvarsmakten. Arbetet kom inledningsvis att inriktas på att definiera FMV:s krav på leveranser av digital information till Gripen.

Båda arbetsgrupperna följde den internationella utvecklingen och skissade på nya idéer och modeller.

En ny standard, ”Standardized Generalized Markup Language”, hade i mitten av 1980-talet tagits fram för långtidsbeständig lagring av teknisk dokumentation. Ett flertal nya bildstandarder kom också att introduceras.

”US Department of Defense” lanserade 1985 ett ramverk kallat ”Computer Aided Logistics Support” (CALS) för framtida informationshantering och standardisering av produktstödsdata. Resultatet av arbetet med CALS utgör idag basen i de nya arbetsmetoder och standarder som används internationellt.

Stegen mot digitala publikationer

I början av 1986 anskaffade Saab de första delarna till ett digitaliserat produktionssystem. Ett antal grafiska arbetsstationer anskaffades, i första hand till sätteriet, men även en arbetsstation med färgskärm placerades hos illustratörsgruppen. Man använde de Unix-baserade programvarorna ”Interleaf TPS” för text- och ombrytning och ”AutoTrol Tech Illustrator” för illustrationsframtagning.

Att ta ifrån skribenterna papper och penna fanns visserligen med i de officiella planerna, men det ingick inte som ett första steg i förnyelsen av produktionsapparaten för tekniska publikationer. Först gällde det att bygga upp kompetens kring det nya arbetssättet och att lägga upp mallar och rutiner. Med det Unix-baserade programmet kunde man direkt producera ombrutna sidor på de grafiska bildskärmarna. Utskrift av tryckoriginal gjordes på en laserskrivare med A4/A3-format. Leveranser utgjordes vid denna tidpunkt fortfarande av tryckta publikationer.

Första avtalet för digitala publikationer

FMV uppdaterade 1989 publikationsavtalet för Gripen. Det nya leveransavtalet kom nu att omfatta följande krav:

  • Publikationssystemet ska utnyttja digital produktionsteknik.
  • Text och bild ska digitaliseras vid källan.
  • Ombrytning ska ske i ett datoriserat grafiskt system.

Att leverera dokumentationen i digitalt format (SGML) var således ännu inte aktuellt. Det var fortfarande papper som gällde. Viktigast var att ha informationen lagrad i digitalt format i avvaktan på stabilare standarder för såväl lagring som distribution.

Paradigmskifte för skribenter

Inledningsvis svarade sätteriet för all inskrift efter handskrivna manus från skribenterna. Under åren 1992-94 började dock skribenterna successivt att själva skriva in texter och lägga in de av tecknarna digitalt producerade illustrationerna. Först ut var beskrivningsskribenterna. De var då som nu heltidsskribenter och i de flesta fall, väl motiverade att ta till sig ny arbetsteknik. Så småningom infördes, dock under visst motstånd, digitala arbetsplatser även hos föreskriftsskribenterna.

Flygvapnets system för tekniska publikationer

Det svenska Flygvapnet behövde ett nytt system för administration och intern produktion av tekniska publikationer, framför allt Tekniska Order. Ett projekt startades 1990 som hade till syfte att ta fram ett system för digitala underhållspublikationer.

Stora krav ställdes på leverans av administrativa planerings- och produktionsdata från ”dokumentationsleverantörerna”. Ett åttiotal administrativa data skulle hanteras digitalt tillsammans med varje dokumentet och dess teckningar. Dokumenten skulle dessutom vara kodade i SGML och följa en struktur som bestämdes i en så kallad ”Document Type Definition”. Denna är en specifikation som anger strukturen i det digitala formatet för ett dokument. Genom detta fick man ett oberoende mellan den digitalt lagrade informationen och hur dokumentet senare skulle presenteras.

FMV nya system innebar att Saab vid leveranser av dokument skulle skicka en ”datafil” med administrativ information tillsammans med varje dokument. Dokumentet var en ”textfil” med den strukturerade informationen och en ”datafil” för varje bild som ingick i dokumentet. Administrativa ”data” och ”textfilen” skulle vara SGML-kodade och bilderna skulle följa någon av de angivna bildstandarderna.

Anpassning av Saabs publikationssystem

FMV beställde 1993 en anpassning av Saabs publikationssystem för digital produktion och leverans i SGML. Detta innebar att Saabs ”Interleaf-system” kompletterades med SGML-funktionalitet.

I och med beställningen av SGML-kodade dokument till Gripen startade en omfattande konverteringsprocess. Ett tusental dokument konverterades under de kommande åren. Även reservdelskatalogen till Gripen skulle levereras enligt de nya kraven.

Den första katalog som togs fram med detta system var den för flygplan 35 Draken som levererades till Österrike i digitalt standardiserat format 1997.

Ny publikationsstandard för svenska behov

I och med införandet av Gripensystemet infördes en ny system- och funktionsindelning av materielsystemet. Den då vanligen internationellt använda indelningen var baserad på ATA‑100, en publikationsspecifikation för civila flygplanssystem. IG JAS och FMV ansåg inte att denna standard passade ett modernt stridsflygplan.

I stället togs en ny materielgruppsindelning fram som inte bara omfattade flygplanet, utan även hela stödsystemet. Strukturen för materielgruppsindelning kom att inkludera såväl materiel som funktioner. I avtalet mellan FMV och industrigruppen IG JAS ingick ett samarbetsprojekt för att ta fram ett regelverk för publikationer till Gripen.

Detta regelverk fick beteckningen PUB94, där 94 står för materielgrupp 94. Inom det internationella samarbetet ”The European Association of Aerospace Industries” (AECMA), sedermera ASD, hade man påbörjat ett arbete med att ta fram en gemensam internationell publikationsspecifikation för militära flygplan.

Denna publikationsspecifikation kallades för AECMA Spec 1000D. Genom att behovet av en ny publikationsspecifikation för Gripen låg något före i tiden, innebar det att man inte kunde använda AECMA Spec 1000D rent av.

Specifikation för tekniska publikationer

En arbetsgrupp inom AECMA inbjöd 1985 de europeiska försvarsorganisationerna, för att tillsammans påbörja arbetet med att sammanjämka de dåvarande nationella publikationsspecifikationerna. Målet var att ta fram en europeisk specifikation med avsikt att reducera kostnader i multinationella program. Arbetsnamnet för specifikationen var AECMA Spec 1000D.

Målet för arbetet med AECMA Spec 1000D var att hantera följande:

  • Vara användbar för alla nya flygplans- och utrustningsprojekt.
  • Baseras på en gemensam databas, en ”Common Source Data Base” (CSDB).
  • Behandla informationen i unikt identifierade moduler – Datamoduler.
  • Ha en informationsstruktur knuten till funktions-/materielstrukturen – Datamodulkod.
  • Möjliggöra automatisk sammanställning av publikationer (informationssatser) från databasen CSDB.
  • Hantera både pappers- och digital presentation.

I projektet deltog industriella och militära företrädare från bland annat Frankrike, Storbritannien, Italien, Tyskland, Spanien, Nederländerna och Sverige. Pådrivande var de fyra nationerna som samarbetar kring Eurofighter.

Drivkraften kom från arbetet när Eurofighter- och Rafale-programmen utvecklades under de kommande åren. Därigenom kom Spec 1000D att bli den första riktigt internationellt erkända och använda specifikationen för militära flyplanspublikationer.

Under år 2000 togs ett initiativ från NATO i form av en arbetsgrupp kallad Interactive Tech Data Working. Denna arbetsgrupp presenterade en ”roadmap” för hur Europa och USA skulle kunna utveckla Speci 1000D i en ny gemensam utgåva. I arbetet ingick att inkludera specifika krav från ett antal amerikanska MIL-specifikationer och handböcker.

Amerikansk industri, ”Aerospace Industries Association of America” (AIA), anslöt sig år 2003 till den europeiska arbetsgruppen som utvecklar specifikationen. Därmed kom även US DoD att delta genom sin arbetsgrupp US Tri Service. AECMA Spec 1000D bytte samma år namn till enbart S1000D.

Några år senare, 2005 anslöt sig även ”Air Transport Association of America” (ATA) som en tredje part, vilket gjorde att, i princip all flygindustri anammade S1000D. Det första civilflygplan som använde S1000D kom att bli Boeing 787, senare följt av Airbus 350.

Under de senaste tio åren har Ryssland, Kina, Australien, Singapore, med flera anslutit sig till användarskaran. I dag är S1000D den helt dominerande standarden för underhållsinformation för flygplan och för teknisk information till i princip alla militära materielprojekt, då man från och med Issue 2 av specifikationen även inkluderade land- och sjösystem. Standarden S1000D finns nu förutom på engelska även på ryska och kinesiska.

Publikationsleveranser för export

När de första exportkontrakten för Gripen skrevs innehöll de krav på publikationsleveranser enligt AECMA:s publikationsspecifikation S1000D. I och med att de första exportländerna för Gripen, som var Tjeckien och Ungern hade krav på ett engelskspråkigt publikationspaket, beslöt Svenska flygvapnet att successivt övergå till engelska för publikationerna.

Det av US Department of Defense lanserade ramverket CALS kom i mitten av 1990-talet att utvecklas till att bli ett konkret arbete med syfte att ta en sammanhållen serie av internationellt accepterbara standarder. Initiativ till detta arbete togs av ett antal industriledare från bland annat Lockheed-Martin, BAE Systems, Fujitsu, MITI, Alenia, Dassault, med flera och ett antal representanter från industri och organisationer från bland annat Sverige (Saab) Korea, Japan och UK, NATO.

Arbetsgrupper bildades för att ta fram förslag till standarder och arbetssätt som skulle stödja interoperabilitet vilket i sin tur skulle leda till högre tillförlitlighet samt lägre kostnader och ledtider.

Resultatet av detta arbete gav elva rekommendationer, varav fyra strategiska. Baserat på de rekommendationer som prioriterats kom två områden att bli basen för ett omfattande internationellt standardiseringsarbete inom produktstödsinformation. Detta omfattade följande:

Del 1   Product Life Cycle Support (PLCS) som innehöll:

  • Integrated Information Model.
  • Integrated product data, including support for logistics.
  • Support for the product lifecycle.

Del 2   Internationell publikationsstandard inklusive databas och Interactive Electronic Publications som innehöll:

  • A single suite of integrated technical documentation standards.
  • Common source database.

Konsortiet PLCS

För att arbeta vidare med produktstödsinformation bildades 1999 ett konsortium kallat PLCS Inc. av en multinationell grupp av industrier och myndigheter. Saab var delägare och hade en representant i styrelsen.

Konsortiets uppgift blev att ta fram en internationell standard omfattande hela skalan av data för att dimensionera, genomföra och följa upp drift och underhåll under en produkts livscykel. Den kommande standarden benämndes därför ”Product Life Cycle Support-standarden” (PLCS).

Målet med PLCS-initiativet var att uppfylla tre betydelsefulla affärskrav för produktägare och operatörer av komplexa produkter och system, exempelvis flygplan, fartyg och kraftverk, nämligen:

  • Reducera den totala livstidskostnaden.
  • Skydda investeringarna i produktdata över hela produktens/systemets livstid.
  • Ökad användning av produkten/systemet för förbättrad lönsamhet.

Målet med PLCS var att få framtida drift- och underhållssystem som var enklare att integrera och ha ett väldefinierat neutralt gränssnitt.

PLCS-initiativet resulterade i ett så kallat Application Protocol (AP239) vilket kom att bli en del av ISO-standarden för representation och utbyte av produktinformation ”Standard for the Exchange of Product Model Data” (STEP) (ISO10303). Detta datautbyte avsåg utbyte inom och mellan producenter samt mellan producenter och ägare/operatörer. Detta skulle ske genom att effektivisera införandet av integrerade och interoperabla lösningar för ”Integrated Logistic Support” (ILS).

FMV beslöt i januari 2006 att fokusera på hanteringen av produktdata för nya materielprojekt enligt PLCS principer.

Specifikationer för produktstödsinformation

En arbetsgrupp inom organisationen ASD bildades 2002 för att bland annat se över behovet av gemensamma specifikationer för produktstödsinformation.

I början av 2000-talet fanns inom ASD tre specifikationer för produktstödsinformation:

  • ASD - STE100 - Simplified Technical English, en guide som var väletablerad och ett krav för underhållspublikation för civila flygplan.
  • S2000M - Material management, en standard för utbyte av datapaket och använd i NATO-gemensamma projekt (t.ex. Eurofighter). s2000M.org
  • S1000D – ”Technical publications”, en väletablerad publikationsstandard i Europeiska militära projekt, medan flygindustrin och försvaret i USA just hade börjat använda denna standard. s1000D.org

En enkät genomfördes inom europeisk flygindustri för att ta reda på inom vilka områden det saknades aktuella och användbara standarder/specifikationer för produktstöds-/underhållsinformation. Resultatet blev att det saknades ett antal komponenter enligt följande:

  • A Procedure handbook for the development of scheduled maintenance programs for military aircrafts.
  • An Application handbook for Logistics Support Analysis.

Med dessa komponenter, inklusive de tre specifikationer som nämnts ovan, samt PLCS som "teknisk plattform", bedömde man att det grundläggande behovet av standarder skulle bli tillfredsställt.

Under arbetets gång framkom att man behövde göra kompletteringar för att få en i det närmaste heltäckande serie av ILS-specifikationer. Dessa kompletteringar var de två ytterligare specifikationerna ”International guide for the use of the S-Series of Integrated Logistics Support” och ”International specification for in-service data feedback”.

Developing and continuously improving preventive maintenance – S4000P

När Airbus skulle utveckla flygplanet A400M fanns behov av en något modernare metod än den gängse, en militär standard kallad MIL-STD-1843 (RCM) – ”Reliability Centred Maintenance for military aviation”. Därför startades under 2005 ett arbete med att ta fram en handbok för detta ändamål. Man definierade den som “Procedure handbook for the development of scheduled maintenance programs for military aircrafts”, kallad S4000M.

S4000M baserades på den civila motsvarigheten till RCM, benämnd ”Maintenance Steering Group 3” (MSG 3) vilken kompletterades med användarerfarenheter från militära tillämpningar. Man optimerade processer och tog hänsyn till ett antal viktiga frågor som nya material samt ekologiska och legala aspekter.

Efter diverse juridiska förvecklingar kring IPR-rättigheter lanserades handboken med beteckning S4000P, ”International specification for developing and continuously improving preventive maintenance”. Nu ingick dessutom ”In-service maintenance optimization” vilket innebar att analysen nu omfattade hela produktlivscykeln!

Utgåva 1 av S4000P publicerades i mitten av 2014 och finns tillgänglig för fri nedladdning från www.s4000p.org             

Logistics Support Analysis – LSA - S3000L

Vid införande av komplexa tekniska produkter behöver ett välanpassat stödsystem finnas tillgängligt. Detta kräver en omfattande analysprocess för att säkerställa att hänsyn tas till underhållsaspekterna redan på konstruktionsstadiet, samt för att bygga upp ett kostnadseffektivt stödsystem. Sådana processer inkluderar flera olika typer av analyser av en stor mängd tekniska och logistiska frågeställningar. Dessutom krävs ett noggrant dokumenterande av de konfigurationsstyrda analysresultaten. Tidiga överväganden av de underhållstekniska lösningarna blir allt viktigare för att minimera kommande drift- och underhållskostnader.

På initiativ från Saab och EADS bildades 2006 en arbetsgrupp för att ”sanera” bland ett stort antal standarder. Man kom fram till att det fanns ett stort behov av en handbok för ”Logistics Support Analysis” som var anpassad till dagens processer. Handboken (utgåva 1.1 av S3000L) blev klar och publicerades i slutet av 2014 och finns tillgänglig för fri nedladdning från www.s3000l.org

LSA-handboken kom att omfatta bland annat

  • Regler för uppbyggnad av en produktsystemindelning.
  • Regler för val av de LSA-kandidater som ska detaljanalyseras.
  • Beskriva typer och metoder för genomförande av de olika analyserna.
  • Kopplingarna med kund under analysprocesserna.
  • Kopplingarna mellan LSA-processen och support engineering-processen (t ex tillförlitlighet, underhållsmässighet och testbarhet).
  • En komplett datamodell baserad på PLCS med både LSA och även LSA-data (LSAR).

In-service data feedback - S5000F

För att kontinuerligt kunna upprätthålla funktions- och driftsäkerhet till optimal kostnad behövs återmatning av funktions- och driftdata till de tekniska processerna och ILS-processerna.

En specifikation som S5000F är inriktad på processer för återmatning av information för drift och underhåll, är under utveckling.

Målet är att specifikationen ska kunna användas fristående eller tillsammans med en eller flera av ILS-specifikationerna, för att på ett strukturerat sätt hantera återmatning av drift- och underhållsdata mellan olika intressenter. Dessa kan vara brukare, tillverkare, serviceföretag, etc. Återmatning ska kunna ske dubbelriktat, exempelvis från brukare till tillverkare och vice versa.

Training analysis and design - S6000T

En mängd analyser görs avseende reservmateriel, LSA, återmatning av driftdata, m.m. och detsamma görs även för att få en kostnadseffektiv utbildning för användning och underhåll av produkten. En kommande standard skall ersätta äldre specifikationer för utbildningsanalys, ”Training Need Analysis”, och dessutom vara anpassad för att datamässigt kunna kopplas ihop med övriga ILS-specifikationer. Ett första utkast beräknas vara tillgängligt på www.s6000t.org i mitten av 2016.

Författarens reflektioner