Nationell flyginnovation
– Introduktion

Flygbranschens speciella förutsättningar

Branschen kännetecknas av vissa särskilda förutsättningar, som har stor betydelse för den forskning som måste utföras för att möta branschens förändringar:

  • Branschen är forskningsintensiv.
  • Det ställs mycket höga krav på verifiering av ny teknologi för att den ska kunna uppnå flygsäkerhet.
  • Det går längre och längre tid mellan nya militära projekt, typiskt 20–30 år, medan civila projekt i många fall startas så ofta som varje år.
  • Den långa utvecklingstiden matchas av en lång livslängd på produkter, både civilt och militärt.
  • Långa återbetalningstider för företagen gör det svårt att hitta finansiering på kapitalmarknaden.
  • Branschen är internationaliserad.
  • Internationellt sett kännetecknas branschen av stor samverkan mellan stat och industri.
  • Flygindustrimarknaden är fortsatt politiskt styrd och inte idealt öppen. Militära exportaffärer genomförs oftast med stort statligt deltagande och omfattande teknologiöverföring, som skapar affärsmöjligheter även inom andra branscher.
  • Det civila flygets utveckling är starkt kopplad till förmågan att reducera miljöpåverkan i konkurrens med alternativa transportslag. Det civila flygområdet är en cyklisk tillväxtbransch med genomsnittlig långsiktig årlig tillväxt på cirka 5 % sett över flera konjunkturcykler, främst beroende på befolknings- och välfärdsökning.

TRL

Förståelsen för innovationsprocessen och genomförandet av strategiska forskningsagendor behöver höjas hos alla deltagare i det totala innovationssystemet. Varje deltagare måste förstå sin roll och sitt ansvar. Därför behövs en gemensam verktygslåda/begreppsapparat, bedömning av verifieringsnivåer och risker, analys av innovationsprocessen med hjälp av så kallat innovationsindex med mera.

TRL-verktyget (technology readiness level, teknikmognadsnivå) är flygområdets förstahandsval, där vi kan medverka mycket aktivt för att öka Sveriges förståelse för innovation. TRL är ett verktyg som i första hand ska garantera att införandet av forskningsresultat i produktutveckling sker i rätt tid med verifierad teknologi. Verktyget ger förutsättningar för olika aktörer att på ett entydigt sätt samverka runt forskning utan risk för missförstånd. TRL öppnar många dörrar.

  • För det första erbjuder verktyget en identifieringsfunktion: hur långt gången är forskningen på vägen från idé till produkt?
  • För det andra får då TRL-begreppet en kommunikationsfunktion, där man på ett entydigt sätt kan tala om forskning mellan olika aktörer utan risk för missförstånd.
  • Denna lägesbeskrivning och kommunikation kan sedan användas till att studera själva innovationsprocessen, såsom exempelvis allmänna problem i övergångar från en TRL till nästa.
  • Och när är det egentligen dags för nästa steg? TRL erbjuder en verifieringsfunktion av när forskningen inom ett teknikområde ska lyftas från en mognadsnivå till en annan, en kontroll av att alla kriterier är uppfyllda. Således används TRL för att identifiera olika typer av risker, tekniska såväl som affärsmässiga.

TRL kan sålunda användas för identifiering, kommunikation, riskanalys och verifiering/certifiering.

Teknikmognadsgrad (technology readiness level, TRL) anges med en niogradig skala som utvecklats av NASA och syftar till att belysa hur långt forskningen kring en viss teknologi kommit innan innovationen är färdigutvecklad till en producerad, såld och fungerande produkt. TRL 0 innebär idé, TRL 9 innebär beprövad produkt på marknaden. Olika forsknings- och utvecklingsaktörer befinner sig normalt på olika ställen av skalan.

”Sneda vågens princip” och effektlogik

Utveckling av innovationer och teknologier inom civilt och militärt flyg har skett enligt den så kallade sneda vågens princip. En ny våg startas var fjärde–femte år, och nya teknologier tar cirka 15 år att utveckla innan de kan komma ut på marknaden. Det är därför viktigt att svensk flygforskning har pågående aktiviteter i alla teknologiutvecklingens faser  – teknologiprogram, demonstratorer och produktutveckling – så att satsningar överlever hela vägen fram till nya produkter.


Vid varje given tidpunkt bedrivs forskning på olika TRL inom olika teknikområden. I dagsläget vet vi ofta var vi befinner oss i specifika forskningsområden. Men vi vet också vilka tekniker på produktnivå vi kommer att behöva i framtiden. Om vi då följer dessa tekniker nedåt längs de sneda vågorna ser vi tydligt vilka områden vi måste vara forskningsmässigt starka på i dagsläget, inom lägre TRL.

Svenska civila forskningsfinansiärer stödjer framförallt de grundläggande teknologiprogrammen. Emellertid måste teknologi- och kompetensplattformarna, som appliceras på koncept och konstruktioner, valideras och verifieras i demonstratorer. Luckan mellan akademisk forskning och industriellt behov (inom TRL 7–9) behöver täckas upp för att svenska företag skall kunna positionera sig i de europeiska demonstratorprogrammen. Detta kan exempelvis göras med hjälp av forskningsprogram som stödjer svenskt deltagande i internationella demonstratorer, och genom att vi använder Gripen-systemet som demonstrator. Övriga flygländer har omfattande nationella demonstratorprogram.

Samverkan mellan civil och militär flygforskning bör ske eftersom det finns en stark dual use-koppling upp till TRL 6. Inom vissa forskningsområden finns även en möjlighet till samverkan med övriga branscher inom exempelvis material-, produktutvecklings- och tillverkningsområdena.

Sneda vågens princip lägger grunden för den effektlogik som visar hur insatser på låga TRL (forskning) resulterar i färdiga produkter på höga TRL (marknaden).

Effektlogik för GKN Aerospace.

Effektlogik för Saab.

Sex prioriterade forskningsområden

Var och en av föreslagna demonstratorer är en naturlig konkretisering av ett eller flera av de sex forskningsområden som vi anser vara prioriterade för att vi ska kunna skapa det svenska teknologiövertaget. Dessa sex forskningsområden utgör i dagsläget Sveriges huvudsakliga styrkor på flygområdet, betraktat ur ett internationellt attraktivitetsperspektiv. Listan är utvecklad sedan 1994 via NFFP, och de sex områdena är: 

  • Helhetsförmåga och konceptstudier: Helhetsförmåga är en viktig konkurrensfördel för Sverige i internationella samarbeten, trots att svenska företag i dessa sammanhang sannolikt enbart har ansvar för delsystem. Kunskap om helheten ger unik insikt i kraven på delarna. Området definierar förmågan att med stöd av virtuella metoder/verktyg kunna värdera hur alla väsentliga faktorer hos ett flygplan måste utformas för att det sammansatta resultatet ska fungera. Såväl bemannade som obemannade flygsystem innefattas.
  • Grundläggande flygteknik: Området innehåller grundläggande teknikområden för flygplans och motorers utformning och prestanda såsom aerodynamik, flygmekanik, laster, hållfasthet och aeroelasticitet. Området behandlar också systemteknik och utvecklingsmetoder för säkerhetskritiska system.
  • Integrerad struktur: Högt integrerad kompositstruktur och nya materialkombinationer ger lättare struktur. Nya funktionella material, exempelvis nanoteknologi, kan utnyttjas för att ge andra egenskaper som låg signatur eller ökad styvhet.
  • Intelligenta system och sensorer: En snabb utveckling sker, både i ökad automation i systemen ombord på flygplanet och i helt obemannat flyg. Samverkan mellan människa och system genom autonomi, beslutsstöd och presentationsteknik har stor betydelse. Sensorerna blir allt effektivare och enklare att installera på olika typer av plattformar. Prestanda i sensorerna förbättras och helt nya funktioner möjliggörs.
  • Framdrivning: Området omfattar teknologi och koncept som ger ökade prestanda, bättre funktion samt effektivare och billigare framtagning och användning av flygmotorn som produkt.
  • Flygtrafikledning (ATM): Häri ingår integration av hanteringen på flygplatserna med flygtrafikledningen och möjligheter att optimera flöden i hela processen inklusive flygplatser, luftrum, flygoperatörer, militär verksamhet och liknande. Dataöverföring mellan aktörerna, automatisering och beslutsstöd för både trafikledare och piloter möjliggör en mer optimal flygning för att möta kapacitets-, miljö-, kostnads- och säkerhetskrav.