Det er i lufta de militære utfordringene er aller tydeligst. Luftforsvaret og Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har fulgt hverandre tett siden 1946. 25 år fra nå vil samarbeidet være enda mer spennende.
Det å utnytte og forsvare luftrommet krever alltid den nyeste teknologien. Luftforsvaret har lent seg tungt på forskning og utvikling. Der har FFI fortsatt mye å tilby. Ny kunnskap trengs mer enn noen gang før. Når Luftforsvaret ventelig feirer sitt hundreårsjubileum i 2044, er det i en teknologisk verden som vi fortsatt bare ser konturene av.
Noe vet vi. Som at de første F-35-flyene da har bare et begrenset operativt liv igjen før de skal fases ut. På det tidspunktet må vi for lengst være i gang med å finne ut hvordan luftmakt skal benyttes, med arvtakeren til F-35.
Eller kanskje vi skal si arvtakerne. F-35 er allerede del av et informasjonsnettverk og et system. Dette systemet kan inkludere svermer av droner, «tenkende» bomber, autonome løsninger og et kommandosystem med muligheter som knapt kan overskues. F-35, med sin karakteristiske lavsignaturutforming på skrog og vinger, representerer siste generasjon. Åpen arkitektur på programvare og utstyr skal gjøre det mulig å følge teknologiutviklingen i hele flyets levetid.
Den «naturlige» piloten
Da Luftforsvaret ble etablert i 1944, fløy de fleste norske pilotene Spitfire. Flyene var en legende. Idet den norske krigspiloten satte seg i Spitfire-cockpiten og tok av, var han prisgitt seg selv, de enkle instrumentene og radiokontakten. De som ble ansett som flinke, og som klarte å skyte ned mange fiendtlige fly, ble betegnet som «naturlige flygere». De behersket både maskinen og våpnene. Disse flygerne var så gode at de ikke trengte å bruke mye mental kapasitet på det rent mekaniske, altså å styre og å peke flyet mot riktig mål når de lot kanonene tale. De brukte isteden kapasiteten til å holde oversikt over egne og fiendtlige styrker. De sørget for å bevege seg til riktig sted til rett tid. Dette er fortsatt en god beskrivelse av oppdraget i cockpit.
I dag er flygerens arbeidsmiljø ganske annerledes. Oppgavene er blitt flere. Antall faktorer han eller hun må forholde seg til og bruke tid på har økt dramatisk. I en F-16 behøver flygeren svært mye tid og mental kapasitet på å detaljstyre de enkelte sensorene i flyet sitt. Situasjonsoversikten må flygeren møysommelig bygge opp i hodet, basert på alle innspillene fra hver enkelt sensor.
Et av FFIs bidrag er å se hvordan pilotens arbeidsmiljø kan forenkles. I et av FFIs laboratorier på Kjeller står en ny flysimulator. Her ser forskere og piloter på det som er dagens arbeidsmiljø i en F-35. Flysetet og styreenhetene er nøyaktig som i det virkelige flyet. Den store, buede skjermen viser tall og symboler som flygeren vil møte på samme måte under tokt.
En Spitfire-flyger ville kanskje oppfatte dette nye systemet som minst like oversiktlig som det han møtte i sin egen cockpit: Her så han det midtstilte bombesiktet, gyrokompasset, altimeteret, fartsmåleren og den store klumpen av en radio – alt sammen presset sammen i de usannsynlig trange omgivelsene. All innovasjon handler om detaljer, noen kanskje mindre teknologiske enn andre: Ved venstre skulder hadde Spitfire-piloten et brekkjern, i tilfelle han rett og slett ikke kom seg ut på annen måte. En vennlig ingeniør hadde innsett at flygeren i uheldige tilfeller kunne skalle hodet inn i bombesiktet. Han utstyrte det derfor med en myk gummipute i nedkant.
Detaljinformasjonen samordnes
I F-35 gjøres mye av sensorstyring og billedoppbygging av flyet selv. Et prosessert bilde presenteres til piloten. Dermed får piloten frigjort kognitiv kapasitet til å kunne konsentrere seg om å løse oppdraget, og hvordan samvirke med de andre enhetene som er til stede i situasjonen.
Egenskapene til F-35 gjør at vi faktisk nærmer oss et nettverksbasert forsvar. Det er en visjon som ble presentert for mer enn 15 år siden.
I korridorene på FFI har vi stilt ut en del av de mange detaljene som kan gjøre forskjell i krigssammenheng. For eksempel vernemasken FFI utviklet for F-16-piloter, med gummideler fra Viking Mjøndalen og med montasjen gjort ved Luftforsvarets forsyningskommando. Masken ble utviklet på 1980-tallet, som vern mot kjemiske stridsmidler: Den sendte renset luft til øynene fra et lukket system. Masken ble anskaffet av både det danske og det norske forsvaret. Belgiske piloter brukte den under Gulf-konflikten i 1991.
FFI-modellen gagner alle
Vernemasken fra Mjøndalen er et lite eksempel på en stor og vedvarende oppgave for FFI: Vi skal være en pådriver for norsk industri. I begrepet «FFI-modellen» ligger planmessig bruk av forskning til å utvikle nye og i hovedsak høyteknologiske produkter og nisjer. FFIs styrke har vært å bidra med produkter og våpensystemer som både bygger oppunder det norske forsvarets særlige utfordringer, og som kan få en industriell basis. Da en entusiastisk gruppe unge ingeniører ved FFI rundt 1960 begynte å utvikle et rakettvåpen som kunne ødelegge skip i norske farvann, var det starten på et prosjekt som fortsatt lever. Penguin-raketten, med sitt unike søkersystem, ble en salgssuksess. Først som et sjømålsvåpen for marinen både her i Norge og andre land. Fra 1989 ble Penguin tatt i bruk på F-16 og senere på helikopter som et «luft-til-sjø»-våpen.
Sammen med Kongsberg Defence and Aerospace har FFI bygget opp et spesialisert rakettmiljø som siden gjorde det mulig å utvikle Naval Strike Missile (NSM) og nå Joint Strike Missile (JSM). Luftforsvarets F-35 er ikke alene om å skulle utstyres med disse, dette er en stor eksportvare. FFIs samarbeid med industrien har gjennom årene skapt mange arbeidsplasser. Særlig på området avansert elektronikk har slike partnerskap gjort oss svært konkurransedyktige. Kongsberg-samarbeidet har også resultert i systemer for elektronisk krigføring for Luftforsvarets DA-20 fly og F-16, og det mobile luftvernsystemet Norwegian Advanced Surface-to-Air Missile System (NASAMS).
The geeks in the back
Historien om rakettutviklingen ved FFI er også den om «the geeks in the back». Forskerne våre er ikke redde for feltarbeid. Da den infrarøde målsøkeren for den første Penguin-versjonen skulle testes ble kampflyet RF-84F brukt, inntil Luftforsvaret anskaffet en Twin Otter til formålet. Over tid utviklet FFI denne maskinen til et flygende laboratorium. I kabinen logget ivrige forskere atskillige timer i lufta, i et fly søkklastet med måleinstrumenter. Det samme flyet ble brukt i utviklingen av IR-søkeren for NSM-missilet. Flymålinger i FFIs regi pågikk inntil flyet ble avhendet av Luftforsvaret i 2000, og en F-5 overtok.
Slik oppstår forskningen
Da FFI ble opprettet i 1946, ga det Norge et verktøy for å modernisere forskning og utvikling. Vi har fra starten av vært et av landets tre store forskningsinstitutter, både i antall årsverk og budsjettstørrelse. De to andre har vært Sintef og Institutt for energiteknikk. Anvendt forskning fra FFI er kommet til nytte både i forsvarsgrenene, industrielt og i selve alliansepolitikken. Luftforsvaret har vært en viktig partner og kunde.
Forskningen oppstår på alle nivå. Det er jevnlig sjefsmøter mellom sjefen for Luftforsvaret og oss i FFIs ledelse. Her dukker det gjerne opp ideer til prosjekter, som så sildrer nedover i organisasjonen til de finner fotfeste. En annen måte prosjekter oppstår på, er fra «grasrota». Vi har god kontakt med de operative i Luftforsvaret, og mange ideer dukker opp i møter mellom mennesker. Vi kan være i simulator og jobbe med en oppgave. I pausene kan en idé fra en flyger finne klangbunn hos en forsker. Hun eller han tar med ideen hjem og arbeider videre med den. På samme måte kan ideer som dukker opp under prosjektarbeidet lanseres for operativt personell. De biter seg fast i den, og gir den støtte. Når ideen blomstrer til en prosjektaktivitet, vil forskningslederen ta den opp med oppdragsgiveren. Da kan innretningen på prosjektet justeres, eller nye prosjekter etableres. Faglig forankring skjer hos fagmiljøet i Forsvaret eller hos Forsvarsmateriell. Så må man finne en finansieringskilde. Til syvende og sist vil et prosjekt behandles i Forsvarssektorens forskningsforum (F3). Det skjer tre ganger årlig. Her besluttes det om prosjekter ved FFI skal settes i gang.
Et Luftforsvar uten FFI?
Vi kan stille et hypotetisk spørsmål: Hva ville Luftforsvaret ha vært uten FFI?
Det er det selvfølgelig ingen fasit på. Luftforsvaret består av svært mange dyktige mennesker. De er likevel ikke satt opp til å gjennomføre grundige analyser, eller utvikle maskin- og programvare slik FFI har gjort opp gjennom årene. Dette betyr at de kanskje ville ha fattet beslutninger på et tynnere underlag. Avgjørelsene hadde ikke nødvendigvis vært feil – eller annerledes – men de ville ikke ha vært fundert på like solide, etterprøvbare analyser og simuleringer.
Det er denne rollen FFI ofte har spilt for Luftforsvaret: Vi har påtatt oss å finne løsninger på de stadig nye utfordringene innenfor militær teknologi. Vi liker på FFI å si at vi gir svarene som Forsvaret trenger – ikke nødvendigvis de svarene de vil ha.
Selv om et «luftforsvar» ikke er synonymt med kampfly – eller fly i det hele tatt – er det ingen tvil om hva som er den synligste delen. Det er de stadig mer avanserte flytypene. Spissteknologien handler ikke lenger bare om flyveegenskaper, men om integrasjon og informasjon. Slike variabler blir tillagt stor vekt. Det samme gjelder kostnader ved ulike valg. Det dyreste og mest avanserte er ikke alltid det beste. Vi kan gi beslutningstakerne et bedre grunnlag ved at vi også ser til de store sammenhengene. Hvilke utfordringer skal møtes med den nye investeringen? Hvilke ressurser må til, og hva koster det?
Det store flykjøpet
FFI ble involvert i anskaffelsen av nye kampfly i 2003. Vi var tett på arbeidet som førte til valget av F-35 foran JAS Gripen. Instituttet bidro med å utforme forespørsler om informasjon som gikk til industrien, og analysere svarene. Forskere fra FFI var med i flere forskjellige simulatorer. Vi la til rette for forsøk i de samme simulatorene, der vi utforsket egenskapene til de forskjellige kandidatene nærmere. FFI utviklet modellverktøy. Vi utarbeidet beslutningsgrunnlag for hvor mange kampfly Luftforsvaret burde anskaffe, og hvilken operativ ytelse som kunne forventes fra dem. Lista over dokumentasjon ble lang. FFI bidro til å utforme beslutningsdokumentene. Vi laget kostnadsanalyser, ytelsesanalyser og kosteffektvurderinger. Analysene ble raffinert, ned til å se på hvilke våpen de norske F-35-flyene burde utstyres med, og antallet.
I noen kretser ble vi kritisert for å ha anbefalt F-35 foran de to andre. Arbeidet var ikke basert bare på skrivebordberegninger: Luftforsvaret stilte flygere til disposisjon over lang tid, for at de skulle prøve ut flyene i produsentenes simulatorer sammen med forskerne våre.
En slik anskaffelse stopper ikke med at flyene blir levert. FFI har vært med i utviklingen av bremseskjermen for flyet, og studert rullebanebehov og stoppedistanser. I hele F-35s levetid vil det være behov for videre forskning og utvikling.
Det første store samarbeidet
Det første store samarbeidsprosjektet mellom Luftforsvaret og FFI handlet også om fly. I 1962 gjorde FFI en studie som vurderte hvilket kampfly Luftforsvaret burde kjøpe til erstatning for F-86F Sabre. Luftforsvaret ønsket en vitenskapelig tilnærming, og valgte å bruke FFI. Vi anbefalte Northrop F-5A. Den vitenskapelige rapporten komplementerte Luftforsvarets egne analyser. De politiske beslutningstakerne vurderte arbeidet som objektivt. Det veide derfor tungt i beslutningsprosessen. Dette var forløperen til den store analysen som førte til at F-16 ble valgt til Luftforsvaret. Under analysen som anbefalte F-5, ble det utslagsgivende måltallet satt til å være «antall ødelagte mål av kampflyet», noe som pekte på egenskapene til selve flyet, og optimerte dem.
Under kampflyanalysen 1970-74 ble måltallet «holdetid» brukt. Det vil si hvor stor forsinkelse en invaderende fiende kunne bli påført. Det var motstand mot akkurat dette måltallet, siden det i liten grad kunne benyttes til å velge kampflytype. FFI sto på at dette var noe som kunne differensiere mellom forskjellige kampfly-klasser, fordi det var snakk om å velge den mest kostnadseffektive løsning for hele Forsvaret, ikke bare Luftforsvaret.
Forskning gir fordeler
Det blir noen ganger ymtet om at ressursene som går fra Forsvaret til FFI i større grad kunne ha blitt brukt i «den spisse enden» – til flere seilingsdøgn, flere øvelser. Det finnes alltid behov som kan settes opp mot andre. Samtidig har FFI mulighet til å gjøre grundig arbeid over lengre tid, og med en mulighet til å kikke inn i krystallkulen, hva gjelder teknologi og operative muligheter. Generalmajor Morten Klever, leder for Kampflyprogrammet, har for eksempel uttalt at «programmet har vært helt avhengig av FFI for å gjennomføre arbeidet sitt». Det tar vi som en tillitserklæring.
Samarbeidet mellom Luftforsvaret og FFI er godt, men alt kan bli bedre. De store materiellprosjektene er viktige, men vi skulle gjerne bidratt enda mer inn mot den daglige driften. FFIs forskere kunne sett mer på de små og store utfordringene som dukker opp ute i skvadronene, og finne løsninger som i sum gjør hverdagen enklere. Der er vi igjen tilbake til ressurser og prioritering. Luftforsvaret må bruke sine knappe midler til det påkrevde antallet flytimer de skal levere. Da kan det være vanskelig å finne finansiering til forskning og utvikling.
Mennesket og de nye systemene
De neste 25 årene vil Forsvarets enheter bli flinkere til å samvirke. Det er arbeid på vei som bidrar til at ikke bare kan menneskene kommunisere, men at også plattformene overfører data mellom seg. Dette medfører at nettverksbaserte våpen som avfyres fra et fly eller marinefartøy kan kontrolleres av en annen plattform som har oppdaterte måldata. Beslutningsstøttesystemer vil bruke kunstig intelligens for å vurdere sensordata, og vil kunne gjenkjenne viktig informasjon basert på utstrakt maskinlæring. Flere sensorer vil nettes sammen for å kunne få bedre dekning, og kunne bruke andre spektre for å samle inn mest mulig informasjon om et gitt område.
Samtidig vet vi at våre motstandere også vil benytte seg av avanserte, oppfinnsomme, overraskende og uventede teknikker for å lure systemene vi utvikler. Dette gjør at vi må fortsette å finne på smarte løsninger for hvordan vi løser oppdragene. Vi kommer innen de neste ti årene til å operere ubemannede systemer i tett samvirke med bemannede systemer, ikke bare på og under havflaten, men til lands og i lufta også. Disse systemene vil være rimeligere enn dagens kampfly. De vil bli kontrollert av blant annet kampflyene som framskutte speidere, som flankesikring og etter hvert som våpenbærere. Våpnene vil ikke bare være kinetiske våpen med sprengstoff og målsøkere. De vil også operere i det elektromagnetiske spekteret, og ha betydelig effekt mot bakke- og luftbaserte sensorer og systemer. Rommet kommer til å være en viktig del av fremtidens luftmakt, både som dimensjon for sensorplattformer, men også for kommunikasjon.
Viktigst av alt blir fortsatt mennesket. Teknologien støtter opp om beslutningene mennesker fatter. Teknologien gjør oss i stand til å hente inn, prosessere og presentere informasjon. Men når motstanderne gjør noe uventet, eller teknologien ikke virker, så er det til syvende og sist et menneske som må fatte beslutningene. Også i 2044.
Foto: Separasjonstest for Penguin Mk3: Missilene på vingetippene har neser modifisert av FFI. Sammen med poden på 'centerline' (modifisert av Horten Verft) har de høy- hastighetskameraer som ser sideveis og skrått bakover, og følger separasjonen fra fire ulike vinkler. (FFI)
Artikkelen er først publisert i Luftled 2/2019
