Varför är ett JAS-flygplan grått?

På 90-talet och tidigare var svenska stridsflygplan ofta kamouflagemönstrade. Idag är de grå. Det innebär inte att kamouflaget är sämre nu. För hur kamouflerar man sig för sensorer som upptäcker långt mer än det mänskliga ögat? Svaret kan vara spektral design – kunskapen om att skapa material med specifikt anpassade optiska egenskaper. Det menar Kent Andersson, som i sin doktorsavhandling studerade kamouflage baserat på de senaste innovationerna inom materialoptik.

Inom det militära finns en mängd områden där spektral design tillämpas. Men när det kommer till kamouflage, eller signaturanpassning som det också kallas, finns stor efterfrågan på nya innovationer. Inte minst beror det på att sensorer ständigt utvecklas för att utnyttja brister i en motståndares kamouflage.

Forskning om signaturanpassning med hjälp av spektral design är därför ett hett område, där Kent Anderssons avhandling är ett av de senaste inläggen.

Det viktigaste kamouflaget – det som inte syns

Att använda spektral design för att skapa bättre kamouflage är mer än en fråga om att göra mer naturtrogna mönster och färger. Kent Andersson är noga med att signaturanpassning inte bara handlar om att göra sig svårupptäckt för ögat. Han förklarar att det ljus som våra ögon kan uppfatta är endast en bråkdel av det som moderna sensorer kan se:

— Man kan se till att ett fordon har lämpliga färger, men i vissa situationer gör det inte mycket nytta eftersom du fortfarande kan höra ett fordon som närmar sig. På 80- och 90-talen var svenska jaktflygplan ofta kamouflagefärgade på ovansidan eftersom de gömdes ute i skogen och skulle vara svåra att upptäcka från luften. Men på grund av ett ändrat hot är en JAS grå idag. Fokus ligger istället på att göra sig osynlig för sensorer som upptäcker ljus i andra våglängdsområden än det mänskliga ögat.

Gedigen bakgrund inom materialoptik

Med en forskarbakgrund inom materialoptik har Kent Andersson tidigare i karriären varit med och utvecklat en beläggning på fönsterglas som släpper igenom dagsljus men stänger ute solens uppvärmande strålning. En uppfinning som idag är vanlig på hus med stora glasfasader.

Från studier och forskning i materialoptik på Uppsala universitet fortsatte han sedan till arbete inom flygvapnet och Försvarets materielverk, för att till slut skriva sin doktorsavhandling på Försvarshögskolan om tillämpning av spektral design för signaturanpassning inom försvaret.

Radar inte största hotet

Studieobjektet i avhandlingen är militära plattformar – vapenbärande fordon på marken, i luften och på havet. I takt med att dessa blir mer tekniskt avancerade och dyrare blir de också mer intressanta mål för en fiende. Därför ökar kraven på deras signaturanpassning.

I sin forskning har han visualiserat exempel på militär verksamhet där spektral design skulle kunna göra nytta. Han utgår till exempel från en situation där ett attackflygplan ska undvika att bli upptäckt av ett luftvärnsförband på marken. En situation där flygplan under de senaste decennierna med stora kostnader anpassats för att inte synas på radar, en anpassning som numer går mot att bli omodern.

— Nackdelen för luftvärnsförbandet med radar är att du blir upptäckt, så fort du tänder upp radarn så vet flygplanet var du är. Därför ser vi att sensorer som tittar i det optiska området, särskilt det värmestrålande, har blivit mycket bättre och billigare och börjar användas på luftvärnssystem, säger Andersson.

Färg som hindrar värmestrålning

Dessa sensorer upptäcker flygplanet långt innan det kan ses med blotta ögat. Och till skillnad från radar är dessa sensorer passiva: de fungerar utan att behöva sända ut egen strålning, och röjer därför inte luftvärnsförbandets position.

Som motmedel mot de moderna sensorerna föreslår Kent Andersson spektral design. Konkret handlar det om så kallad lågemitterande färg: färg med pigment som är särskilt designade för att minska den strålning som man vet att fiendens sensorer kan upptäcka.

En sådan lösning är inte bara teoretiskt intressant utan skulle kunna tillämpas praktiskt utan att äventyra flygplanets övergripande förmåga, i motsats mot signaturanpassning för att bli osynlig på radar, vilket ofta försämrar flygplanets flygegenskaper.

Enbart teknisk nytta räcker inte

Den metod som Kent Andersson utvecklat för att teoretiskt pröva den militära nyttan av lågemitterande färg har lett fram till ett ramverk som kan användas för att pröva den militära nyttan av teknik även på andra områden än det materialoptiska.

Det fungerar som ett protokoll där man simulerar ett eller flera militära uppdrag där en viss teknologi används, och sedan jämförs resultaten med simulering av samma uppdrag när den inte används.

— Det viktiga är att inte enbart titta på själva tekniken, utan hela sammanhanget. Ny teknologi, även om den i sig är fantastisk, är inte mycket värd om den är för dyr eller kräver kompetens som inte finns på förbanden. Rent praktiskt hoppas jag att ramverket ska förbättra kommunikationen kring krav och möjligheter med signaturanpassningsteknik så att det kan stödja beslutsfattning vid utveckling av våra framtida smyganpassade stridsfordon, fartyg eller flygplan. Det bärande konceptet om militär nytta används redan av många studenter i deras självständiga arbeten, säger Andersson.

Fakta: om materialoptik

Materialoptik är vetenskapen om hur ljus växelverkar med materien. Den förklarar varför olika material har olika färger, varför svarta ytor blir varmare än vita i solljus och varför solglasögon kan vara genomskinliga från insidan utan att bärarens ögon syns utifrån.

Att dra nytta av materialoptiken för att skapa material med önskvärda optiska egenskaper kallas spektral design.

Publikation

On the Military Utility of Spectral Design in Signature Management: a Systems Approach