Mitt exjobb handlar om digital hydraulik för flygplan. Linköpings Universitet (LiU) har tillsammans med SAAB och Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC, Brasilien) ett forskningssamarbete på området. Från början var mitt exjobb tänkt att utföras på SAAB i Linköping men jag var sugen på Brasilien och kunde då ta med mig projektet till Brasilien och universitet där.

Saab JAS 39 Gripen, den tilltänkta flygmodellen för hydraulsystemet.

Hydraulik är teknik där man via vätskor överför kraft. Oftast är det olja som man använder då det smörjer och minskar friktion i systemet men det finns hydrauliska system med andra vätskor t.ex. vatten.

Grävmaskin är ett klassiskt exempel på hydraulik, där hydrauliken skapar all rörelse både grävarm och förflyttning av maskinen.

Just digital hydraulik som jag ska arbeta med är något som knappt finns i på marknaden idag. Det är en ny sorts systemuppbyggnad för att öka energieffektiviteten. Klassisk hydraulik, det som används på marknaden idag, använder sig av strypande ventiler, som kan ställas in på allt mellan 0-100%, för att reglera oljeflödet. Bara denna strypande ventil ger upphov till stora energiförluster redan innan oljan nått fram där den ska göra nyttan. Digital hydraulik bygger på idén om att istället använda av/på ventiler som antingen är öppna eller stängda. Dessa har mycket mindre energiförluster över ventilen, dock förlorar man möjligheten att att ställa sig i ett mellanläge, det är bara av eller på som gäller. För att återskapa alla dessa mellanlägen sätter man istället ihop ett system av dessa av/på ventiler där kombinationer ger mellanlägen. Detta blir i slutändan ett mer komplext och svårstyrt system men energisnålare. Tidigare forskning på detta system uppvisar så mycket som 20% av energiförbrukningen jämfört mot dagens system.

Förenklat hydraulschema för systemet.

Det mitt exjobb handlat om är säkerheten i systemet. Eftersom det är flyg så är säkerheten väldigt kritisk. Har vi en grävmaskin som går sönder, kan grävmaskinisten ringa verkstaden och gå hem för dagen. Går ett flygplan sönder däremot är det inte lika roligt.  Så därför har jag försökt identifiera risker i detta nya systemkoncept. Totalt sätt har jag räknat på över 4 miljoner felkombinationer. Dessa 4 miljoner har jag genom smarta systembeskrivningar kokat ner till “bara” 2402 st fall att analysera. Sen har jag räknat ut säkerheten i systemet utifrån dessa 2402 fall.

 

 

Här är en film när testriggen körs. Lyssna speciellt på ljudet som blir när av/på ventilerna stängs och öppnas. Det blå är referensen och det röda är utfallet. Som det syns blir det lite ryckigt men man kan knappt se det med blotta ögat.

Arbetet har utforskat nya områden inom hydrauliken, vilket har gjort arbetet svårt då det fanns lite referenser sen tidigare. Egentligen är hela arbetet baserat på fyra meningar en doktorand skrev 2015. Därifrån har jag fått rita upp min egen forskningsvärld med allt vad det betyder. Ur arbetet har även en ny typ av säkerhetsanalys växt fram. Där det klassiska säkerhetsverktyget Fault Tree Analysis fick sig en modernisering med dagens moderna beräkningstekniker. Ska man vara helt ärlig var det mycket i brist på kunskap inom säkerhetsområdet som detta hände. Hade jag vetat mer om säkerhet kunde man nog valt en annan metod. Nu visste jag inte bättre och körde denna basic-metod ett par tusen gånger genom ett Matlab script. Detta tycket min säkerhetshandledare jäkligt retro och coolt. Han hade aldrig sett något liknande. Samtidigt som han är helt övertygad om att det är korrekt.  Jag kallar det nog mest nybörjartur.

Slut summeringen av hela exjobbet är att dessa fyra meningar som fanns på området tidigare inte riktigt stämmer. Man måste lägga in lite villkor för att det ska stämma. Jag har även kunnat visa att om dessa nya av/på ventiler är lika pålitliga som dagens ventiler så är systemet lika pålitligt. Dock behövs det mycket mer kunskap och forskning innan detta system bli placerat i ett flygplan.

Arbetet har till 20% bestått av att läsa tidigare och relaterad forskning, 40% av att tänka ut och skiva Matlab-kod, 20% har varit simuleringar i HOPSAN och 20% har varit dokumentering och rapportskrivning.

Överlag så är jag kanonnöjd med arbetet. På förhand så var jag skeptisk till ämnet, säkerhet det låter trist, men jag var taggad på Brasilien så man fick inte vara så kräsen. I efterhand har det varit ett jättekul ämne och väldigt intressant att själv få definiera nya forskningsområden. Jag har lärt mig massor, framför allt om säkerhetsbiten som var ett blankt blad innan.

Hur hamnade jag här?

Det har hänt att framförallt yngre studenter (till antalet högskoleår) frågar mig om hur jag fick tag på detta exjobb. Det låter inte helt fel att åka till en turiststad i Brasilien några månader under exjobbet. Det hela började med att det var en hydraulikkonferens i Linköping juni 2017. På den här konferensen var det forskare från Svergie, Danmark, Tyskland, Finland, Europeiska länder och så Brasilien?! Så jag frågade en vän som var lite mer insatt om varför det var människor från Brasilien med på konferensen. Då förklarade hon om forskningssamarbetet som finns mellan dessa två universitet och att det funnits exjobbare där tidigare. Väldigt intressant tänkte jag och redan samma kväll skicka jag iväg ett mail till en examinator. Jag blev runt skickad några gånger innan jag fick en mejladress till en professor på i Brasilien. Han sa i princip, “Kul, du är välkommen!” och så var det klart. Sen efter det har det varit många vändor med ämnen och papper till visum med mer men i det stora hela så har det varit klart sen juni 2017.

Så tips till andra som vill göra samma sak, är ni hydrauliker prata med Petter Krus på FluMes. Annars så hör med någon examinator ni gillar i ert favoritämne och se om det har några kontakter ute i världen.