I inledningen av den storskaliga ryska invasionen av Ukraina tilldrog sig en relativt ny typ av vapensystem, den beväpnade drönaren, stor uppmärksamhet. Denna typ av system och dess framtida roll inom krigföringen har varit och är fortfarande omdebatterad. Forskningen har fram till nyligen, till stor del, saknat relevant empiri för att undersöka den beväpnade drönarens effekt i en mellanstatlig högteknologisk konflikt. Syftet med denna studie har varit att undersöka en mindre stats nyttjande av UCAV som ett sätt att projicera luftmakt. I det här fallet genom en fallstudie av konflikten i Ukraina. För att belysa Ukrainas användande av UCAV har en luftmaktsteori benämnd, Underdog’s Model, nyttjats. Modellen, framtagen av Arash Heydarian Pashakhanlou, syftar till att beskriva hur en mindre stat genom goda prestationer inom sex specifika faktorer, kan gå segrande ur en väpnad konflikt mot en starkare motståndare. Studien visar att Ukraina i mycket hög grad uppnått goda prestationer inom modellens faktorer. Effekten av de ukrainska UCAV-operationerna förefaller också, i krigets inledande fas vara mycket stor. Efter krigets första månader avtar dock denna effekt något, på grund av en motståndarens anpassning och nyttjande av motmedel. Underdog’s Model har en relativt god, om än inte fullständig, förklaringskraft beträffande Ukrainas användning av UCAV i konflikten. Nyttjande av UCAV framstår som en kostnadseffektiv väg för en småstat att projicera luftmakt i en asymmetrisk konflikt. Dock har vissa sårbarheter hos sådana system blivit mer framträdande varefter konflikten fortskridit.

<p>Obemannade flygplan med attackförmåga (UCAV) används i allt större utsträckning i konflikter idag. En av de främsta fördelarna med dessa är att det inte finns någon risk att mista en pilot, då dessa är fjärstyrda. I attacker utförda av amerikanska UCAV:er i framför allt Afghanistan och Pakistan, har collateral damage inträffat vid ett flertal tillfällen. Det innebär att civila oavsiktligt fallit offer för attacker. Enligt krigets lagar kan sådana händelser rättfärdigas av att militär nödvändighet föreligger, men det är tveksamt om det går att hävda det när man inte riskerar egna förluster. Detta innebär i så fall att collateral damage alltid är krigsbrott när det orsakats av UCAV. Då är det viktigt att det går att utkräva ansvar ur obemannade system och det finns farhågor att ansvarsförhållandena blir otydligare när det inte sitter en pilot i flygplanet som ”trycker på knappen”. Men så länge den obemannade farkosten fjärrstyrs och besluten tas av en människa går det inte att se några skillnader i möjligheten till ansvarsutkrävande från bemannade system.</p> / <p>The use of Unmanned combat aerial vehicles (UCAV) has seen an increasing use in modern conflicts. One of the main advantages of these is the fact that there is no risk of losing a pilot, as the aircraft are remote-controlled. The attacks carried out by U.S. UCAVs in Afghanistan and Pakistan have resultet in a number of incients with collateral damage. According to the laws of war, only military necessity can justify such incidents and it is highly doubtful if you can claim such necessity when you do not risk any loss of life yourself. This would mean that collateral damage caused by UCAVs automatically becomes a war crime. This raises the issue of accountability and wether it is possible to extract such from unmanned systems. There are fears that this would be difficult when no pilot is present in the aircraft to ”pull the trigger”. However, as long as operators remotely control the unmanned aircraft and the decision to release weapons in anger are made by humans, there are no differences to be found in terms of accountability between manned and unmanned systems.</p>

Obemannade flygplan med attackförmåga (UCAV) används i allt större utsträckning i konflikter idag. En av de främsta fördelarna med dessa är att det inte finns någon risk att mista en pilot, då dessa är fjärstyrda. I attacker utförda av amerikanska UCAV:er i framför allt Afghanistan och Pakistan, har collateral damage inträffat vid ett flertal tillfällen. Det innebär att civila oavsiktligt fallit offer för attacker. Enligt krigets lagar kan sådana händelser rättfärdigas av att militär nödvändighet föreligger, men det är tveksamt om det går att hävda det när man inte riskerar egna förluster. Detta innebär i så fall att collateral damage alltid är krigsbrott när det orsakats av UCAV. Då är det viktigt att det går att utkräva ansvar ur obemannade system och det finns farhågor att ansvarsförhållandena blir otydligare när det inte sitter en pilot i flygplanet som ”trycker på knappen”. Men så länge den obemannade farkosten fjärrstyrs och besluten tas av en människa går det inte att se några skillnader i möjligheten till ansvarsutkrävande från bemannade system. / The use of Unmanned combat aerial vehicles (UCAV) has seen an increasing use in modern conflicts. One of the main advantages of these is the fact that there is no risk of losing a pilot, as the aircraft are remote-controlled. The attacks carried out by U.S. UCAVs in Afghanistan and Pakistan have resultet in a number of incients with collateral damage. According to the laws of war, only military necessity can justify such incidents and it is highly doubtful if you can claim such necessity when you do not risk any loss of life yourself. This would mean that collateral damage caused by UCAVs automatically becomes a war crime. This raises the issue of accountability and wether it is possible to extract such from unmanned systems. There are fears that this would be difficult when no pilot is present in the aircraft to ”pull the trigger”. However, as long as operators remotely control the unmanned aircraft and the decision to release weapons in anger are made by humans, there are no differences to be found in terms of accountability between manned and unmanned systems.

During the war in Ukraine, technical and tactical innovation in the deployment of commercial drones for IRS and strike missions, and artillery spotting have been witnessed. This study aims to create a better understanding of evolving UAS capability and create a use-case forecasting UAS capability in five years. The research uses a combination of empirical data through two case studies in combination with interviews, collecting the perspective of four researchers and experts in the fields. The forecasted UAS capability use-case describes a multilayer use of aerial platforms of different sizes, performances, and specifications, which makes aerial IRS and strike capability available at lower tactical levels. Other aspects in the use-case are artificial intelligence that supports data processing in networking surveillance, command and control system, and autonomous navigation. Implications for UAS capability in an electronic warfare environment and implications for countermeasure deployments are discussed. The results presented in the study are generic and should be complemented with further studies, which through scenario-based research can create clear recommendations to specific actors linked to UAS capability. / Under kriget i Ukraina har tekniska och taktiska innovationer bevittnats när det gäller användande av kommersiella drönare för IRS och bekämpningsuppdraguppdrag, och eldledning av artilleri. Syftet med studien är att bidra till bättre förståelse för utvecklingen av UAS-förmåga och att skapa ett användningsfall där UAS-förmåga om fem år beskrivs. Studien tillämpar empirisk data genom två fallstudier, i kombination med intervjuer som inkluderar perspektivet från fyra forskare och experter inom området. Det prognostiserade användningsfallet för UAS-förmåga beskriver en flerskiktsanvändning av flygplattformar av olika storlek, prestanda och specifikationer, vilket gör flyg- IRS och slagförmåga tillgänglig på lägre taktisk nivå. Andra aspekter i användningsfallet är artificiell intelligens som stödjer databehandling i ett nätverksövervaknings- och kommando- och kontrollsystem, samt autonom navigering. Implikationer för UAS-kapacitet i en elektronisk krigföringsmiljö och implikationer för utplacering av motåtgärder diskuteras. Resultaten presenterade i studien är generiska och bör kompletteras med ytterligare studier, som genom scenariobaseradforskning kan skapa tydligare rekommendationer till specifika aktörer kopplade till UAS-förmåga.

The Multiple Cooling Multi-Objective Simulated Annealing Algorithm is used for the conceptual design optimization of a supersonic Unmanned Combat Aerial Vehicle (UCAV). Single and multiobjective optimization problems are addressed while limiting performance requirements between desired bounds to obtain viable aircraft configurations. A conceptual aircraft design code was prepared for planned but flexible combat missions. The results demonstrate that the optimization technique employed is an effective tool for the conceptual design of aircrafts.

In the military arena there is an increase in demand for Low Observable (LO) flight vehicles. This drive for low observability imposes limits on Leading Edge (LE) sweep angles and prohibits the use of a tailplane/fin resulting in unconventional configurations; a typical example of which are Unmanned Combat Aerial Vehicles (UCAVs). This class of aircraft poses stability and control problems due to the early onset of flow separation. The focus of this project is on the on the use of Tangential Leading Edge Blowing (TLEB) as a means of separation suppression on such vehicles. This project is unique in that the TLEB slot is positioned on the wing lower surface facing the oncoming freestream. Also, the model in this project is representative of the outboard panel of a UCAV wing, a geometry on which TLEB has not been explored in the past. A swept wing model (LE sweep = 47 degrees, AR = 3) was designed. The model has a TLEB nozzle with a slot on the lower surface at approx. 1% yawed chord that spans 0.58 m (approx. 70% LE length). Baseline wing characteristics were obtained with the full slot exposed. The wing showed a variation in pitch between CL = 0 and 0.6 which from oil flow visualisation is believed to be due to laminar separation. At CL = 0.6 there is a positive pitch break which flow visualisation suggests is due to the occurrence of a LE vortex. Sensitivity studies for slot configuration, Re number and transition fixing were carried out. The blowing rates 0.0025, 0.005, 0.025, 0.05 were tested for two slot lengths; one full span (0.58 m) and another third span positioned at the midpoint of the full slot. All blowing rates show some suppression of the LE vortex and therefore reduction in severity of the pitch break at CL = 0.6. High blowing rates produce a negative shift in CM, which CFD suggests is due to a large amount of suction produced on the lower wing surface adjacent to the slot exit. This means the available trim power is less than for the lower blowing rates. Wool tuft results for high blowing rates from the middle slot show an increase in streamwise flow at the TE suggesting TLEB is capable of improving the effectiveness of TE devices. The effectiveness of TLEB at low blowing rates has been shown to be high compared to that found in literature. A 1st order analysis of the impact of TLEB on a full scale system shows realistic options.

Cette thèse est une contribution à l'étude de l'écoulement autour d'un drone UCAV générique. L'écoulement tourbillonnaire se développant à l'extrados d'aile volante à flèche modérée peut générer des phénomènes aérodynamiques non linéaires et ainsi dégrader fortement les qualités de vol, les performances aérodynamiques et limiter le domaine de vol. Plusieurs études expérimentales en soufflerie ont été réalisées sur une maquette de drone de flèche 53° afin de décrire les phénomènes de pitch down/up et d'instabilité latérale. Une analyse détaillée des mesures PIV a permis de mettre en évidence une topologie tourbillonnaire complexe à l'origine du comportement non linéaire du drone. L'utilisation d'un critère topologique a permis la détection de sous structures tourbillonnaires et instationnaires émanant du bord d'attaque et convectées dans la couche de mélange. La compréhension de la phénoménologie de l'écoulement tourbillonnaire a été complétée par différentes simulations numériques. Ces simulations numériques ont permis de prédire globalement le comportement de l'aéronef. La deuxième partie de cette thèse concerne le contrôle de l'écoulement aérodynamique à l'extrados du drone afin d'améliorer les performances aérodynamiques. Une stratégie de contrôle par des dispositifs passifs a été évaluée expérimentalement et numériquement. La mise en place de dispositifs de contrôle aux bords d'attaque a permis une modification significative de la topologie de l'écoulement tourbillonnaire à l'extrados du drone. Ces dispositifs ont ainsi contribué à une réduction de l'influence des phénomènes aérodynamiques non linéaires sur le comportement du drone.

No description available.