Anhållan från MD har behandlats vid nämndsammanträde 15/04 dat och beslutats vid nämndsammanträde 16/01 dat

Transkript

1 Till Fakultetsstyrelsen för tekniska fakulteten Härmed anhåller Programnämnden för Maskinteknik och design (MD) att Fakultetsstyrelsen för tekniska fakulteten föreslår till Rektor att inrätta huvudområdet Flygteknik. Ämnesbeskrivning av det föreslagna huvudområdet enligt bilaga 1. Huvudområdet Flygteknik föreslås inrättas för att examinera teknologi kandidat-, magister- samt masterexamen. Anhållan från MD har behandlats vid nämndsammanträde 15/04 dat och beslutats vid nämndsammanträde 16/01 dat Huvudområdet Flygteknik finner MD vara nödvändigt av följande skäl: - Masterprogrammet Aeronautical Engineering (AER) är fokuserat på flygteknik - Programmets fördjupningar är multidisciplinära men tydligt inriktade mot flygindustrin vilket gör att en examen i maskinteknik kan vara missvisande. - AER innehåller idag tillräckligt med flygteknikkurser för att ge en rättvisande examen inom huvudområdet flygteknik, såväl på kandidat som på magister/master-nivå. - Programmet är nystartat med ett ökande studentantal år för år, och dessa förväntar sig en examen inom flygteknik, inte maskinteknik. En fråga om identitet och en rättvisande etikett är ur rekryteringssynpunkt väsentlig. - Linköping är Sveriges flyghuvudstad, och universitetet har ett nationellt uppdrag inom området. - Motivera externa partners t ex Saab AB, Siemens Industrial Turbomachinery AB, GKN Aerospace Sweden till ett utökat samarbete. - Stärker sammanhållningen bland flygrelaterade ämnen vid LiTH. - Nödvändigt för att bygga upp internationella samarbeten främst inom organisationen Partnership of a European Group of Aeronautics and Space UniversitieS (Pegasus). - Huvudområdet kan vara varumärkesbärare för LiU/LiTH: på tvären och relevant. - Rejäl forskningsöverbyggnad finns. På Programnämndens vägnar Matts Karlsson Ordförande Lennart Hågeryd Utbildningsledare 1

2 Bilaga 1. Ämnesbeskrivning av huvudområdet Flygteknik 2

3 Bilaga 1. Ämnesbeskrivning av huvudområdet Flygteknik De senaste åren har antalet flygresor världen över ökat markant och förväntas fortsätta göra så de kommande decennierna. Parallellt med detta utvecklas även flygplanen; visuellt är förändringarna relativt blygsamma, men från ett teknikperspektiv har framstegen varit betydande med t.ex. nya och lättare material, förfinad aerodynamik samt effektivare och tystare motorer. För att utvecklingen skall kunna fortsätta i positiv riktning, och för att avgörande steg skall kunna tas för fler av ett flygplans funktioner och komponenter, krävs ett brett spektrum av ingenjörer som leder och utför arbetet. Linköpings universitet har sedan tre år en masterutbildning i aeronautical engineering som stadigt lockar fler studenter. Vidare finns (som beskrivs nedan) en väldigt god forskningsöverbyggnad inom det flygrelaterade området. Tillsammans utgör detta grunden för ett starkt huvudområde, som är nödvändigt för att ingenjörerna som utbildas här skall få en rättvisande, meriterande och internationellt gångbar examen. Huvudområdet flygteknik kännetecknas av samverkan mellan ett flertal traditionella maskintekniska områden; tillsammans skall dessa prestera på topp för att kunna nå framgångsrika lösningar. Masterprogrammet i aeronautical engineering ger ett holistiskt perspektiv på flygplanskonstruktion, med möjlighet till fördjupning inom något område. Tack vare att utvecklingen inom det flygtekniska området befinner sig vid, och inte sällan leder, forskningsfronten, bidrar den också till utvecklingen av samhället i stort. Vid avdelningen för Fluida och mekatroniska system bedrivs en omfattande forskning inom området flygteknik; avdelningen ger även ett flertal kurser inom grundutbildningen med direkt koppling till ämnet. Forskningen handlar framförallt om konceptmetodik för utveckling av hela flygplan ur ett systemperspektiv, flygplanssystem, flygprov i delskala och miniature air vehicles. Det innefattar verktygsutveckling för design-automation i CAD, aerodynamisk modellering, design-optimering och systemsimulering. Det är en forskningsinriktning som i hög grad stödjer de kurser som avdelningen ger inom flygteknik. Pågående och nyligen avslutade forskningsprojekt vid avdelningen är: Methods for sub-scaled demonstrator and control law testing, MSDEMO (NFFP). Det behandlar flygprov i delskala kopplat till en studie kring nästa generations flygplan. Conceptual Aircraft Design Laboratory, CADLAB. NFFP projekt. Projektet behandlar koncept metodik för hela flygplan (NFFP) Avdelningen har tidigare deltagit i det avslutade EU-projektet CRESCENDO samt deltog i ansökan till det pågående EU-projektet AGILE där dock LiU valde att inte delta. Energieffektiva flygsystem (NFFP) Rapid prototyping och skalan flygutprovning Micro luftfarkoster Det har examinerats två licentiater fyra doktorer samt en licentiat relaterat till flygteknik sedan En docent har också kommit fram på ämnet (2015). 3

4 För närvarande är tre doktorander aktiva inom området. En av dessa planeras bli klar under våren och kommer att kunna gå in i undervisningen i avsevärd omfattning under hösten. För närvarande är två adjungerade lektorer knutna till ämnet, samt en adjungerad adjunkt som dock kommer att pensioneras under Dessutom är ytterligare en lektor på ämnet kompetent med industrierfarenhet inom området (obemannade helikoptrar). Ämnesföreträdaren Petter Krus har sedan 2015 också The CISB Swedish Professors Chair of Aeronautics in Honor of Peter Wallenberg Sr på Instituto Tecnologico Aeronautica (ITA) i Brasilien på deltid. Rollen är förutom att göra forskning och utbildning, att främja forsknings- och utbildningssamarbete mellan Svenska och Brasilianska universitet. En del av det samarbetet genomförs inom ramen för NFFP projektet MSDEMO. Krus är medlem i styrelsen för Council of European Aeronautics and Societies, CEAS, samt medlem i den ständiga programkommittén för International Council for Aeronautical Sciences, ICAS. Avdelningen Mekanisk värmeteori och strömningslära med verksamhet inom de i sammanhanget centrala ämnena termodynamik, strömningslära, värmeöverföring, energiteknik och aerodynamik, bedriver omfattande undervisning på såväl grundläggande som avancerad nivå, inklusive handledning av ett flertal examensarbeten, och med hög närvaro på AER-programmet. Forskningen vid avdelningen omfattar huvudsakligen fem delområden: industriell strömnings- och värmeteknik, biofluidmekanik, tillämpad energiteknik, aerodynamik samt turbulens, vilka alla är fundamentala inom området flygteknik. Projekten omfattar i regel flera av dessa områden. Exempel kan vara modellering av den termiska komforten för piloter i cockpit, extern aerodynamik runt fordon, där turbulensen i hög grad påverkar strömningen, samt filmkylning av komponenter i gasturbiner. Inom grundutbildningen ges ett tjugotal kurser på alla nivåer anpassade för ett flertal av både civil- och högskoleingenjörsprogrammen på Tekniska högskolan vid Linköpings universitet. Flertalet avancerade kurser ges på engelska och är således öppna även för internationella studenter. På avdelningen finns idag en professor, tre lektorer, en junior lektor, två experter och cirka fem doktorander. Ämnesområdet har ett omfattande nationellt och internationellt samarbete med t ex Stanford University, KTH, University of California San Francisco, Gent University och NTNU i Trondheim. Det finns även ett stort antal industrikontakter, lokala och nationella, inom både forskning och grundutbildning. Avdelningen för Mekanik och hållfasthetslära bedriver forskning med syfte att utveckla ny kunskap inom structural integrity för flygfarkoster genom förbättrade brottkriterier och designmetoder samt utvärdering och verifiering av hållfasthet, stabilitet, uthållighet och skadetolerans. Forskningen omfattar ett flertal ingenjörsmässiga discipliner, några i samarbete med angränsande avdelningar, med fokus på att ta fram effektiva och pålitliga metoder. Karaktärisering av material och mekaniska tester är nära kopplat till materialmodellering och brottmekanismer; CAD-system används för utveckling av effektiva ingenjörsmässiga programvaror (CAE). In-house-program för FEM-simuleringar, med direkt tillgång till källkod, är tillgängligt för att implementera, testa, utvärdera och validera nya algoritmer och metoder i en simulerad industriell miljö. Fokusområden för aktuella forskningsprojekt är inom prediktering av utmattning och skadetolerans under komplexa lastcykler i solida aluminiumstrukturer och i sammanfogningspunkter i kompositaluminiumstrukturer utsatta för simultan cyklisk och termisk last. Vidare utvecklas och används tekniker för topologioptimering för att åstadkomma låg vikt och erforderlig styvhet på komponenter till flygfarkoster under tuffa lastförhållanden och stressrelaterade brottmekanismer. Topologioptimeringen används nu för studier om reparationstekniker av solida metallstrukturer och sammansatta komponenter för flygindustrin. 4

5 Avdelningen Konstruktionsmaterial behandlar metalliska material samt keramer, kompositer och polymerer för tekniska tillämpningar. Focus ligger i huvudsak på konstruktionsmaterialens struktur, egenskaper och användningsområden samt olika materials fördelar och begränsningar i tillämpade konstruktioner. Detta inkluderar kunskaper om allmänna konstruktionsstål, rostfria stål, gjutjärn och plaster som återfinns i en rad olika applikationer men även mer specialiserade material så som lättviktsmetaller och polymerbaserade fiberkompositer för flygindustrin samt superlegeringar och ytbeläggningar för högtemperaturtillämpningar i gasturbiner och flygmotorer. I centrum står de materialegenskaper, som är av betydelse ur konstruktions- och produktionsteknisk synpunkt så som t.ex. hållfasthet, formbarhet och svetsbarhet. Men även de egenskaper som är avgörande för en komponents tillförlitlighet och utnyttjandegrad under hela dess livscykel är av stor vikt. Exempel på sådana egenskaper är plasticitet, utmattning, kryp, nötning, korrosion och oxidation. Avdelningen Industriell produktion arbetar mot flygsektorn inom i huvudsak tre områden inom vilka såväl forskning som undervisning bedrivs. De har alla tre en stor betydelse för effektiv produktion av flygplan: 1. Utveckling och drift av flexibel produktionsutrustning, intelligent automation och industrirobotteknik. 2 Utveckling och drift av smarta produktionssystem. 3 Konstruktion för olika typer av produktion (Design for Assembly and Manufacturing). Den allt hårdnande internationella konkurrensen har medfört att produktionen har fått ett allt större fokus inom flygindustrin. Detta avspeglas bland annat i att avdelningschefen professor Mats Björkman av Saab tilldelats 2016 års Åke Svensson Prize. Priset kan ses som en erkänsla för den forskning som utförs på avdelningen. Inledningen av prismotiveringen lyder: The prize is awarded for important research on Flexible Assembly, providing leaps in cost efficiency and lead time gains for Industrialization of short series products. For a couple of decades Professor Mats Björkman has worked closely with Swedish and European industry and together with his group performed research that enables important gains. The research includes contributions in flexible assembly tooling, high precision industrial positioning and design for manufacturing always with a strong attention to industrial relevance. Avdelningen har aktivt deltagit eller deltar i exempelvis följandeflygrelaterade forskningsprojekt: , Flexible and Accurate Automation, FlexAA, ProViking / SSF Koordinatstyrd fixering, Koofix, , Productive Flexible Automation, ProFlexA, ProViking /SSF , Transfer of complex industrial manufacturing in connection with offset business, Nationellt flygtekniskt program NFFP LOCOMACHS - LOw COst Manufacturing and Assembly of Composite and Hybrid Structures. Ett mycket stort projekt med 31 partners. Totalbudget: k därav: 19 miljoner från EU The demonstration project "Next generation composite structures for commercial aircraft, VINNOVA Nästa generations strukturer, system, integrerade sensorer och ATM-teknik för den civila flygmarknaden. Vinnova Robotiserad produktion av strukturella kompositer (ROBUST), Vinnova 5

6 Avdelningen Maskinkonstruktion är verksam inom området konstruktion och produktutveckling och har tre olika verksamhetsområden nämligen, industriell design, integrerad produkt och produktionsutveckling, och datorstödd konstruktion. Fokus för de sista två områdena är utveckling av komplexa produkter som binder samman flera olika ingenjörsdomäner så som exempelvis flygande farkoster. Exempel på kurser inom området datorstödd konstruktion med stark koppling till AER programmet är Konstruktionsoptimering, Produktmodellering, Kollaborativ multidisciplinär optimering och Systemsäkerhet. Forskningen vid avdelningen är av tillämpad karaktär och applikationer inom flygområdet är ofta förekommande. För närvarande bedrivs tre doktorandprojekt inom AER programmets område, varav 2 industridoktorand projekt. Avdelningen maskinkonstruktion har också en lång tradition av att anställa så kallade gränsgångare, och för närvarande är två adjungerade lektorer anställda vid avdelningen som annars har sin huvudsakliga verksamhet på Saab Aeronautics i Linköping. Exempel på pågående flygrelaterade forskningsprojekt inom området datorstödd konstruktion är: metodik för att balansera system säkerhet, tillförlitlighet och kostnad i tidiga utvecklingsfaser; modellvalidering och modellverifiering som ett steg mot virtuell testning och virtuell verifiering; Multi-disciplinär optimering för effektiv utveckling av obemannade farkoster. Inom området Integrerad produkt och produktionsutveckling bedrivs flera forskningsprojekt som handlar om produktionsaspekter och robotisering inom kolfibertillverkning. Avdelningen Maskinkonstruktion har ca 27 anställda, varav 3 professorer, 7 lektorer, 8 adjunkter och 9 doktorander. 6