הקברניט
כך יכולים מטוסי איראן לראות את החמקנים של ישראל
כשפיתחה ארה"ב את מטוסי הקרב החמקנים שלה, שכחה את ה-IRST, טכנולוגיה פשוטה ויצירתית שהמציאה בעצמה ומאפשרת להפוך חמקנים לפרה עיוורת. הפיתוח אומץ בידי הרוסים, התגלגל לאיראן ועתה מהווה אתגר עבור כל מי שינסה להכות בה במטוסי קרב
שלום, כאן הקברניט; אומרים שבאמצע שנות השמונים ערך חיל האוויר האמריקאי ניסוי סודי, שתוצאותיו נקברו עמוק-עמוק במרתפי הפנטגון. בניסוי הופעלה טכנולוגיה מאוד בסיסית נגד ה-F117, מטוס התקיפה החמקן הראשון בעולם, וגילתה אותו בקלות. גילתה אותו טוב יותר מכל מכ"מ, גילתה אותו מרחוק ובמהירות - ובכך בעצם ביטלה את היתרונות של עקרון החמקנות והפכה את מיליארדי הדולרים שהושקעו בו לבזבוז.
לטורי "הקברניט" הקודמים:
אומרים שזו הסיבה שהניסוי נקבר כל כך עמוק, ברמה שבכירים נחשפו לדו"ח שלו ברמה של לקרוא ולשרוף; החמקנות נתפסה באותם הימים כקלף מנצח, הוערך שהיכולת להתגנב אל שטח האויב תבטל במידה רבה את הצורך בתכנוני נתיבים מיוחדים, במשאבי מודיעין עצומים, ותשנה לגמרי את פני המלחמה.
לכן לא התקשו פוליטיקאים לארגן מימון לפיתוחי חמקנות גם בעידן של דעיכת האיום הסובייטי ומצוקות תקציביות גדולות. עד היום מצוין הניסוי ההוא בידי שלל מקורות, בעוד ממשלת ארה"ב ממשיכה להכחיש את קיומו. היום נדבר על הטכנולוגיה שכופפה את החמקן, ונמצאת גם במטוסי הקרב של רוסיה ואיראן.
קוראים לה IRST, שזה ראשי תיבות של אינפרא אדום לחיפוש ומעקב והיא נשענת על היכולת לראות חום. זו בעצם מצלמה שיש לה עדשה מיוחדת, מאחוריה מערך חיישנים רגישים מאוד, שמסוגלים להבדיל בין עצמים לפי הטמפרטורה שלהם ביחס לסביבה. כל עצם כזה מנוטר בצורה רציפה וניתן גם להנחות אליו חימוש ממרחק גדול; מכ"מ ללא מכ"מ. מאיפה היא הגיעה ואיך פספסו אותה האמריקאים?
סיפורנו מתחיל אי שם בשנת 1800, במעבדה המשוכללת של האסטרונום וויליאם הרשל בעיר סלות' שממערב ללונדון; על שולחנותיה ניצבו טלסקופים בשלבי הרכבה שונים, וקירותיה מלאים לוחות עמוסי שרטוטים ונוסחאות פרי מוחו הקודח. כעשרים שנה שסיפק המוח הזה גילויים מופלאים - מהרים על הירח, דרך שש גלקסיות חדשות ועד לפלנטה ג'ורג'יוס סידאס (שם שהוחלף, לשמחת הקומדיאנטים, לאורנוס).
אך מומחיותו הגדולה היתה טלסקופים, והרשל אהב לתכנן, לבנות ובעיקר למכור אותם. טלסקופים עובדים על אור, וכדי לבנות אחד אפקטיבי יותר בילה הרשל הרבה מזמנו עם מראות, מנסרות ופנסים. כך קרה שהעביר אור טבעי דרך מנסרה שפיצלה אותו, ובדק שינויי טמפרטורה; הסביבה התחממה בקצה האדום של הספקטרום הנראה, והרשל פסק: יש כאן סוג חדש של קרינה בלתי נראית, אנרגיית חום.
עם הזמן התברר שאין דבר שלא פולט אנרגיה כזו, אפילו אם מבחינתנו הוא מאוד קר; גם קרח משחרר חום לסביבה, וזו אנרגיה שאפשר לראות באמצעות המצלמה הנכונה. יש לה עדשה שמרכזת אותה אל תוך חיישן מאוד רגיש שנשמר בטמפרטורה נמוכה ביותר, כך שיוכל להבחין בהבדלים דקים בטמפרטורה של העצמים שלפניו.
ככל שהפער בין טמפרטורת העצם וסביבתו גדול יותר, כך יבלוט יותר לחיישן. למשל, קל מאוד לראות מנוע סילון שפולט גזים של 900 מעלות, על רקע שמיים בטמפרטורה של מינוס ארבעים מעלות.
ואם מחברים למצלמה אלגוריתם שמבין לאיזה כיוון מתקדם העצם הלוהט הזה, ובאיזה קצב - מקבלים מערכת גילוי מאוד איכותית: סנסור IRST מתקדם יכול לראות מטוס קרב ממרחק של מאה ק"מ ויותר.
למשל, כאן אנחנו רואים תמונה שמקורה בחיישני חברת FLIR, פחות או יותר אלופת העולם בהדמיה תרמית. הפילטר כאן הוא צבעוני, אך ביישומים צבאיים מוצגת התמונה בשחור לבן.
חיישן ה-IRST המבצעי הראשון היה בעצם טיל האוויר-אוויר סיידוויינדר של 1953. ביכולתו לחוש את חום המנוע של המטרה, להתכוונן אליה ולתקן את המסלול בהתאם לתנועתה עד לפגיעה. לאחר שהוכח הטיל בשטח, התחילו לחשוב על איך לנצל את הטכנולוגיה הזאת ליישומי קרב נוספים.
העיקרי היה יירוט אל-ראות: מצב בו צריך לתפוס מטוסי אויב גם בלילה, בתוך סופה חורפית ומחוץ לטווח ראייה. כמה ממטוסי שנות החמישים - ה-F101, ה-F102 וה-F106 - קיבלו מצלמת IRST מעל לחרטום; אך הטכנולוגיה היתה נחותה בביצועיה מהמכ"מים, שהלכו והשתפרו במהירות.
קצב השיפור הזה הפך את ה-IRST למיותר בעיני כוחות האוויר האמריקאיים: המצלמה בולטת מחוץ לגוף, מייצרת גרר ופוגמת כך בביצועי המטוס, בעוד המכ"מ יושב בנחת ובנימוס בתוך האף.
בינתיים נמצאו שימושים אחרים לאינפרא אדום, בראשם ראיית לילה איכותית, ובהם התמקדו אפיקי הפיתוח במערב. החיישנים הלכו והשתפרו, ואיתם גם שיטות הקירור שלהם ורזולוציית התמונה שביכולתם להציג.
בינתיים, מעברו השני של מסך הברזל, ישבו הסובייטים ובעצמם שיפרו מכ"מים וכלי גילוי אחרים. אך ניסויים שערכו בשטח גילו שלאמריקאים ובני בריתם יש מכ"מים הרבה יותר מוצלחים; פעם אחר פעם נשלחו מפציצי בריה"מ לסייר מעל לשטח הימי של אנגליה למשל, כדי ללמוד כמה מהר ומאיזה מרחק מוצאים אותם מטוסי חיל האוויר המלכותי.
ופעם אחר פעם ראו איך מתקצרים הזמנים שחולפים מרגע החדירה ועד שפאנטום בריטי נצמד למפציץ ומאותת לצוותו לעוף משם לפני שהוא מקבל איזה צרור לאגזוז.
הסובייטים ידעו שהאמריקאים מנצלים את הידע שלהם בתחום המכ"מ גם כדי להיעלם לו: רשתות הריגול המעמיקות של רוסיה למדו על תוכניות לפיתוח מטוסים שמכ"מים פשוט לא יכולים לראות.
הרעיון נשמע פשוט: הרי מכ"מ נשען על שידור של גלי רדיו, ואז ניטור ההחזרים מעצמים שפגעו בהם. למשל, החזרים שמגיעים מאותו כיוון אך כל הזמן מוחזרים מהר יותר יכולים להעיד על כלי שנמצא בדרכו לעבר האנטנה. ואם הכלי הזה בנוי בצורה שבולעת גלי רדיו או מפזרת אותם כך שלא יחזרו לאנטנה, לא תדעו שהוא בכלל שם.
אבל המימוש של רעיון כזה היה עניין מאוד מסובך שהצריך ידע עצום בתחומי החומרים, שברוסיה פשוט לא היה באותם ימים.
מבחינת הרוסים, גילוי מבוסס אינפרא אדום היה יותר נוח לפיתוח בתור מענה לפער הטכנולוגי מול ארה"ב. הראשון לקבל IRST היה המיג 23M של 1972, אך לא בכל הדגמים. כשהושלמו המיג 29 והסוחוי 27 בסוף הסבנטיז, קיבלו מערכת IRST אינטגרלית לטווח עשרות קילומטרים.
מערכות ה-IRST הראשונות היו ללא קירור מתקדם, מה שפגע משמעותית בטווח הגילוי שלהן. בהמשך שופרו גם הקירור וגם האלגוריתמים שאומרים לטייס היכן נמצאת המטרה ולאן היא נעה. הטייס לא קיבל תמונה, רק נתוני מטרה כמו במכ"מ.
הנתון היחיד שחסר היה הטווח; היה ניתן לאמוד אותו באמצעות לייזר (שאותו יכולים מטוסי קרב לגלות), ובדגמים מתקדמים - להעריך אותו דרך ניתוח פיקסלים בתמונה שראה החיישן; אם למקור חום היתה צורה של מטוס ותנועה שמאפיינת מטוס קרב, ניתן להלביש עליו מידות כלליות ולנתח את המרחק פיקסל לפיקסל.
האמריקאים נבהלו ובצדק; מטוסי הקרב שלהם נשענו על מכ"מ כדי למצוא מטרות, ומכ"מ הוא בעצם אנטנה שמשדרת בעוצמה רבה ולכן אפשר לדעת שיש בסביבה מטוס. כך שבעצם, מבנה F15 שמסייר בגזרה לא יראה כלום אם לא יפעיל את המכ"מ, וכך גם ייראה בעצמו למרחוק.
לעומתו, מבנה מיג 29 יכול לטוס נמוך, כשהקרקע מייצרת החזרי אותות ומקשה על המכ"מ - ובעצמו לראות את החום שנפלט מיריביו; דנידין עם כנפיים.
הקטע המביך בסיפור הוא העובדה שדווקא הרצון להפוך מטוסים לחמקנים ממכ"מ הוא שגרם להם להיות חשופים במיוחד ל-IRST. דור החמקנים הראשון התבסס בעיקר על צורה זוויתית במיוחד, שתסיט החזרי מכ"מ הלאה מהכיוון ממנו באו.
זו הסיבה שה-F117 נראה כאילו נתנו לבאטמן לעצב מטוס. לתצורה הזוויתית היו חסרונות רבים בדמות חולשה מבנית, תצורה פחות יעילה מבחינה אווירודינמית ועוד. ולכן, דור החמקנים הבא התבסס על חומרים בולעי מכ"מ - וזו הסיבה שה-F22 וה-F35 נראים כמו מטוסי קרב רגילים.
יש להם שלדת אלומיניום חזק וקל מאי פעם, והוא מצופה סגסוגת שכוללת סיבי פחמן, גרפיט ופולימר בשם ביסמלמיד - כולם סופגים שידורים ולא מחזירים אותם במלואם - מה שמצמצם את חתימת המכ"מ שלהם למידות של ציפור; ניצחון טכנולוגי מרשים לכל הדעות.
אבל גם לחומרים פחמניים שכאלה וגם לאלומיניום איכותי יש הולכת חום טובה פי כמה משל פלדה למשל. התוצאה: מטוס שהמכ"מ יראה בקושי, אם בכלל; בשביל ה-IRST הם מגדלור באפלה. לפי הערכות, במתאר מבצעי יכול סנסור רוסי יכול לראות חמקן קרב מגזרה קדמית ממרחק של 30 עד 50 ק"מ, ומאחור או מהצד - מטווח של 70 ויותר. מטרה גדולה כמו מפציץ B2 אפשר לראות אפילו ממרחק גדול יותר.
בואו נבין למה: חתימה תרמית של כלי טיס תלויה גם בו וגם בסביבה שלו. למשל, F22 שתוכנן לשיוט על קולי עושה זאת בזכות עוצמת מנועיו. בעולם הסילון, חזק יותר פירושו חם יותר, וכך מגיע זרם הפליטה שלו ל-1,500 מעלות ויותר.
למפציץ B2 יש מנועים חלשים כמעט ב-50%, אבל ארבעה מהם - ולכן אולי מייצר פחות חום, אבל על יותר שטח. את הפלומה התרמית של המנוע רואים הכי טוב מאחור ומהצד, אך ניתן לראותה גם מהחזית. גם הגוף עצמו פולט חום, וככל שיותר משטח המטוס פונה לעבר החיישן, כך ייראה ממרחק יותר גדול.
לכך מתווספות השפעות סביבתיות: ביצועי החיישן פחות טובים כשהמטרה נמוכה ונמצאת על רקע הקרקע - פשוט יש יותר אלמנטים חמים בפריים, שצריך לשלול ולהתמקד במטוס. הביצועים פחות טובים גם כשהאוויר לח, וגופים מאבדים חום לסביבה. אך מטוסים חמקנים לא חוששים מגילוי מכ"מי ולכן משייטים בגובה, היכן שיש פחות הסתרות והאוויר יבש.
והקטע העוד יותר מביך הוא ש-IRST ישבה לאמריקאים מתחת לאף גם בימי פיתוח החמקנים: לחלק מסדרות ה-F14 היה חיישן כזה מתחת לחרטום, ודגם D קיבל גם מצלמה עוצמתית. אבל התייחסו אל הסנסור הזה כגיבוי, עמוד זניח בספר תורת הלחימה.
הגישה בארה"ב היתה שקרבות אוויר עושים עם מכ"מ ועם העיניים, לא עם מצלמות. ולכן, לא התעסקו בגילוי ומעקב תרמי בזמן שהרוסים הפכו אותו ללחם וחמאה - ומענה מעולה לטכנולוגיה של היריב.
כיום השתנתה התמונה וה-F35 כבר קיבל IRST: מתחת לחרטום יש לו חלון שמסתיר מערכת בשם AN/AAQ40, בה IRST, מצלמת אינפרא אדום וציין לייזר. גם לטייפון הבריטי יש - מערכת עם טווח מוצהר של 170 ק"מ - וכך גם לראפאל הצרפתי, לגריפן השבדי ולרבים אחרים.
אבל בעלות על חרב לא הופכת אותך לנינג'ה: בניגוד לאמריקאים, הרוסים וכל מי שמפעיל ציוד רוסי מתאמן כבר חמישים שנה ביירוט מבוסס IRST, וזה לא ידע שאפשר לגדל במהירות.
אז איך יכול כוח חמקנים להתמודד עם מערך הגנה מיומן שמסתובב עם IRST? בואו ניקח את איראן כדוגמה: יש לה פטרולים של מטוסי מיג 29, צוותים שמתאמנים ביירוט רב חיישני, ותורת לחימה הגנתית באופיה בכל הנוגע למטוסי קרב.
מי שירצה להגיע לעומק שטחה עם חמקנים יצטרך לעבוד קשה: לתכנן נתיבים נסתרים שיעברו בין הסיורים, לבשל טוב טוב את המבצע ולתבל בהונאות, לוחמה אלקטרונית ומשחקי מוחות מודיעיניים, וכמובן עבודה בסיוע מכ"מים מוטסים זירתיים שיודיעו לכוח התקיפה מתי איזה פטרול עלה עליו ופנה לעברו.
בקיצור, כל מה שהאופטימיסטים של פעם חשבו שחמקנות תוכל להחליף. ואלו דברים שלשמחתנו, חיל האוויר הישראלי מצטיין בהם.
גילוי IRST הוא חלק מתו"ל היירוט בכל מדינה שמפעילה את מטוסי הקרב הרוסיים, והופעל בעימותים רבים. לפי הערכות, גילוי תרמי הוא שאיפשר למטוסי המיג 29 של עיראק לאתר ולפגוע במטוסים אמריקאיים תחת מעטה הל"א הכבד של תחילת מלחמת המפרץ ב-1991.
בפברואר 1999 החלו קרבות אוויר בין אתיופיה שהפעילה סוחוי 27 ואריתריאה שרכשה מיג 29, וגילוי IRST סייע לשני הצדדים להפתיע זה את זה - עד שהושגה עליונות אתיופית. לפי הערכות, גילוי IRST סייע גם לחיל האוויר האוקראיני ליירט מתקפות רוסיות בתחילת המלחמה ביניהן.
אז אם ה-IRST הוא כזה שלאגר, למה שלא יחליף את המכ"מ וזהו? כי כמו שלמדו האמריקאים מניסוי החמקן איתו פתחנו - אין פתרונות קסם.
ה-IRST מאוד מושפע מסביבתו ומציג ביצועים לא אחידים, הרבה יותר מכל מכ"מ. בנוסף, ל-IRST קשה לזהות מרחק מדויק, מה שמגביל שימוש בנשק ארוך טווח בקצה מעטפת הביצועים שלו. מה עושים?
ניתן לפתור זאת עם מד טווח לייזר, אבל לייזר הוא שידור, למטוסי קרב יש יכולת לקלוט אותו וה-IRST יאבד את אלמנט ההפתעה. פיתרון יצירתי הוא מיצוע: שני מטוסים שטסים במבנה עוקבים אחרי אותה המטרה, ומצליבים את נתוני ה-IRST שלהם.
אפשר להגיע ככה לדיוק לא רע, אבל השיטה תצמצם את מספר המטרות שיכול לתקוף מבנה בו זמנית. התצורה האופטימלית היא שילוב כוחות כמו במודל הרוסי - המכ"מ וה-IRST שעובדים יחד. כמובן, כל עוד יש מספיק נדל"ן-מטוס ותקציב לשניהם.
לסיום, אספר לכם על מערכת האינפרא אדום הכי מפורסמת בעולם. בעיקר, משום שהיא לא נמצאת בו - טלסקופ החלל ג'יימס ווב. הוא מרחף מיליון ק"מ וחצי מאיתנו, ומחפש קרינה אינפרא אדומה של שמשות רחוקות. הרעיון הוא לזהות עצמים שחולפים על פניהן במחזוריות שמאפיינת פלנטות. ואם הפלנטות הללו במרחק המתאים מהשמשות כך שאינן חמות או קרות מדי, ובלי דברים כמו חומציות חריפה או ביצי "הנוסע השמיני" - אולי נוכל יום אחד אפילו ליישב אותן. טיסה נעימה!
81 תגובות לכתיבת תגובה