בטאון חיל האוויר

ביטאון
גליון 157 (258) 24/06/04

כתבות

ממעוף הציפור

המאמץ לשמור על הבטיחות ועל בטחונם של טייסי ומטוסי חיל-האוויר נתקל לעיתים (תרתי משמע) במכשול בלתי צפוי - ציפורים. עובדה זו גרמה לביצועו של מחקר יחודי בעולם על נקודות ההשקה בין כל מי שחולק את השמים, מחקר שיאפשר לכולם, בסופו של דבר, לנחות בשלום

אסף ולדן

"בהתחלה לא הבנתי במה מדובר. רק אחר-כך התברר לי שזו הייתה ציפור מסוג עיט. הייתי בטוח שהמפגש בלתי נמנע. או שאני נכנס בו, או שהוא נכנס בי". כך משחזר סגן ר' טיסת אימון שגרתית ב-F-16 ביום גשום אחד לפני 16 שנים, בקטע המופיע בספר "לטוס עם הציפורים". סגן ר', שטס במהירות של 800 קמ"ש בגובה של כ-200 מטר מעל הקרקע נזכר: "בשנייה האחרונה נמנעה הפגיעה שכן הוא חמק מצד שמאל שלי לכיוון הכנף. חשתי צמרמורת. פתאום ראיתי מול החופה ציפור שנייה מאותו סוג. חשבתי שזהו זה - אני גומר. אבל היא לא שברה את החופה, אלא עברה בדיוק מתחתי אל עבר המנוע. בתא הטייס אתה לא שומע שום דבר. אתה יושב מוגן בתוך בועה ומקשיב לשקט התהומי שמסביב. פתאום נשמע פיצוץ אדיר. המנוע נתן צרחת מוות, חריקות איומות ורעש של עצירה. היה לי ברור שהמנוע הלך. באותו רגע ידעתי שעלי לעשות שתי פעולות - ובמהירות: לנסוק - כלומר למשוך את הסטיק כדי להתרחק מהאדמה ולדווח בקשר למבנה על מה שקרה. תוך רגע התברר לי שגם את זה אני לא יכול לעשות. אחד מלהבי המנוע שנפגע פוצץ מיכלי דלק ושמן, הבקיע חור במעטפת המטוס וגרם להרמת האף של המטוס כלפי מעלה. המטוס החל להסתחרר. במצב כזה צריך לנטוש. הייתי צריך להפעיל את כיסא המפלט על-ידי משיכת הידית הנמצאת בין הרגליים, פעולה שאמורה להיות פשוטה, אבל לא יכולתי לבצע אותה. הרמת אף בנסיקה כזאת פירושה ביצוע תמרון של 17 ג'י, כלומר, אדם ששוקל 70 קילו מכפיל את משקלו פי 17 ל-1,190 קילו. השרירים אינם מצליחים להתמודד. דם לא מגיע לעיניים ולמוח ואתה עלול לאבד את ההכרה. ניסיתי נואשות להביא את הידיים אל ידית ההפלטה, אבל לא הצלחתי למצוא את הידית כי הראייה אבדה לי. לא הצלחתי להרים את הידיים בגלל העומס עליהן, שיצר תחושה של שיתוק מוחלט. הרגשה איומה של חוסר שליטה על גופך. הייתי על סף עילפון, אבל ידעתי שאסור לי לאבד את ההכרה. ברגע מסוים הצלחתי להתעשת, הבחנתי בידית כיסא המפלט, אבל לא הצלחתי לגרור אליה את היד. אבל כנראה שמול פני המוות הגוף עושה כנראה הכל על מנת לשרוד. לא ברור מאיפה הצלחתי לגייס את הכוחות, אך פתאום הצלחתי לגרור יד אחת אל ידית ההפלטה ומשכתי". סגן ר' נטש את המטוס וחייו ניצלו בנס, מה שאי-אפשר לומר על מטוס ה"נץ" ששוויו 25 מיליון דולר. הכל בגלל עיט במשקל של שלושה קילוגרמים, שרק רצה להגיע הביתה בשלום.

נשאלת השאלה: כיצד ציפור קטנה במשקל של כמה מאות גרמים יכולה לסכן באופן כל-כך גורף את מכונות המלחמה המפלצתיות והמתוחכמות של חיל-האוויר? את התשובה מביא ד"ר יוסי לשם, האיש שמפעל חייו הוא חקר קיומם של ציפורים ומטוסים הנמצאים באותה פיסת שמיים: "התשובה נעוצה בנוסחה הבאה", מסביר ד"ר לשם. "ככל שמהירות המטוס ומשקל הציפור גבוהים יותר, עולה השפעת הפגיעה בריבוע. להמחשה - עורב אפור שמשקלו פחות מחצי קילו המתנגש במטוס הטס במהירות של 800 קמ"ש, שקול לפגיעה של 15 טונות. שקנאי ששוקל שבעה וחצי קילו ופוגע במטוס באותה המהירות, שקול לפגיעה של 100 טונות". בפועל, פגיעה של ציפור בחלק חיוני של המטוס עלולה להיות הרסנית לא פחות ואולי אפילו יותר מטיל או פגז.

בראשית שנות ה-80 פנו ד"ר לשם ועמיתו אהוד דברת לבכירים בחיל-האוויר, ביוזמה לפתוח במאמצים משותפים למיפוי נדידת הציפורים בשמי הארץ. כשחקרו את הנושא, נדהמו לשם ודברת לנוכח היקפו הגדול של העימות בין ציפורים נודדות למטוסי החיל. מדי שנה נפגעו מטוסים רבים והנזק הכספי הגיע לסכומי עתק. בין השנים 1972 ל-1984 איבד חיל-האוויר חמישה מטוסים, ספג 33 תאונות חמורות (שנזקן עולה על חצי מיליון דולר) ועוד 254 תקריות בנזק חמור פחות. בניתוח הנתונים נתגלתה חוקיות מדאיגה. 500 מיליון ציפורים נודדות החולפות בארץ מדי שנה הפכו את השמיים לצפופים. הבעיה החמירה משמעותית עם החזרת חצי האי סיני באפריל 1982, שטח שתיפקד עד אז כמגרש האימונים העיקרי של טייסי חיל-האוויר. בנוסף, התברר כי שלושה רבעים מהתאונות החמורות ומרבית התאונות בכלל התרחשו באביב בחודשים מארס - מאי ובסתיו בחודשים ספטמבר-אוקטובר, שהם החודשים בהם מתבצעת נדידת הציפורים מעל ישראל. משהו היה חייב להשתנות.

כאמור, בחורף 1983 הציע ד"ר יוסי לשם לפתוח במחקר בשיתוף אוניברסיטת ת"א, החברה להגנת הטבע ומשרד המדע, שמטרתו מיפוי נתיבי הטיסה של הציפורים הנודדות, גובה הטיסה והיקפה ובהתאם לכך לשנות את נוהלי האימון בחיל-האוויר. מהלך זה יביא לא רק להקטנת הפגיעה בטבע אלא בעיקר לחיסכון של מיליוני דולרים בנזקים פוטנציאלים וכמובן לשמירה על גופם ונפשם של הטייסים. אלא שהאינפלציה של שנות השמונים נתנה את אותותיה גם בחיל-האוויר, שקיצץ משמעותית את שעות הטיסה והיקף האימונים. במטה החיל מיאנו תחילה להקצות למחקר המשותף את המשאבים הנחוצים, מה שגרר התרעה חמורה מפי לשם ועמיתיו מפני עלייה במספר התאונות בהן מעורבות ציפורים (על אחת כמה וכמה עם החזרת חצי האי סיני). בעוד שבמטה חיל-האוויר התנהלו הדיונים והועלו הטיעונים בעד ונגד, התנגש בתחילת מאי 1983, שבוע השיא של נדידת איות הצרעים, מטוס סקייהוק באחת מהן. האיה שניפצה את חופת המטוס לרסיסים, פגעה בדרך נס ישירות בידית ההפלטה והטייס שנטש את המטוס ניצל. בעקבות זאת החליט מפקד חיל-האוויר דאז האלוף (מיל') עמוס לפידות לאשר מיידית את המחקר המשותף ולהעלות במהרה רעיונות לפתרון הבעיה.

זהירות בשחקים

המחקר התבסס על כמה כלים עיקריים, חלקם ידועים בעולם וחלקם פרי היצירתיות הישראלית. המהלך הראשון שבהם היה הצבת צופים מן הקרקע. רשת של עמדות תצפית נפרסה לאורך הארץ ולרוחבה. השיטה התבססה על פריסת חוליות צופים במרחק של 2-3 ק"מ זו מזו, כשהרצף שלהן יוצר קו ניצב להתקדמות העופות הנודדים. בנדידת הסתיו נפרסו העמדות ממערב למזרח ובנדידת האביב הן נפרסו מצפון-מערב לדרום-מזרח בהתאם להגעת הציפורים מכיוון סיני. בכל עמדה ניצבו עד שלושה צופים, ביניהם לפחות צפר אחד בכיר ומנוסה. כאשר עוצמת הנדידה הייתה חלשה יחסית נספרו הציפורים אחת לאחת, אולם כשקצב ההגעה של הציפורים גבר עברו הצופים לספור אותן בכפולות של 10, 100 ואפילו של 1,000. 600 מתנדבים מ-17 מדינות, ביצעו במהלך המחקר כ-28,000 שעות תצפית בממוצע בשנה, היקף שאין לו אח ורע בעולם. חשוב לציין את מגבלות השיטה, בסך הכל מדובר בעין אנושית חמושה במשקפת ובטלסקופ, שלא תמיד מסוגלת להתגבר על עננות צפופה, ערפל בגבהים נמוכים, או סתם חלומות מזדמנים בהקיץ.

שני כלים נוספים ששימשו את לשם ועמיתיו במחקר היו מטוס קל ודאון ממונע, אשר חיפו זה על מגבלותיו של זה. המטוס הקל נועד לענות על בעיות ואי-דיוקים שהופיעו במידע שנתקבל מהצופים על הקרקע. חיל-האוויר העמיד לרשות החוקרים מטוס קל מסוג "צסנה", בו היה מקום לטייס ולארבעה צופים. בתחילה היו הטיסות מתבצעות בהתאם להערכות מוקדמות על מועד הגעת הציפורים, אולם משנתגלתה שיטה זו כלא יעילה החלו להזניק את המטוס לאוויר עם קבלת דיווח בזמן אמת מהצופים הקרקעיים על הופעת להקות גדולות. אולם, אליה וקוץ בה: עד מהרה התברר כי רעש המנועים הפחיד את הציפורים וגרם להן "לשבור" את המבנה ולהתפזר ורדיוס הסיבוב הגדול של המטוס הקשה על מעקב אחר להקה ספציפית. הפתרון היה טיסה במרחק של כמה מאות מטרים מהלהקה ובמקרה של ירידת קצב הטיסה של הלהקה היה המטוס עוקף אותה ועוקב אחר להקה אחרת שהקדימה אותה. מתוקף מגבלות אלו נולד הרעיון להכניס למחקר כלי נוסף, הלא הוא הדאון הממונע.

הדאון אפשר טיסה של שני אנשים זה לצד זה, כאשר לכל אחד מהם שדה ראייה רחב ביותר ונטול הפרעות. כדי לאפשר טיסות ארוכות יותר לאורך המדינה, הותקן בדאון מיכל דלק נוסף ומשאבה חשמלית, שהאריכו את טווח הטיסה המרבי שלו לתשע שעות. עם איתור להקת עופות נודדים, יכול היה הטייס לדומם את המנוע ולדאות עם הציפורים כנף אל כנף. הדאון גם צויד במכשירי טיסה שאפשרו למדוד את מהירות הטיסה של הלהקות, גובהן בשלבי הטיסה השונים, כיוון הטיסה המדויק ושיעור הנסיקה והגלישה. בשיטה זו התאפשר לחוקרים ללוות להקה אחת מסוימת מגבול לבנון עד גבול מצרים בסתיו ובמסלול הפוך באביב. ספירת הפרטים בלהקה על-ידי הצופה וסנכרון הנתונים עם תמונות המכ"ם של נתב"ג, אפשרה בסופו של דבר להעריך בצורה מדויקת את מספר העופות בלהקה על-פי תמונת המכ"ם. גם המכ"ם עצמו מעניין בתרומתו למחקר, היות ומטרתו היומיומית היא מעקב אחר מטוסים נוחתים וממריאים בנתב"ג. יתרונו הגדול הוא יכולתו לזהות נדידה יומית ולילית כאחד ומעקב אחרי נדידה בגבהים בהם הצופים הקרקעיים אינם מסוגלים לאתר ציפורים. מטרת המכ"ם הייתה הזרמת מידע בזמן אמת על מיקום ציפורים ברחבי הארץ ובכך למנוע תחרות בין המטוסים והציפורים על אותו שטח אווירי. רשות שדות התעופה הקצתה צג מכ"ם אחד במגדל הפיקוח וחיל-האוויר מצדו הקצה חיילות מפעילות מכ"ם שאיישו את העמדה מסביב לשעון. המכ"ם צילם תמונה אחת ל-15 דקות, ולאחר כמה טיסות תיאום עם הדאון וה"צסנה" התברר כי הוא מסוגל לאתר להקות קטנות של עופות דורסים בדיוק רב ביותר. מפעילי המכ"ם הגיעו לדרגת מיומנות כה גבוהה, עד שידעו לאמוד את גודל הלהקה על-פי החזר המכ"ם בלבד. המגבלה היחידה של המכ"ם הייתה אי-יכולתו למדוד את גובה הלהקות ולזהות את מינן, אך מידע זה הושלם על-ידי הצופים הקרקעיים והדאון הממונע.

מיישמים לקחים יקרים

הצלחת המחקר ומיפוי נתיבי הטיסה של הציפורים הנודדות במחצית שנות השמונים טבעו מושג חדש בחיל והוא אמ"צ (אזור מוכה ציפורים), פראפרזה על המושג הצבאי המוכר אמ"ט (אזור מוכה טילים). באזורים שהוגדרו כאמ"צ יושמו נהלי טיסה חדשים שאסרו בין השאר טיסה בגובה נמוך והגדירו נהלים להתנהגות במקרה של פגיעה בציפור. במהלך המחקר נערמו הנתונים ומפות האמ"צ עודכנו מדי שנה, עד שבתום המחקר גובשו המפות הסופיות לנדידת האביב ונדידת הסתיו והופצו בטייסות החיל. מאחר והנהלים החדשים הקטינו משמעותית את המרחב האווירי בפני המטוסים לאימונים, הוגדרו זמני פתיחה וסגירה של נתיבי האמ"צ בהתאם לזמני הופעת הציפורים כפי שעלו מהמחקר. הדבר מאפשר לחיל-האוויר לנצל בצורה המרבית את ימי האימונים גם בתקופות השיא של הנדידה, מבלי לסכן את מטוסיו וטייסיו. תוצאה נוספת של המחקר הוא "מוקד הציפורים", מרכז הבנוי להעביר למטה החיל בזמן אמת מידע על הימצאותן של להקות נודדות. המוקד, מורכב למעשה מארבע חיילות וקצין, המחוברים לאחד ממסכי המכ"ם במשך שבעה חודשים בשנה. כל בסיס מקבל את המידע הרלוונטי על להקות ציפורים המתקרבות לאזורו ומשנה בהתאם לכך את זמני ההמראות, הנחיתות והטיסות הנמוכות.

הנהלים החדשים ויישומם הביאו למעשה לפתרון כמעט מלא של הבעיה. מאז הופעלו הנהלים לא נפל אף מטוס, לא היו אבדות בנפש ואחוז התאונות הקלות הנגרמות עקב היתקלות עם ציפורים ירד בשלושה רבעים. במבט כלכלי, עד לפני הפעלת הנהלים עמד הנזק הכספי שנגרם לחיל מאותן סיבות על ממוצע שנתי של 2.3 מיליון דולר ומאז הפעלת הנהלים הוא עומד על כ-390,000 דולר, קרי ירידה של 76 אחוזים. חשוב להסביר שעלות הנזקים המדוברת מתייחסת למטוסים כגון סקייהוק ומיראז' שמחיר כל אחד מהם הוא כמה מיליוני דולרים, בעוד שמטוסי הדור החדש כגון "נץ" (ששוויו 25 מיליון דולר) או "בז" (ששוויו 45 מיליון דולר) עולים הרבה יותר, כך שהנזק הפוטנציאלי שנמנע עומד על הסכום המדהים של 300 מיליון דולר בעשר שנים.

גם קציני חיל-האוויר הגיבו תחילה בספקנות לרעיון ששיעור התאונות ירד בצורה כל-כך דרסטית, אך המספרים מדברים בעד עצמם. המחקר הפך לסיפור הצלחה בקנה מידה בינלאומי, ונציגים מחילות האוויר ברחבי העולם הביעו זה מכבר עניין בשיטות ובביצוען, היות והבעיה היא כלל עולמית.

וכך, גם בארצנו הקטנטונת, המהווה צומת בין שלוש יבשות, ניתן לחלוק בדו-קיום את השמיים הלא כל-כך גדולים. וגר נץ אמיתי עם נץ מלאכותי ובז מלכותי עם בז מתכתי.

עןף השמים מול ציפור הפלדה

אם נניח זה מול זה את הציפור והמטוס ככלי טיס, נגלה שבהחלט יש מה ללמוד. כמעט בכל קריטריון אפשרי הציפור מובילה, וחיה במשקל שני קילו עם מוח של 10 גרם מסוגלת לנצח גם את מכונות המלחמה המתקדמות ביותר. אל"ם ב' הוא טייס זה עשרים שנה וחובב צפרות מנוסה עוד יותר. מתוקף כך הוא נתבקש לערוך השוואה בכמה תחומים בין שתי המכונות ולהוכיח שוב שאמא טבע מקדימה אותנו בהרבה תחומים.

"ההשוואה מתבקשת", אומר אל"ם ב', "ובכל נושא שהוא יש לנו הרבה מה ללמוד מהציפורים שלהזכירכם היו שם מיליוני שנים לפנינו. בחלק גדול מהמקומות בתפקידי השונים, מצאתי את עצמי חושב על פתרונות אפשריים על-ידי חיפוש בטבע.

תנאי הפתיחה הם שונים כמובן, כי לציפורים יש יכולות שלא יהיו לנו לעולם וזה משהו שצריך להשלים איתו, אך בכל-זאת הפשטות של הפתרונות והיופי שלהם צריכים לשמש לנו להשראה".

צריכת אנרגיה: יתרון מוחלט לציפורים. "אם משווים את הדלק לשומן, שהוא הדלק של הציפורים ", מסביר אל"ם ב', "מטוס שממריא עם מיכלי דלק מלאים יכול לטוס למרחק קצר בהרבה מאשר זה שציפור יכולה לטוס עם השומן שהיא אוגרת מראש. ציפורים יכולות לטוס ימים שלמים מבלי לאכול וגם להשתמש בתרמיקות של אוויר חם בשביל לדאות ולחסוך באנרגיה".

ניווט: "למרות שגם לציפורים יש יכולת להגיע לאותו מקום באותו תאריך שנה אחרי שנה, בסך-הכל, בשנים האחרונות התעלו יכולות הניווט של המטוסים על אלה של הציפורים ונראה שכיום יש יתרון למטוס".

יכולות תמרון: יתרון לציפורים. "לציפורים יש יכולת של התאמת גוף ושילוב פרמטרים דינמיים ברמות שלמטוס אין סיכוי להגיע אליהן. ציפור יכולה לשנות את מרכז הכובד שלה במהלך הטיסה בכדי לתמרן, בעזרת שינוי מצב הצוואר או תנוחת הרגליים, מה שמטוס לא יכול לעשות. הן יכולות גם לשנות את מוטת הכנף שלהם, ואת העקימון (הזווית בה נחתך האוויר). בעולם התעופה קיימים ניסיונות לחקות את זה, כמו המדפים במטוס, המורדים לקראת הנחיתה, אבל לציפור יש כנף אלסטית שיכולה להתאים את עצמה בכל רגע נתון. ציפור יכולה להיות גם מסוק ולרחף במקום, גם מטוס תובלה לטווח ארוך, גם לזהות מטרה ולתקוף וגם לנחות על מים".

יכולת טיסה במבנה: יתרון לציפורים. "הסיבה שהן טסות במבנה היא לרוב חיסכון באנרגיה. בטיסה בראש חץ הציפור הראשונה מקטינה את התנגדות האוויר של האחרות, מה שחוסך באחוזים משמעותיים של אנרגיה. ציפורים גם טסות במבנה לצורך הגנה ולעיתים במבנים של מאות ואלפי פרטים."

תצפית: "הנושא הזה מתחלק לשניים", מסביר ב', "אם נשווה יכולת של עוף דורס להבחין בטרף ממרחק ליכולת של מטוס לזהות מטרה, אפשר לומר שיש שוויון בסדרי הגודל. אולם, היות ואמצעי התצפית שלנו הוא מכשיר ושלהן הוא עין ומוח שיודע לזהות מטרות על פי תבניות של שינוי בתמונה, באיכון מטרות יש לציפורים יתרון ברור".

חשאיות: גם כאן אמא טבע מנצחת. "לציפורים", אומר אל"ם ב', "יש מנגנונים המאפשרים להם להתקרב לטרף מבלי שהוא יבחין, יותר מאשר מטוס יכול להתקרב למטרה. לדוגמה, לדורסי לילה יש יכולת לנופף בכנפיהם מבלי שישמעו אותם, בעוד שהיעדר חתימת מכ"ם היא נחלתם של המטוסים העתידניים בלבד".

נחיתה: "לציפורים הרבה יותר קל בנושא הזה", מוסיף ב' סימון נוסף בטבלה לטובת הציפורים, "כיוון שהן יכולות לשנות את האווירודינמיקה שלהן בצורה הרבה יותר גמישה. הן יכולות להביא את עצמן למצב שבו הן מגיעות לנחיתה במהירות מאד נמוכה. השאיפה בנחיתה טובה היא להגיע במהירות כמה שיותר נמוכה מבלי ליפול כמו אבן. ציפור יכולה להגיע למהירות אפס ואז לגעת בקרקע, בעוד שמטוס צריך לגעת במהירות ואז לבלום".

המראה: כאן נכנס הנושא של יחס דחף-משקל, שמשמעו הכוח שיש לגוף ביחס למשקלו. "בצורה פשטנית", מתאר ב', "גוף שהכוח שלו יותר גדול מהמשקל שלו יוכל להמריא כשהאף פונה כלפי מטה. המטוס הכי מתקדם בעניין הזה עושה יחס דחף-משקל של 5.1 ל-1, כך שהציפורים מובילות גם בעניין זה. סיבה אחת היא שיש להן שרירים חזקים והשנייה היא משקלן הנמוך. לצורך העניין", הוא מדגים, "נדמיין ציפור שהוגדלה למימדים של F-16. מוטת כנפיים של עיט היא שני מטר, ומוטת כנפיים של F-16 היא כ-10 מטר, כלומר פי חמש. עיט שוקל שלושה קילו, כלומר שאם נכפיל ב-5 הוא ישקול 15 קילו, בעוד ש-F-16 שוקל כ-16 טון לאותה מוטת כנפיים".

ראינו, אם כן, כי למרות כל ההתקדמות, עדיין יש לנו מה ללמוד מאותן חיות זעירות החולקות את השמיים עם מיטב המטוסים. כמו תמיד, קצת צניעות לא תזיק.

עוד באותו מדור

מעבר לשיא

חמישים ושש שנות פעילותו של חיל-האוויר הניבו מספר שיאים יוצאי דופן. לכבוד יום חיל-האוויר מביא הבטאון מגוון סיפורים יחודיים. שיאים כחול-לבן.

זמן אוויר

לכבוד יום חיל-האוויר מביא הבטאון תמונות מפעילות החיל