כול תותחן בטנק מכיר את הביטוי “שים צלב על”, וכול תותחן גם יודע שאין בכך להבטיח פגיעה בכדור ראשון. האם יתאפשר בעתיד להחליף את הביטוי ההיסטורי “שים צלב על” ב”שים עין על” באמצעות כוונת חכמה שתשפר את דיוק הירי?
אל”ם (במיל’) שאול נגר
תודה לירון קרנץ מחברת אלביט על הערותיו.
אנשי הצוות המיועדים להיות תותחנים וטענים בטנק לומדים ומשננים את תורת הירי בתותח, ולומדים שבסופו של תהליך, ברגע האחרון שלפני הלחיצה על ההדק, יש לוודא “צלב על”, בין אם המטרה עומדת או בתנועה. חודשים ארוכים ומפרכים של אימונים עוברים אנשי צוות טנק בחיל השריון, עד לרגע המרגש שבו הם יורים את הכדור הראשון בתותח וחוֹוִים את רשף הירי הנפלט מהקנה, את הרעש, הזעזוע של הטנק, ריח הגזים המפונים מהצריח, האבק המתרומם לפני הקנה ורתיעת התותח בצריח המלוּוָה בהפלטה של התרמיל או הכרכוב שנותר מהכדור. רגע לפני כבר טס הקלע למטרה כשהוא מסמן את מקומו בעזרת הנותב הרושף באור אדום מאחוריו. הכול עובר כול כך מהר שלא כולם בצוות הטירון מספיקים לעמוד על כלל התופעות בירי של הכדור הראשון שזה עתה ירו. מפקד הטנק לעומתם, שכבר ותיק בירי, צופה ומתעניין לדעת אם הקלע פגע במטרה. כאשר מושגת פגיעה במטרה מתכתית, כמו טנק או רק”ם אחר, ההבהק של הפגיעה אינו מותיר מקום לספק שאכן הושגה פגיעה. כאשר נורה קלע נפיץ כלשהו אפשר להבחין בפגיעה במטרה על ידי שינוי צורתה או ההרס הנגרם לה, וכאשר מדובר בסוג של התפוצצות הקלע באוויר (לדוגמה בכדורי “רקפת” או “כלנית”) קשה יותר להבחין בתוצאות הירי.
מבנה העין
איך בעצם מכוונים למטרה?
דרך ארוכה ומפרכת עבר הפיתוח של מערכת הכינון ובקרת האש של תותח הטנק, מאז הופיע הטנק הראשון על במת ההיסטוריה, לפני כמעט מאה שנים (1915). הרבה מאוד השתנה מאז, החל בדיוק הייצור של התותח והתחמושת, ועד השילוב של אלקטרואופטיקה מתקדמת, מחשבי ירי ומד-טווח לייזר ומערכות שליטה ובקרה (שו”ב) מתקדמות. ועם זאת התהליך שבו התותחן מכוון את התותח למטרה באמצעות ידיות כינון שהוא אוחז בידיו ובה בעת צופה בכוונת – זה לא השתנה כלל.
הטלסקופים הראשונים בטנקים היו צמודים לתותח בקשיחות בצידוד ובהגבהה, לאחר ביצוע תיאום כוונות. טלסקופים אלה היו בעלי שינות בליסטי, כלומר היה בהם שרטוט על פני העדשה עם נקודה או צלב לצורכי תיאום כוונות, והיו שנתות לתחמושת אחת או יותר, לפי הטווח. לצורך ירי היה התותחן מצַדֵּד את הצריח לכיוון המטרה ומציב באמצעות הגבהת התותח את השנת של הטווח המתאים על מרכז המטרה. במצב זה התחשבו לצורך הירי רק בנתון הטווח למטרה (על פי אומדן) ולא בגורמי החטאה אחרים. עם השתכללות כוונות הירי והמעבר למבנה של פריטלסקופ וראש מראה נעה, בהגבהה ואף בצידוד, כול שנותר לתותחן הוא להתמיד בהצבת הצלב שבמרכז הכוונת על המטרה, בידיעה שמחשב הירי ומערכות בקרת הצריח יוצרים את ההיסט הבליסטי המתאים (בצידוד ובהגבהה), שבין כיוון קנה התותח לקו הראייה שבכוונת, לפי נתוני הטווח ושאר הנתונים שהובאו בחשבון.
כול עוד המטרה נייחת והטנק היורה נייח – המלאכה פשוטה יחסית וסיכוי הפגיעה בכדור ראשון גבוה למדי; אך כאשר הטנק בתנועה ו/או המטרה בתנועה באין-ספור מהירויות וכיוונים יחסיים – המצב קשה הרבה יותר. גם כאשר יש עוקב אוטומטי, שבין השאר מאריך את משך הזמן עד לירי כדור ראשון, עדיין הדיוק הוא שילוב של עבודת הידיים שעל בקרי התותחן ושל העין של התותחן לצורך שמירת “צלב על”. התיאום המדויק הדרוש בין הכוונון בידיים לבין העין הוא חוליה חלשה בשרשרת הפעולות של הירי.
חייל מבצע “תיאום כוונות”. צילום: מיכאל מס
כוונת קסדה
בחילות אוויר מתקדמים משתמשים כיום הטייסים בכוונת קסדה. יש להזכיר כי במטוסי הקרב הראשונים, אף הם ממלחמת העולם הראשונה לפני מאה שנה, וכול עוד שימשו תותחים כחימוש עיקרי במטוסי קרב, היה על הטייס להפנות את גוף המטוס לעבר המטרה (מטוס אויב לדוגמה), שמשמעו הפניית התותח המותקן בקשיחות בגוף המטוס, וללחוץ על ההדק כאשר הגיע למצב של “צלב על”. בכוונת קסדה מתקדמת (חברת אלביט הישראלית מפתחת ומייצרת קסדות כאלה מהמתקדמות בעולם), מוקרנים על המשקף שמול עיני הטייס נתוני המטוס ובהם גובה הטיסה, מהירות הטיסה ונתוני החימוש שאותו נושא המטוס. אפשר לשעבד את החימוש, לדוגמה טיל אוויר-אוויר, לכוונת שבקסדה המְשַׁקֶּפֶת את כיוון הסתכלות הטייס, ובאופן זה לשגר אותו לעבר מטוס אויב באמצעות “מבט” בלבד, ולא על ידי כיוון גוף המטוס לעבר המטרה. יתר על כן, מצלמה המותקנת על הקסדה מקליטה את מה שהטייס רואה ובכך מאפשרת יכולת תחקור חדשה – “לאן הביט הטייס בזמן הטיסה”. יצוין כי המִשְׁקָף שבקסדה מחובר בקשיחות אליה ועל הטייס לכוון באמצעות תנועת הראש (בצידוד ובהגבהה) עד למצב שבו הצלב המוקרן על המשקף מוצב על מרכז המטרה.
כוונת קסדה
האם תצלח מערכת עתידית בנוסח “שים עין על”
ראינו כי שימוש בכוונת קסדה מאפשרת לטייס להתמקד ברגע נתון בתצפית על המטרה ו”לחיצה על ההדק”, כלומר שחרור החימוש למעופו ברגע המתאים. גם בעת השימוש בכוונת קסדה נדרש תיאום של תנועת הראש, בצידוד ובהגבהה, עד למצב שבו “צלב הכינון” המוקרן על המשקף יהיה על המטרה או סימון המטרה. האם יכול להיות משהו מדויק עוד יתר?
לעין יש מנגנוני צידוד והגבהה משלה והם מדויקים הרבה יותר. גם כאשר אנו בתנועה בתוך רק”ם מיטלטל ורועד אנו יכולים לצפות על מטרה ולמקד אליה את הראייה מבלי שרעידות הגוף משפיעות על הראייה, בזכות מנגנוני הייצוב הטבעיים של העין.
עם זאת, מנגנון העקיבה של האישון אחרי מטרה אינו מדויק, ויכול להיסחף כשליש מעלה (כ-6 אלפיות) לפני שהמוח מתקן ו”מקפיץ” את האישון חזרה לנקודה הרצויה. יש לציין כי בנוסף על הטעות שנוצרת על ידי המוח נוספת טעות מדידה של המערכת, וככול שהעין תהיה בזווית גדולה יותר ביחס למצלמה (שתורכב על הראש, כלומר בקסדה, או בתא) – תגדל שגיאת המדידה.
האם אפשר יהיה לשעבד את כיוון הכוונת לכיוון העין? נחזור ונזכיר כי נקודת הכינון שבכוונת מייצגת את כלל ההיסטיםהדרושים בצידוד ובהגבהה של קו הראייה למטרה מ”קו הראייה” של קנה התותח.
העין האנושית איננה כדור גיאומטרי מדויק. בחלק הקדמי של העין שבו נתונה העדשה הפנימית, מצויה הקרנית, שהיא בעלת קימור “אישי” לכל עין ולכול אדם. הקימור של הקרנית הוא חלק מכדור העין ונע אִתו לכיוון ההסתכלות של העין. קימור זה מגדיר בעצם את כיוון ההסתכלות של העין. אם נוכל למדוד לפי קימור זה את כיוון העין הפרטנית, ולהתגבר על השגיאה במוח – נוכל לשעבד לכיוון זה את כוונת הנשק, ובמקרה שלנו את כוונת התותח שבטנק.
קמצוץ של טכנולוגיה בעקיבת-עין
נושא העקיבה אחר אישוני העין הולך וצובר תאוצה בתחומים רבים ומגוונים. ידיעת כיוון ההסתכלות של העין האנושית במרחב יכול לתרום, בין השאר, לשיפור של מערכות צבאיות ואזרחיות רבות; למשל, מערכות המותקנות במטוסי קרב ומאפשרות לטייס לנעול על המטרה על ידי התבוננות בה בלבד. מערכות כאלה חוסכות בזמן ובאמצעים. כיום עדיין אין בנמצא מערכת מבצעית מסוג זה במטוס קרב כלשהו. בתחום האזרחי יש המפתחים מנגנונים ברכב לזיהוי עייפות הנהג ולמניעת הירדמותו.
יש כמה גישות שונות למימוש עקיבת כיוון העין (eye tracking). חלוקה אפשרית היא לשלוש קטגוריות ראשיות, על פי נקודת החיבור לנבדק:
- שימוש בקרן אור (לרוב תת-אדום) המכוונת לעיני הנבדק ומדידת האור המשתקף בחזרה.
- מדידת הפוטנציאל החשמלי על העור שסביב העין.
- הרכבת עדשות מיוחדות לנבדק, המאפשרות מעקב אחר תנועות העיניים.
השיטה הנפוצה כיום בתכנון היא עוקב-עין מבוסס וידיאו. מצלמה מתמקדת באחת העיניים או בשתיהן ורושמת את התנועה כאשר הצופה מביט לעבר גירוי כלשהו. עוקבי-עין המודרניים ביותר משתמשים במרכז האישון ובאור מפוזר תת-אדום או תת-אדום-קרוב כדי לקבל החזר מהקרנית. הווקטור המתקבל בין כיוון מרכז האישון לבין האור המוחזר מהקרנית יכול לאפשר חישוב כיוון ההסתכלות. נדרש תיאום פרטני לפי עינו של הצופה המסוים לפני השימוש בעוקב-עין.
המערכת העתידית לכינון בשיטת “שים עין על”
אפשר לצאת מההנחה שתימצא דרך למדידה פשוטה ואמינה של כיוון ההסתכלות של העין, במכשור שיוצמד לקסדה של המשתמש, מבלי להפריע לתצפית לצרכים כלליים. במצב זה יוכל תותחן בטנק, וכמוהו המט”ק, לכונן על מטרה נייחת או נעה גם כשהטנק היורה בתנועה, ולעשות זאת בדיוק רב מאוד. היורה לא יידרש להצמיד עין למכשיר אופטי ולמעשה יחזיק בידו רק את הדק התותח וסוג של לחצן שיודיע למערכת שהוא מתכוון לירות למטרה. במצב זה המערכת תביא את התותח לכיוון התצפית של היורה ותטפל בהיסט הנדרש לפי נתוני הירי (טווח, מהירות וכד’).
על אף הציפיות והרצון להגיע לכך, עדיין יש מגבלה במימוש הרעיון עקב שיטת העקיבה במוח. השגיאה הגדולה הנובעת מ”נזילה” של העקיבה, כלומר סטייה של כיוון העקיבה, שאינה קבועה בזמן ואף שונה בשיעורה מאדם לאדם, ועד כה לא נמצאה דרך למדידה וכיול. ייתכן שבעתיד תהיה התקדמות בנושא.
