Location : מרחב אווירי - האתר לתולדות התעופה בישראל » McDonnell Douglas RF-4E(S) Phantom II - שבלול

McDonnell Douglas RF-4E(S) Phantom II - שבלול

מאמר זה נכתב על-ידי אנדראס קליין ופורסם במקור במגזין Air Forces Monthly גליון 200. תורגם לעברית על-ידי אבינעם מיסניקוב
Our special thanks to Mr. Andreas Klein for his permission to use his article in our web site

שורשיו של פרוייקט "PEACE JACK" טמונים בשינויים שבוצעו במפציץ האמריקאי RB-57F לצורכי סיור ואשר מומנו על-ידי סוכנות הביון האמריקאית (CIA) ושהעיקרי שבהם היה התקנת מצלמת HIAC-1 - כינוי המורכב מהמילים High-Altitude, Hi-Resolution, Reconnaisance Camera. מצלמה זו, שתוכננה ויוצרה על-ידי חטיבת פורת וורת' של חברת ג'נרל דינמיקס, הייתה בעלת אורך מוקד של 167.6 ס"מ, והייתה מיועדת להינשא במטוס הסיור מדגם RB-57F בגיחות לאיסוף מידע במרחב אווירי עויין. ה-HIAC-1 הייתה מצלמה כבדה, בעלת אורך מוקד ארוך ביותר, שיועדה לצילום אלכסוני ארוך טווח.

מערכת מצלמת HIAC-1. מתוך פירסום של חב' ג'נרל דינמיקס

במשך שנות הפעלתה המבצעית, מצלמה זו שופרה ומשקלה הופחת מ-1588 ק"ג בדגם האב טיפוס, ל-557 ק"ג בדגמים האחרונים.

בתנאי מעבדה, העלו ניסויים שנערכו על-ידי שימוש בפילם בעל קונטרסט גבוה מסוג Estar 3414, שרזולוצית התצלומים היא 240 קוים למילימטר, בהשוואה לרזולוציה המתוכננת של 190 קוים למילימטר. בעת טיסות הניסוי הראשונות שבוצעו לטווח צילום של 37 ק"מ, הייתה הרזולוציה המתוכננת 31.7 ס"מ, אך בפועל הייתה 25.4 ס"מ בלבד ובטיסות שבוצעו לטווח צילום של 74 ק"מ, התקבלה רזולוציה של 55.8 ס"מ לעומת הרזולוציה המתוכננת של 68.5 ס"מ. בטיסות אלו הוכח שרזולוצית התצלומים משתפרת ככל שטווח הצילום גדל.

חיל האוויר הישראלי גילה התעניינות רבה ברכישת מטוסי RB-57F רבים לצורכי סיור/צילום. בקשות חיל האוויר נדחו תמיד על-ידי משרד החוץ האמריקאי, בגלל רגישות המערכות החדשות של מצלמת ה-HIAC-1.

מטוס סיור מדגם RB-57F

פיתוח המצלמה נמשך ובתחילת 1971 הופחת משקלה לפחות מ-680 ק"ג (בהשוואה למצלמות לצילום אלכסוני של היום, כמו מארז ה-KS-146B היפני, שמשקלו 340 ק"ג, שאפשר להתאים אותן למטוסים קטנים יותר כמו מטוס ה-F-16).

חברת ג'נרל דינמיקס עידכנה בשוטף את אנשי חיל האוויר בפיתוחים האחרונים של המצלמה. באמצע שנת 1971 אישר לבסוף משרד החוץ האמריקאי את מכירתה של מצלמת HIAC-1 שנישאה במארז צילום G-139?. אורכו של מארז זה היה 6.7 מטר והיו בו מערכות חיישנים במשקל של 1814 ק"ג ומערכת קירור משלו.

לאחר טיסות ניסוי אינטנסיביות שנערכו עם מטוס פנטום מדגם RF-4C מס' זנב 66-0419 של חיל האוויר האמריקאי, סופק המארז הראשון לחיל האוויר באוקטובר 1971. למרות שהמארז הוכיח את עצמו כבעל אפקטיביות יוצאת מן הכלל, עד מהרה התגלה שהמטוס הנושא אותו אינו מסוגל להגיע לביצועי הטיסה המירביים שלו, לאור הגרר הגבוה שיצר המארז. למעשה, מגבלות הטיסה היו כל כך גדולות, עד שמטוס קורנס שנשא את המארז הגיע למהירות של-1.5 מאך בלבד, ולרום טיסה מירבי של-15,240 מטר בלבד.

מגבלות טיסה אלו לא יכלו להתקבל על-ידי חיל האוויר, היות והגדילו את משך החשיפה של המטוס לאיום של טילי קרקע-אוויר ולאיום של תותחי נ"מ וכן הגבילו קשות את כושר התמרון שלו.

בשנת 1972 ניתחה חברת ג'נרל דינמיקס את הבעיות שנוצרו בהטסת מארז צילום G-139? והגיעה למסקנה שהפיתרון הוא הגדלת ביצועי מנועי ה-J-79-GE-17A של מטוסי הקורנס. מאמץ תכנוני הניב רעיונות רבים בקשר להסבה לדגם F-4X, עם רום טיסה של 23,774 מטר ומהירות שיוט של מאך 2.4.

בשל היות דגם ה-F-4E מופעל על-ידי מדינות רבות בעולם ובשל הסטטוס המבצעי שלו בחיל האוויר באותה תקופה, הוחלט ליישם את הסבת ה-F-4X בגוף של מטוס מדגם F-4E. ההסבה כללה את השינויים הבאים:

  1. הוספת מערכת קירור למדחס המנוע (PCC). במערכת כזו מרססים מים מזוקקים אל תוך כונס האוויר של המנוע כדי לקרר את האוויר הנכנס לכונס על-ידי אדי מים, לפני שהוא נכנס למדחס ובכך יוצרים מצב כאילו המנוע טס ביום קר מאוד ובכך משפרים את את זרימת האוויר ואת דחף המנוע. בגובה רב, המערכת יעילה בסביבות מאך 1.4 וביצועי המטוס, כגון האצה, תמרון, מהירויות גבוהות ורום טיסה משתפרים לאין ערוך במספרי מאך גבוהים.
  2. הגדלת כונסי האוויר, כולל שיפור המערכות הנלוות ותעלות הולכת האוויר למנועים.
  3. הוספת שני מיכלי מים גדולים בקיבולת 134 ק"ג, כולל משאבות, וסתים ואמצעים לריסוס מים לכונסי האוויר, כשרוב הציוד המכני ממוקם בתוך המיכלים עצמם. המיכלים יהיו מחוברים לחציצי גוף המטוס ולבתי המנועים ואפשר יהיה להסירם על הקרקע.

צוות הפרוייקט של ג'נרל דינמיקס הגיע למסקנה שמערכת ריסוס המים היא הפתרון האופטימלי לבעיות הביצועים. הרעיון מאחורי ה-F-4X היה עדיין מבוסס על מארז צילום G-139? התלוי מתחת למטוס, עם כל השינויים שתוכננו מסביב למטוס.

המעורבות הישראלית

בתחילת שנת 1972 התחילה ממשלת ישראל לממן חלקית את היוזמה. בוצע מחקר בן חמישה חודשים בו נבחנו מתזי מים מסוגים שונים ובקנה מידה מלא במנהרת רוח. עבודות התכנון של פרוייקט ה-F-4X נמשכו בחצייה הראשון של השנה ובוצעו ניסויי מנהרת רוח שונים. מימון נוסף של ג'נרל דינמיקס החזיק את הפרוייקט בחיים למשך שנת 1972 ועבודה שנעשתה להתאמת גוף המטוס גרמה ליצור גירסה משופרת וקלה יותר של מצלמת ה-HIAC-1.

ב-12 באפריל 1973 הגישה ג'נרל דינמיקס את הצעת ה-F-4X באופן רשמי לחיל האוויר האמריקאי. מימון מידי למחקרי המשך הוביל לתמיכה נוספת מצד חיל האוויר הישראלי למרות שבתחילת 1974 הודיע חיל האוויר שהוא מודאג מהמשך הפעלתו של מארז צילום G-139?. הנסיון המר שנצבר מאבידות חמורות במטוסים ובצוותי אוויר במלחמת יום הכיפורים?, הוכיח שהגבלת ביצועי מטוס הקורנס תעמיד את צוותי האוויר בסכנה חמורה.

אולם ממשלת ישראל, שתמכה בפרוייקט ה-F-4X, נקלעה למשבר פוליטי וכלכלי. בנוסף, מצא משרד החוץ האמריקאי את הפרוייקט בלתי ניתן להגנה מבחינה פוליטית. לדעתו, הפרוייקט צריך היה להיבחן מבחינה אסטרטגית ולא מבחינה טקטית. לאחר ויכוח ארוך, הסכים חיל האוויר לוותר על המכ"מ ועל מערכותיו הנלוות. ויתור זה הקל על דאגות משרד החוץ האמריקאי, וניתנה הרשות לייצא את פרוייקט ה-RF-4X לחיל האוויר.

בדצמבר 1974, העביר צוות של ג'נרל דינמיקס מטוס קורנס (מס' זנב 69-7576) למפעל פורת וורת' של ג'נרל דינמיקס ובו השתמשו למחקרים בתור Mock-Up ובתור מטוס לניסויי טיסה של טרום ההסבה.

מטוס הקורנס ששימש כמוק-אפ לדגם ה-RF-4X
אותו מטוס לאחר ההסבה לדגם RF-4E-S

באמצע שנת 1975, השפיעה המציאות הפוליטית של הפרוייקט. היות ותכנוני מטוסים חדשים כמו ה-F-15 הגיעו לשלב ביצוע, היה חשש שביצועי ה-F-4X ישפיעו על המימון לפיתוח ה-F-15. בנוסף, טען חיל האוויר האמריקאי, בגלל מאבקי כח פנימיים, שיש לוודא את אמינות מערכת ה-PCC בניסויים ארוכי טווח. העיכובים הללו חיסלו לבסוף את פרוייקט ה-F-4X.

היות ודרישת חיל האוויר למטוס סיור כזה הייתה חזקה מאי פעם, החליט חיל האוויר לרכוש גירסה מוקטנת של ה-RF-4X שכונתה RF-4E-S. גירסה זו של מטוס הפנטום, שממנה יוצרו וסופקו שלושה מטוסים, הייתה מבוססת על שלדת מטוסי קורנס מבלוק נמוך ללא כנפוני שפת התקפה, וכללה שינויים שבוצעו החל מחציץ חרטום מס' 77-00. מצלמת ה-HIAC, וכן מצלמת KS-87 והציוד הנלווה, הותקנו בחרטום שתוכנן במיוחד ושסיפק נפח פנימי של 1.9 מ"ק והגדיל את אורכו של המטוס ב-30.4 ס"מ. החרטום החדש צוייד במערכת מיזוג ובקרת אקלים משלו, במערכת חנקן נוזלי, בשני חלונות צד אלכסוניים וגם שני חלונות קטנים יותר בתחתיתו, חלון עגול למצלמת ה-KS-87B ופתחי גישה רבים.

שלושה מטוסי קורנס של חיל האוויר הוטסו לארה"ב והוסבו (מס' חא"א 69-7567 ,69-7570 ,69-7576) וסופקו לחיל האוויר בסוף שנת 1975 ובתחילת 1976.

(Photo courtesy:Raanan Weiss via Andi Klein www.airdoc.eu (external link))

שינויים טכניים

חוץ מהשינויים החיצוניים שבוצעו במטוסים, בוצעו שינויים בתאי הטייס כדי להכיל את מערכות הפיקוד והבקרה של מצלמת ה-HIAC. מערכת התצוגה העילית הושארה, למרות שמצלמת הכוונת הוסרה והוחזרה לחיל האוויר. במקומה הורכב כיסוי ממתכת שמצבע בצבע שחור מט. כל צגי המכ"מ, ומכלולי התותח והמכ"מ הוחזרו לחיל האוויר.

הממשק היחידי לטייס ולמערכת הייתה מנורת חיווי קטנה שמוקמה בצידו של מחוון זוית ההתקפה. מנורה זו נדלקה בכל פעם שהמצלמה צילמה ונתנה לטייס אינדיקציה שהמצלמה פועלת ושעליו להמשיך לטוס במסלול קבוע ויציב.

השינויים בתא האחורי היו גדולים יותר וכללו את הסרת מערכת הבקרה של המכ"מ והתותח והתקנתה של בקרת מצלמה/חיישנים בקונסולה הימנית, היות והנווט הוא שהפעיל את המצלמה מתאו. בנוסף, הותקנו שתי כוונות בצד שמאל וימין של החופה כדי למקם את המצלמה על מטרות מזדמנות או על שדות ראיה שהוגדרו מראש. הכוונות חוברו באופן קבוע למסגרת החופה בעוד מכשיר הכיוונון ניתן היה להסרה.

המצלמה שועבדה לזוית הכיוון של הכוונות באמצעות חיווט חשמלי. בכל פעם שהנווט כיוון את הכוונות למטרה או לנקודה מסויימת, המצלמה הייתה מסתובבת לאותו כיוון. החיווט החשמלי עבר בצידי החופה והסתיים במחבר בעל שיחרור מהיר, להבטחת הפלטה בטוחה של החופה. בשנים הראשונות להפעלת המטוסים בחיל האוויר, הכוונות היו מאוחסנות בזמן ההמראה והנחיתה כדי שלא יפריעו להפלטה ולא ישנו את מסלול "העפת" החופה (הליך זה בוטל בסוף שנות ה-70).

מצלמת ה-HIAC מוקמה בצורה אופקית בקו האמצע של המטוס על גבי מיסבים, ועם מנוע ההפעלה בחלק הקדמי, שסובב את המצלמה שמאלה, למרכז וימינה. תכנון זה כלל את החידושים הבאים:

  1. המצלמה הראשונה מסוג Stepable Framing שאפשר היה להסירה כיחידה אחת
  2. המצלמה הראשונה שכללה לוגיקת מחשב הניתנת לתיכנות לצורך Automatic Stepping, מיקוד, פיצוי על תמונה בתנועה ואפשרות בדיקה עצמית.
  3. המצלמה הראשונה שבה נעשה שימוש בתוף העשוי מחומרים מרוכבים.

אורך המוקד של המצלמה היה 167.6 ס"מ. מהירות העדשה הייתה f4.0, ומהירויות התריס היו בין 1/60 ל-1/3000 של שניה. קיבולת הפילם הייתה 305 מטר בסליל סטנדרטי ברוחב 5 אינץ' ושיעור החשיפה היה 4 פריימים לשניה. המצלמה הייתה מסוגלת לצלם במוד פריים בודד, במוד תלת שלבי ובמוד חמישה שלבים עם הדמייה סטריאוסקופית בכל מוד הפעלה. כשהמערכת הייתה מופעלת במודים של שלושה או חמישה שלבים, כל פריים מוצלח של הדמייה, חפף לפריים הקודם לרוחב המסלול וגם לאורכו, כך שאפשר היה להתאים את כל הפריימים ליצירת פסיפס של כל התצלומים לאורך נתיב הצילום. בכל דגמי המצלמה, אפשר היה לבחור את החפיפה בזמן הטיסה לערך של 12 אחוז לאורך נתיב הצילום כדי לנצל את כל אורך הסרט, או חפיפה של 55 אחוז כדי ליצר הדמיית סטריאו. אולם בחפיפה זו, צריכת הפילם הייתה מהירה יותר.

את סיבוב המצלמה אפשר היה לבחור בזמן הטיסה וזה נתן למצלמה שדה ראייה של בין 5 מעלות מתחת לאופק השמאלי ל-5 מעלות מתחת לאופק הימני. כל הציוד הנלווה למצלמת ה-LOROP ולמצלמת ה-KS-87B היה ממוקם גם הוא בחרטום.

הקירור נעשה על-ידי שימוש במחליף חום של חנקן נוזלי ובגופי חימום כדי לייצב את הטמפרטורה בתא המצלמה, שהייתה קריטית למצלמות מסוג זה. תא המצלמה לא היה מדוחס, כך שנדרש מיזוג תא המצלמה על הקרקע, לפני המשימה.

הבקרה הממוחשבת של המצלמה הייתה המחשב/בקר הראשון שהשתמשו בו אי פעם במטוס. מערכות המצלמה חוברו למטוס דרך ארבעה ממשקים: תלת פאזי, זרם חילופין 400 הרץ ומתח ישר 28 וולט. הממשק עבר דרך פנל מנתקי מעגל מס' 4 שבדופן צד שמאל של התא האחורי.

מאחורי מצלמת ה-LOROP ומתחתיה מוקמה מצלמת ה-KS-87B. את המצלמה אפשר היה לתחזק דרך פתחי הגישה בצד שמאל או בצד ימין. אורך המוקד של מצלמה אנכית זו היה 15.2 ס"מ, למרות שאפשר היה להשתמש בקונוס עדשה של 30.4 ס"מ אם היה צורך בכך. בכל שלושת המטוסים הורכבו מערכות העברת נתונים, זע"ט תוצרת אלתא, ורדיו UHF וכן פסי תאורת מבנה. בנוסף לכך, כמעט לכל מטוס סיור צילום בשירות חיל האוויר היה תפקיד משני של לוחמה אלקטרונית. לצורך כך, צוידו שלושת המטוסים במערכות ובאנטנות נוספות.

מנועי המטוסים היו מנועי J-79-GE-17A סטנדרטיים, ההסבה ל-RF-4X מעולם לא נעשתה עקב חוסר במימון וחיל האוויר לא היה יכול להרשות לעצמו גם את הסבת RF-4X וגם את הסבת ה-LOROP. באותה תקופה הצורך ב-LOROP היה דחוף יותר ולכן הוקפאה ההסבה הנוספת.

(Photo courtesy:Raanan Weiss via Andy Klein www.airdoc.eu (external link))

כנפי שלושת המטוסים היו ללא כנפוני שפת ההתקפה, בדומה לכנפיים של מטוסי קורנס ומטוסי קורנס מהבלוקים הנמוכים. חיל האוויר שקל להסב את הכנפיים לדגם המתקדם יותר, אך הרעיון נזנח בשלב מוקדם-פרופיל המשימה של המטוס לא דרש כניסה לקרבות אוויר וגוף המטוסים הפך דומה יותר לגופם של מטוסי הסיור מדגם RF-4E.

כל המטוסים נצבעו בסכימת צבעי ההסוואה שהייתה מקובלת בחיל האוויר באותה תקופה, אך חרטומיהם של מטוסים 492 ו-498 נצבעו בשחור, בעוד חרטומו של מטוס קורנס צילום מס' 499? נצבע בגוון "טאן" בדומה לחרטומו של מטוס שחק צילום מס' 99?.

מטוסי ה-RF-4E-S "שבלול" בשירות חיל האוויר

(צילום:עפר צידון)

כניסתם של שלושת המטוסים לשירות לוותה במיספור מחדש של מטוסי צילום אחרים.

במשך השנים האחרונות להפעלתם של שלושת המטוסים (שכונו בחיל האוויר "שבלול") הייתה טייסת העטלף? טייסת הצילום המובילה בחיל, מאז שקלטה את שני מטוסי השחק היעודיים לצילום בשנת 1964. בהמשך למסורת שיצרו שני מטוסים אלו (מספרי זנב 98 ו-99), מוספרו בחיל מטוסי ה-RF-4E במספרי זנב גבוהים מ-90, כשהספרה 1 היא הספרה הראשונה (196, 198 וכו') לאחר הגעתם של שישה המטוסים האחרונים מדגם זה בשנת 1974, התקבלה בחיל ההחלטה לשנות את מספורם של קורנסי הצילום בחיל למספרי זנב בתחום ה-485-499, כדי לפנות מקום בסדרת מספרי הזנב 1xx לטובת מטוסי קורנס חדשים.

קורנס צילום מס' 498? מסיע לאחר הנחיתה (Photo courtesy:Raanan Wiss via Andi Klein www.airdoc.eu (external link))

כיוון שבטייסת העטלף? הייתה המסורת של מטוסי השחק לצילום (שחק צילום מס' 98? ושחק צילום מס' 99?, שיכנע מפקד הטייסת את המטה למספר את שניים ממטוסי הצילום החדשים כקורנס צילום מס' 498? וקורנס צילום מס' 499?. המטוס השלישי מוספר כקורנס צילום מס' 492?. מטוסי הצילום מדגם RF-4E שלהם היו מספרי זנב אלה, מוספרו מחדש כקורנס צילום מס' 488? וקורנס צילום מס' 489?.

זמן קצר לאחר הגעתם לארץ, כבר הופעלו שלושת המטוסים בצורה אינטנסיבית, כשהם טסים באופן שיגרתי בגבהים שלמעלה מ-60,000 רגל כדי להשיג איכות צילום מיטבית. טייסיהם לבשו חליפות לחץ לגובה רב כדי שיוכלו לשרוד בעת נטישת המטוס בגבהים כאלה וגם למניעת רתיחת הדם בגופם, כיוון שתאי הטייס במטוסים אלו היו חצי מדוחסים. חיל האוויר השתמש בחליפות מדגם דיויד קלארק, בדומה לאלו של צוותי מעבורות החלל, שהיו מורכבות מארבע שכבות של בד, אריג סינתטי ואריג "נומקס" חסין אש. משקלה הכולל של החליפה, כולל כפפות וקסדה, היה 12 ק"ג ונדרשו 20 דקות ללבשה. החליפה המגושמת הגבילה את חופש התנועה של הצוות בתוך התא, ולבסוף, במשימות צילום מתחת לגובה 50,000 רגל לבש הצוות חליפות לחץ רגילות.

צוות המטוס יורד ממנו לאחר הגיחה (Photo courtesy: Raanan Weiss via Andi Klein www.airdoc.eu (external link))
(צילום: עפר צידון)

בסוף שנות ה-70 צויידו שלושת המטוסים בגשוש תדלוק? באוויר שמוקם בחלקו העליון הימני של הגוף, מאחורי תא הנווט.

קורנס 499 של טייסת "האחת"? מגיע לנחיתה (צילום: עפר צידון)

מטען המטוס למשימת צילום בטווח ארוך, כלל נתיקי כנף 370 גלון מדגם "סרג'נט פלטשר", נתיק גחון 600 גלון, טיל א"א יחיד מסוג פיתון 3? או סיידווינדר, מפזרי מוץ ומארז ל"א ALQ-119?.

היות וטיסות הצילום סווגו כסודי ביותר, מעט מאד מידע יצא לציבור, אולם ישנו מקרה ידוע אחד, שבו זכו שני מטוסי קורנס שבלול בהפלה הראשונה והיחידה בחיל למטוסי צילום. ב-3 בינואר 1982, מטוס 'שבלול' 492 שהטיס רן גרנות עם הנווט דני גרוסמן, יחד עם שבלול 498 שהטיס סמ"ט העטלף גדעון שפר עם הנווט יובל נווה, היו בגיחת צילום בגובה רב מעל עירק. בזמן מקטע הגובה הנמוך של הגיחה, בדרכם חזרה מהמטרה, הם יורטו על-ידי מטוס מיג 21 בודד.

שפר, שהוביל את הזוג, העריך את המצב בזריזות והגיע למסקנה שהמיג, שטס בתצורה חלקה ועם מבער אחורי מלא, בזבז הרבה דלק בזמן שהוזנק מבסיסו. זוג הקורנסים "שיחק" עם המיג במשך כמה דקות, ולא נתן לטייס העירקי הזדמנות לפתוח באש. לאחר שניתקו מגע, דהרו המטוסים הביתה במהירות מירביתולאחר שתודלקו באוויר ממטוס עייט נחתו בבסיסם בשלום. מידע מודיעיני שהגיע מאוחר יותר דיווח שהמיג העירקי התרסק כתוצאה מחוסר דלק וההפלה נזקפה לזכות הטייסת.

(צילום: עפר צידון)

מיד עם סיום מלחמת שלום הגליל בשנת 1982, נפוצה שמועה שאחד ממטוסי השבלול הופל מירי טיל כתף. בכל תקופת הפעלת הקורנס בחיל האוויר, רק מטוס צילום אחד אבד. זה קרה ב-9 בנובמבר 1973; קורנס צילום מס' 194? הופל מעל שטח מצרים בעת שחדר אל תוך מארב טילי SA-2. הטייס גדעון שפר נטש בהצלחה והנווט עפר צידון נהרג.

לאחר שנים רבות הועברו שלושת מטוסי השבלול לטייסת ה"אחת"? השכנה וגם בה הופעלו רבות. בסופו של דבר סיים מטוס 498 את השירות והועבר למוזיאון חיל האוויר.

"שבלול פנסיונר" עטור תהילה - קורנס 498 במוזיאון חיל האוויר. שים לב לסימן הפלת המיג העירקי בחרטום