מכ"ם

מכ"ם (ראשי תיבות של מגלה כיוון ומרחק), או רדאראנגלית: RADAR, ראשי תיבות של Radio Detection And Ranging או Radio Direction And Ranging), הוא מערכת אלקטרונית לגילוי ומעקב אחר מיקומם של עצמים במרחב באמצעות שימוש בגלי רדיו. המכ"ם יכול לשמש בין השאר לאיתור כלי טיס ושיט, טילים וחלליות, ואף הר, להקות ציפורים ומערכות מזג אוויר. מלבד מיקום העצם הנצפה, בדרך כלל ביכולת המכ"ם להפיק מידע אודות כיוון תנועתו ומהירותו אם הוא בתזוזה, ואף גודלו וצורתו של העצם.

לרוב מערכות מכ"ם מורכבות ממשדר המייצר את גלי הרדיו האלקטרומגנטיים, אנטנה המשדרת אותם לכיוון הרצוי, אנטנה הקולטת את גלי הרדיו החוזרים (לעיתים רבות אנטנה אחת משמשת הן לקליטה והן לשידור) ומקלט ומערכת לעיבוד גלי הרדיו החוזרים, המספקת מידע אודות העצמים הרלוונטיים. גלי הרדיו המשודרים מהאנטנה יוצאים למרחב ופוגעים בעצמים בו. לאחר פגיעות אלו הם חוזרים אל המכ"ם ונקלטים במקלט לאחר שנקלטו באנטנה. לפי אורך הזמן שעבר מרגע שידור האות לחזרתו, ולפי שיטות נוספות, מסוגל המכ"ם לחשב את מרחקו וכיוונו של העצם הנסרק ממקור השידור ועל ידי כך לאתר את מיקומו.

תחילה פותח המכ"ם לצרכים צבאיים על ידי מספר מדינות בשנים שקדמו למלחמת העולם השנייה. השימוש הצבאי במכ"ם נועד בעיקר לאיתור ויירוט מטוסי קרב, טילים וספינות מלחמה של האויב. בראשית דרכו של המכ"ם, ההתקדמות המכרעת בהתפתחותו הטכנולוגית אירעה בבריטניה. המונח האנגלי למכ"ם, RADAR, נטבע בשנת 1940 על ידי הצי האמריקאי.[1] בימינו משמש המכ"ם לשימושים מגוונים לרבות בקרת תעופה אווירית אזרחית, חיזוי מזג אוויר, מחקר אסטרונומי אודות גרמי השמים, ומחקר גאופיזי וגאולוגי על מערכות תת-קרקעיות. המכ"ם יכול להוות מתקן נייח היושב על הקרקע, או מתקן נייד על בסיס כלי רכב, כלי שיט וכלי טיס.

מכ"ם MEADS תוצרת ארצות הברית, גרמניה ואיטליה. יושב על בסיס כלי רכב ונועד למשימות הגנה אווירית.
מכ"ם MEADS תוצרת ארצות הברית, גרמניה ואיטליה. יושב על בסיס כלי רכב ונועד למשימות הגנה אווירית.
מכ"ם שאאנשי Y-9 תוצרת סין. המכ"ם יושב על בסיס מטוס שליטה ובקרה.
מכ"ם שאאנשי Y-9 תוצרת סין. המכ"ם יושב על בסיס מטוס שליטה ובקרה.
מכ"ם Type 1022 תוצרת בריטניה. המכ"ם יושב על בסיס ספינת מלחמה ונועד למשימות ימיות.
מכ"ם Type 1022 תוצרת בריטניה. המכ"ם יושב על בסיס ספינת מלחמה ונועד למשימות ימיות.
מכ"ם בקרה אווירית היושב בראש מגדל בנמל התעופה של פרנקפורט.
מכ"ם בקרה אווירית היושב בראש מגדל בנמל התעופה של פרנקפורט.
מכ"ם שאאנשי Y-9 תוצרת סין. המכ"ם יושב על בסיס מטוס שליטה ובקרה.
מכ"ם Type 1022 תוצרת בריטניה. המכ"ם יושב על בסיס ספינת מלחמה ונועד למשימות ימיות.
מכ"ם בקרה אווירית היושב בראש מגדל בנמל התעופה של פרנקפורט.

היסטוריה

כבר ב־1904 הדגים הממציא כריסטיאן הילסמייר (Christian Hülsmeyer) כיצד אפשר להיעזר בגלי רדיו כדי לאתר ספינות. הוא אף הוציא פטנט על מכ"ם פרימיטיבי, שיכול לגלות נוכחות של ספינות בטווח 3 ק"מ (ומאוחר יותר 10 ק"מ), אך עקב חוסר עניין מצד מפקדי הציים בעולם, המצאתו מעולם לא נכנסה לייצור.

באוגוסט 1917 ניסח הפיזיקאי ניקולה טסלה את העקרונות התאורטיים של המכ"ם והציע את השימוש בגלים אלקטרומגנטיים על מנת לגלות את תנועתם של עצמים רחוקים. טסלה גם הציע שיטות למדידת מהירות באמצעות מכ"ם. טסלה אף המליץ על המכ"ם כמכשיר לגילוי צוללות ובכך חזה במידה רבה את הסונאר האקטיבי.

ב־1922 החלו מעבדות המחקר של צי ארצות הברית בפיתוח מכ"ם. ב־1930 הצליח ל.א. איילנד לגלות מטוס באמצעות מכ"ם התאבכות גל רציף. ב־1934 וב־1935 התבצעו ניסויים במכ"ם פעימות.

ב־12 בפברואר 1935 שלח רוברט ווטסון־ואט למשרד האווירייה הבריטי מזכר בנוגע ל"גילוי ואיתור מטוסים באמצעות רדיו" ("Detection and location of aircraft by radio methods") אחרי ניסיון שצבר בתחום בהיותו מטאורולוג וחובב רדיו. ב־26 בפברואר הדגים ואט בפני ועדה את המצאתו ואיתר באמצעותה מפציץ בטווח 8 מיל. הדגמה זו, שכונתה The Daventry Experiment, הובילה לפיתוח מכ"ם מבצעי בבריטניה ופרישׂתו להגנת החופים בזמן מלחמת העולם השנייה (60 עמדות שנקראו צ'יין הום).[2]

המכ"ם נכנס לשימוש מבצעי נרחב במהלך מלחמת העולם השנייה על ידי הבריטים. יש הסוברים שהשימוש שעשו בעלות הברית במכ"ם תרם תרומה משמעותית לעמידת בריטניה ולהבסת הלופטוואפה.[3] חוקרים מייחסים גם את הכרעת הקרב בין הצוללות הגרמניות לאוניות הסוחר ששטו מאנגליה לארצות הברית במהלך המלחמה להופעת מטוסים עם טווח שאיפשר לחפש את הצוללות לאורך כל הנתיבים מאנגליה לארצות הברית ומכ"מים באורך גל של כעשרה ס"מ שאיפשר גילוי מוקדם של הצוללות מבלי שלגרמנים הייתה יכולת לדעת שגילו אותם[4]

ברית המועצות ערכה סדרת ניסויים בתחום המכ"ם החל משנת 1934 אך למרות הישגים תאורטיים ומספר מערכות שנבנו בסמוך לפריצת מלחמת העולם השנייה לא הייתה בידי הצבא האדום מערכת מכ"ם ראויה לשמה. המערכת המבצעית הראשונה הייתה RUS-1, ממנה נבנו 45 יחידות שלא הוכיחו עצמן במהלך המלחמה. רק בשנת 1945, לאחר כניעת גרמניה הנאצית, הכניס הצבא האדום לשירות את מערכת P-3 - מכ"ם גילוי אווירי המבצעי הראשון.

לקראת תום המלחמה, בשנת 1945, פורסם דבר קיומו של המכ"ם ברבים.[5]

מבנה עקרוני

כל מערכת מכ"ם כוללת לפחות רכיבים אלו:

  • משדר - תפקידו לשדר את אות המוצא של המכ"ם. על המשדר להיות בעל עוצמה גבוהה, מכיוון שהאות מופחת בעוברו באטמוספירה.
  • אנטנה - תפקידה להוציא את האות המשודר מהמשדר לאוויר (לתאם עכבות). במקרים רבים תפקיד האנטנה הוא גם למקד את אנרגיית הרדיו לאלומה דקה.
  • מקלט - תפקידו לקלוט את ההחזרים. המקלט צריך להיות שקט (דל רחש) ובעל הגבר גדול.
  • מעבד אות - תפקידו לבצע את העיבודים המתמטיים כמו למשל לחלץ את האות מתוך רעשי הרקע, להפריד את האנרגיה הנקלטת לפי תדרי הדופלר כדי לחלץ את האות החוקי מהמטרה, כאשר המטרה נמצאת על רקע של הקרקע וכיוצא בזה. במכ"מים מודרניים, מכ"מים של "מערכים מנוהלי פאזה" מעבד האות הוא מרכיב קריטי בביצועי המכ"ם כולו כמערכת שלמה.

ניתן לסווג מערכות מכ"ם שונות לפי הזווית הביסטטית שהיא הזווית שנוצרת בין המשדר, המטרה והמקלט. במכ"ם סטנדרטי כל הרכיבים נמצאים במיקום יחיד ואינם מפוזרים במרחב ולכן הזווית היא אפס. מכ"ם מסוג זה נקרא מכ"ם מונוסטטי. מכ"ם שבו המשדר והמקלט מופרדים גאוגרפית יכול להיות בעל זווית ביסטטית קרובה לאפס, ואז הוא ייקרא מכ"ם פסאודו־מונוסטטי או זווית משמעותית גדולה מאפס, ואז הוא ייקרא מכ"ם ביסטטי אם ההפרדה היא על פני שני מיקומים שונים, או מכ"ם מולטיסטטי אם על פני למעלה משניים. מרבית המכ"מים הם מונוסטטיים בשל נוחות התכנון והתפעול ובשל המורכבות החישובית שבאיתור מטרות באמצעות מכ"ם שבו הקליטה אינה מתקבלת באותו מקום כמו השידור (להסבר ראו ערך טווח ביסטטי).

משדר

דרישות מרכזיות:

  • עוצמת שידור: מכיוון שהאות המשודר אמור להיקלט לאחר "מסע" ארוך באטמוספירה, ולאחר חזרת רק חלק קטן ממנו מהעצם אותו רוצים לגלות, המוצא חייב להיות חזק. עוצמת השידור היא פרמטר חשוב בקביעת טווח הגילוי של החיישן. עוצמות השידור הן סביב 30Kw.
  • שמירת מופע (פאזה): לצורכי עיבוד מסוימים האות המשודר חייב להיות בפאזה.
  • אות שידור בעל צורה מוגדרת.

מכיוון שבניית משדר שעונה על הדרישות וגם בעל הספק רב היא קשה, ברוב מערכות המכ"ם משתמשים במשדר חלש ואחריו מגבר חזק.

סוגי משדרים עיקריים למכ"ם:

  • משדר+מגבר שפופרת: קיימים מספר סוגים של משדרים המבוססים על שפופרת רדיו. את השפופרת מזינים במתח גבוה ואות חלש (ממתנד גביש). השפופרות הן התקנים גדולים (בעייתי במכ"ם מוטס) ובעלי נצילות נמוכה.
  • משדרי מצב מוצק: טרנזיסטורים שמסוגלים לשדר בתדרי רדיו. בעלי הספק נמוך אך נצילות טובה. בדרך כלל מחברים מספר רב של משדרי מצב מוצק ביחד על מנת ליצור את ההספק הדרוש.

אנטנה

P-14 radar in Technical museum Togliatti
אנטנה של מכ"ם הגילוי האווירי P-14 שאורכה 33 מטרים

תפקיד האנטנה הוא לקשר בין המשדר לאוויר כך שמירב אנרגיית הרדיו תעבור לאוויר. בנוסף האנטנה מעצבת את אלומת אנרגיית הרדיו ובכך מגבירה את יעילות המכ"ם. רוב המכ"מים קובעים את הכיוון למטרה על פי כיוון האלומה, לכן חשוב לייצר אלומות צרות.

קיימים שני סוגי אנטנות למכ"ם: אנטנה פסיבית ואנטנה פעילה (phase array).

  • באנטנה פסיבית ("רגילה") מבנה האנטנה מכתיב את הצורה של אלומת המכ"ם. הסריקה מבוצעת באמצעים מכניים (סיבוב האנטנה). כיוון האנטנה מצביע על כיון המטרה. יצירת אלומות צרות באמצעות אנטנה פסיבית דורשת אנטנה בעלת ממדים גדולים (יחסית לאורך הגל).
  • אנטנה אקטיבית משתמשת בעקרון הסחת הפאזה על מנת לייצר אלומות צרות. באנטנה אקטיבית ניתן לשנות את כיון האלומה באופן אלקטרוני, ולכן לא חייבים לסובב את האנטנה כדי ליצור סריקה של 120 מעלות. אנטנות אקטיביות יכולות להיות קטנות ועדיין להיות מסוגלות לייצר אלומות דקות. אנטנות אקטיביות נמצאות בשימוש נרחב במכ"מים מוטסים. אנטנות אקטיביות קשות לבניה ויקרות במידה משמעותית מאנטנות פסיביות.

מקלט

תפקידו לקלוט את ההד המוחזר מהמטרה. המקלט מפענח את האות הנקלט, קובע את מרחקו מהמכ"ם (בעזרת חישוב זמנים). על המקלט להיות מסוגל לקלוט אותות חלשים מאוד, וכן עליו להיות דל רחש. חשיבות מיוחדת יש לדרגת ההגברה הראשונה, מגבר קדם שצריך להיות בעל יחס אות לרעש גבוה וכן עם הגבר גבוה. רעשים מיותרים במקלט עלולים לגרום להתראות שווא.

ברוב המכ"מים בנויה גם מערכת עיבוד אות מבוססת מחשב.

עקרונות פעולה

החזרה

Weather radar
בוהק מציין את מידת ההחזרה מעצמים כפי שניתן להתרשם מתמונת מכ"ם מזג האוויר שצולמה ב־1960. התדר של המכ"ם, אופי הפולס, והאנטנה קובעים באילו עצמים הוא יכול להבחין.

גלים אלקטרומגנטיים מוחזרים (מתפזרים) בשל כל שינוי חריף במקדמים הדיאלקטריים או הדיאמגנטיים.

משוואת מכ"ם

ההספק Pr הנקלט באנטנה הקולטת מבוטא באמצעות המשוואה :

כאן

  • Pt = הספק המשדר
  • Gt = הגבר האנטנה המשדרת
  • Ar = מִפְתָּח אנטנה (שטח)
  • σ = שטח חתך מכ"ם, או מקדם הפיזור של המטרה
  • F = pattern propagation factor
  • Rt = מרחק מהמשדר למטרה
  • Rr = מרחק מהמטרה למקלט

במקרה הנפוץ שבו המשדר והמקלט נמצאים באותו מיקום Rt = Rr והגורם Rt2 Rr2 יכולים להיות מוחלפים על ידי R4, כאשר R הוא הטווח.

הצבה נותנת את הביטוי :

זה מראה שההספק הנקלט קטן כלומר ההספק המוחזר מהמטרה המרוחקת קטן ביותר. המשוואה לעיל כאשר F = 1 היא הפשטת המודל למקרה של ריק ללא הפרעות. מקדם החלחול אחראי לתופעות המסלול המרובה ומיסוך ותלוי במאפייני הסביבה. בעולם האמיתי, הפסדי מסלול צריכים להילקח בחשבון גם כן.

פיתוחים מתמטיים אחרים בעיבוד אותות של מכ"ם כוללים ניתוח זמן־תדר וכן את התמרת צ'ירפלט שעושה שימוש בעובדה שהמכ"ם משדר "chirp" (שינוי בתדר כפונקציה של הזמן).

שימוש באפקט דופלר

משוואת הפעולה הבסיסית של המכ"ם לא מביאה בחשבון החזרי רקע. מכיוון שחוץ מהאונה הראשית של האנטנה, ישנן "אונות צד", כלומר, שידור וקליטה מתקבלים גם לאו דווקא מהכוון הראשי אליו האנטנה תוכננה - המכ"ם קולט רעשי רקע שמקורם בדרך כלל מהקרקע גם כאשר הוא "מסתכל" לכוון אחר מהקרקע באונה הראשית שלו.

כאשר המכ"ם מסתכל עם האונה הראשית לכוון הקרקע - לדוגמה, כאשר יש הרים מאחורי המטרה, או, במקרה של מכ"ם מוטס, כאשר מסתכלים "כלפי מטה - אל מתחת לאופק", מתקבל אות מאוד חזק מהקרקע שבמצב עניינים רגיל, לא יאפשר לגלות את המטרה.

סינון רעשי הרקע נשען על בסיס ניתוח מטריצות טווח - דופלר. מכיוון שהקרקע לא זזה, אפשר לדעת מה יהיה התדר שהיא תחזיר. לדוגמה, עבור מכ"ם קרקעי, תדר ההחזר מהקרקע יהיה תדר הגל הנושא של השידור, ללא שינוי. מכיוון שכך, ניתן לשים, במישור הקליטה, מסנן תדר ש"ינחית" את האות בתדר השידור וכך, גם מטרה שנמצאת קרובה מאוד לקרקע (ולכן היא תהיה בטווח דומה לטווח מהקרקע שברקע) - כן תתגלה, מכיוון שההחזר ממנה יכלול מרכיב שינוי תדר הנובע מהמהירות הרדיאלית של המטרה כלפי המקלט־משדר, על פי "אפקט דופלר".

במכ"מים מוטסים מתקדמים, נהוג לממש "חלון דגימה" במישור הטווח תדר ולהגדיר "מטרה חוקית" מצב בו בתא טווח־תדר מסוים, האנרגיה הנקלטת גבוהה בקריטריון סף מסוים, יחסית לאותו חלון ולא לכלל מטריצת הטווחים - תדרים. שיטה זו מאפשרת לשמור על "יחס גילויי אמת לגילויי שווא" קבוע - גם כאשר רעש הרקע של הקרקע משתנה. במכ"מים אלה, טווח הגילוי בהסתכלות אל מעל האופק יהיה גדול יותר מאשר טווח הגילוי כאשר המכ"ם מסתכל כלפי הקרקע - בצורה דינמית ואוטומטית, מבלי שמפעיל המכ"ם נדרש לפעולה כלשהי ותוך כדי שמירה על יחס מטרות אמת למטרות שווא קבוע.

השינוי בתדירות עקב אפקט דופלר נתון על ידי המשוואה להלן, כאשר היא תדירות דופלר, היא התדירות המשודרת היא המהירות הרדיאלית ו היא מהירות האור:

מכ"ם פסיבי נתון על ידי:

רק הרכיב הרדיאלי רלוונטי. כאשר מחזיר נע בזווית ישרה ביחס לאלומה, אין לו מהירות יחסית. פלטפורמה או מזג אוויר הנעים במקביל לאלומה מייצרים אפקט דופלר מקסימלי.

שימוש באפנון תדר ושינוי המרווחים בין פולסים

חלק מהמכ"מים משתמשים בתדר גל נושא תלוי בזמן. שימוש כזה מאפשר לחלץ את נתון הטווח למטרה על ידי חקירת שינויי התדר ולאו דווקא על ידי מדידת הזמן בין שידור הפולס לקליטתו. טכניקה זו יכולה להיות יותר מדויקת למימוש פרקטי ובכל מקרה, יש לה תרומה לפתרון "רב משמעויות בטווח" - מצב הנוצר כאשר עקב מרווח בין פולסים קטן בהרבה מהטווח אל המטרה, לא ברור איך לשייך פולס נקלט מסוים, לפולס שידור מסוים.

טכניקה נוספת לפתרון "רב משמעויות בטווח" היא שימוש ב"רכבות" משתנות בזמן של מרווחים בין פולסים - בצורה שכן תאפשר לעשות שיוך בין פולס מסוים בקליטה לפולס מסוים בשידור.

הגברת הרזולוציה של המכ"ם

הרזולוציה (כושר הפרדה) של מערכת איכון כלשהי מוגדרת כמרחק המינימלי בין שתי מטרות שמעליו עדיין ניתן יהיה להבחין ביניהם. בהתייחס למערכות מכ"ם נהוג להפריד בין רזולוציה בטווח לרזולוציה זוויתית. הרזולוציה הזוויתית תלויה ברוחב הזוויתי של האלומה המשודרת וניתן להגביר אותה באמצעות הגדלת האנטנה המשדרת, בהתאם לקשר: . הטכנולוגיה שמאפשרת הגדלה בכמה סדרי גודל של הרזולוציה הזוויתית נקראת מכ"ם מפתח סינתטי, ונעזרת במספר רב של "תמונות" מכ"ם עוקבות כדי לבנות תמונה מרחבית ברזולוציה גבוהה מאוד של תוואי הקרקע.

הרזולוציה בטווח מתייחסת להבדל המינימלי בין הטווחים של שתי מטרות שמתחתיו לא ניתן יהיה להבדיל ביניהם. בשידור בתדירות קבועה, כושר ההפרדה בטווח תלוי באורך הזמני של הפולס; זמני ההגעה של החזרים ממטרות שונות "יחפפו" במקצת בהתאם לאורך הפולס, כך שלא ניתן יהיה להפריד בין שני ההחזרים מהמטרות. תאי הרזולוציה בטווח המתקבלים בצורה הזאת יחסיים לאורך הפולס (כלומר ככל שהפולס קצר יותר, הרזולוציה טובה יותר), ומתקיים: . הבעיה העקרונית בקיצור אורך הפולסים היא שכדי לקבל רזולוציה טובה בטווח צריך לשדר פולסים קצרים כל כך שהאנרגיה שלהם תהיה כה זעומה שלא ניתן להבחין בין ההחזרים לרעשי הרקע (יחס האות לרעש יהיה נמוך מאוד). באמצעות שידור פולסים מאופננים, בטכניקה שנקראת דחיסת פולס, ניתן בקליטת הפולסים לדחוס את הפולסים לגודל קצר בהרבה מהגודל המשודר שלהם, וכך להגביר את כושר ההפרדה בטווח מבלי לפגוע ביחס האות לרעש. הרזולוציה בטווח המושגת בדרך זו לא תלויה בתדירות הממצעת המשודרת אלא רק ברוחב הפס B של הפולס, בהתאם לקשר: .

חישובי "עקיבה" ותצוגה סינתטית

בכמעט כל המכ"מים המודרניים, מחשב המכ"ם מנסה לעשות שיוך אוטומטי בין גילויים שונים. אם לדוגמה המכ"ם סורק 60 מעלות לכל צד (סה"כ 120 מעלות), ובכל סריקה כזו מתגלה אותה מטרה בטווח של נניח 48 מייל, מחשב המכ"ם, לאחר מספר קטן של גילויים ועל בסיס שימוש באלגוריתמיקה מתאימה, "יבין" שמדובר באותה מטרה בכל גילוי כזה. במצב זה, מחשב המכ"ם יציג למפעיל TRACK עקיבה ולא את הגילוי הגולמי. TRACK עקיבה, בדרך כלל יכלול גם נתונים מחושבים ולא רק מידע גולמי - כמו למשל, מהירות המטרה, גובה המטרה, מידת התמרון שלה, כוון הטיסה שלה וכדומה.

תצוגה סינתטית הרבה יותר נוחה לקריאה על ידי המפעיל ובהתאם היא מאפשרת למצות מידע רב מאותו מכ"ם, אם כי הצגת "טרקים" בלבד, בהכרח גורמת לאובדן חלק מהמידע הגולמי.

פרמטרים אלקטרוניים אופייניים למכ"ם

מלבד התדר, למכ"ם מספר פרמטרים אלקטרוניים נוספים:

  • PRI - ראשי תיבות של Pulse Repetition Interval. מצביע על המרווח בין כל פולס שידור של המכ"ם (בדרך כלל נמדד במיקרו־שניות).
  • PW - ראשי תיבות של Pulse Width. מצביע על אורכו של כל פולס שידור של המכ"ם (בדרך כלל נמדד במיקרו־שניות).
  • קיטוב - מצביע על קיטוב השידור של המכ"ם (אופקי, אנכי, מעגלי).

קיטוב

בכל קרינה אלקטרומגנטית, השדה האלקטרומגנטי ניצב לכוון ההתפשטות וכוון השדה הזה הוא הקיטוב של הגל. באות המשודר ממכ"ם הקיטוב ניתן לשליטה כדי לקבל אפקטים שונים. מכ"מים משתמשים בקיטוב אופקי, אנכי, ליניארי ומעגלי כדי לגלות סוגי החזרה שונים. לדוגמה, קיטוב מעגלי משמש להפחית את השפעות ההפרעה הנוצרת כתוצאה מגשם. החזרות של קיטוב ליניארי, בדרך כלל מצביע על משטחים מתכתיים. קיטוב אקראי מצביע על משטח לא אחוד כגון סלעים, אדמה ומשמשים מכ"מי ניווט.

גורמים מגבילים

נתיב וטווח האלומה

אלומת מכ"ם תנוע בקו ישר בוואקום, אולם במציאות היא מבצעת מסלול עקום באטמוספירה עקב מקדם השבירה של האוויר, מה שגורם להתרחקות "אופק המכ"ם" ולשיפור ביצועי המערכת. גם כאשר האלומה משודרת במקביל לקרקע, היא תנסוק עקב צלילת פני כדור הארץ בכוון האופק. בנוסף, האות נחלש בתווך בו הוא עובר והאלומה מתפזרת.

הטווח האפקטיבי המקסימלי של מכ"ם יכול להיות מוגבל על ידי מספר גורמים:

  • קו ראייה (Line of Sight) אשר תלוי בגובה מעל פני הקרקע. ללא קו ראייה נתיב האלומה חסום.
  • טווח מקסימלי אפקטיבי שנקבע על ידי תדר הישנות הפולסים. הטווח בו העמימות מתחת לערך הסף הוא המרחק אותו יכול לעבור האות לפני שמשודר האות הבא.
  • רגישות המכ"ם ועצמת האות המחושבת במשוואת המכ"ם. היא כוללת משתנים כמו פרמטרים סביבתיים וגודל המטרה.

רעש

בתחום האותות האלקטרומגנטיים רעש הוא מקור פנימי של שינויים אקראיים באות אשר נוצרים על ידי רכיבים אלקטרומגנטיים.

אותות מוחזרים דועכים במהירות עם גדילת הטווח, לכן רעש מציג הגבלה משמעותית למערכת מכ"ם. רצפת הרעש והיחס אות לרעש (SNR) הם שתי מדידות של ביצועים המשפיעות על יעילות לטווח. מחזירים רחוקים מדי מייצרים אות קטן מכדי לעבור את רצפת הרעש ולכן אינם מתגלים על ידי המכ"ם. גילוי דורש אות העצמה גבוה מרצפת הרעש בלפחות היחס SNR.

רעש מופיע בתצורות אקראיות על האות המוחזר המתקבל במכ"ם. ככל שעצמת האות נמוכה יותר כך קשה יותר להבדיל אותו מהרעש. ספרת הרחש (Noise Figure) היא מדידה של הרעש המיוצר על ידי מקלט בהשוואה למקלט אידיאלי, ובאופן טבעי השאיפה היא למזער אותה ככל שניתן.

רעש שוט נוצר על ידי אלקטרונים לאורך אי רציפות, אשר מאפיינת את כל המקלטים. רעש שוט הוא הרעש הדומיננטי ברוב המקלטים. במעבר אלקטרונים דרך מכשיר הגברה נוצר גם רעש פליקר, אשר מטופל על ידי הגברה הטרודינית. סיבה נוספת לעיבוד הטרודיני היא שעבור רוחב הפס נתון, רוחב הפס הרגעי עולה ליניארית עם התדירות. על ידי כך מקבלים שיפור ברזולוציית הטווח. יוצא דופן בולט למערכת מכ"פ הטרודינית הוא מכ"ם תחום רחב סרט (UWB). כאן מחזור אחד או גל טרנזיאנטיבי משמש בדומה לתקשורת UWB.

רעש נוצר גם ממקורות חיצוניים, החשוב ביניהם הוא הקרינה התרמית של הרקע מסביב למטרה. במערכות מכ"ם מודרניות, הרעש הפנימי שווה או נמוך מהרעש החיצוני, להוציא מקרים שבהם המכ"ם מכוון ישירות למעלה והסביבה "קרה" עד כדי כך שהיא מייצרת רעש רקע נמוך.

הפרעות רקע

Multipath propagation diagram en
הפרעת רקע נפוצה: הדי מכ"ם שמוחזרים ממטרה ולאחר מכן מוחזרים מהקרקע או מהיונוספירה גורמים ל"רוחות רפאים" להופיע על תצוגת המכ"ם. במקרה זה המטרה האמיתית היא המטוס ונלוות אליה שתי ההשתקפויות של המטוס בקרקע וביונוספירה. סוג זה של הפרעות רקע מטריד במיוחד שכן הדמויות של המטרה נראות נעות באותה מהירות יחד עם המטוס כך שלא ניתן להשתמש באפקט דופלר כדי לסנן. מערכת מכ"ם משוכללת צריכה לדעת להבחין בין מטרות אמיתיות למטרות מדומות.

מערכות מכ"ם צריכות להתגבר על אותות לא־רצויים כדי להתמקד במטרה בה היא מתעניינת. מקורות האותות יכולים להיות פנימיים או חיצוניים, פעילים או סבילים. היכולת של מערכת מכ"ם להתגבר עליהם מגדירה את היחס אות־רעש (SNR) של המכ"ם.

SNR מוגדר כיחס בין עצמת האות הרצוי לעצמת הרעש בתוך אות נתון. הוא משווה עצמת האות הרצוי לרמת רעש הרקע הקיימת, כגון רעש אטמוספירי ורעש פנימי של המקלט. ככל שה־SNR גבוה יותר, כך גבוהה יכולתו לבודד את האות הרצוי מהאותות האחרים.

סוגי מכ"ם

ניתן לחלק מכ"מים למספר סוגים לפי אופי הפעולה:

  • מכ"ם פעימות (פולסים) - המכ"ם משדר אנרגיית רדיו בפולסים קצרים בזמן ואחר כך מחכה לקבלת ההד החוזר מן המטרה. בזמן שידור המקלט חסום לקליטה, לכן למכ"ם כזה יש "טווח מת" שבו הוא לא יכול לגלות מטרה. מיקום המטרה נמדד לפי כיוון האנטנה ומרחקה לפי מדידת זמנים. זהו סוג המכ"ם הנפוץ.
  • מכ"ם גל רציף "Continuous Wave" (נקרא בקיצור CW) - מכ"ם מסוג CW משדר תמיד, השידור מתבצע בתדר משתנה (מבצעים מעין פולסים של תדר), וכך ניתן למדוד טווח. מכ"מים מסוג CW דורשים שימוש בשתי אנטנות (אחת לשידור והשנייה לקליטה) אין לו טווח מת. יותר קל לבצע עיבוד דופלר במכ"ם CW.

רוב המכ"מים המודרניים מבצעים עיבוד דופלר. בעזרת עיבוד זה ניתן לגלות גם את המהירות (בכיוון המכ"ם) של המטרה. לצורך עיבוד דופלר נדרש לאסוף כמה פולסים, ונדרש שבין הפולסים המופע יישמר.

שימושים במכ"ם

מכ"ם התרעה/גילוי/בקרה אווירית

תפקיד מכ"ם זה לגלות מטוסים במרחב אווירי נתון. מכ"ם כזה יהיה תמיד מכ"ם שסורק את כל המרחב (בדרך כלל בעל אנטנה מסתובבת). מכ"מי גילוי ובקרה אווירית קיימים בכל שדות התעופה על מנת לספק יכולת בקרה אווירית למטוסים הנוחתים והממריאים מהשדה.
מכ"מי התרעה בדרך כלל בעלי אנרגיה גבוהה וטווח גדול, משמשים להתרעה מפני חדירה אווירית למרחב.

מכ"מים אלה מתחלקים לשלוש קבוצות עיקריות:

  • מכ"מי גילוי אזוריים: מכ"מי ענק, בעלי טווח גילוי של מאות קילומטרים מול "מטרה אופיינית". מכ"מים אלו משרתים את יחידות הבקרה האזוריות (יב"אות) ותכליתם לאפשר הגנה אווירית ממטוסים חודרים (מכ"מים צבאים) או בקרה של התנועה האווירית (מכ"מים אזרחיים). בעשרים השנים האחרונות התחילו להפיע, לצרכים אלו, גם מכ"מים הנישאים על בלון וגם מכ"מים נישאים על מטוסי התרעה מוקדמת - אם כי, תצורות אלו, בדרך כלל משרתות רק צבאות.
  • מכ"מים מקומיים לפיקוח: מכ"מים קטנים יותר המשמשים לפיקוח "הדוק" במרחב אווירי המפוקח על ידי "מגדל פיקוח" - מרחב אווירי בעל מאפיינים ייחודיים המשמש מטוסים בשלבי ההצטרפות לנחיתה, נחיתה, המראה ועזיבת מרחב שדה התעופה.
  • מכ"מים להנחיה צמודה של מטוסים לנחיתה, תוך בקרה מלאה מהקרקע: אלו מכ"מים בעלי אונה צרה מאוד, מכ"מים סטטיים שתכליתם לאפשר לפקח טיסה שהוכשר לכך לתת הנחיות רדיו בדיבור לטייסים הניגשים לנחיתה בתוך ענן. בעשורים האחרונים, מערכות אלו יוצאות משימוש ומוחלפות על ידי מערכות ILS ובשנים האחרונות גם מערכות GPS.

מכ"ם מוטס

מכ"ם שמורכב על כלי־טיס. קיים ברוב מטוסי הקרב, ובנוסף במטוסי נוסעים חדישים. שונה מאוד ממכ"ם קרקעי באופי העבודה ובאילוצים טכניים (משקל קטן, הספק נמוך).

במטוסי הנוסעים המכ"ם מספק נתוני מזג אוויר (עננות, גשמים) ואף בחלקם מיפוי בסיסי של הקרקע. במטוסי הקרב המכ"ם משמש כאמצעי גילוי, אמצעי להרכשת מטרות ולבסוף כאמצעי בקרת אש לטילי אוויר־אוויר.

ברוב מטוסי הקרב המתקדמים ניתן להשתמש במכ"ם גם לצורך מיפוי הקרקע וגילוי מטרות נייחות באמצעות מודי SAR (מכ"ם מפתח סינתטי), וגילוי ועקיבה אחרי מטרות נעות באמצעות מודי GMTI

מכ"ם "מערך סריקה אלקטרוני" Active electronically scanned array

חלק מהמכ"מים המוטסים משתמשים באנטנות קבועות ובטכנולוגיה של הסחת פאזה באנטנה על מנת ליצור אלומה. יכולת זו, נכון ל־2014, נחשבת מתקדמת ביותר, וידועות מספר קטן מאוד של חברות שמסוגלות לייצר אנטנות כאלה. באופן מבצעי, אנטנות "מערך מנוהל פאזה" מובצעו כמעט רק במטוסי דור חמישי (F35, F22 ובחומש הקרוב, מספר מדינות שוקלות לשלב יכולת זו גם ב F15, F16). אחת החברות הבודדות בעולם שמסוגלת לייצר מכ"מים כאלה היא חברת "אלתא מערכות" מאשדוד, ישראל.

למכ"ם AESA יש מספר תכונות, מאפיינים ותפקידים ייחודיים ובכלל זה:

  • מכיוון שניהול מיקום האלומה במרחב מתבצע אלקטרונית, ללא הזזת האנטנה, ניתן בכל נקודת זמן, להחליט על מצב עבודה שונה - לדוגמה, מרגע שנתגלתה מטרה, ניתן "לחקור" אותה על ידי השתהות קצרה עליה, ככל הנדרש לטיוב הנתונים. מרגע שיש עקיבה, אין צורך שהמכ"מ ישתהה ברציפות על המטרה (כלומר, יהיה "נעול" עליה), אלא שאפשר לשלב בין המשך חיפוש מטרות לבין "עקיבה" שרובה יכול להתבצע רק חישובית.
  • ניתן להקצות חלק ממשאבי המכ"ם לביצוע משימות גילוי קורנים ולאוו דווקא לקליטת פולסים שהמכ"ם עצמו שידר. מצב זה מאפשר למכ"ם לעשות תפקידים שבאופן מסורתי היו משויכים ל"מערכות התראה ממכ"ם" - RWR.
  • מכיוון שהיכולת לשדר ולקלוט באמצעות אנטנה שטוחה מרובת רכיבי שידור/קליטה הכרחית - הרי שמכ"מי AESA "מטבעם" מתאימים גם לביצוע חסימות לוחמה אלקטרונית - בתחום התדר הרלוונטי עבורם. מצבים אלו מאפשרים למכ"ם לעשות תפקידים שבאופן מסורתי היו שייכים למערכות לוחמה אלקטרונית אקטיביות ייעודיות - ECM.
  • מכיוון שהאנטנה סורקת את המרחב בצורה אלקטרונית, במהירות רבה, ניתן לשלב מצבים ייעודיים להתמודדות עם לוחמה אלקטרונית - ECCM. למשל, כאשר המכ"ם מזהה חסימה מכיוון מסוים, הוא יכול לא לשדר יותר רק בכוון הזה, או להפך, לשדר לכוון הזה "צרוף של צורת גל ותדר" שתהווה פיתיון לחוסם להישאר "נעול" על הפיתיון ותאפשר למכ"ם לעבוד בתדרים אחרים.
  • המכ"ם יכול לשלב בין מצבי אויר־אוויר למצבי אויר־קרקע, "בו־זמנית" בראיית המשתמש.

אוסף התכונות שלעיל מחייב מעבד אות ויכולת מיחשובית גבוהה מאוד. מרגע שיכולות אלו ישנן, אפשר גם להכניס שיטות פעולה חדשניות כמו למשל ניהול בסיס נתונים רחב על מספר גדול של מטרות בו־זמנית, טכניקות שתכליתן לזהות מטרות ולא רק לגלות אותן ועוד.

במטוס ה F35 האמריקאי, הצרוף של יעילות מכ"ם ה - AESA ביחד עם שטח החתך המכ"מי הנמוך שלכאורה יש למטוס הביאו את המתכננים האמריקאים להחלטה שלא לשלב בכלל מערכות ללוחמה אלקטרונית, אקטיביות, מחוץ למכ"ם.

מכ"ם ימי

Radar screen
מסך השליטה והבקרה של מכ"ם ימי טיפוסי המותקן על גבי אוניות.

מכ"ם ימי מותקן באוניות ומשמש לגילוי אוניות ולהתרעת התנגשות. אופן פעולתו דומה לפעולת מכ"ם אווירי, אבל בגלל האופי השונה של הים (רעשים שונים) נדרש תכן מיוחד למכ"ם ימי.

מכ"ם בקרת אש

משמש אמצעי בקרה לטילי אוויר־אוויר או טילי קרקע־אוויר (טק"א), על מנת להנחות את הטיל לפגיעה או לתמוך את שלבי נווט הביניים שלו, עד שהוא ננעל בעצמו על המטרה. הדרישות ממכ"ם זה שונות, ביניהן דיוק גבוה וקצב דגימה גבוה של המטרה. רוב המכ"מים המשמשים לבקרת אש משתמשים באנטנות הסחת פאזה, ובאלגוריתמים מתוחכמים של עקיבה אחר מטרות על מנת לייעל את עבודתם.

גם במערכות הגנה אקטיבית, מערכות להפלת טילים בליסטיים באמצעות יירוט שלהם על ידי טילים־מיירטים, הגילוי הראשוני, סווג המטרות, המידע הנדרש למיירט עד לשלב בו הוא ננעל עצמאית על המטרה - כל אלו מתבצעים על ידי מכ"ם בקרת אש ייעודי. נכון ל 2014, כל מערכות ההגנה האקטיבית המוכרות בעולם עושות שימוש במכ"ם "מערך מנוהל פאזה" מהסוגים המתקדמים ביותר שהטכנולוגה מאפשרת. תחום זה, במובנים מסוימים "מוביל", את התקדמות המכ"מים המודרניים.

מכ"ם בקרת שטח

משמש אמצעי לזיהוי עצמים בתנועה. המכ"ם מזהה תנועה לפי הסטת דופלר של העצמים. מכ"ם זה אינו מדויק בתנאי מזג אוויר קשים עקב עיוותים של הגשם וכן תנועת צמחים ברוח חזקה. בישראל מכ"ם מסוג זה משמש את הצבא לגילוי תנועת אנשים ורכב בגבולות המדינה. חברת אלתא היא מובילה עולמית בתחום ופיתחה מכ"ם בוהה המספק מידע מדויק ויכולת עקיבה אחר מטרות.

מכ"ם מִפְתָּח סינתטי (SAR)

מכ"ם מִפְתָּח סינתטי, SAR, הוא מכ"ם אווירי המשתמש באנטנה סינתטית לצורך יצירת תמונה של פני הקרקע בכל מזג אוויר. המכ"ם משתמש בתנועת המטוס על מנת לייצר אנטנה סינתטית מההדים שחוזרים לאורך מסלול הטיסה. המכ"ם משתמש באינטרפרומטרית רדיו על מנת לשרטט תמונה ברזולוציה גבוהה של פני השטח, ללא תלות במזג האוויר.

מכ"ם לגילוי מטרות נעות - (GMTI (Ground Moving Targets Indication

אחת המשימות העיקריות של צבאות, היא היכולת לתת התרעה מוקדמת על כוחות עתודה המוזרמים אל חזית הלחימה. לצורך זה בעיקר, בחלק מהמכ"מים המוטסים ישנו מצב פעולה ייעודי שתכליתו לתת חיווי על מטרות נעות על הקרקע. משימה זו היא משימה לא פשוטה למכ"ם מכיוון שבהגדרה, המשימה מתבצעת כאשר האונה הראשית של המכ"ם מסתכלת אל הקרקע ובטווח שבו מצפים למצוא מטרות. מימוש מוצלח של מוד זה מחייב לכן יכולת הפרדה טובה מאוד בתדר כדי מצד אחד "לנקות" את רעשי הקרקע ומצד שני, להצליח לבודד מטרות נעות כמו למשל טנקים בנסיעה. פרמטר מרכזי לאיכות של מוד זה היא המהירות המינימלית שבה עדיין ניתן לגלות מטרה נעה. נכון ל 2014, קיימות מספר תוכניות פיתוח שתכליתן לשלב מודי "מכ"ם מפתח סינתטי" ביחד עם מודים ייעודיים לזיהוי מטרות נעות כך שניתן יהיה לקבל את "תמונת הקרב הקרקעי" - הן בהיבטי מיפוי והן בהיבטי מטרות נעות - על גבי אותה תצוגה. מכיוון שהמכ"ם עובד גם "דרך" עננים נכון לייחס לאפשרויות אלה חשיבות רבה. לארצות הברית ישנו מטוס ייעודי לצורך זה JSTARS.

מכ"ם חודר קרקע

מכ"ם לטווחים קצרים (מטרים־עשרות מטרים בודדים) המאפשר מיפוי תת־קרקע כולל חשיפת עצמים, חללים וסדקים. משמש לביצוע חקר במסגרת מדעי כדור הארץ.

מכ"ם Through The Wall

מכ"ם לטווחים קצרים (מטרים בודדים) המשמש לחדירה של מכשולים דוגמת קירות והריסות מבנים. מכ"ם כזה מאפשר לתת אינפורמציה דו ממדית ואף תלת ממדית של האובייקטים הנמצאים מאחורי המכשול. המכ"ם משתמש בתדרים גבוהים לרוב בין מאות מגה־הרצים למספר אלפים. בישראל פותח מכ"ם כזה למטרות צבאיות ולחילוץ והצלה על ידי חברת קמרו־טק.

תדרים אפשריים

מקור השמות של התדרים בשמות קוד שנתנו להם במלחמת העולם השנייה. השמות אומצו בארצות הברית על ידי IEEE ועל ידי ITU. לרוב המדינות יש תקנות נוספות לשליטה בתדרים שיוקצו לשימוש אזרחי ולשימוש צבאי.

תחומי תדרים ושימושים במכ"ם
תחום תדר תדרים טווח אורך הגל הערות
HF 3-30 MHz 10-100 m ת"ג - 'תדר גבוה', מערכות מכ"ם חופים, "מעבר־לאופק".
P < 300 MHz 1 m+ האות "P" מציינת את המילה האנגלית "previous (קודם)". השם לסרט זה ניתן במחשבה לאחור על מערכות מכ"ם מוקדמות.
VHF 50-330 MHz 0.9-6 m תג"מ - תדר גבוה מאוד. טווח ארוך מאוד, עוקף מכשולים;
UHF 300-1000 MHz 0.3-1 m תא"ג - תדר אולטרה גבוה. עוקף מכשולים, כולל עצים. טווח ארוך מאוד - משמש לגילוי מוקדם של טילים בליסטיים.
L 1-2 GHz 15-30 cm טווח ארוך. משמש לבקרה אווירית ומעקב. האות "L" מציינת את המילה "long (ארוך)".
S 2-4 GHz 7.5-15 cm בקרה אווירית, חיזוי מזג אוויר ארוך טווח, מכ"ם ימי ; האות "S" מציינת את המילה "short (קצר)".
C 4-8 GHz 3.75-7.5 cm טרנספונדרים של לוויינים; מזג אוויר,
X 8-12 GHz 2.5-3.75 cm ביות טילים, רדאר ימי, מיפוי ברזולוציה בינונית ומעקב קרקעי, בתחום הצר 10.525GHz ±25 MHz משמש מכ"מים של שדות תעופה. מסומן X כיוון שתחום התדרים הוגדר כחשאי במהלך מלחמת העולם השנייה.
Ku 12-18 GHz 1.67-2.5 cm מיפוי ברזולוציה גבוהה, מדידת גובה לוויינים. השם Ku נבחר מכיוון שתדר זה הוא מתחת (under) לסרט K
K 18-27 GHz 1.11-1.67 cm מוגבל בשל עיוותים הנגרמים מאדי מים וטיפות מים באוויר. משמש לאיתור עננים על ידי מטאורולוגים וכגלאי מהירות על ידי המשטרה. גלאים אלה פועלים בתחום 24.150GHz 0.100 MHz
Ka 27-40 GHz 0.75-1.11 cm טווח קצר. משמש למיפוי וכפיקוד למצלמות תנועה המיועדות לגלות נהגים החוצים צומת ברמזור אדום.
mm 30-300 GHz 10 mm - 1 mm גלים מילימטריים - אורך גל של מילימטרים בודדים או פחות מכך. מחולק לתחומי משנה בשורות הבאות. לאותיות אין משמעות ככל הנראה, ולעיתים משתמשים באותיות אחרות לסמן תחומים אלה.
Q 40-60 GHz 7.5 mm - 5 mm תקשורת צבאית
V 50-75 GHz 6.0 - 4 mm ספיגה משמעותית באטמוספירה
E 60-90 GHz 6.0 - 3.33 mm
W 75-110 GHz 2.7 - 4.0 mm משמש לתצפית מטאורולוגית ברזולוציה גבוהה, לדימות ולחיישנים חזותיים במערכות אוטונומיות.

התמודדות מול פעולת המכ"ם

המכ"ם מהווה איום רב על מטוסי קרב, סיור, או ריגול, היוצאים למשימה בשטח המנוטר על ידו. זאת משום שהוא מאפשר לצד המותקף לקבל התרעה מוקדמת על פלישה לתחומו האווירי, להתגונן מפניה ולנסות לסכל אותה. חשיבות מיוחדת יש למכ"ם המשמש להנחיית טילי קרקע־אוויר ליירוט המטוסים התוקפים. במשך השנים פותחו שיטות שונות להתרעה מפני פעילות מכ"ם ולשיבוש פעולתם של מכשירי מכ"ם:

  • לוחמה אלקטרונית: זו כוללת התגוננות סבילה והתגוננות פעילה. התגוננות סבילה כוללת קליטה וניתוח של שידורי מכ"ם באמצעות מיכשור מיוחד הנמצא על סיפון המטוס הפולש, לצורך הצגתם של איומי המכ"ם הפעילים בשטח בפני צוות המטוס. התגוננות פעילה כוללת שיבוש יכולת החישוב של המכ"ם באמצעות שידור יזום של אותות הטעייה אלקטרוניים מסוג אלה שמכשיר המכ"ם משדר וקולט, והמונעים ממנו להבחין בין האותות שהוא עצמו שידר לבין אותות ההטעיה.
  • הטעיה פיזית: פיזור מוץ מתכתי באוויר גורם למכשיר המכ"ם לטעות ולזהות את המוץ כמטרה.
  • תקיפה: הכוח התוקף משגר פצצות המתבייתות על אותות המכ"ם, ובכך מביא להשמדתה של תחנת המכ"ם או להפסקת פעולתה מחשש שתתגלה.
  • הקטנת חתימת המכ"ם של המטוס: תכנון מטוסים בעלי ארכיטקטורת מבנה וחומר המקשים על גילויים באמצעות מכשירי מכ"ם. מטוסים מסוג זה, כגון F-117, שפותחו על ידי ארצות הברית, קרויים "חמקנים".

ראו גם

לקריאה נוספת

  • Merrill Ivan Skolnik, Radar Handbook, McGraw-Hill, 1990.
  • August W. Rihaczek, Principles of High-Resolution Radar, Artech, 1996.

קישורים חיצוניים

מידע כללי

היסטוריה של המכ"ם

דרכי פעולת המכ"ם

הערות שוליים

  1. ^ "Scientists & Inventors: Radar Pioneers", The Orchid Grower
  2. ^ ראדאר מכשיר סודי חדש, משמר, 16 באוגוסט 1945
  3. ^ מנורת הפלאים של עלאדין, משמר, 17 במאי 1945
  4. ^ הערך על "הקרב על האטלנטי" בוויקיפדיה. ניתוח מקיף של תרומת המכ"ם מופיע בספר Enginneers of victory מאת Paul Kennedy
  5. ^ חידושי טכניקה ומדע, הצופה, 19 במרץ 1945
F-15 איגל

F-15 איגל (Eagle; מאנגלית: "עיט") הוא מטוס יירוט טקטי דו-מנועי להשגת עליונות אווירית מתוצרת ארצות הברית. המטוס פותח ויוצר תחילה בידי חברת מקדונל דאגלס, ובהמשך בידי חברת בואינג. אב טיפוס של המטוס מדגם YF-15 טס לראשונה ב-27 ביולי 1972.

נגזרת של המטוס, F-15E סטרייק איגל (Strike Eagle; מאנגלית: "העיט התוקף"), הוא מטוס קרב רב-משימתי לתקיפת קרקע ולאמנעה אווירית שנכנס לשירות ב-1988.

עד כה יוצרו למעלה מ-1,500 מטוסי F-15 על דגמיו השונים, מתוכם 1,150 נמצאים בשימוש חיל האוויר של ארצות הברית. כיום פעיל במפעל בואינג שבסנט לואיס רק קו הייצור של F-15E ונגזרותיו. תהליך הוצאתו משירות של האיגל בארצות הברית החל ב-2005 עם כניסתו של F-22 רפטור, ויסתיים ככל הנראה בשנת 2025.

F-15 נכנס לשירות בחיל האוויר הישראלי בדצמבר 1976, וקיבל בו את הכינוי "בז" (דגמים A/B/C/D). ב-1998 קיבלה ישראל גרסה של F-15E, דגם F-15I, שקיבל את הכינוי "רעם".

אלתא מערכות

אלתא מערכות בע"מ היא חברה בת של התעשייה האווירית לישראל, ואחת החברות המובילות בעולם במערכות אלקטרוניות צבאיות בתחום המכ"ם, התקשורת והלוחמה האלקטרונית. השם אלת"א הוא ראשי תיבות של "אלקטרוניקה תעשייה אווירית".

אפקט דופלר

אֵפֵקְט דוֹפְּלֶר או תּוֹצָא דוֹפְּלֶר (באנגלית: Doppler effect) הוא תופעת שינוי התדירות הנצפית של גל, כתוצאה מתנועה יחסית בין מקור הגל לצופה. האפקט קרוי על שמו של הפיזיקאי האוסטרי כריסטיאן אנדראס דופלר, שחזה את קיומו.

דוגמה יומיומית להיווצרות אפקט דופלר היא כאשר כלי רכב המשמיע צליל (רעש מנוע או סירנה) נע יחסית לאדם העומד בצד הכביש. הצליל שנשמע לאוזני האדם גבוה מהצליל האמיתי כשהרכב מתקרב, ונמוך מהצליל האמיתי כשהוא מתרחק.

לאפקט דופלר בגלים אלקטרומגנטיים יש שימושים בתחום הצבאי ובחיזוי מזג אוויר (מכ"ם מזג אוויר) וכן באסטרונומיה, ברפואה, במדידות מהירות זרימה ובפיזיקה אטומית.

חיישן

חיישן (באנגלית: Sensor) הוא מתמר הממיר ערכים פיזיקליים לתנועה מכנית או לאותות לשם מדידה, בקרה או העברת מידע למערכות אחרות (לעיתים מכונה גלאי או מד). בעבר רוב החיישנים היו מכניים. היום בדרך כלל הכוונה היא למכשיר שחש תכונה בעולם הפיזי-מוחשי וממיר אותה לאות חשמלי או אלקטרוני.

חיישנים משמשים במערכות שונות ממגוון תחומים. ישומים נפוצים של חיישנים נמצאים בכלי רכב, במנועים, בלוויינים מלאכותיים, במכשירים רפואיים, בתעשייה וברובוטים.

הטלפונים החכמים מצוידים בחיישנים רבים כגון חיישני אור, צבע, ברומטר, מדחום ומד לחות, חיישן לשדות מגנטיים, מד תאוצה, גירוסקופ, חיישן אינפרא-אדום ו-GPS. חיישנים אלה עוברים תהליך מואץ של מזעור, מחיריהם יורדים וצריכת האנרגיה שלהם פוחתת.

חיישנים מתוכננים לזהות אנרגיות שונות ונגזרות שלהן כגון חום, אלקטרומגנטיות, שינויים מכניים, קרינה וקול. ישנם חיישנים המשמשים לזיהוי תנועה בסביבתם המנוטרת או לזיהוי מאפייני תנועת החיישן עצמו.

חיישנים מתחלקים לשתי קבוצות עיקריות - חיישנים פסיביים (אשר מודדים אנרגיה קיימת, כגון חיישן טמפרטורה), וחיישנים אקטיביים, אשר פולטים אנרגיה ואז קולטים את ההחזר שלה (כגון מכ"ם).

חיישן טמפרטורה (חום) - כמו במדחום

חיישן אור - כגון בגלאי עשן; חיישן אור תת-אדום כגון במקלט של שלט רחוק; מערכים של חיישני אור במצלמה דיגיטלית ובעכבר אופטי

חיישן מכני פשוט - כגון כפתור במקלדת, כפתור מסתובב (פוטנציומטר / נגד משתנה)במשקל אלקטרוני, בברומטר), מד לחות, מד תאוצה, מד ספיקת נוזל/גז

חיישן תנודות אויר (מכני) - מיקרופון. נמצא גם במד טווח על-קולי

חיישן מגנטי - משמש באזעקות לגילוי פתיחת דלת, ובמצפן אלקטרוני (חיישן שטף מגנטי / Flux gate)

חיישן קרינה אלקטרומגנטית - כגון מכשיר רדיו ברכב, מכ"ם (אנטנה).

חיישן קירבה קיבולי (אלקטרומגנטי) - אחת הטכנולוגיות ליישום מסכי-מגע, לניטור זווית גל הארכובה במנוע (למטרת תזמון הצתה והזרקה), לניטור נוכחות רכב על הכביש (למשל לרמזור אוטומטי), לניטור מצב ברזים במפעל כימי

חיישן ביולוגי

חיישן כימי - משמש אלקטרודות PH, אחוז חמצן מומס ומוליכות

חיישן אקוסטי -חיישן פסיבי הרגיש לתדרי קול ותנודות-אוויר חריגות

חמקנות

טכנולוגיית חמקנות כוללת מגוון טכניקות הנדסיות המיועדות להפוך כלי נשק צבאיים לקשים או אף בלתי ניתנים לזיהוי באמצעים טכנולוגיים. אף על פי שהמושג כולל גם חמקנות אקוסטית וקרינה אינפרה אדומה למגוון כלים צבאיים כגון כלי טיס, ספינות, טילים ואף טנקים, הוא בא לידי שימוש בעיקר לחמקנות כלי טיס לאמצעי רדיו (מכ"ם).

טיל אוויר-אוויר

טיל אוויר-אוויר (בראשי תיבות: טא"א) הוא טיל מונחה המשוגר מכלי טיס (לרוב מטוס קרב) לעבר כלי טיס אחר במטרה להשמידו.

טיל שיוט

טיל שיוט הוא טיל מונחה, שטס למטרה בדומה למטוס, בתוך האטמוספירה. הוא משמש כנגד מטרות קרקעיות וימיות, ונקרא כך משום שעיקר מסלול הטיסה שלו נעשה במהירות שיוט. בניגוד לטיל בליסטי, מסלולו אינו פרבולי או אליפטי. טילי השיוט מצוידים בכנפיים, מונעים בדרך־כלל על ידי מנוע סילון, נושאים ראש קרב עם חומר נפץ רגיל או גרעיני, בעלי טווח ארוך של מאות קילומטרים ומאופיינים כמדויקים ביחס לטילים בליסטיים (בעלי CEP נמוך בהרבה).

טילי שיוט מודרניים טסים במהירות על־קולית או תת־קולית גבוהה ובגובה נמוך, כדי לחמוק מגילוי על ידי מכ"ם. ככלל הטילים לרוב מצוידים במערכת ניווט אינרציאלית.

לוויין ריגול

לוויין ריגול הוא לוויין המיועד לאיסוף מודיעין צבאי.

הסוגים העיקריים של לוויני ריגול, לפי סוג המידע שהם אוספים, הם:

לווייני צילום - מצוידים במצלמה טלסקופית גדולה, המאפשרת לצלם את פני כדור הארץ ברזולוציה גבוהה במיוחד.

לווייני האזנה - מצוידים באנטנות, המאפשרות לקלוט מגוון רחב של שידורים.

לווייני מכ"ם - לוויינים הכוללים מערכת מכ"ם, שתפקידה לייצר הדמיה של פני השטח. בעוד שלמכ"ם קרקעי יש אנטנה גדולה (היחס בין המפתח לסין אורך הגל קובע את הרזולציה המרבית הניתנת להשגה), היכולה להגיע במקרים מסוימים לאורך של מאות מטרים - מכ"ם מאפשר שימוש באנטנה קטנה הנמצאת בתנועה, כדי לדמות אנטנה הרבה יותר גדולה. לוויין הוא פלטפורמה אידיאלית לטכנולוגיה זו: מהירותו העצומה - 7 עד 8 ק"מ בשנייה – שוות ערך לאנטנה באורך דומה - מאפשרת להשיג רזולוציה של עשרות סנטימטרים, ללא תלות במזג האוויר בכדור הארץ, וכמובן תוך אפשרות פעולה בלילה, ואף חדירה דרך מיסוך עשן.לווייני התרעה על שיגורי טילים בליסטיים- קולטים את החום הרב המוקרן מהמנוע הרקטי החזק של הטיל הבליסטי, ומספקים התרעה מיידית על עצם השיגור, ובנוסף גם על מקומו של המשגר ועל מסלול הטיל ועל נקודת הפגיעה המשוערת שלו.מבחינת החוק הבינלאומי, אפשרות ההצבה של לוויין ריגול מעל שטחה של מדינה שאיננה בהכרח זו ששיגרה אותו מעוגנת בעובדה שהחלל, בגובה של מעל 100 קילומטרים מעל פני כדור הארץ, נחשב לטריטוריה נייטרלית. עובדה זו מהווה יתרון חשוב בהפעלת הלוויין ככלי גלוי לאיסוף מידע משטח אויב, מאחר שעצם הצבתו לא מהווה הפרה של הריבונות של האויב, ואינה יכולה להחשב כעילה למלחמה.

לוחמה אלקטרונית

לוחמה אלקטרונית (בראשי תיבות: ל"א; באנגלית: Electronic Warfare ובקיצור EW) כוללת את כל היכולות והמרכיבים אשר נועדו לפגיעה במערכות אלקטרוניות של האויב, ובעיקר מערכות תקשורת ומערכות גילוי (מכ"מים). כמו כן, תחום זה כולל יכולות ומרכיבים שנועדו להתגונן מפני לוחמה אלקטרונית (מערכות נל"א - נגד לוחמה אלקטרונית).

מערכות הל"א השונות מותקנות בסוגים שונים של פלטפורמות: קרקעיות, מוטסות וימיות, והן מהוות מרכיב מרכזי במערך המבצעי של כל צבא מודרני ומהוות "מכפיל כוח" משמעותי במאמץ להשיג עליונות אווירית, ימית ויבשתית מול הכוחות ומערכי ההגנה של האויב.

חשיבותה של הלוחמה האלקטרונית ותרומתה הוכחו כבר במלחמת העולם השנייה ולאחר מכן בעימותים בינלאומיים נוספים, ובהם מלחמות קוריאה, וייטנאם, המפרץ וקוסובו וכן במלחמות ובמבצעים של צה"ל.

הפיתוח בתחום הלוחמה האלקטרונית הוא מרוץ חימוש מתמיד בין מפתחי מערכות ל"א לבין מפתחי מערכות נל"א שנועדו להתגבר על הל"א.

התחום המודיעיני אלינט (ELINT) מספק את הידע המוקדם הדרוש למימוש של אמצעי לוחמה אלקטרונית ולשימוש אפקטיבי בהם, בכך שהוא מספק מידע על אופן הפעולה של מטרות התקיפה האלקטרונית. על מנת לקיים לוחמה אפקטיבית, עושות מערכות לוחמה אלקטרונית שימוש בכלים ובשיטות המשמשות לאיסוף ועיבוד אלינט.

מטוס קרב

מטוס קרב הוא מטוס שתוכנן במטרה להשתתף באופן פעיל בלחימה על היבטיה השונים - אם זה ביירוט מטוסי אויב, השגת עליונות אווירית ובתקיפת מטרות קרקעיות.

מטוסי קרב בדרך כלל הם מהירים (מטוסי קרב מודרניים עוברים את מהירות הקול) ובעלי יכולת תמרון גבוהה ויש להם חימוש מתקדם הכולל מקלעים, תותחים אוטומטיים, טילים מסוגים שונים (בעיקר טילי אוויר-אוויר וטילי אוויר-קרקע) ופצצות מסוגים שונים, כולל פצצות מונחות. במטוסי הקרב המודרניים משולבות טכנולוגיות מתקדמות כמו מערכות אוויוניקה, מערכות הפעלת נשק מתקדמות, טילים מונחים, מערכת ניווט הכוללת מכ"ם, מכשיר ראיית לילה, מערכות לגילוי מטוסי אויב והתראות נעילה, ומערכות לוחמה אלקטרונית הכוללות מערכות שיבוש שונות.

מחירו של מטוס קרב מודרני מגיע לעשרות מיליוני דולרים. הוא נחשב לאחד מכלי הנשק החזקים ביותר בשדה הקרב בזכות ניידותו ועוצמת האש הגדולה שלו. באסטרטגיה הצבאית המודרנית מקובל לנסות להגיע ל"עליונות אווירית" בראשיתה של מערכה מול צבא סדיר, דבר המקנה יתרון טקטי ואסטרטגי שיש בו כדי להכריע את המערכה. עם זאת, בלחימה מול ארגוני גרילה בעלי חתימה נמוכה יש חשיבות פחותה לעליונות אווירית.

מטוס ריגול

מטוס ריגול או מטוס ביון (באנגלית: Surveillance aircraft; מטוס פיקוח, מעקב) הוא מטוס שמטרתו לבצע איסוף מודיעין צבאי.

מטוסי ריגול יכולים לאסוף שני סוגי מודיעין:

מודיעין אותות (SIGINT) - באמצעות יירוט אותות אלקטרונים.

מודיעין חזותי (VISINT) - באמצעות צילום שטח או מבנה.מטוסי ריגול הם לעיתים מטוסים שתוכננו מלכתחילה למשימה זו, כגון לוקהיד SR-71, ולעיתים מטוסי קרב-הפצצה שהותאמו למשימות ריגול באמצעות התקנת ציוד מתאים על המטוס בפודים ייעודיים או בניית גרסה של המטוס המיועדת באופן ספציפי לביון.

כדי לחמוק ממערך ההגנה של האויב, נעזר המטוס במספר תכונות:

גובה רב, גובה בו מטוסי הירוט של האויב או טילי הקרקע- אוויר מתקשים להגיע אליו.

מהירות טיסה גבוהה מאוד, המקשה על מטוסים וטילים הרודפים אחריו לפגוע בו.

מערכות איסוף נתונים שאינם מצריכות טיסה מעל המטרה, למשל, יכולת צילום הצידה. מה שמאפשר למטוס לשייט מעל שטח מדינה ידידותית ולצלם מדינות שכנות.

חמקנות, המקשה על איתור על ידי מכ"ם ואמצעים אלקטרונייםדוגמאות למטוסי ריגול אמריקניים:

לוקהיד U-2 - מטוס הריגול הייעודי המפורסם הראשון. מטוס מדגם זה הופל בשנת 1960 על ידי טיל קרקע אוויר במהלך טיסת ריגול מעל ברית המועצות. טייסו נפל בשבי הסובייטי, והוחזר כעבור 21 חודשים בעסקת חילופי מרגלים (ראו משבר מטוס הריגול U-2).

לוקהיד SR-71 ("הציפור השחורה") - המטוס שאוחז בשיא המהירות למטוס סילון סדרתי מאויש: 3,529 קמ"ש (בשנת 1976).גם חיל האוויר הישראלי הפעיל מטוסי ריגול שונים. רובם היו גרסאות צילום של מטוסי קרב רגילים. כגון: מוסקיטו ומיראז'. כדי לאפשר את נשיאת ציוד הצילום, מוסרים מן המטוס חלקים שלא הכרחיים לביצוע המשימה (מכ"ם, במקרה של המיראז').

חיל האוויר המצרי הפעיל גם הוא טיסות צילום בעומק שטח ישראל. אחד המטוסים של חיל האוויר הסורי שהצליחו לחדור ולתעתע במערך ההגנה האווירית היה המיג 25 שנעזר במהירות גבוהה ובטיסה בגובה רב עד שהופל על ידי טיל הוק, ומאז, לא נצפו שוב גיחות ריגול של הסורים באמצעות מטוס זה.

מטוס שליטה ובקרה

מטוס שליטה ובקרה (באנגלית: Airborne Warning And Control System או AWACS או AEW&C) הוא מטוס אשר מותקן בו מכ"ם ייעודי ותפקידו הוא לזהות איומים ולתאם פעולות אוויריות (ומכאן שמו האנגלי שאומר: מערכת אזהרה ובקרה מוטסת).

נ"מ

נ"מ (קרי: נוּ"ן-מֵ"ם) הם ראשי התיבות של המונח "נגד מטוסים" הבא לציין את היחידות ואת אמצעי הלחימה שמטרתם היא הגנה אווירית ("מטרייה אווירית") ויירוט כלי טיס של האויב, לרבות מסוקים, מטוסי קרב וכלי טיס בלתי מאוישים. המונח מתייחס כמעט תמיד ליחידות ומערכות קרקעיות שתפקידם להפיל כלי טיס, ולא לכלי טיס שבעצמם מפילים כלי טיס של האויב בקרבות אוויר, כגון מטוסי קרב ועליונות אווירית שמשגרים טילי אוויר-אוויר.

במובן הרחב, נ"מ כולל הן סוללות תותחים אוטומטיים נגד מטוסים והן סוללות טילי קרקע-אוויר שמשתמשות בטילים מונחים על מנת להפיל כלי טיס. במובן הצר יותר, המונח "סוללת נ"מ" מתייחס למערכות קניות (תותחים אוטומטיים ומקלעים), ואילו למערכות רקטיות/טיליות קוראים "סוללת טק"א" (טק"א = טיל קרקע-אוויר, באנגלית: SAM, ראשי תיבות של Surface-Air Missile).

נדידת עופות

נדידת עופות היא תופעה זואולוגית, המתרחשת בעיקר בעונות המעבר, כאשר מיני עופות רבים נודדים, עם התקרב החורף, מאתרי הקינון שלהם למעונות-חורף באזורים חמים יותר, ושבים, עם התקרב הקיץ, לאתרי הקינון שלהם. העופות נודדים בין אירופה ואפריקה, בין אמריקה הצפונית ואמריקה הדרומית ואף בין הקטבים. העופות הנודדים מאירופה עוברים ברובם דרך ארץ ישראל, ואף שוהים בה לילה אחד או יותר, ומיעוטם, כמו השלווים, חוצים את הים התיכון ונוחתים בחופה הצפוני של אפריקה.

נשק מונחה

נשק מונחה (נש"ם, או חמ"מ - חימוש מונחה מדויק) הוא כלי נשק מונחה מרחוק או בעל הנחיה פנימית, היכול לתקן את מעופו לאחר שיגורו, על מנת ליצור פגיעה מדויקת. ברוב המקרים מדובר בטיל, ועם השנים נוצרו גם שיטות הנחיה עצמאיות לפצצות שימוש כללי.

פיקוח טיסה

פיקוח טיסה (באנגלית: Air traffic control או ATC) הוא שירות הניתן על ידי פקחים הנמצאים על הקרקע, לצורך הכוונה ופיקוח על כלי טיס בעת תנועתם על הקרקע ובאוויר. מטרתן העיקרית של מערכות הפיקוח האווירי בעולם היא ליצור הפרדה בין כלי טיס כדי למנוע סכנת התנגשות, לארגן ולזרז את תעבורת כלי הטיס, ולספק מידע ותמיכה נוספת לטייסים ככל שניתן. בחלק מן המדינות לפיקוח האווירי אף תפקידים בתחום הביטחון ומערכות ההגנה של המדינה (כך למשל, בישראל ובארצות הברית), בחלק מן המדינות הפיקוח האווירי הוא זרוע של הצבא (כך למשל, בברזיל). פיקוח אווירי החל לפעול לראשונה בשדה התעופה ההיסטורי קרוידון בלונדון, בשנת 1921. ארצ'י ליג, הנחשב בעיני רבים כחלוץ פקחי הטיסה, נתן הוראות לטייסים בשדה התעופה של סנט לואיס בעזרת איתות בדגלים צבעוניים.

תפקידו העיקרי של פיקוח הטיסה, מניעת התנגשות בין מטוסים, או בלשון הפיקוח האווירי "הפרדה", נעשה על ידי יצירת מרחק מינימלי בין כלי טיס במישור ובמרחב. בכלי טיס מודרניים רבים מותקנת מערכת גיבוי לפיקוח הטיסה, הנקראת מערכת למניעת התנגשות (CAS). נוסף לתפקידו העיקרי, פיקוח הטיסה מספק שירותים נוספים כגון שירותי מידע לטייסים על מזג האוויר וסיוע בניווט.

בארצות רבות שירותי פיקוח טיסה ניתנים ברובו של המרחב האווירי והם זמינים לכל סוגי כלי הטיס (פרטיים, מסחריים וצבאיים). כאשר פקחי טיסה אחראיים להפרדת כלי הטיס במרחב מסוים, מרחב זה נקרא "מרחב אווירי מפוקח" להבדיל מ"מרחב אווירי שאינו מפוקח" בו אין פיקוח מתמיד על מסלול התעופה של כלי הטיס. בהתאם לאופיו של המרחב האווירי הנתון, פקחי הטיסה עשויים לתת הוראות לטייסים, להן צריכים אלה לציית, או לתת מידע בעל אופי מייעץ, בו הטייס משתמש לפי שיקול דעתו. אולם, הטייס האחראי על הטיסה הוא הנושא באחריות העליונה לבטיחות הטיסה ובידו הסמכות לסטות מהוראות פיקוח הטיסה במצבי חירום. כדי לאפשר תקשורת יעילה בין פיקוח הטיסה לכלי הטיס, כל הטייסים ופקחי הטיסה נדרשים ליכולת דיבור והבנה באנגלית. אף שחלק מן השיחות בין כלי הטיס לפיקוח האווירי מתנהלות בשפות אחרות, בדרך כלל בהתאם לשפת המקום, השיחה חייבת להתנהל באנגלית אם אחד מן הצדדים מבקש זאת.

בישראל, אסדרת התחום מוגדרת במסגרת תקנות הטייס (רישיונות לעובדי טייס). המקצוע, בתקנות אלא, נקרא "מפקח על תנועה אווירית" והוא כולל ארבע התמחויות המחייבות הסמכה רשמית, כולל רישוי מטעם המדינה ("הגדרים" בלשון התקנה):

פיקוח שדה - הסמכה לתפקיד של פיקוח על תנועה אווירית במרחב שדה התעופה.

פיקוח גישה - הסמכה לפקח על תנועת כלי טיס בשלבי המעבר מפיקוח מרחבי לפיקוח של שדה התעופה.

פיקוח מרחב - הסמכה לפקח על תנועת כלי טיס הנמצאים בתחום "המרחב האווירי" שבאחריות ישראל ומחוץ למרחבים המפוקחים כחלק משדה התעופה או הגישה אליו.

פיקוח מכ"ם.בחייל אוויר יש הפרדה מסוימת ו"מפקחים על תנועה אווירית" במרחב נקראים בקרים ואילו "מפקחים על תנועה אווירית" שתחום אחריותם הוא על המרחב האווירי בקרבת שדה התעופה, נקראים פקחים ("פקחי טיסה"). מסלול ההכשרה של מקצועות אלו שונה, הבקרים נמצאים פיזית, בקרבה המכ"מים בעלי הכיסוי הארצי, ביחידות הבקרה האזוריות ואילו הפקחים נמצאים פיזית במגדלי הפיקוח, בתוך בסיסי הטיסה של חיל אוויר.

פצצה

פצצה היא כלי נשק בדמות מתקן נפץ, העשוי לרוב ממכל מתכתי הממולא בחומר נפץ. חומר נפץ זה מתפוצץ ויוצר הרס רב לרוב כתוצאה מהדף ורסיסים.

פיצוץ הפצצה נעשה על ידי מנגנון המכונה מרעום. מרעום זה יכול להיות מופעל על ידי קוצב זמן, שלט רחוק או חיישן מסוג כלשהו: חיישן לחץ אטמוספירי (לפיצוץ בגובה מסוים), מכ"ם, חיישן מגע או קרבה (חש את המרחק מהמטרה).

המונח "פצצה" משמש כיום בחוגים המקצועיים בעיקר לתיאור מתקני נפץ בלתי ממונעים המוטלים ממטוסים כנגד מטרות על פני הקרקע או הים. מתקני נפץ אחרים בשימוש צבאי הם רימונים, פגזים, מטעני עומק, טילים ומוקשים. בקרב הציבור הרחב, המונח "פצצה" משמש גם כמילה נרדפת למטען חבלה.

קרב אוויר

קרב אוויר הוא קרב המתנהל באוויר בין כלי טיס צבאיים, בדרך כלל מטוסי קרב. מטרת הקרב היא להפיל את כלי הטיס של האויב או למנוע ממנו מלבצע את משימתו.

קרבות אוויר התנהלו לראשונה במלחמת העולם הראשונה. בתחילה, הקרבות התבצעו באמצעים מאולתרים. תוך כדי המלחמה, התפתחו הטכנולוגיה והטקטיקה של קרבות האוויר. המטוסים בתקופה זו היו בעלי מדחף וטסו במהירות תת-קולית, והנשק העיקרי היה המקלע. בקרב, המטוסים חגו זה לעומת זה כדי להגיע לעמדת ירי, לעיתים תוך שיתוף פעולה בין מטוסים אחרים במבנה. מקור המונח האנגלי לקרב אוויר, Dogfight, נובע, כנראה, מהטקטיקה שבה מטוס מנסה להתמקם מאחורי הזנב של מטוס אחר כדי להפילו. מעמדה זו יכול המטוס להפיל את האויב מבלי שהוא יוכל להשיב אש. מסיבה זו, בקרבות אוויר רבים בתקופה זו המטוסים חגו זה סביב זה תוך ניסיון להגיע לעמדה מתאימה לירי, תנועה המזכירה שני כלבים הרודפים זה אחר זה במעגל.

עם תום מלחמת העולם השנייה ובמהלך המלחמה הקרה התפתחה הטכנולוגיה רבות, ומטוסי הקרב שודרגו להנעה סילונית ולמהירות על-קולית. כמו כן פותחו טילי אוויר-אוויר, שהפכו בהדרגה לנשק העיקרי בקרבות אוויר מודרניים, כאשר התותח מהווה נשק משני. בקרב אוויר מודרני נודעת חשיבות רבה לטכנולוגיות מתקדמות, כמו טילים מתבייתים, מערכות התגוננות מטילים, "תמרון-על" באמצעות הנעה וקטורית ועוד. בקרבות אוויר נעשה שימוש במכ"ם לשם זיהוי, יירוט ו"נעילה" על מטרות, ובמקביל על מנת לשבש מכ"ם האויב. בקרב אוויר בא לידי ביטוי שיתוף פעולה בין מטוסי הקרב, מטוסים לתמיכה, מודיעין ובקרה.

שדה תעופה

שדה תעופה הוא מתחם המאפשר למטוסים לנחות, להמריא ולחנות. מקובלת ההבחנה בין נמל תעופה - המשמש לטיסות בינלאומיות, שדה תעופה - המשמש לטיסות מקומיות ומטבע הדברים קטן יותר, ומנחת שבו מסלול תעופה יחיד וללא מגדל פיקוח. שדה תעופה כולל מספר מרכיבים עיקריים: מגדל פיקוח הכולל מכ"ם, מסלול נחיתה והמראה, אזור לטיפול טכני ותחזוקת המטוס, ואזור חניה למטוסים. נמל תעופה כולל גם שירותי מכס וביקורת דרכונים.

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.