הטכנולוגיה הסודית שמאחורי כל המראה ונחיתה

אני נרגש לקראת הטיסה למשחק הכדורגל באצטדיון סאן סירו שבמילאנו באיטליה. אני מתיישב בכיסא המטוס, מהדק חגורה, ולמעט אי אילו טלטולים קלים, כמעט ואינני חושב על המורכבות העצומה המאפשרת למאות טונות של מתכת לדאות באוויר ולהמריא ולנחות בבטחה אלפי פעמים ביום.

בעידן שבו טיסה היא עניין שבשגרה עבור מיליוני אנשים מדי יום, אנו נוטים להתייחס למטוסים כאל כלי תחבורה מובנים מאליהם. אלא שמאחורי כל המראה ונחיתה מוצלחת עומד עולם שלם של טכנולוגיה מתקדמת, מערכות מתוחכמות וצוותים מיומנים שהציבור הרחב כמעט ואינו מודע אליהם. זהו סיפורם של העיניים הבלתי נראות, האוזניים הנסתרות והמוחות האלקטרוניים שדואגים שנגיע ליעדנו בשלום.

המוח שעל הקרקע: פיקוח טיסה ובקרת תנועה אווירית

הכוח המניע הראשון שאינו נראה לנוסע הממוצע הוא מערכת בקרת התנועה האווירית ATC - Air Traffic Control. לפני שהמטוס בכלל מתחיל לנוע על המסלול, הוא כבר נמצא בפיקוח הדוק. פקחי הטיסה הם שומרי הסף של השמיים, האחראים על תזמון, ניווט והפרדה בין כלי טיס באוויר ועל הקרקע. הם יושבים במגדלי הפיקוח או במרכזי הבקרה האזוריים, מוקפים במסכי מכ"ם המציגים את תמונת המצב האווירית בזמן אמת. כל נקודה על המסך מייצגת מטוס, וכל תנועה מחושבת מראש כדי למנוע התנגשויות ולייעל את זרימת התנועה.

תארו לעצמכם עשרות מטוסים הממתינים להמראה או לנחיתה בשדה תעופה בינלאומי עמוס. פקחי הטיסה מתאמים את ההמראות והנחיתות תוך הקפדה על מרווחי בטיחות, ומשדרים הנחיות ברורות לטייסים לגבי מהירות, גובה, כיוון ומסלול. טכנולוגיית מכ"ם דו-שימושית, הכוללת מכ"ם ראשי ומכ"ם משני, מאפשרת לפקחים לא רק לזהות את מיקום המטוס אלא גם לקבל נתונים חיוניים כמו גובה, מהירות ומספר טיסה - מידע המשודר באופן אקטיבי מתוך המטוס. מערכות אלו הן העיניים של הפקח, והן אבן יסוד בבטיחות הטיסה כדי שנוכל להגיע בשלום ליעדנו.

• אסונות התעופה הגדולים ביותר בהיסטוריה
• כששמיים נסגרים: מתי מגיע פיצוי על ביטול טיסה?
• המלצת המערכת: כל הכותרות 24/7

הניווט הבלתי נראה: מגדלורים אלקטרוניים ולוויינים

בעבר, טייסים הסתמכו על מגדלורים קרקעיים וניווט אסטרונומי. כיום, הניווט מתבצע באמצעות שילוב מתוחכם של טכנולוגיות קרקעיות ולווייניות. תחנות אלה הן סוג של "מגדלורים אלקטרוניים" המשדרים אותות רדיו מהקרקע, ומאפשרים למטוסים לקבוע את כיוונם ומרחקם מנקודה ספציפית. הכוכב הראשי של הניווט המודרני הוא כמובן ה-GPS) Global Positioning System) ומערכות ניווט לווייניות מקבילות כמו GLONASS הרוסית ו-Galileo האירופאית. מערכות אלו מספקות נתוני מיקום מדויקים ברמה חסרת תקדים, ומאפשרות לטייסים לנווט במסלולים מוגדרים בדיוק רב, גם במזג אוויר קשה. מטוסים חדישים אף מצוידים במערכות מתקדמות יותר כמו מערכות ניווט המסתמכות על תחנות קרקעיות על פני יבשת שלמה בשילוב קבלת אותות מלוויינים המשפרות את דיוק ה-GPS לרמה של סנטימטרים בודדים. מערכות אלה קריטיות במיוחד בגישה מדויקת לנחיתה.

המטוס מצויד גם במערכת אינרציאלית לניווט אווירי למקרה שאין קשר לווייני. זו מערכת שאינה תלויה בנקודות ייחוס חיצוניות, ופועלת באמצעות מדידה רציפה של התאוצות והמהירויות הזוויתיות של כלי הטיס, כדי לחשב את מיקומו, מהירותו וכיוונו באופן מתמשך. המערכת כוללת חיישנים כגון ג'ירוסקופים, מדי תאוצה ומחשב.

• מהפכת התעופה הירוקה: הסטארט-אפ השבדי שמאתגר את בואינג ואיירבוס
• מדוע התרומה הפילנטרופית הגדולה ביותר הגיעה מיבואן מכוניות?
• תוכן שיווקי שוק הסקנדרי בישראל: הציבור יכול כעת להשקיע ב-SpaceX של אילון מאסק

הגישה הסופית ליעד באמצעות ILS והמכשור המתקדם בתא הטייס

הרגעים המורכבים ביותר בטיסה הם ההמראה והנחיתה. כאן נכנסות לפעולה מערכות עזר קריטיות. מערכת נחיתת מכשירים (ILS – Instrument Landing System) היא טכנולוגיה ותיקה ויעילה, המאפשרת למטוסים לנחות גם בתנאי ראות אפסית. ה-ILS מורכבת משני משדרים קרקעיים:

• Localizer - משדר אות המורה לטייסים על מיקומם האופקי ביחס למסלול הנחיתה.

•  Glide Slope - משדר אות המכווין את הטייסים לגובה הנכון ולזווית הגלישה האופטימלית לקראת הנחיתה.

בתא הטייס, המידע מה-ILS מוצג באמצעות מכשירים המראים לטייס בדיוק היכן עליו להיות ביחס למסלול. כיום, רבות מהפעולות הללו נעשות באופן אוטומטי על ידי מערכות הטייס האוטומטי, המקבלות נתונים ישירות מה-ILS ומנווטות את המטוס לעבר המסלול. הטייסים מסתמכים במידה רבה על מסכי תצוגה רב-תכליתיים (EFIS –Electronic Flight Instrument System) המציגים את כל המידע הרלוונטי - מהירות, גובה, כיוון, נתוני מנוע, מפות ניווט ועוד - באופן קריא ואינטואיטיבי.

מעבר לבטיחות: תחזוקה חזויה ובינה מלאכותית

הטכנולוגיה הבלתי נראית אינה מסתיימת עם המראה או נחיתה. מטוס מודרני הוא מכונה עמוסה בחיישנים - מאות רבות של חיישנים המנטרים כל פרמטר אפשרי: טמפרטורת מנוע, לחץ שמן, רעידות, לחץ הידראולי, תקינות מערכות חשמל ועוד. הנתונים האלה נאספים באופן רציף ומועברים למערכות ניתוח ממוחשבות על הקרקע.

כיום, חברות תעופה רבות משתמשות בטכנולוגיות תחזוקה חזויה (Predictive Maintenance) המשלבות בינה מלאכותית ולמידת מכונה. במקום להחליף חלקים בלוח זמנים קבוע, או לחכות שיתקלקלו, המערכות מנתחות את נתוני החיישנים כדי לזהות דפוסים המעידים על כשל אפשרי לפני שהוא מתרחש. זהו שינוי דרמטי: המטוס למעשה "מדווח"; על מצבו הבריאותי, ומאפשר לצוותי התחזוקה לטפל בבעיות באופן יזום ויעיל. זה משפר את הבטיחות, מפחית עיכובים בטיסות וחוסך עלויות אדירות.

לדוגמה, חיישנים במנועים יכולים לזהות שינויים מיקרוסקופיים ברעידות או בטמפרטורה, המעידים על בלאי מואץ של רכיב מסוים. אלגוריתמים של AI מנתחים את הנתונים הללו ומצליחים לחזות מתי אותו רכיב צפוי להגיע לכשל, ובכך מאפשרים להחליפו בתיאום מראש, ובמהלך עצירת תחזוקה מתוכננת, במקום במצב של השבתת מטוס פתאומית. הטכנולוגיה הבלתי נראית ממשיכה להתפתח בקצב מסחרר. אנו רואים פיתוח של מערכות ראייה משופרת (Enhanced Vision Systems – EVS) וראייה סינתטית (Synthetic Vision Systems) - המשלבות נתוני מצלמות אינפרא אדום עם מודלים תלת-ממדיים של השטח ומאפשרות לטייסים "לראות" מבעד לערפל או עננים.

לאחרונה נעשה שילוב רחפנים כחלק אינטגרלי מצוותי התחזוקה. הרחפנים סורקים את גוף המטוס בחיפוש אחר סדקים או נזקים קטנים ומסייעים לצוותי הקרקע באיתור נזקים מהיר ומדויק.

הנחיה בטוחה ליעד

כאמור, מערכות רבות מעורבות להנחיית המטוס ליעדו בבטחה. ממערכות מכ"ם המנחות את המטוס בבטחה בשעות הלילה ובסערות, דרך לוויינים המאפשרים לטייסים לדעת את מיקומם המדויק בכל רגע נתון, ועד לבינה מלאכותית המזהה תקלות פוטנציאליות עוד לפני שהן מתרחשות - כל אלה הם רק חלק קטן מהטכנולוגיות הבלתי נראות הפועלות ברקע.

בפעם הבאה כשתעלו לטיסה, זכרו שמאחורי חוויית הטיסה החלקה והבטוחה והטייסים המיומנים, עומד ״צבא״ שלם של טכנולוגיות חכמות ונסתרות, הפועלות ללא לאות כדי להבטיח שתגיעו ליעדכם בשלום.

הכותב, מהנדס בכיר, מומחה תעופה ועובד בואינג לשעבר