מערכת אקוסטית לאיתור מקורות ירי

מערכת לאיתור מקורות ירי הפכה בשנים האחרונות למערכת בעלת רמת חשיבות גבוהה המקנה ללוחמים יכולת איתור מקורות ירי בגזרות בהם פועלת המערכת. מפרסום עדויות בקרב מפקדים ולוחמים כאחד עולה תמונה מדאיגה המצביעה על היעדר יכולת גילוי מקור ירי המתבצע על כוחות צבא בגזרות עבודה שונות. בפעילות בשטחים אורבאניים ושטחים פתוחים קיים קושי אצל הלוחמים לאתר את מקור הירי אשר בוצע לעברם. בחלק מהמקרים אף הוזכר ירי על כוחותנו בשל טעות בחישוב מקור הירי. בנוסף לדרישה הבסיסית של איתור מקור ירי של נק”ל כגון 5.56 ו-7.62 קיימת דרישה לאיתור מקורות ירי נוספים כגון פצצות מרגמה, טילי נט ואפילו גילוי רחפנים ומזל”טים. בעולם קיימות מספר טכנולוגיות לגילוי של נקודת הירי כגון מערכות אופטיות אשר מחייבות להיות בקו ראייה מול נקודת הירי, וכן מערכות אקוסטיות אשר מסוגלות לגלות את נקודת הירי על פי הרעש בזמן הירי עצמו וכן באמצעות חתימת הקול בעת תנועת הקליע באויר לעבר המטרה. מכיוון שסביבת העבודה של הלוחמים אינה אחידה ובוודאי שאינה שקטה הודות לרעשי משנה הנגרמים מכלי רכב קרקעיים לדוגמה לכן האתגר באספקת מערכת שתדע לבצע זיהוי מהיר ונכון ללא התראות שווא הינו גדול.

חברת Microflown Avisa פיתחה סנסורAMMS אקוסטי קטן וייחודי המסוגל לבצע גילוי של מקורות ירי שונים כגון נשק קל 5.56, 7.62, פצצות מרגמה, טילי נט ועוד וכן גילוי של מזלטים ורחפנים. Microflown התאימה את הסנסור שלה להתקנה על גבי כלי רכב, מסוקים, קסדת לוחם, מזל”ט, רחפן וכלי-שייט. בעת פעילות המערכת תתריע בפני הלוחם על ביצוע ירי לגזרה אותו הגדירו במערכת ותספק לו מיקום וטווח לנקודת השיגור.

הפריצה הטכנולוגית
חישה אקוסטית הייתה מבוססת במשך שנים על שימוש במתמרי לחץ קול בלבד. מערך של כמה מיקרופונים שימש להשגת רמה מסוימת של כיווניות. יצירת מרווח בין מתמרי לחץ קול הוא הגורם העיקרי לכך שככל שמערך החיישנים גדול יותר ניתן למקם תדרים נמוכים יותר של מקור הקול. הודות לכך קיימים מערכים ייעודיים של חיישנים גם לזיהוי ירי מנשק קל ,כגון 5.56, 7.62 ומרגמות. להבדיל ממיקרופוני לחץ קול, חברת Microflown פיתחה חיישני וקטור אקוסטי (AVS) המציעים יכולת איתור מיקום של איומים מרובים החל
ב-0.1 הרץ ועד 14 קילוהרץ עם AVS אחד
ב-3D כמתואר בתרשים.
השיפור בביצועים של המערכת מתורגמים לשתי חתימות שונות: SAF – חתימת אש מנשק קל ו-RAM – חתימת רקטות מרגמה. לאחר בדיקות רבות של גופי טכנולוגיה כולל גופי צבא התוצאות הצביעו על כך שכאשר בוצע ירי מנשק קל ממרחק של 400 מטר, מערכי מיקרופון מבוססי לחץ הראו אמינות של 50%. (כלומר, ב-50% מהמקרים התקבל כיוון שגוי של הגעה (DOA). לעומת זאת החיישן הוקטורי אקוסטי של Microflown מבוסס AMMS הציג תוצאות הרבה יותר טובות. מלבד זיהוי חתימות קול לירי מנשק קל, ירי מרגמות וירי טילי נט, חברת Microflown, המיוצגת בישראל ע”י חברת ויסנס טכנולוגיות הצליחה לפתח ולזהות חתימות קול למסוקים, כלי שייט, מזלט”ים ורחפנים. סנסורים אלו שמזהים פעילות עויינת מיושמות על פלטפורמות שונות.
חיישני הקרקע של Microflown מבוססי AMMS עושים שימוש בטכנולוגית חיישן וקטור אקוסטי ייחודי בעולם המאפשר לו לזהות, לסווג ולמקם את הספקטרום המלא של חתימות אקוסטיות מכלי נשק שונים בשדה קרב. מעבד האות המוטבע ב-AMMS מסוגל לנתח חתימות אקוסטיות ולדווח בזמן אמת לשו”ב המערכת על המתרחש כגון מיקום של מקורות הירי וטווח מרחק לאותם מקורות. תקשורת הנתונים הדיגיטלית של חיישן קרקע מתממשק עם החומרה הספציפית של הלקוח ומקנה תמונת מצב על המתרחש בהיבט ירי של אוייב לגזרת לוחמים, מעברי גבולות ועוד.

חיישן אקוסטי רב משימתי
מערכת הרב משימתית (AMMS) של Microflown הנה מערכת זיהוי אקוסטית מהפכנית המסוגלת לאתר ולמקם רקטות, תותחים, מרגמות וירי מנשק קל והכל במערכת אחת וקומפקטית. המערכת עושה שימוש בחיישן וקטור אקוסטי (AVS) וכן באלוגריתם של Microflwon אשר בו זמנית מודד את האמפליטודה וכיוון של אירועי צליל. הודות לכך החיישן הזעיר של Microflown יכול לזהות, לסווג, ולקבוע את כיוון ההגעה (DOA) של אירועים אקוסטיים המעניינים אותנו. המערכת מסוגלת לעבוד עם טווח תדרים ולפיכך ניתן לקבוע את הכיוון של שני אובייקטים כגון מרגמה (תדר נמוך) וירי מנשק קל (תדר גבוה יותר) עם חיישן בודד. חיישן בודד יכול למקם ירי מנשק קל (כיוון ומרחק) וירי מרגמות (כיוון בלבד). על מנת להעניק לצוותי הפיקוד מידע על מיקום נקודת השיגור של מרגמות ניתן לשלב בשטח מספר חיישנים שיעבדו ברשת. עבודה ברשת של חיישנים מעניקה יתרון התורם לדיוק בנתונים.
הודות למשקל הזעיר של חיישני המערכת, צריכת מתח נמוכה של פחות מ-2 וואט במצב פעיל (SWaP) מתאפשר פריסה מהירה וקלה של מערכת AMMS בודדת בשטח על מנת לתמוך במעברי גבול וכן פריסה של מספר מערכות חישה הפועלים ברשת על מנת להגן על גבולות, תשתיות רגישות, בסיסים צבאיים, ועוד. מערכת חיישני AMMS הפועלים ברשת יכולים לפעול בתצורת RAM-SCORE למטרת תרגולי ירי או בתצורת RAM-LOC לשימוש בגבולות על מנת לסמן למצלמות. חיישני AMMS מסוגלים לפעול בסביבות עבודה מ20- עד 70+ מעלות צלזיוס, בתנאי מזג אוויר קשים ומהירות רוח עד 6BFT.

איתור ירי קרקעי
המערכת הקרקעית לאיתור מיקום ירי מנשק קל מבוססת על החיישן האקוסטי רב-משימתי (AMMS). המערכת מותקנת לרוב בצורה נייחת, על גבי רכבים או יכולה להינשא על גבי קסדת לוחמים על מנת לספק התראה של ירי לעבר גזרת המערכת. המערכת מבצעת ניטור של 360 מעלות ומזהה במדויק ירי נכנס ומאתרת את מיקום היורה. תוכנת C2 של המערכת מציגה ללוחמים את הכיוון והמרחק של היורים על תצוגה בסגנון שעון ומראה רשת קואורדינטות על מפה בזמן אמת.
המערכת הקרקעית לאיתור ירי מנשק קל מבוססת על מדידת מהירות וכיוון של חלקיקים אקוסטיים. טכנולוגיה יחודית זו מאפשרת תוצאות יוצאות דופן בדיוק של כיוון הירי עד 1.5 מעלות ולכן משפרת באופן משמעותי את יכולת ההתמודדות המהירה עם התקפות. האפשרות לדעת את נקודת המוצא (POO) משפרת באופן משמעותי את יכולת ההישרדות ומעלה את האפקטיביות של היחידות הפועלות בשטח תחת אש.
מערכת מיקום קרקעית שולטת בתרחישים רבי ירי עד לטווח של 1500 מטר, תלוי בקוטר הקליע. קליעים העוברים את חיישני AMMS עם שגיאת מרחק עד 200 מטר עדיין נותנים אפשרות לקביעת מיקום היורה. בנוסף לאפשרות לבצע איתור נקודות שיגור של ירי מרגמות או טילי נט המערכת מסוגלת אף לתת מיקום מדוייק של נקודת הנפילה הצפויה. המערכת פועלת בשטח פתוח, שטח גלי ושטחים בנויים, ומספקת זיהוי מדויק ולוקליזציה עם שיעור אזעקת שווא נמוך מאוד.

מערכת זיהוי ירי על גבי מזל”ט
Microflown פתחה התקן ייחודי זעיר וקל משקל המתאים להרכבה על מרבית המזל”טים ואינו משפיע על ביצועי הטיסה של הכלי. התקן זה מכיל בתוכו סנסור וקטור אקוסטי D3 לגילוי ירי, חיישני GPS, גובה, סבסוב וחיישני Pitch & Roll, יחידת תקשורת ואנרגיה. ההתקן משמש כיחידה עצמאית שאינו דורש חיבור למערכות המזל”ט על מנת לשדר לקרקע בזמן אמת נתונים לגבי ירי המתבצע על הקרקע תוך מתן נ.צ. מדוייק ומרחק ליורה. המערכת יודעת להתעלם מרעשי המז”לט עצמו ולהתמקד באיומים שונים שהוגדרו במערכת כל עוד אלו מייצרים רעש. המערכת המותקנת על גבי המזל”טים הנה המובילה בעולם ונחשבת כ”משנה את כללי המשחק” לשדה הקרב. המערכת אשר הוכיחה עצמה מבצעית על ידי כוחות מיוחדים של צבא הולנד מעניקה אוזניים למל”טים. המצלמה המותקנת על המזל”ט סורקת את השטח הקרקעי אולם יש לה סיכוי קטן מאוד לאתר או למקם יורה מוסתר היטב. שימוש במערכת Microflown מאפשרת לכוון את מצלמת המזל”ט לצורכי איתור נקודת הירי. המערכת משמשת ככלי עזר לטובת מטיסי המזלט”ים שלא נמצאים בשטח ואינם רואים מה קורה מעבר לטווח המצלמה. המערכת תדע לכוון את המצלמה לעבר התראות נוספות שקיימות בקרקע כגון ירי מרגמות, טילים, כלי רכב קרקעיים ועוד.

סיכום
יחידות צבא רבות ברחבי העולם אשר בחנו טכנולוגיות שונות לגילוי מקורות ירי הגיעו למסקנה כי מערכת לגילוי ירי המבוססת סנסור אקוסטי הניתן לכיול והתאמה לתנאי שטח שונים הנה מערכת עדיפה מבחינה טכנולוגית ומתאימה לשימוש בסביבות פעולה שונות וכן להתקנה על גבי פלטפורמות שונות אוויר, ים ויבשה. מערכת גילוי ירי AMMS של Microflown נמצאת כבר בשימוש מבצעי בקרב יחידות צבא שונות על גבי פלטפורמות שונות כגון רכבים, כלי שייט והתקנות נייחות בקרקע לצורכי גילוי ירי מנשק קל, ירי מרגמות וטילי נט. המערכות הוכיחו עצמם יעילות ביותר בשדה הקרב וצבאות נוספים צפויים לרכוש מערכות אלו בעתיד הקרוב כחלק מתוכנית הגנה רב שנתית.

הכותב הוא רונן קפלן סמנכ”ל פיתוח עסקי בויסנס טכנולוגיות