פיתוח בקר טמפרטורה חדש למנוע J-79 במטוסי כפיר וקורנס בחיל האויר

בסוף 1978 הגיעה פניה מחיל האוויר הגרמני לחיל האוויר שלנו בהצעה להיפגש ולדון באמינות בקר הטמפרטורה של מנוע 79-J. הבקר אחראי לקביעת טמפרטורת המנוע לפי מצבי הפעולה של המנוע. הבקר מורכב אצלם על מטוסי קורנס (4-F פאנטום) ועל 104-F סטרפייטר. לגרמנים היו בעיות אמינות ותקלות רבות עם הבקר. במיוחד הטרידה אותם בעיית התאונות של ה- 104-F שהיה מטוס חד מנועי (בעקבות תקלה בבקר שגרמה לירידת טמפרטורה חדה שמשמעותה איבוד כוח לקראת נחיתה והתרסקות).

בחה”א שלנו, אותו בקר היה בשימוש על מנועי הכפיר והקורנס, וכמו אצל הגרמנים היו לו בעיות של אמינות נמוכה, עלות גבוהה של תחזוקה ומחסור בחלפים. בעיית האמינות התגלתה במלוא חומרתה בשנת 1975 בעקבות תקלה בבקר הטמפרטורה של מנוע מטוס כפיר שגרמה לתאונה בה נספה הטייס. (ראה המאמר על תאונת כפיר 737 באתר זה)

באותה תקופה הייתי קצין במטה חה”א, אחראי מערכות חשמל של מטוס קורנס. טסתי לגרמניה ונפגשתי עם אנשי חה”א הגרמני וגיליתי שאין להם מידע שיכול לקדם אותנו לפתרון בעיות הבקר.

כשחזרתי לארץ, הצעתי לבצע חקירה מעמיקה כדי לגלות מהי הבעיה האמיתית עם בקר הטמפרטורה של ה 79-J. נסעתי לדרג המשפץ של הבקר (אז התעשיה אווירית) ויחד עם מהנדס שלהם חקרנו כמה עשרות בקרים תקולים שהגיעו לתיקון. בסיום החקירה (חודש מאי 1979), כתבתי דו”ח בו פורטו הממצאים וההמלצות לפתרון לבעיות שהתגלו.

בסיכום הדו”ח טענתי שהבקר האנלוגי סובל מבעיות שלדעתי אין סיכוי לתקנן.

הפתרון עליו המלצתי הוא לפתח בקר דיגיטלי חדש הכולל שני ערוצי בקרה זהים (בבקר הישן היה ערוץ בודד ללא גיבוי וכיוון שהכפיר הוא מטוס חד מנועי המלצתי על שני ערוצים). לצערי חה”א לא פעל למימוש ההמלצות והדו”ח הוכנס לאחד התיקים ונשכח.

בשנת 1980 עברתי במטה מתפקיד קצין קורנס לתפקיד קצין נץ (16-F). באחד הימים בשנת 1982 הגיעו שני אנשים שאינני מכיר למדור בו ישבנו. הם באו כדי להיפגש עם קצין צעיר בצוות נץ שהיה לו תפקיד משני – אחראי גם על מטוס צוקית (גרסה משופרת של הפוגה). הקצין איחר מאוד להגיע לפגישה. בינתיים שוחחתי איתם והתברר שהם בעלים של חברה בארץ שפיתחה בקר דיגיטלי למנוע המרבורה של מטוס הצוקית (אותו באו להציג בפגישה שהתאחרה).

במהלך שיחתנו נזכרתי בדו”ח שכתבתי 3 שנים קודם לכן על הבקר של ה- 79-J. לקחתי את הדו”ח שנשכח ומסרתי להם לקריאה ושאלתי לדעתם. אחרי עיון קצר הם ביקשו לקחת אותו לחברה ולעיין בו לעומק וכמובן להחזירו אלי.

כעבור שבועיים הם התקשרו: אנחנו רוצים לפתח את הבקר הדיגיטלי שעליו המלצת על חשבוננו! (בהנחה שאם יצליחו, חה”א ירכוש למטוסים שלו). לא האמנתי – הם הלכו על מהלך שכלל לא עלה על דעתי כשמסרתי להם את הדו”ח לעיון.

תוך זמן לא ארוך, החל בחברה תהליך פיתוח בשיתוף חיל האוויר שארך מספר שנים, שבסיומו פותח בקר מתקדם מבוסס מחשב הכולל שני ערוצי בקרה (השני לגיבוי במקרה של תקלה בראשון). הבקר החדש נרכש ע”י חה”א והותקן על מנועי מטוסי כפיר וקורנס, ובהמשך נרכש לשימוש על פאנטומים או כפירים ב- 8 חילות אוויר נוספים בעולם.

בשנת 1984 עברתי מצוות נץ לפרויקט מטוס הלביא, ומצאתי את עצמי מול אותה חברה (שפיתחה את הבקר ל 79-J) שכעת פיתחה מוצרים ללביא עליהם הייתי אחראי במנהלת הלביא.

ב- 1988 כשפרשתי מחיל האוויר, הופתעתי כשהם פנו אלי והציעו לי לעבוד בחברה שלהם (אני מניח מההכרות המוקדמת איתי). הסכמתי ונשארתי לעבוד איתם עד 2010. בעבודתי בחברה הייתי שותף להמשך הפיתוח של הבקר כמהנדס המערכת.

בהיבט אישי.
בשנת 82 בפגישה עם מנהלי החברה (שלא תוכננה מראש), לא יכולתי לנחש שיעברו 6 שנים ואמצא את עצמי עובד באותה חברה ומעורב פרויקט שאז היה רק רעיון עליו המלצתי.

בשנת 2004 טסתי מעם החברה לדרום קוריאה, לתכנן את התקנת הבקר על מנועי 79-J של מטוסי הפאנטום של חיל האוויר הקוריאני. בנוסף הדרכתי את הטכנאים כיצד לטפל בבקר החדש. זו היתה הפעילות האחרונה בפרויקט שלמעשה החל בשנת 1978 במפגש עם חיל האוויר הגרמני.

במסגרת עבודתי באותה חברה יזמתי מספר פרויקטים נוספים למטוסי 16-F וקורנס שנוצרו באותה מחשבה – להחליף מערכת קימת במערכת משופרת, שתעלה אמינות ותחסוך עלות תחזוקה. בסך הכל, המערכות הותקנו על מטוסים של 26 חילות אוויר בעולם.

הבדלים עיקריים בין בקר הטמפרטורה החדש והבקר המקורי.

הבקר האנלוגי המקורי

הבקר המקורי התבסס על אלקטרוניקה אנלוגית בסיסית, עם רכיבים של שנות ה 60. המבנה הפנימי כלל חמישה מעגלים אלקטרוניים שכוסו כל אחד בפוטינג מוצק, שיצר קוביה אטומה ממנה יצאו חוטים לחיבור לשאר המעגלים.

לבקר לא היתה מערכת בדיקה עצמית וגם לא רישום תקלות. זיהוי תקלה במנוע היה אפשרי רק כשטייס או טכנאי זיהה פעולה לא תקינה של המנוע בטיסה או הרצה על הקרקע. אימות תקלה לא היה אפשרי בדרג הטייסת, והבקר נשלח לדרג ד’ (בתעשייה האווירית) דבר שייקר את עלות התחזוקה והצריך כמות גדולה של בקרים רזרביים.

איתור תקלה בבקר היה מסובך וארוך, כיוון שלא ניתן לבדוק רכיבים פנימיים באף מעגל אלקטרוני (כי כולם סגורים בקוביות מוצקות). הדרך היחידה לאיתור תקלות היתה ע”י החלפה אקראית של אחת הקוביות (שעלותן כמה אלפי דולרים). אם התקלה לא נפתרה, הוחלפה קוביה נוספת וכך הלאה עד שהתקלה תוקנה. שיטה יקרה ולא יעילה.

במקרה של החלפת הבקר על המנוע, היה צורך בוויסות טמפרטורה של המנוע. לצורך זה, טכנאי נאלץ להיכנס במהלך הרצה אל מתחת למנוע, ולבצע וויסות עם מברג דרך פתח שעל הבקר. את נתוני המנוע אפשר היה לקרוא על מחווני תא הטייס.

הבקר החדש –DTCA (Digital Temperature Control Amplifier)

הבקר החדש בנוי מרכיבי אלקטרוניקה דיגיטליים מתקדמים ומנוהל ע”י מחשב (מיקרו פרוססור). הבקר כולל 3 כרטיסים אלקטרוניים מודרניים. לבקר אמינות גבוה ומספר התקלות נמוך ביותר.

לבדיקת פעולת המנוע מחברים מחשב נייד לבקר דרך כבל תקשורת. כל נתוני המנוע מוצגים בזמן אמיתי בצורה ברורה על צג מחשב. לבקר יש מערכת בדיקה עצמית שבודקת את מערכות הבקר ואת מערכת המנוע. במקרה של תקלה היא נרשמת מיידית בזיכרון הפנימי, וניתנת לשליפה למחשב החיצוני ומוצגת על המסך.

במקרה תקלה בבקר, ניתן לשלוף את הכרטיסים במעבדה ולבדוק כל רכיב בנפרד, ואם נמצא תקול, ניתן להחליפו מבלי לפגוע בכרטיס. איתור התקלות מאוד פשוט ומהיר ולכן עלות תחזוקה היא נמוכה.

תהליך ויסות טמפרטורת המנוע בהרצה מבוצע ישירות על המחשב החיצוני ולא על הבקר (וללא צורך להתקרב למנוע כמו במקרה של הבקר המקורי). כדי לווסת טמפרטורה, משתמשים בחיצים על המסך (חץ בכיוון מעלה לעלית טמפרטורה ולכיוון מטה להורדה). פשוט וקל לביצוע.