הקברניטצבע הקסם: איך זה שמטוס ירוק טס יותר מהר ממטוס כסוף?
הקברניט
צבע הקסם: איך זה שמטוס ירוק טס יותר מהר ממטוס כסוף?
בעוד מפציצי ארה"ב כותשים את מכונת המלחמה הנאצית, התגלה פלא משונה: צבע המטוסים השפיע על הביצועים, ברמה שהפכה להבדל בין חיים ומוות תחת אש. האם יש צבעים שהם יותר "מהירים"?
שלום, כאן הקברניט; בסוף 1943 השתוללה סופת אש מעל אירופה. יום-יום שלח צבא ארה"ב מאות מפציצי B17 כבדים בבת אחת, כדי לכתוש את מפעלי הנשק והדלק של היטלר ברחבי היבשת הכבושה. יום יום התנפצו המטוסים הללו על חומת הנ"מ הגרמנית, או נפלו קורבן למטוסי יירוט שעטו עליהם כמו ענן של דבורים - וצללו בלהבות.
שיעור האבדות היה מסחרר: במבצעים גדולים כמו המתקפות על מפעלי שוויינשפורט חוסלו 25% מכל המפציצים שנשלחו, כשעל כל אחד עשרה אנשי צוות; מספר ההרוגים הגיע לאלפים רבים כבר בתחילת קמפיין ההפצצה. רבים מהכלים חוסלו עוד לפני שראו בכלל את המטרה - לבעלות הברית עדיין לא היו מטוסי קרב עם טווח ארוך מספיק, שיוכלו להגן על המפציצים כל הדרך לעורף האויב.
חיל האוויר השמיני - היחידה שנשאה ברוב עומס ההפצצות - דיווח לגנרלים בעורף: יש המון מטרות שאת כולן צריך להשמיד, כולן מוגנות היטב, ואנחנו פשוט מתים פה. צוותים פצועים חוזרים עם מפציצים שבורים ומרוסקים, ולרוב אי אפשר לתקן את הנזקים. בקצב הזה, ייגמרו לנו גם האנשים וגם המטוסים.
בתגובה, עברה מכונת המלחמה האמריקאית לטורבו, ובנתה הרבה יותר מפציצים הרבה יותר מהר. לפעמים הושלמו גם 15 ביום; מאוד מרשים, בהתחשב בכך שנבנו ידנית ומאחורי כל בורג היו פועלת או פועל עם מברג.
אבל לבנות זו רק חצי עבודה: צריך להעיף אותם לחזית כמה שיותר מהר: ב-14 בדצמבר 1943 התפרסמה ידיעה בניו יורק טיימס, לפיה הצבא יפסיק לצבוע את המטוסים. הם יקבלו שפריץ שקוף של חומר נוגד חלודה וכמובן שאת כל הסמלים והמספרים - אך לחזית יגיעו עירומים, בצבע הכסוף של גוף האלומיניום החשוף.
היה בכך היגיון: צביעת המטוסים נועדה להסוות אותם על הקרקע, ולא באוויר. הרי גופם תמיד יהיה יותר כהה מן השמיים. ובאותו השלב במלחמה לא תקפו הגרמנים את שדות התעופה האמריקאים שנפרשו בבריטניה. ואם שולחים בלי לצבוע, באמת מאיצים בהרבה את קצב המסירה.
הגנרלים בחזית שמחו מאוד: עכשיו יהיו להם מספיק מטוסים תקינים כדי לנצח את הנאצים, לסרס את תשתיות החימוש והאנרגיה שלהם, ולאפשר פלישה קרקעית שתשחרר את אירופה. למעשה, אולי יוכלו אפילו להגביר את קצב ההפצצות, ולסיים את הגיהנום הזה קצת יותר מוקדם.
אבל כאן נוצרה בעיה מאוד מוזרה. הטייסים זעמו, ודרשו שיצבעו את המטוסים שלהם, לא משנה מה - לא אכפת להם כמה זה יעלה, ולא אכפת להם כמה יתעכבו המסירות. הבכירים לא הבינו מה הסיפור; הרי שכבות הצבע של מפציץ B17 שוקלות 50 ק"ג, ובאוויר כל גרם יכול להשפיע.
צמצום סימטרי של 50 ק"ג הולך להפוך את המפציצים לקצת יותר מהירים, קצת יותר זריזים בזמן תמרון, והמנועים שלהם יצטרכו להתאמץ פחות - מה שיוסיף גם לטווח הטיסה. איזה מין טייס יסרב לשיפור ביצועים בזמן מלחמה?
אנשי הצוות הסבירו: לטענתם, מפציצים כסופים ינצצו בשמש האירופית, וימשכו את מטוסי האויב. לטענתם, מיירטים מדגם מסרשמיט 109 ופוקה וולף 190 היכו בהם שוק על ירך גם ככה - ומטוסים כסופים יהיו קלים בהרבה לאיתור מרחוק. חלק ממפקדי הטייסות שמו פס על הגנרלים: הם ארגנו את הצבעים והציוד הנדרש - וצבעו את המטוסים בעצמם. מה יעשו, יזרקו אותם לכלא? הרי בלעדיהם, אין מלחמה ואין ניצחון.
לאחר ששמעו בצורה מנומסת ומנומקת את טענות הטייסים, כמעט נפלו מהכיסאות. תגידו, אתם עושים צחוק? שאלו הבכירים. לגרמנים יש מכ"מ והם יודעים מאין אתם באים בלי שום קשר לצבע שלכם. וגם אם מחר מתקלקלות להם כל האנטנות, הם יכולים לראות אתכם: המפציצים הרי משייטים בגובה 30,000 רגל, בו האוויר מאוד קר.
הגזים של המנוע קופאים ברגע שהם יוצאים מהאגזוז והתוצאה היא פסים לבנים ארוכים. כש-500 מפציצים ומטוסי קרב צובעים את השמיים בפסים ממש מאופק אל אופק - מה זה משנה אם הם עצמם ירוקים, כסופים או ורודים עם לבבות וציטוטים של גתה?
וגם אם מחר כל הנאצים מתעוררים עם קטרקט, יוכלו פשוט לשמוע אתכם; אתם שכחתם כמה רעש עושים אלפיים מנועים שמגיעים ביחד? גם עמדות האזנה ייעודיות וגם סתם אוזניים יוכלו לשמוע אתכם.
הטייסים התמרמרו, ונוצר קונפליקט מוזר; שני הצדדים ידעו ששביתה לא תהיה פה - הרי יש מלחמה לנצח. אבל הגנרלים הבינו שמוטיבציית הצוותים יכולה להשפיע מהותית על איכות הביצוע, ובמשך מספר שבועות הרהרו בכל הסיפור. בינתיים, יצאו הצוותים למשימות, ומפציצים כסופים וירוקים טסו יחד.
ואז קרה משהו משוגע באמת: במטה היחידה ישב צוות חקר ביצועים, שהתמחה בניתוח האפקטיביות של המטוסים. הוא קיבל דיווחים מכל מפקד טייסת וקרא כל יומן מבצעים, כדי ללמוד מתי בדיוק הגיעו המטוסים לכל מטרה, כמה דלק שרפו, איך ומתי הסתבכו בדרך ועוד.
הצוות הזה ידע למשל, באיזו מהירות צריך לשייט כדי להגיע ליעד עם מספיק דלק כדי לחזור במהירות - כשעשרה קמ"ש לכאן ולכאן חרצו גורלות. וראש הצוות הזה נכנס ללשכת מפקדו עם ערימה של ניירות עם גרפים, ומבט של "הרגע נישקה אותי רוח רפאים".
הגרפים הראו שהמטוסים הערומים טסים לאט יותר מהמטוסים הירוקים. והם שורפים יותר דלק, נוחתים ממש עם מיכלים ריקים - ואין לזה שום סיבה הגיונית: המפציץ ירוק? יש לו תוספת של 150 ק"מ לטווח, 5% למהירות, והוא שורף 3% פחות דלק מהכסוף.
החוקרים בדקו כל בורג, כל גרעפס של כל מנוע, ואין שום הבדל פיזי בין מטוס ירוק ומטוס כסוף. ועדיין, לעזאזל המתמטיקה, הירוקים יותר מהירים. איך זה יתכן?
20 צפייה בגלריה
גרף השוואת הביצועים, שמראה נחיתות ברורה במהירות ועוצמת מנוע נדרשת (באדום)
(צילום: ww2aircraftperformance)
הדבר הראשון שעשו הגנרלים היה להסתיר את העניין מהטייסים; רק זה חסר להם עכשיו. הדבר השני היה לבדוק איך אפשר לערוך ניסוי קומפלט - מירוץ מטוסים, אם תרצו; והדבר השלישי היה לדווח למפקדה הראשית בארצות הברית, אולי לה יש מתמטיקאים יותר מוצלחים.
תוך כמה ימים הגיעה תשובה מפתיעה מהבית: הירוקים טסים יותר טוב? יופי. אם זה עובד, אל תיגעו בזה. מבחינתנו הכל טוב; אנחנו נצבע אותם ולא אכפת לנו מהעלויות. המשמעות בשבילכם: יגיעו פחות מטוסים פחות מהר, ואתם עדיין תהיו חייבים לעמוד בכל יעדי ההפצצה.
מטה חיל האוויר השמיני הבין שאין טעם בעיכובים ובדיקות, והעריך שהצוותים יוכלו לעמוד בעומס המוגדל. וכשאני אומר "צוותים" אני מתכוון לכולם: מכונאים וטכנאים שמתחזקים ומתקנים את המטוסים המוכים, אנשי מבצעים שצריכים לתכנן נתיבים יצירתיים, חמשים שהולכים לסחוב הרבה-מאוד פצצות וכמובן - כל יד על הסטיק ועל מקלעי ההגנה במטוסים. הטייסים שמחו: הם קיבלו מה שרצו, והחלה צביעה בירוק של המפציצים הכסופים.
אבל צוות חקר הביצועים טיפס על הקירות: איך יתכן שעם פרקטיקה ותיקה כמו חיבור וחיסור, המטוס הירוק הכבד טס טוב יותר מהמטוס הכסוף הקל? הצבע הירוק הוא מה, מכושף?
מספרים שכמה מאנשי הצוות הפכו את זה למסע צלב אישי; אחרי שסיימו בלילות להכין את החומרים למבצע של מחר, צללו לעומק המספרים וניסו להבין מה התפספס כאן. אם היתה טעות דגימה, יכול להיות שיש להם עוד ניתוחים שגויים, ואז צריך לתכנן מחדש את כל המבצעים של החיל.
רק אחרי כמה חודשים הצליחו לפצח את התעלומה המוזרה הזאת. מסתבר שזאת לא בעיה במתמטיקה, אלא בפיזיקה: הצבע באמת מוסיף למשקל של המטוס, אבל זה לא הדבר היחידי שהוא עושה לו.
לכל B17 יש שלד עליו מעטפת אלומיניום בערך עובי של כרטיס אשראי. המעטפת עשויה לוחות-לוחות קמורים, שמחוברים זה לזה דרך צלעות השלד - והרבה מאוד מסמרות ברזל: 394,484 מהן. לכל אחת יש ראש מעוגל שבולט כמה מ"מ מהגוף.
וכשיש כל כך הרבה, הן מורגשות היטב: המסמרות יוצרות התנגדות אוויר - גרר; מפריעות למטוס לחתוך את האוויר. המטוס פשוט מכוסה זיפים, שכל אחד יוצר מערבולת זעירה שמאטה את העסק. והצביעה פשוט מקטינה את הזיפים.
רגע, אבל שתי שכבות צבע לא אמורות לעבות את הראש של המסמרה? ובכן, לא: שכבת הצבע עבה מספיק כדי "להחליק" את ראש המסמרה ולהפוך אותה לאווירודינמית.
ויש משהו אפילו יותר משמעותי שהצבע עשה: לפעמים נותרו חללים בין הלוחות, ויצרו מערבולות גדולות יותר. הצבע פשוט סתם אותם. כך יצא שמטוס צבוע לא סבל מבעיות הגרר של מטוס עירום - ולכן המנוע שלו התאמץ פחות, שרף פחות דלק, ותפקד טוב יותר מבחינת טווח.
זו גם הסיבה שהמפציצים הירוקים תמרנו קצת יותר בקלות, למרות שהיו כבדים יותר. ואף אחד לא חשב על זה: לא מאה גנרלים ולא מאה אלף אנשי צוות אוויר.
וכשמסתכלים על המספרים הקטנים, מבינים עד כמה ההבדל בין ביצועי הירוק וביצועי הכסוף היו קריטיים. תוספת מהירות של כמה קמ"שים לא נועדה בשביל לברוח ממטוסי קרב, גם ככה יעזבו את המפציץ רק כשייגמר להם הדלק, ולו יש הרבה יותר.
הסיבה היא מהירות מצרפית: טייסי המסרשמיט והפוקה וולף של גרמניה הנאצית עשו את רוב הנזקים למפציצי בעלות הברית מלפנים ולא מאחור. הגיעו מולם וניסו להרוג את הטייסים בקוקפיט, את המטילן שבחרטום השקוף, את הנווט שנמצא ביניהם או לשתול צרור בתוך מנוע.
לתותחי המיירט יש טווח ארוך יותר משל מקלעי המפציץ; כ-900 מ' לעומת 600, כשבפועל המפציצים נוהגים לפתוח באש רק ממרחק של 300-400 מ'. אבל המיירט והמפציץ טסים זה לעבר זה, והמהירות משאירה לטייס הגרמני רק שניות בודדות לכוון לפני שיצטרך לשבור ולחלוף על פני טרפו.
אם יתקרב יותר מדי בלי לפנות, יתנגש בחומת אש: ל-500 מפציצים יש כ-6,000 מקלעים. מפציץ שמזהה מטוס קרב שמתייצב לפניו יוכל להאיץ - וכך להקטין משמעותית את חלון ההזדמנויות של האויב. אפילו אם המהירות עלתה באחוזים בודדים, יזנק הסיכוי שהגרמני יחטיא או יפגע בנקודות לא קריטיות.
וזו היתה הבעיה האמיתית במטוסים הכסופים: הם עדיין נדרשו לשייט במהירות של כל שאר המטוסים, אבל שרפו יותר דלק, בקצב מהיר ב-2% עד 3%. אם יאיצו, יתכן שלא יישאר להם מספיק דלק כדי לחזור לבסיס. אם ינסו לתמרן ולברוח, ייכשלו משום שהם יותר מסורבלים באוויר. זה מלכוד 22, מוות מעופף אמיתי.
ואגב, לא תפרו בשבילם משימות שמתאימות למגבלות שלהם: כשהיו מבצעים לטווחים ארוכים, קיבלו ה-B17 הכסופים תוספת של 200 ק"ג דלק, כדי שבכלל יגיעו. במבצעים כאלה, המטוסים היו אפילו יותר מסורבלים ופגיעים.
זו דוגמה מעולה לאיך שהמספרים הקטנים חורצים גורלות במלחמה. אין לדעת כמה מפציצים הופלו וכמה מאנשיהם נהרגו רק כי היו חסרים להם כמה קמ"שים בעת היתקלות מלפנים, או כי לא הצליחו להיצמד לשאר הכוח.
עד סוף המלחמה, נהרגו לחיל האוויר השמיני עשרים ושישה אלף מאנשי המפציצים ונפצעו רבבות, אחוז גדול משל כל יחידה בשורות בעלות הברית. וזה, כשרוב המפציצים היו ירוקים: לכו תדעו כמה גדול היה האסון, אם כל B17 שאבד היה מוחלף באחד כסוף.
בשורה התחתונה, הטייסים צדקו והגנרלים טעו, אך לא מהסיבות הנכונות. ולעיתים קרובות הסיבות הללו קריטיות; להיגיון בריא יש תפקיד חשוב, אך הוא לא יכול להחליף מדידה מדויקת.
מלחמת העולם השנייה היתה הולדתו מחדש של חקר הביצועים הצבאי כמקצוע - וכיום כל סוגיית תכנון מנותחת גם ברובד מתמטי קר וגם ברובד פיזיקלי, מודלים ממוחשבים מרחיבים את הידע הקיים ואת התמונה משלימים דיווחי הטייסים. וכך מגיעים הכוחות למבצע כשהם מוכנים יותר, יעילים יותר, ותמיד בצבע הנכון. טיסה נעימה!
