M61 וולקן

פיתוח

בסוף מלחמת העולם השנייה, שקל צבא ארצות הברית אפשרויות חדשות עבור מטוסי הקרב שלו. המעבר להנעת סילון, שהקנתה למטוסים מהירויות שלא נראו בעבר, הפך את המקלע הישן ללא יעיל. זאת משום שכדי לפגוע במטוס מהיר יש צורך בקצב וכמות אש גדולים מאוד.
הגרמנים פיתחו תותח אוטומטי Mauser MG213C שמנגנון הטעינה שלו הוא תופי (Revolver), דבר שהראה פוטנציאל אך לא היה מספיק מאחר שקצב האש המעשי הוגבל בגלל מנגנון ההזנה ושחיקה של הקנה. הדרישות של צבא ארצות הברית לנשק כזה היו קצב גדול במיוחד של אש ואמינות חסרת פשרות.
בתגובה לדרישות אלה, החליט אגף החימוש של ג'נרל אלקטריק להחיות רעיון ישן: מקלע מסתובב רב קני (Gatling gun). התכנון המקורי של ה-Gatling gun דרש מקור כוח חיצוני שיסובב את הקנים (סיבוב ידית חיצונית בידי המפעיל), אך בעקבות הדור החדש של מנועי טורבו-סילון שהותקנו במסוקי הקרב, נמצא הפתרון לבעיה: מנועים אלה הפיקו מספיק כוח חשמלי על מנת לסובב את הקנה. לפתרון זה היה יתרון נוסף: סיבוב הקנים באמצעות חשמל אמין יותר מאשר מנגנון התלוי בגזי הפליטה. עם מספר מרובה של קנים (שישה, ברוב הדגמים), קצב האש גדול באופן ניכר מתותח תופי חד-קני. למעשה, קצב האש שהתאפשר היה כה גדול, כך שניתן היה להפחית את קצב האש לכל קנה ועדיין לשמור על ביצועים מעולים מבחינת קצב האש של המערכת כולה, ולהאט את השחיקה של הקנים.
ב-1946 זכתה החברה בחוזה הפיתוח, ותחת השם "פרויקט וולקן" התחייבה החברה לפתח נשק ששה-קני המסוגל לירות בקצב של 6,000 קליעים לדקה. אף על פי שבאירופה הייתה נטייה לטובת קליבר 30 מ"מ הכבד יותר, צבא ארצות הברית בחר בתחמושת 20 מ"מ, מכיוון שהעדיף קצב אש ומהירות לוע יותר גבוהים. אב-הטיפוס הראשון של הוולקן, ה-T-171, נבחן בירי על הקרקע בשנת 1949.
מטוס הקרב הראשון שבו הותקן ה"וולקן" M61 באופן מבצעי כחלק אינטגרלי מהמטוס היה ה-F-104 סטארפייטר, שנכנס לשירות ב-1958. במהלך פיתוח ה-F-104 התגלה שלוולקן היו בעיות עם שרשירי התחמושת, שנטו לתקלות בהזנה, והשאירו שאריות לא רצויות במכלול. כתגובה לכך, פותחה מערכת הזנה ללא חוליות בין פגזי השרשיר, שהותקנה בגרסה המשודרגת של הוולקן M61A1. 
אחרי פתרון הבעיה הזאת, לא סבל הוולקן M61A1 מבעיות קשות נוספות ובזכות אמינותו נהפך לתותח הראשי בכוחות האוויר של ארצות הברית ל-50 השנים הבאות.

תיאור

כאמור, תותח ה-M61 הוא נשק אוטומטי מטיפוס גאטלינג: כל אחד מששת הקנים יורה פעם אחת במהלך סיבוב צבר הקנים. ריבוי הקנים מספק קצב אש גבוה ביותר (כ-100 קליעים לשנייה) ומגדיל את זמן החיים של הנשק על ידי צמצום שחיקת והתחממות הקנה עקב ירי (כל קנה נח בזמן ששאר הקנים יורים). הזמן הממוצע בין מעצורים הוא כ-10,000 יריות.
על אף שדגם M61 לא נכנס לשירות, אלא רק יורשו, ה-M61A1, ברוב המקומות משמיטים את הציון A1. לכן, כאשר רושמים "M61 וולקן" הכוונה היא בדרך כלל ל"M61A1 וולקן".

הזנה ומקור כוח

רוב הגרסאות של M61 שנועדו למטוסים הן חשמליות: מרכב צבר הקנים מסתובב באמצעות מנוע חשמלי, שמקבל את כוחו ממנוע המטוס. ישנה גרסה של הוולקן בה הכלי מניע את עצמו באמצעות ניצול גזי הפליטה של ארבעה מששת קניו. גרסה זאת נקראת GAU-4 ואילו בצבא ארצות הברית היא מצוינת כ-M130. אמנם מערכת זו שוקלת כ-4.54 ק"ג יותר מה-M61, אולם היא איננה תלויה במקור כוח חיצוני.
התכנון הראשון של ה-M61 השתמש בשרשירי תחמושת, המחוברים בחוליות. כתוצאה מכך נגרמו בעיות במנגנון ההזנה שהביאו בסופו של דבר להחלפתו של המנגנון. הנשק המקורי הוחלף מהר מאוד ב-M61A1, שתוכנן לעבוד עם מערכת הזנה ללא חוליות. מערכת ההזנה יכולה להיות חד-כיוונית (פולטת תרמילים ריקים וקליעים שלא נורו) או דו-כיוונית (מחזירה אותם בחזרה למחסנית). חיסרון של ה-M61A1 הוא שרובו מורכב ממערכת ההזנה ותוף התחמושת, דבר המקשה על התקנתו במסגרת קומפקטית במטוסי קרב. כיום, לכל יישום יש מנגנון הזנה המתוכנן במיוחד בשבילו, השוקל כ-140–190 ק"ג. רוב התותחים המורכבים על מטוסי הקרב משתמשים במנגנון הזנה דו-כיווני, כיוון שהתרמילים הנפלטים עלולים לחדור למנוע ולגרום לנזק חמור, עד כדי הריסתו.
גרסה קלה יותר של הוולקן, ה-M61A2, זהה מכנית ל-M61A1 אך בעלת קנים דקים יותר, המפחיתה את המשקל הכולל ל-91.6 ק"ג (202 ליברות).

קצב אש

קצב האש האופייני של הוולקן הוא כ-6,000 קליעים בדקה, למרות שמספר גרסאות, כגון אלה שבמטוסי ה- AMX International ו- קונבאייר F-106, הוגבלו לקצב נמוך יותר, ולאחרות אפשר לברור בין 4,000 ל-6,000 קליעים בדקה.

תחמושת

עד לסוף שנות השמונים, ה-M61A1 הוזן בעיקר בתחמושת מסדרת M50, שבה פגז אופייני שקל 100 גרם ונורה במהירות לוע של 1,035 מטר לשנייה. הפגזים באים במספר סוגים: פגז רגיל, חודר-שריון (API), נפיץ (HEI) ופגז לאימונים.
ב-1988 פותח פגז חדש, שסומן PGU-28, וכיום הוא הפגז הסטנדרטי בחיל הים האמריקאי (US NAVY) ובחיל האוויר האמריקאי (USAF). פגז זה תוכנן על מנת שהגרר יהיה נמוך יותר ובכך תוגדל מהירות הלוע שלו, שעולה ל-1,052 מטר לשנייה. פגז זה הוא חודר-שריון למחצה המשלב רש"ק נפיץ, שסיפק שיפור ניכר בטווח, בדיוק ובכוח של המערכת על פני פגז ה-M-56A3 הנפיץ הישן יותר. לפגז החדש יש חיסרון בהשוואה לפגז הישן: הוא פחות אמין ומועד יותר לתקלות מסוכנות (פיצוץ מוקדם של ראש הקרב). דו"ח של חיל האוויר האמריקני ציין שאירעו 24 מקרים של פיצוץ מוקדם (שרובם גרמו נזק רציני) במהלך 12 שנות שירותו, לעומת 2 מקרים בלבד במשך היובל ששרת פגז ה-M56 הישן. הדו"ח העריך לפי נתונים אלה שהסיכוי לכשל או מעצור בתחמושת הוא פי 80 יותר גדול מזה שמותר על פי התקן בחיל.

ביקורת

למרות אמינותו הרבה וקצב האש האדיר שלו, בשנים האחרונות נמתחה ביקורת על הוולקן על כך ש"ביצועיו מוגבלים".
המאפיינים הבליסטים של פגז ה-20 מ"מ יחסית עלובים, ומתבטאים באיבוד מהיר של אנרגיה קינטית, וכתוצאה מכך הדיוק והקטלניות שלו נמוכים לעומת קליעי ה-25 מ"מ וה-30 מ"מ שמועדפים על ידי חילות האוויר של אירופה ורוסיה. מאמצים לפתח תחליף כבד יותר לוולקן נחלו הצלחה מוגבלת. חיל האוויר האמריקאי השקיע כסף רב בשנות השבעים בפיתוח תותח אוטומטי GAU-7 היורה תחמושת 25 מ"מ עבור מטוס ה-F-15, שמשתמש בקליעים חסרי תרמיל, אך הפרויקט נכשל וננטש לטובת הוולקן. תחליף נוסף שנוסה היה GAU-12 Equalizer שכלל 5 קנים של 25 מ"מ במקום 6 של 20 מ"מ והיה בעצם נגזרת של הוולקן. ה-GAU-12 הותקן על מטוס הארייר AV-8B Harrier II, אך למרות שכוח האש גדל (תחמושת כבדה יותר באותה מהירות לוע) הוא עדיין לא נכנס לשימוש רחב.
מספר מומחים חושבים שלמרות כוח האש הגדול שלו, חסרונו של התותח המסתובב הוא הזמן שלוקח לנשק להאיץ למהירות הסיבוב המקסימלית שלו (כחצי שנייה). כתוצאה מכך, מטח של שנייה אחת יורה רק 70–75 קליעים. מומחים אחרים חושבים שאין בכך כדי ליצור יתרון על תותחים אוטומטיים תופיים דוגמת הADEN/DEFA 30mm (קליבר 30 מ"מ), שיצדיק את התוספת הרבה בסיבוכיות ובמשקל.

ביבשה ובים

ה-M61A1 וולקן הוא הבסיס למערכת ה"פלנקס" US Navy Mk 15 Phalanx CIWS המשמש כתותח אוטומטי מיוצב ומערכת נגד טילים בספינות חיל הים האמריקאי וחיל הים הישראלי.
בנוסף, הוולקן הוא הנשק העיקרי של תותח הנ"מ המתנייע של צבא ארצות הברית, ה-M163 VADS וכן של נגזרתו הישראלית "חובט". הוולקן יעיל כנגד מטוסים מנמיכי טוס וכלי טיס איטיים דוגמת מסוקים, אך אינו מסוגל ליירט מטוסי סילון הטסים בגובה רב, נגדם יש צורך במערכות מבוססות טילים. בישראל, ה"חובט" M163 שודרג לתצורת "מחבט" הכוללת בנוסף לתותח גם פוד המכיל 4 טילי סטינגר. 
במבצע שלום הגליל והאינתיפאדה השנייה, השתמש צה"ל בתותח ה-M61A1 וולקן המותקן על גבי ה"מחבט" כנשק אפקטיבי נגד אדם שאינו גורם להרס רב בניגוד לפגזי שריון וארטילריה.