جعبه سیاه هواپیما چیست؟

آیا تاکنون فکر کرده اید که چرا در حوادث رویدادهای هوائی، همه به دنبال جعبه سیاه هستند؟ اصلاً جعبه سیاه چیست؟ جعبه سیاه یکی از شواهد ارزشمند و معتبرترین مدرک در سوانح و رویدادهای هوائی به شمار می رود. وقتی که یک هواپیما سقوط می کند یا دچار سانحه می شود، کارشناسان و پژوهشگران همیشه به دنبال سرنخ هایی هستند تا بتوانند علت سانحه را مشخص کنند.این جستجو اغلب در میان لاشه هواپیما و اطراف آن صورت می گیرد و هدف از این کاوش نیز یافتن جعبه سیاه است. این دستگاه قادر است معماها و رازهای نهفته یک پرواز را آشکار نماید.   

•  تاریخچه

اگر بخواهیم از نخستین جعبه سیاه سخن بگوییم، شاید بتوان گفت برای اولین بار (چارلز لیندنبرگ) در سفر هوائی خود برفراز اقیانوس اطلس، از ابتدائی ترین و ساده ترین نوع جعبه سیاه در هواپیمایش استفاده کرد. در هواپیمای او دستگاهی نصب شده بود که ارتفاع و زمان را ثبت می کرد.جعبه های سیاه اولیه در اواخر دهه ۱۹۴۰ میلادی ساخته شدند و تا قبل از سال ۱۹۴۷ میلادی استفاده از جعبه سیاه در هواپیماهای اولیه در اواخر دهه ۱۹۴۰ میلادی ساخته شدند و تا قبل از سال ۱۹۴۷ میلادی استفاده از جعبه سیاه در هواپیماها اختیاری بود.اما از این سال به بعد استفاده از جعبه سیاه اجباری شد. جعبه های اولیه نواقص و اشکالاتی داشتند، به همین دلیل متخصصان نمی توانستند به اطلاعات ثبت شده در آن چندان اعتمادی داشته باشند. بنابراین مجدداً حکم استفاده اجباری از آن لغو شد. پیشرفت های علمی و تکنیکی در زمینه ساخت ابزار و وسایل از یک سو و پیشرفت صنایع هواپیمائی از سوی دیگر سبب شد تا بسیاری از کاستی های گذشته برطرف گردد.پس از گذشت ۱۰ سال مجدداً استفاده از این جعبه، به خصوص در هواپیماهای مسافربری اجباری شد. 

• خصوصیات جعبه سیاه 

جعبه های سیاه معمولاً به شکل های کروی یا مکعب مستطیل هستند و برای آنکه اطلاعات ذخیره شده در آنها به آسانی صدمه نبینند، باید در برابر عواملی همچون رطوبت، حرارت، فشار، ضربه، مواد شیمیائی و… مقاوم باشند. برخیازاین جعبه ها بر حسب نوع جنس، می توانند برای مدت ۳۰ دقیقه در حرارت چند هزار درجه فارنهایت مقاومت کنند. پوشش روی جعبه مانع از ورود آب و یا هر چیزی دیگری به داخل آنمی شود.

سیستم جعبه سیاه علی‌ رغم آنچه از نامش پیداست، رنگ نارنجی روشنی دارد. داشتن چنین رنگ شاخصی به همراه نوار انعکاس دهنده متصل شده به بخش خارجیrecorder بعد از وقوع سانحه در پیدا کردن جعبه سیاه بخصوص در هنگام سقوط هواپیما در آب، بسیار موثر است. در صورت سقوط هواپیما در آب، این بخش امواج مادون صوتی منتشر می‌کند که توسط گوش انسان شنیده نمی‌شود ولی به سرعت توسط سنسورها و تجهیزات آکوستیکی موجود تشخیص داده می‌شود. سنسور موجود درون این بخش به محض تماس با آب، آنرا فعال می‌کند. پس از یافتن جعبه سیاه و انتقال آن به آزمایشگاه اطلاعات از روی recorder ها پیاده شده و تلاش برای بازسازی سانحه آغاز می‌شود. این پروسه تا تکمیل شد نمی‌تواند هفته‌ها یا ماه ها ادامه یابد.   

معمولاً در هر هواپیما ۲ جعبه سیاه یا به عبارتی ۲ دستگاه وجود دارد که هر کدام به طور جداگانه اطلاعات مربوط به یک پرواز را ضبط می کنند.یک دستگاه برای ضبط پارامترهای پروازی از قبیل سرعت، شتاب، ارتفاع، جهت حرکت و…است که آن را (Flight Data Recorder) F.D.Rمی نامند. دستگاه دیگر وسیله ای است که مکالمات داخل کابین خلبان را ضبط می کند که نام این دستگاهC.V.R (Cockpit Voice recorder) است. این دو وسیله در هواپیما به طور همزمان و با هم شروع به کار کرده و شرایط پروازی را به طور مجزا ضبط می کنند.مهمتر از اطلاعاتی که در داخل این دستگاه ها ثبت می شود، افراد متخصصی هستند که قادرند آن اطلاعات را تجزیه و تحلیل و سپس نتیجه گیری کنند.این دستگاه ها از زمان روشن شدن موتورهای هواپیما تا هنگام خاموش شدن آنها فعال هستند.

برای جلوگیری از صدمه احتمالی دستگاه های C.V.R وF.D.R، باید آنها را در امن ترین و مطمئن ترین قسمت هواپیما که دم هواپیما می باشد، نصب کنند. تجربه نشان داده است که قسمت انتهائی و پشت هواپیما، جائی است که در سوانح، صدمه کمتری می بیند و سالم باقی می ماند.

• چیست؟ C.V.R

 C.V.R دستگاهی است که در آن صداها و مکالمات موجود در داخل کابین ضبط می گردد. نصب این دستگاه در هواپیماها از جهت بررسی یک سانحه، بسیار مهم است. زیرا در هنگام بروز سوانح، مواقعی پیش می آید که خدمه پروازی کشته می شوند و به اطلاعات آنها دیگر نمی توان دست پیدا کرد. در چنین مواقعی وجود این دستگاه می تواند بسیاری از مسائل پنهان را آشکار نماید. دستگاه C.V.R قادر است مکالمات داخل کابین از قبیل مکالمه خلبانباخلبان، خلبان باخدمه پروازی، خلبان با برج مراقبت و خلبان با خلبان هواپیمای دیگر و حتی صداهای دیگری نظیر خاموش و روشن کردن سوئیچ ها و کلیدهای داخل کابین را نیز ضبط نماید. به طور کلی C.V.R می تواند هر نوع صدائی را در داخل کابین ضبط کند. این دستگاه می تواند از ۳۰ دقیقه الی یک ساعت، مکالمات را در خود ضبط و نگهداری کند. در واقع همیشه اطلاعات مربوط به این مدت زمان که مربوط به آخر پرواز است، در داخل دستگاه ثبت و نگهداری می شود.  

•  F.D.R یا ضبط کننده پارامترهای پروازی چیست؟

سنسورهای زیادی از قسمتهای مختلف هواپیما از طریق سیم‌کشی به سیستم FDR مرتبط شده‌اند. زمانی که کلیدی روشن یا خاموش می‌شود، عملیات آن توسط سیستم FDR به ثبت می‌رسد. کمیت و بازه اطلاعات ضبط شده توسط این سیستم به میزان زیادی متفاوت بوده و به عمر و اندازه هواپیما وابسته است.FDR اطلاعات 25 ساعت آخر پرواز را ضبط می‌کند. البته از سال 1990 سازندگان سیستم جعبه سیاه به سمت استفاده از تکنولوژی solid-state یاsolid-    state memory boards پیش رفته‌اند. در حال حاضر تولید کنندگان این سیستم در آمریکا،NTSB را برای تحلیل کامل اطلاعات ذخیره شده در recorder ها به سیستم‌‌های readout و نرم‌ افزارهای لازم برای انجام این امر مجهز می‌نمایند. امروزه به طور کلی سه نوع دستگاه F.D.R بر روی انواع هواپیماها نصب می شود.

سیستم کلی کار در جعبه های سیاه، مکانیکی است. اما نوع و چگونگی ثبت و ضبط اطلاعات در هر یک از این سه نوع با یکدیگر متفاوت است.  

 

• نوع اول

اولین نوع، از این دستگاه ها، مدل نوار فویلی (Foil Type) است. این نوع جعبه سیاه، از سال ۱۹۵۸ میلادی در هواپیماها نصب شد. در داخل این دستگاه یک نوع نوار که جنس آن از آلومینیوم یا استیل است، قرار دارد. این نوار به دور قرقره هائی پیچیده شده است. در هنگامی که دستگاه به کار می افتد، نوار از یک قرقره باز شده و روی قرقره دیگری بسته می شود. طول این ورقه آلومینیومی حدود ۶۰ متر است و در هر دقیقه حدود ۲۵ میلیمتر جابه جا می شود. البته طول نوار و سرعت حرکت آن بستگی به نوع دستگاه دارد. هنگامی که نوار حرکت می کند، توسط سوزن مخصوصی خطوطی بر روی نوار ترسیم می گردد. این خطوط هر کدام یک نوع اطلاعات را ثبت می کنند. زمانی که هواپیما دچار سانحه شود، جعبه سیاه آن را به مراکز مخصوصی میبرند تا در آنجا اطلاعات ثبت شده به دقت بررسی شود. جعبه سیاه فقط باید توسط متخصصان باز شود و کسی حق باز کردن آن را ندارد. البته اگر به عللی فویل از آن خارج شده باشد، نباید به هیچ عنوان آن را به دور وسیله دیگری پیچید و یا آن را پاره کرد. در چنین مواردی باید مواظب بود تا هیچ گونه خراشی بر روی آن وارد نشود و یا علامتی بر روی آن گذاشته نشود. زیرا هر کدام از این کارها سبب می شود تا آثار و شواهد سانحه از بین بروند.  

کارشناسان، این نوارها را میلیمتر به میلیمتر بررسی می کنند.    

• نوع دوم

دستگاه F.D.R نوار فتوگرافیک، نوع دوم از جعبه سیاه F.D.R است. این دستگاه شبیه به نوع اول است اما در دو چیز با آن اختلاف دارد.دستگاه دوم از نظر نوع سوزن و نوع نوار یا فویل با دستگاه اول تفاوت دارد. در دستگاه فتوگرافیک از کاغذ مخصوصی استفاده می شود. در این سیستم اطلاعات ثبت شده به آسانی قابل خواندن هستند و اطلاعات از اعتبار خاصی نسبت به سیستم قبلی برخوردار است، به همین دلیل قابل اعتمادتر است. دستگاه F.D.R فتوگرافیک را باید از مواد رادیو اکتیو دور نگه داشت و زمانی که در جعبه را باز می کنند باید از ضربه زدن به آن یا علامت گذاری بر روی نوار خودداری شود. در صورتی که جعبه صدمه دیده باشد و نوار آن نمایان باشد، باید بلافاصله از تابیدن نور به آن جلوگیری کرد و به هیچ عنوان نباید از آن عکسبرداری شود. 

• نوع سوم 

سیستم ضبط الکترومغناطیسی، نوع دیگری از دستگاه F.D.R است که دو نوع دارد. یکی دستگاه سیستم دیجیتال است و دیگری دستگاه Frequencymodulated است. دستگاه دیجیتالی هم از نظر کیفیت و هم از نظر کمیت نسبت به دیگر دستگاه ها برتری دارد. برخی از این دستگاه ها قادرند تا ۶۴ پارامتر پروازی را در خود ثبت و ضبط نمایند. اطلاعات در جعبه های سیاه دیجیتالی بر روی نواری به طول ۸۲۰ فوت که 25% میلیمتر ضخامت و 6% سانتیمتر عرض دارد، ثبت می شود. البته ابعاد این نوارها بستگی به نوع دستگاه و مدل های آن دارد.

FDR و CVR هر دو سیستمهای ارزشمندی برای هواپیما محسوب می‌شوند و از آنجایی که معمولاً تنها بخش سالم باقیمانده از هواپیما هستند مهمترین کلید ما در فهم چگونگی بروز سانحه می‌باشند.