«صبح من» با دانستنی ها: جعبه سیاه یا ضبط کننده اطلاعات پرواز در هواپیما ابزاری است که در طول پرواز جهت ذخیره پارامترهای خاصی به کار می‌رود. با بروز هر سانحه‌ای برای یک هواپیما سوالات زیادی در مورد علت سقوط هواپیما مطرح میشود. پاسخ به این سوالات به کمک دستگاه ثبت اطلاعات فنی پرواز (FDR) خلاصه (Flight Data Recorder) و دستگاه ثبت صداهای کابین و هواپیما (CVR) خلاصه (Cockpit voice recorder) که در مجموع جعبه سیاه نامیده میشود، انجام می‌گیرد. این سیستم‌ها که هر یک قیمتی بین ۱۰ تا ۱۵ هزار دلار دارند، جزئیات پرواز را در طول پرواز ضبط می‌کنند.
به گزارش مجله خبری صبح من، سیستم جعبه سیاه علی‌رغم آنچه از نامش پیداست، رنگ نارنجی فسفری دارد. داشتن چنین رنگ شاخصی به همراه نوار انعکاس دهنده متصل شده به بخش خارجی ضبط کننده بعد از وقوع سانحه در پیدا کردن جعبه سیاه بخصوص در هنگام سقوط هواپیما در آب، بسیار مؤثر است.
مخترع جعبه سیاه کیست؟
دیوید وارن با امکان ثبت موسیقی شخصی منجر به اختراع اولین پروازنگار یا جعبه سیاه شد. دیوید وارن یک دانشمند تحقیقاتی در آزمایشگاه تحقیقات هوایی (ARL) در ملبورن بود. وی در اواسط دهه ۱۹۵۰ درگیر تحقیق در رابطه با حادثه سقوط اسرارآمیز یک هواپیمای تجاری شد. وی به این موضوع فکر کرد که چقدر خوب بود اگر می‌توانستند از اتفاقات داخل هواپیما قبل از سانحه مطلع شوند. دیوید سپس اولین ضبط کننده مینیاتوری جهان را که اخیرا در یک نمایشگاه دیده بود، به یاد آورد. ناگهان وی تصور کرد که چنین ضبط کننده‌ای را می‌توان در هواپیما قرار دارد که به طور مداوم جزئیات را ضبط کرده و پس از سانحه نیز بتوان آن را بازیابی کرد.
جعبه سیاه از چند بخش تشکیل شده است؟
دستگاه ثبت اطلاعات فنی پرواز (FDR) که سابقه پرواز‌های اخیر را از طریق ضبط تعداد زیادی پارامتر جمع آوری می‌کند؛
و دستگاه ثبت صداهای کابین و هواپیما (CVR) که سابقه صداهای موجود در کابین خلبان، از جمله گفتگوی خلبانان را ثبت می‌کند.
این دو دستگاه در مجموع جعبه سیاه نامیده می‌شوند. این دو دستگاه، در صورت بروز هر گونه حادثه، سابقه‌ای دقیق از پرواز هواپیما را نشان می‌دهند. در زمان بروز حادثه هوایی و برای حفظ اطلاعات موجود، این دو دستگاه تحت نظارت ایکائو یا سازمان بین‌المللی هوانوردی غیرنظامی قرار می‌گیرند. به همین دلیل، این دستگاه‌ها طبق قوانین سیستم‌های هوایی باید در برابر ۳۴۰۰ g ضربه و درجه حرارت بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد مقاوم باشند. این قوانین از سال ۱۹۶۷ در ایالات متحده آمریکا و برای هواپیما‌های تجاری، لازم الاجرا بوده اند.
انوع جعبه سیاه
نوع نوار فویلی جعبه سیاه: اولین نوع دستگاه FDR مدل نوار فویلی بود.این نوع جعبه سیاه از سال ۱۹۵۸در هواپیماها نصب شد. در این وسیله نوعی نوار از جنس الومینیم یا استیل وجود دارد که به دور قرقره هایی پیچیده شده است. هنگامی که دستگاه شروع به کار می کند نوار از یک قرقره ی باز و روی قرقره ی دیگر بسته می شود. طول این ورقه ی الومینیمی حدود ۶۰متر استو در هر دقیقه حدود ۲۵میلی متر جابه جا می شود.البته طول نوار و سرعت حرکت آن به نوع دستگاه بستگی دارد.هنگامی که نوار حرکت می کند توسط سوزن های مخصوص خط هایی روی نوار نصب می شود .هر کدام از این خط ها در واقع نوعی اطلاعات را ثبت می کنند. زمانی که هواپیما دچار سانحه شود کارشناسان س از یافتن جعبه سیاه آن را به مراکز ویژه ای منتقل می کنند تا اطلاعات داخل آن را بررسی نمایند. هرگونه خراش یا علامتی که روی این نوار داخل جعبه بیفتد ممکن است شواهد مربوط به علل سانحه از بین برود.
نوع نوار فتوگرافیک جعبه سیاه: این نوع جعبه سیاه تقریبا به جعبه ی قبلی شباهت دارد با این تفاوت که نوار ان از کاغذ مخصوصی است و سوزن ان هم ویژگی خاصی دارد. در این سیستم می توان اطلاعات ثبت شده را به راحتی خواند. دستگاه FDRفتوگرافیک را باید از مواد رادیوکتیو دور نگه داشت و هنگام باز کردن در جعبه نیز باید از زدن ضربه به ان و علامت گذاری روی ان خودداری کرد. اگر جعبه سیاه اسیب دیده و نوار ان بیرون امده باشد باید از تابیدن نور به ان جلوگیری کرد. به همین دلیل عکس برداری از این نوع نوار ممنوع است و به اطلاعات ان صدمه می رساند.
نوع الکترومغناطیسی جعبه سیاه: جعبه های سیاه نوع الکترومغناطیسی خود دو نوع متفاوت دارند. یک نوع از این دستگاه دارای سیستم دیجیتالی است که از نظر کیفیت و کمیت بر سایر دستگاه ها برتری دارد. برخی از این دستگاه ها می توانند تا ۶۴ پارامتر پروازی را در خود ثبت کنند. اطلاعات پروازی در این نوع از جعبه های سیاه روی نواری به طول ۸۲۰ فوت یا ۲۵/۰میلی مترقطر و ۶/۰ سانتی متر عرض ثبت می شود.البته اندازه ی این نوارها به نوع و مدل دستگاه بستگی دارد. در دستگاه های ضبط کننده ی اطلاعات پروازی نوعی (هد)وجود دارد که با توجه به مدت زمان نوار پس از پاک کردن اطلاعات قبلی اطلاعات جدیدی روی ان ثبت می گردد.
نوع دیگر این دستگاه دارای سیستم فرکانسی می باشد. وظیفه این جعبه های سیاه ثبت اطلاعات پروازی است.
جعبه سیاه در کجای هواپیما قرار دارد؟
در حالی که اطلاعات و صدا‌ها از کابین خلبان ثبت می‌شوند، اما جعبه سیاه در کابین خلبان قرار ندارد. این دستگاه معمولا در انتهای هواپیما قرار می گیرد. زیرا در صورت بروز سانحه، این قسمت از هواپیما می‌تواند به خوبی از جعبه محافظت کند. جعبه سیاه در انتهای هواپیما جاسازی میشود
پیدا کردن جعبه سیاه پس از سانحه
جعبه سیاه دارای نوعی چراغ مکان یاب است که پس از تماس با آب فعال میشود و به مدت ۳۰ روز، نوعی پالس ارسال می‌کند. در صورت بروز سانحه در خشکی، تنها نشانه برای گروه جستجو، رنگ نارنجی دستگاه است. برخی از جعبه‌های سیاه هرگز پیدا نشده اند. اگر به طور تصادفی یک جعبه سیاه پیدا کردید، حتما به مقامات اطلاع دهید!
علت نامگذاری جعبه سیاه چیست؟
شاید به این دلیل که پس از سانحه، جعبه سیاه و زغال میشود. شاید به این دلیل که اولین جعبه‌ها برای جلوگیری از بازتاب انعکاس، به رنگ سیاه، رنگ می‌شده اند. یا به این دلیل که جعبه سیاه یک اسم کلی در حوزه علم و دانش است که برای دستگاه‌هایی با عملکرد پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
چند جعبه سیاه در هواپیما وجود دارد؟
در هواپیما‌های تجاری معمولا دو جعبه سیاه وجود دارد (همان طور که قبلا گفتیم رنگ آنها نارنجی روشن یا فسفری است). یکی از آنها دستگاه ثبت اطلاعات فنی پرواز (FDR) نامیده میشود که تمام اطلاعات مربوط به پرواز از جمله سرعت، ارتفاع، سرعت موتور، فشار هوا و دیگر موارد را ثبت می‌کند.
دوام و استقامت جعبه سیاه چقدر است؟
سقوط هواپیما، امری وحشتناک است. در چنین حادثه هایی، تنها دستگاه‌هایی که باقی می‌مانند، حافظه مقاوم در برابر سانحه (CSMU) در دستگاه ثبت اطلاعات فنی پرواز و دستگاه ثبت صداهای کابین هستند. به طور معمول، بقیه شاسی دستگاه و قطعات داخلی از بین می‌روند. CSMU نوعی استوانه بزرگ است که به دستگاه ثبت اطلاعات وصل میشود. این دستگاه به نوعی طراحی شده که در برابر گرمای شدید، سقوط‌های سخت و فشارهای بالای چند تن مقاوم است. در دستگاه‌های نوار مغناطیسی، CSMU در داخل یک جعبه مستطیلی شکل قرار دارد.
چه اطلاعاتی در جعبه سیاه ثبت میشود؟
- ۱- ارتفاع پرواز
- ۲- ساعت پرواز
- ۳- شماره پرواز
- ۴- سرعت پرواز
- ۵- شتاب وارده بر هواپیما
- ۶- تعداد و شرح مکالمات هواپیما با برج مراقبت
- ۷- فرودگاههای مبداء تا مقصد
- ۸- سرعت هواپیما در قیاس با سرعت صوت
- ۹- حرارت هوا محدوده توربین ها
- ۱۰- حرارت هوای اگزوز توربین ها
- ۱۱- لرزش توربین ها
- ۱۲- میزان جریان سوخت توربین ها
- ۱۳- چگونگی تهویه هوای سالن هواپیما
- ۱۴- ضد یخ روی لبه حمله بال ها و اطراف دهانه توربین ها
- ۱۵- وضعیت قرمز توربینی
- ۱۶- حالت باز بودن – بالا و پاین شدن – بال ها
- ۱۷- موقعیت هواپیما در لحظات پرواز مثلاً خوابیدن روی بال چپ یا راست
- ۱۸- تغییرات فشاری در سطح آئرودینامیکی
- ۱۹- جریان هوای پسا (مقاوم و پس زننده ) و برا (پیش برنده ) و زاویه حمله
- ۲۰- فشارهوا در درون و بیرون هواپیما و غیره ..
نوار مغناطیسی جعبه سیاه از جنس بخصوصی ساخته شده و نمونه های اولیه آن ترکیبی از نیکل و استیل سخت و الیاف ذغالی بود عرض نوار قریب نیم وجب و طول آن ۹۰ متر و دارای ۱۲ خط . ظرفیت نوار ۲۵ ساعت پروازی . بر فرض اگر هواپیما ۲۵ ساعت در پرواز باشد جعبه سیاه کلیه اطلاعات مربوط به پرواز در اثنای مهلت ۲۵ ساعته را روی خطوط موازی و دوازده گانه خود ضبط می کند و در پایان مهلت نوار خودبخود پاک شده و جریان ضبط از سر گرفته می شود.
باید خاطر نشان کرد که در پایان مهلت نوار به یکباره پاک نمی شود بلکه به محض اینکه عمر هر یک از اطلاعات ضبط شده به سر ساعت ۲۵ ساعت برسد آن بخش از نوار خودبخود پاک خواهد شد فی الواقع ترتیبی داده شده که همیشه اطلاعات مربوطه تا ۲۵ ساعت قبل از سانحه در اختیار قرار بگیرد مسلم آنکه این امر نتیجه گیری درباره علت یا علل سانحه را اسان تر خواهد کرد ناگفته نگذاریم که سیستم کار کراچ رکوردر- یا همان جعبه سیاه – با در نظر گرفتن سیستم های ضبطی مدرن ترین کامپیوترها از استاندارد بالایی برخوردار نیست و جنبه سادگی اش زیاد به چشم می خورد اما این جعبه از نظر قابلیت های اطمینانی و ویژگی های مقاومتی در برابر ضربه – حرارت و سایر رویدادها بواقع بی نظیر و بی سابقه است.
همینقدر باید دانست که هیچ نیروی خارجی ولو اشعه رادیواکتیو یا فشار ناشی از انفجار اتمی نیز قادر نیست به جعبه سیاه ضربه بزند یا بداخل آن نفوذ نماید روکش خارجی جعبه به گونه ای است که دربرابر فشار ناشی از منفجر شدن هواپیما نیز بخوبی مقاومت می کند . قشر مورد بحث ناشی از سقوط هواپیما و در صورت غرق شدن در دریا فشار حاکم بر ژرفای تا ۶۰۰ متری یعنی ۶۰ کیلو پاوند بر هر سانتی متر مربع را نیز به راحتی تحمل کرده و متلاشی نمی شود . قدرت مقاومت جعبه سیاه در برابر حرارت نیز که معادل ۱۱۰۰ درجه سلسیوس می باشد حیرت افزاست حرارت ۱۱۰۰ درجه حرارت معمولی هواپیمایی است که پس از سقوط دستخوش حریق شود یک راز تکنیکی مقاومت در برابر چنین حرارتی را میسر ساخته است
بازیابی اطلاعات جعبه سیاه به چه شکل است؟
پس از پیدا شدن جعبه سیاه، محققان ضبط کننده‌ها را به یک آزمایشگاه برده تا بتوانند داده‌ها را دانلود و سانحه را بازسازی کنند. این فرآیند می‌تواند چندین هفته یا چند ماه طول بکشد.
در صورتی‌که جعبه سیاه آسیب ندیده باشد، محققین به آسانی می‌توانند با اتصال آن به سیستم بازخوانی، اطلاعات ذخیره شده را بخوانند. اما در بسیاری از موارد پس از یافتن ضبط‌کننده‌ها از میان لاشه هواپیما، واحد حافظه الکترونیکی آن را خارج کرده و پس از تمیز کردن آن، یک کابل رابط بر روی آن نصب کرده و حافظه را مستقیماً به یک دستگاه بازخوانی حافظه متصل می‌نمایند. این دستگاه دارای نرم‌افزار مخصوصی است که اطلاعات را بدون کوچکترین کم‌وکاستی بازخوانی می‌کند.
قسمت‌های خارجی جعبه سیاه
غشاء آلومینیومی جیوه مانند : لایه نازکی از آلومینیوم است که اطراف کارت‌های حافظه را فرا گرفته‌است.
عایق مقاوم در برابر حرارت شدید: این بخش که شامل ماده سیلیس خشک است، با داشتن ضخامتی در حدود یک اینچ، پوشش حرارتی مقاومی را ایجاد می‌کند و در صورت بروز آتش‌سوزی از واحد حافظه محافظت می‌کند.
لایه استنلس استیل: عایق حرارتی فوق، در پوشش محافظ فولادی ضدزنگی که تقریباً یک چهارم اینچ ضخامت دارد، قرار می‌گیرد که البته برای مقاومت بیشتر آن از تیتانیوم هم در قسمت‌های بیرونی استفاده میشود.
میزان مقاومت جعبه سیاه چقدر است؟
در بسیاری از سوانح هوایی، معمولا اسکلت و بقیه اجزاء داخلی به میزان زیادی آسیب می‌بینند و تنها بخشی از هواپیما که سالم می‌ماند، واحدهای حافظه مقاوم در برابر سانحه است (CSMU)، که مربوط به دستگاه‌های FDR و CVR هواپیما است. دستگاه CSMU وسیله استوانه‌ای شکل بزرگی است که به دستگاه ضبط اطلاعات متصل شده است. این وسیله به گونه‌ای ساخته شده است که در برابر گرمای شدید، سقوط‌های سخت و فشارهای بالای چند تُن مقاوم است. در نمونه‌های قدیمی نوارهای مغناطیسی این بخش درون یک جعبه مستطیل شکل قرار می‌گرفت.
جعبه سیاه علاوه بر این به یک راهنمای یابنده زیرآبی یا ULB نیز مجهز می‌شوند. 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. فرکانس پالس‌های فرستاده شده توسط ULB برابر ۳۷٫۵ کیلوهرتز بوده و از عمق ۲۰ هزار پایی دریا توان رسیدن به سطح را دارند. زمانی که ULB فعال میشود، در هر ثانیه یک بار به صدا در می‌آید و این عمل را تا ۳۰ روز انجام می‌دهد. واحد ULB توسط باتری کار می‌کند و احتمال آسیب دیدگی آن در اثر ضربات شدید بسیار کم است.
