جعبه سیاه هواپیما چیست؟

با بروز هر سانحه‌ای برای یک هواپیما سوالات زیادی در مورد علت سقوط هواپیما مطرح می‌شود. پاسخ به این سوالات به کمک سیستم‌های Flight Data Recorder (FDR) و Cockpit Voice Recorder یا  (CVR) که در مجموع جعبه سیاه نامیده می‌شود، انجام می‌گیرد. این سیستم‌ها که هر یک قیمتی بین 10000$ تا 15000$ دارند، جزئیات پرواز را در طول پرواز ضبط می‌کنند. در این بخش به بررسی نحوه عملکرد این سیستم خواهیم پرداخت.

برادران رایت در واقع اولین کسانی بودند که از این سیستم ها استفاده می‌کردند. آنها از وسیله‌ای برای ضبط چگونگی چرخش پره‌های ملخ استفاده می‌کردند. اما استفاده گسترده از اینگونه سیستم‌ها تا قبل از جنگ جهانی دوم آغاز نشد. این سیستم در واقع بیشتر اطلاعات مربوط به نحوه عملکرد هواپیما را ضبط می‌نمود.

FDR یا Flight Data Recorder پارامترهای پروازی را ضبط می‌کند. 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. طبق استانداردهای هوایی حداقل اطلاعاتی که باید توسط این سیستم ضبط شود شامل موارد زیر است :

• Time
• Vertical acceleration
• Control-column position
• Rudder-pedal position
• Control-wheel position
• Horizontal stabilizer
• Fuel flow
• Indicated Airspeed
• Pressure Altitude
• Magnetic Heading
• Normal Acceleration
• Microphone Keying

Microphone Keying  که زمان ارتباطهای رادیویی برقرار شده توسط خدمه را ضبط می‌کند، برای تطبیق اطلاعات ضبط شده توسط FDR و CVR بکار می‌رود. سیتم‌های کنونی به منظور بررسی تمامی جهات عملکردی هواپیما تا صدها پارامتر را ضبط می‌کنند.

FDR اطلاعات 25 ساعت آخر پرواز را ضبط می‌کند . FDR های مدرن بجای نوارهای مغناطیسی بکار رفته در نوع متوسط آن از memory chip استفاده می‌کنند. نوارهای مغناطیسی که همانند نوار ضبط صوت عمل می‌کنند، با استفاده از هد الکترومغناطیسی به ثبت اطلاعات می‌پردازند. البته از سال 1990 سازندگان سیستم جعبه سیاه به سمت استفاده از تکنولوژی solid-state یا solid-state memory boards پیش رفته‌اند.

 نوار مغناطیسی درون FDR مربوط به هواپیمای مصری با شماره پرواز ۹۹۰ که در ۳۱ اکتبر ۱۹۹۹ سقوط کرد

نمای بیرونی FDR مربوط به هواپیمای سانحه دیده مصری پس از سقوط در بسیاری از سوانح هوایی تنها بخشی که سالم باقیمانده از هواپیما، Crash-Survivable Memory Units (CSMUs) مربوط به FDR و  CVR هواپیماست و معمولا اسکلت و بقیه اجزا داخلی به میزان زیادی آسیب می‌بینند. CSMU سیلندر بزرگیست که به بخش مسطحی از recorder متصل شده است. این وسیله به گونه‌ای ساخته شده است که در برابر گرمای شدید، سقوط‌های سخت و فشارهای بالای چند تن مقاوم است. در نمونه‌های قدیمی نوارهای مغناطیسی این بخش درون یک جعبه مستطیل شکل قرار می‌گرفت.

نمای برشی و ساختار داخلی یک FDR (جعبه سیاه)CMUS درون جعبه سیاه solid- state توسط سه لایه از مواد، ضمن عایق کردن بسته memory board که اطلاعات دیجیتالی شده را ذخیره می‌کند، از آن محافظت نیز می‌نماید. مواد بکار رفته در این بخش از recorder ها با شروع از قسمتهای داخلی بسمت قسمتهای خارجی عبارتند از:

-         Aluminum housing : لایه‌‌ نازکی از آلومینیوم است که اطراف کارتهای حافظه را فرا گرفته است. 

-         High-temperature insulation : این بخش که شامل ماده سیلیس خشک است با داشتن ضخامتی در حدود 1 اینچ، پوشش حرارتی مقاومی را ایجاد می‌کند که از واحد memory board در زمان آتش‌سوزی محافظت می‌کند.

-         Stainless-steel shell :  عایق‌ حرارتی فوق، در پوشش محافظ فولادی ضدزنگی که تقریبا 0.25 اینچ ضخامت دارد، قرار می‌گیرد که البته برای مقاومت بیشتر آن از تیتانیوم هم در قسمتهای بیرونی استفاده می‌شود.

سیستم جعبه سیاه علی‌رغم آنچه از نامش پیداست، رنگ نارنجی روشنی دارد. داشتن چنین رنگ شاخصی به همراه نوار انعکاس دهنده متصل شده به بخش خارجی recorder   بعد از وقوع سانحه در پیدا کردن جعبه سیاه بخصوص در هنگام سقوط هواپیما در آب، بسیار موثر است.

جعبه‌های سیاه علاوه بر این به یک under water locator beacon  یا ULB نیز مجهز می‌شوند.همانطور که در شکل زیر نیز مشاهده می‌کنیم استوانه کوچکی را می‌بینیم که به یک انتهای وسیله متصل شده است. این بخش همان ULB است.

نمای نزدیک از فرستنده رادیویی یک جعبه سیاه برای پیدا کردن موقعیت آن هنگامی که هواپیما در آب سقوط می کند  

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.

   پالس‌های فرستاده شده توسط ULB، 37.5 کیلوهرتز بوده و از عمق 14 هزار پایی 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 30 روز انجام می‌دهد. واحد ULB توسط یک باطری با عمر شش سال کار می‌کند و احتمال آسیب دیدگی آن در اثر ضربات شدید بسیار کم است.

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 شدن می‌تواند هفته‌ها یا ماهها ادامه یابد. در حال حاضر تولیدکنندگان این سیستم در آمریکا، NTSB را برای تحلیل کامل اطلاعات ذخیره شده در recorder ها به سیستم‌‌های readout و نرم‌افزارهای لازم برای انجام این امر مجهز می‌نمایند.

در صورتیکه FDR آسیب ندیده باشد، محققین به آسانی می‌توانند با اتصالFDR  به سیستم readout ، اطلاعات ذخیره شده را بخوانند. اما در بسیاری از موارد پس از یافتن recorder ها از میان لاشه هواپیما، memory board آن را خارج کرده و پس از تمیز کردن آن، یک کابل رابط بر روی آن نصب کرده و memory board را به یک working recorder متصل می‌نمایند. این recorderکه دارای نرم افزار مخصوصی ‌است اطلاعات را بدون کوچکترین کم و کاستی بازخوانی می‌کند.

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

.منبع: www.avia.ir