دانستنی های مهم درباره جعبه سیاه

رنگ جعبه سیاه، روشن و نارنجی است

تاریخچه جعبه سیاه

برادران رایت اولین کسانی بودند که از این سیستم ها استفاده کردند. آن ها از وسیله ای برای ضبط چگونگی چرخش پره های ملخ استفاده می کردند. اما استفاده گسترده از این گونه سیستم ها تا پیش از جنگ جهانی دوم آغاز نشد. سیستم جعبه سیاه در واقع بیشتر اطلاعات مربوط به نحوه عملکرد هواپیما را ضبط می کرد. 

در سال ۱۹۴۷ استفاده از جعبه سیاه در هواپیماها الزامی شد ولی معایب و نواقص جعبه های سیاه آنقدر بود که محققان به اطلاعات ثبت شده اعتماد چندانی نداشتند. به همین علت حکم اجباری بودن استفاده از جعبه های سیاه لغو شد. ده سال بعد پیشرفت های علمی موجب شد تا بار دیگر کارشناسان بکار جعبه های سیاه اطمینان پیدا کنند. امروزه در تمامی هواپیماها از جعبه های سیاه، که در واقع ثبت کننده اطلاعات مربوط به پرواز هواپیما است، استفاده می شود.

جعبه سیاه چیست؟

جعبه سیاه، نام مستعار ابزاری است که ضبط کننده ی اطلاعات پرواز است و با پارامترهای خاصی که دارد، در طول پرواز اطلاعات را ذخیره می سازد. با بروز هر حادثه ای در یک هواپیما، پرسش های زيادي مطرح می شود که پاسخ یکی یکی این سوال ها را مهندسین و کارشناسان مربوطه، از این جعبه استخراج می کنند. هر هواپیمای مسافربری یا جت شخصی می بایست مجهز به یک ضبط کننده صدا و ضبط کننده اطلاعات پرواز باشد. 

موضوع جالبی که درمورد هواپیما وجود دارد این است که هر هواپیما معمولاً دو جعبه سیاه دارد:یکی برای ثبت اطلاعات پرواز است( Flight Data Recorders) که اطلاعات مربوط به پرواز مانند نحوه کنترل پرواز و عملکرد موتور هواپیما را ذخیره می کند و بالاختصار FDR نامیده می شود. جعبه سیاه ديگر( Cockpit Voice Recorders) وظیفه ذخیره و ضبط صداها و گفتگوهای اطاقک خلبان را برعهده دارد و CVR  نام دارد.جعبه سیاه مربوط به ثبت جزئیات پرواز در قسمت دم هواپیما جای دارد. در صورت بروز هر حادثه هوایی یا سقوطی، دم امن ترین قسمت هواپیماست.

این گفتگوهای ثبت شده میتواند حاوی سخنان بین کارکنان هواپیما و همینطور تماس بین خلبان و برج مراقبت باشد، همچنين علاوه بر صداهای اطاقک خلبان، جعبه سیاه CVR صدای موتور، صدای اخطار و آژیرهای هواپیما، صدای انفجار و حادثه را هم ثبت می کند. هر دو این دستگاه ها بطور کلی جعبه سیاه نامیده می شوند. با استفاده از این داده ها و تحلیل اطلاعات قبل حادثه میتوان نحوه وقوع سانحه و مسبب یا مسببان این اتفاق را شناسایی کرد.

مخترع جعبه سیاه

دکتر دیوید وارن مخترع جعبه سیاه

جعبه سیاه برای نخستین بار به وسیله دانشمند جوان استرالیایی به نام دکتر دیوید وارن ساخته شد. هنگامی که وارن در ملبورن در ازمایشگاه تحقيقات هوایی مشغول بکار بود، در جریان بررسی سقوط نخستین هواپیمای مسافربری جت قرار گرفت. با فکر کردن به این موضوع که در صورتیکه صدای ضبط شده ای پیش از سقوط هواپیما در دست بود، وارن مشغول کار کردن بر وسیله ای شد که یک ضبط کننده معمولی برای هواپیما بود. نخستین نمونه در سال ۱۹۵۷ به تولید رسید اما بعد از سقوط ناگهانی هواپیما در کویینزلند در سال ۱۹۶۰ بود که استرالیا برای نخستین بار استفاده از جعبه سیاه را در هواپیماها اجباری اعلام کرد. دکتر دیوید وارن  معتقد بود که این اقدام برای ماموران بررسی دلیل سقوط هواپیما میتواند کمک کننده باشد.

وارن در سال هزار و نهصد وپنجاه و شش، نمونه اولیه جعبه سیاه را طراحی و تولید کرد با این حال چند سال طول کشید تا مسوولان هوانوردی دریافتند این وسیله تا چه اندازه میتواند مفید باشد و نصب آن را را در هواپیماهای سراسر جهان آغاز کردند. مخترع جعبه سیاه، دیوید وارن دانشمند استرالیایی در سن ۸۵ سالگی درگذشت.

ویژگی های جعبه سیاه

بررسی نحوه نصب جعبه سیاه در هواپیما

از آنجایی که جعبه سیاه باید قابل رؤیت باشد و به راحتی بتوان آن ها را پیدا کرد، رنگ آن ها را روشن و نارنجی انتخاب نموده اند. برای سبک بودن وزن جعبه سیاه، از فلز آلومینیوم در ساختش استفاده شده اشت. جعبه های سیاه به صورت مکعب مستطیل هستند و عرض آن ها در حدود ۱۲.۵ سانتی متر با طول ۳۰ تا ۵۰ سانتیمتر می باشند.

بر روی جعبه سیاه، روکشی از جنس فولاد ضدزنگ یا تیتانیوم که دربرابر خوردگی و پوسیدگی مقاوم باشند دور آن کشیده شده است. جعبه سیاه باید دربرابر نیروی گرانش (g-force) ۳۴۰۰، که معادل سرعتی حدود ۳۱۰ مایل در ساعت( mph) است مقاوم باشد و هیچگونه آسیبی به آن نرسد. یعنی اگر در حین حادثه با شتابی بسیار زیاد به بیرون پرتاب شود نیز اتفاقی برای آن نمی افتد.

جعبه سیاه هواپیما همچنين تا یک ساعت میتواند دربرابر گرمای ۲۰۰۰  فارنهایت( ۱۰۹۳ درجه سلسیوس) دوام بیاورد. در عمق بیست هزار فوتی هم این جعبه قادر است به کارکرد خود ادامه دهد و تا مدت ۳۰ روز هر ثانیه سیگنالی را منتشر کند. این سیگنال توسط گوش انسان شنیده نمی شود، ولی به راحتی توسط رادار و سونار زیر دریایی شناسایی می شود. این بخش از جعبه سیاه با باتری کار می کند و عمر مفید باتری آن تا ۶ سال است.

جعبه سیاه به یک چراغ مجهز است که اگر حسگر آن آب را لمس کند، شروع به انتشار پالس می کند. آن ها تا عمق بیش از چهار کیلومتر کار می کنند و میتوانند ۳۰ روز قبل از اتمام باطری، یک بار در ثانیه “صدای زنگ” تولید کنند. برای مثال:جعبه سیاه MH370 حدود ۷ ماه آوریل ۲۰۱۴ متوقف شد و دو سال طول کشید تا جعبه ی سیاه اش را پیدا کرده و داده های آنرا جمع آوری کنند. برای یافتن تجهيزات ضبط صدا و اطلاعات پرواز بعد از سقوط هواپیما در آب، جعبه سیاه دارای ردیابی به نام، ردیاب زیر آب است. 

شیوه کار جعبه های سیاه

دستگاه ضبط آنالوگ

این دستگاه دارای یک ورقه فلزی نازک است که داده ها مربوط به هواپیما مثل ارتفاع،  سرعت ، جهت حرکت و ساعت را با استفاده از عقربه سوزنی شکل ثبت می کند. عقربه های دستگاه مانند قلم ثبات تهیه نوار قلب حرکت می کنند و با سوزن روی ورقه فلزی نموداری را رسم می کنند.

دستگاه ضبط دیجیتال

این دستگاه از دستگاه آنالوگ دقیقتر است. دستگاه ضبط دیجیتال مانند دستگاه ضبط صوت معمولی عمل می کند. اطلاعات بعد از دریافت به زبان کامپیوتر ( داده های صفر و یک) تبدیل می شوند. زمانی که یک نوار مغناطیسی برای مطالعه سانحه به مرکز بررسی حادثه میرسد ، داده ها با استفاده از کامپیوتر کدیابی میشوند و بعد از آن به زبان معمولی روی کاغذ چاپ می شوند.

رمزگشایی اطلاعات جعبه سیاه هواپیما

پیدا شدن جعبه سیاه بعد از سانحه

مرکز تحقیقات اطلاعات پرواز بریتانیا در فارن بورو یکی از سه مرکزی در اروپا است که اطلاعات ثبت شده در جعبه سیاه هواپیماها را بررسی می کند. این مراکز بسیار محرمانه هستند و طبق قوانین بین المللی تنها بازرسان این مراکز و خدمه پرواز اجازه ورود به آن ها را دارند.

به عنوان مثال، جعبه هایی که در آب قرار گرفته اند را با آب مقطر شست و شو می‌دهند و بعد از آن برای این کار جعبه سیاه را سه روز در محفظه های خشک کن قرار می دهند تا رطوبت موجود در قسمت های مختلف آن از بین برود. برای بررسی و رمزگشایی اطلاعات جعبه سیاه از ساختمان های کاملاً عایق و امن دربرابر امواج مغناطیسی استفاده میشود.

متخصصان وقتی مطمئن شدند احتمال از دست رفتن اطلاعات منتفی شده شروع به شنیدن و بررسی اطلاعات ضبط شده می کنند. الگوریتم های رمزگشایی برای اطلاعات موجود در جعبه سیاه هواپیما باتوجه به شماره سریال هر جعبه متفاوت بوده و از ابزارهای نرم‌افزاری کاملاً تخصصی برای آن استفاده میشود.

متخصصان به صداهای پس زمینه هم با دقت گوش می کنند که برای این که میتواند اطلاعاتی مثلاً دربارهٔ کارکرد موتورها فراهم کند. وقتی اطلاعات آماده شد، متخصصان با ترکیب صداهای ضبط شده و اطلاعات فنی دقیق، سعی می کنند تصویری از آنچه ممکن است اتفاق افتاده باشد ترسیم کنند. 

جعبه سیاه در کشتی

نصب جعبه سیاه در کشتی

علاوه بر این که جعبه سیاه در هواپیما قرار دارند در صنعتی کشتی هم کاربرد دارد.در صنعت کشتیرانی جعبه سیاه به اسم اصلی خود با عنوان ثبت کننده داده های سفر( Voyage Data Recorder) یا VDR شناخته می شود. 

جعبه سیاه روی همه کشتی ها نصب می شود. درواقع طبق قوانین بین المللی دریانوردی همه کشتی ها باید اینگونه دستگاهی را در فضای بیرونی کشتی و در محلی که برای همگان مشخص باشد نصب کنند تا اطلاعات موردنیاز ( مکالمات برج فرماندهی و مراکز حساس و اطلاعات حسگرها) روی آن ضبط شود.

جعبه سیاه شامل یک دستگاه الکترونیک است که اطلاعاتی از قبیل تاریخ و ساعت، موقعیت جغرافیایی، سرعت، درجه حرارت، ارتباطات صوتی، داده های رادار، هشدارهای اصلی و همچنين سرعت و جهت باد و موارد مهم دیگری به صورت فشرده روی آن ثبت می شود. جعبه سیاه کشتی به صورت ثابت و گاهی شناور نصب می شود که به دو شکل متفاوت ساخته شده اند.

گردآوری: بخش علمی سرپوش