جعبه سیاه هواپیما چیست و چرا اهمیت دارد؟

چقدر درباره جعبه سیاه هواپیما می‌دانید؟ شنیدن خبر سقوط هواپیما برای مردم عادی فقط یک معنا دارد و آن پایان زندگی مسافران است. اما برای شرکت‌های هوایی و محققان این پایان ماجرا نیست. آنها تا پیدا شدن جعبه سیاه هواپیما منتظر می‌مانند تا بدانند که علت سقوط چه بوده است. دانستن علت سقوط هواپیما هم می‌تواند به تکرار نشدن چنین حوادث دردناکی کمک کند. بسیاری از ما تنها نام جعبه سیاه را شنیده‌ایم و از نحوه کار و مکانیزم عمل آن هیچ اطلاعی نداریم. به همین منظور قاصدک 24 به سراغ جعبه سیاه هواپیما رفته تا رازهای این جعبه مرموز را برای شما بازگویی کند.

 جعبه سیاه هواپیما چگونه کار می کند؟

جعبه سیاه هواپیما وسیله‌ای برای ثبت اطلاعات پرواز و صداهای کابین است. جعبه ضبط پرواز به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر سقوط، آتش‌سوزی، فشار آب و شرایط سخت مقاومت می‌کند. داده‌ها و اطلاعات در حافظه داخلی جعبه سیاه ذخیره می‌شود که در صورت بروز حادثه برای تحلیل و آنالیز سقوط هواپیما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اجزای اصلی جعبه سیاه

جعبه سیاه هواپیما ابزاری است که صنعت هوانوردی از سال 1960 میلادی به این سو مورد استفاده قرار داده تا کار محققان را در حوادث هوایی آسان کند. در واقع از آن زمان به بعد تمام هواپیماها به دو جعبه سیاه مجهز شده‌اند؛ جعبه‌ای نارنجی رنگ که DFDR یا رکوردر دیجیتال داده‌های پروازی نام دارد و CVR که ضبط کننده صدای کابین خلبان نام دارد. باید بدانید که قیمت این جعبه‌های سیاه چیزی در حدود 15 هزار دلار است و هر جعبه سیاه برای اینکه بتواند برای تحقیقات پس از حادثه مؤثر باشد، باید:

• تا حد ممکن قابلیت ضبط پارامترها و صداها را داشته باشد.
• در مقابل هر گونه تأثیر از خود مقاومت نشان دهد.
• بعد از هر حادثه حتی در زیر آب هم قابل پیدا کردن باشد.

مدل‌های قدیمی‌تر جعبه‌های سیاه از فناوری نوارهای مغناطیسی بهره می‌بردند، اما در حال حاضر به صورت رکوردرهایی بدون اجزای متحرک هستند که البته قابلیت اعتماد بیشتری هم دارند. امروزه داده‌های به دست آمده از 2 دستگاهی که در بالا به آنها اشاره شد، روی حافظه‌هایی ذخیره می شود که به آنها CSMU یا "واحد حافظه غیر قابل خرابی" گفته می‌شود. این حافظه‌ها فضای ذخیره‌سازی به اندازه 2 ساعت فایل صوتی دارند. داده‌های پروازی تا 25 ساعت را هم می‌توان روی دستگاه‌های اف‌دی‌آر ذخیره کرد.

ضبط‌کننده داده‌های پرواز (FDR) چگونه اطلاعات را ثبت می‌کند؟

هواپیماها مجهز به سنسورهایی هستند که داده‌هایی مانند شاخص سرعت هوا، ارتفاع، لبه بال هواپیما، دمای بیرون، عملکرد موتور و دما و فشار کابین را جمع آوری می‌کنند. خواه سیستم قدیمی باشد و خواه مدرن و جدید، تمام داده‌های جمع آوری شده توسط سنسورهای هواپیما به واحد ثبت اطلاعات پرواز فرستاده می‌شود. این واحد در حقیقت مدیر میانی پروسه ضبط تمام داده‌ها به شمار می‌رود که اطلاعات را از سنسورها گرفته و آن را به جعبه‌های سیاه می‌فرستد.

ضبط‌کننده صدای کابین (CVR) چیست؟

تقریبا در تمام هواپیماهای مسافری چندین میکروفون درون کابین خلبان تعبیه شده که به مکالمات خدمه پرواز گوش می‌دهند. این میکروفون‌ها همچنین هر گونه سر و صدای محیطی را هم ردیابی می‌کنند. ممکن است نزدیک به 4 میکروفون در هر کابین خلبان وجود داشته باشد که هر کدام از آنها به دستگاه سی وی آر متصل هستند.

علاوه بر این مکالمات تلفنی میان کابین خلبان و کارکنان پرواز روی زمین، مکالمات عمومی از هر یک از خدمه پرواز با مسافران و نیز بین ایستگاه‌های خدمه پرواز روی این وسیله ضبط می‌شوند. این را هم باید افزود که بیشتر دستگاه‌های با نوارهای مغناطیسی، 30 دقیقه پایانی صداها را ضبط می‌کنند. این دستگاه‌های سی وی آر حلقه پیوسته‌ای از یک نوار را استفاده می‌کنند که هر 30 دقیقه یک چرخه را کامل می‌کند.

چرا جعبه سیاه سقوط هواپیما را مشخص می‌کند؟

 جعبه سیاه چگونه علت سقوط هواپیما را مشخص می‌کند؟جعبه سیاه هواپیما به دلیل آن‌که اطلاعات پرواز و صداهای کابین را ثبت می‌کند، نقش کلیدی در مشخص کردن علت حادثه دارد. همان‌طور که گفتیم این جعبه از دو بخش FDR و CVR تشکیل شده است. محققان با تحلیل داده‌های به دست آمده از جعبه سیاه، می‌توانند علت سقوط را شناسایی کنند.

چه اطلاعاتی در جعبه سیاه ثبت می‌شود؟

اطلاعاتی که در جعبه سیاه ثبت می‌شود چیست؟همان‌طور که گفتیم تحلیل و بررسی داده‌ها علت حادثه را مشخص می‌کنند. در ادامه به جزئیات اطلاعات ثبت‌ شده در جعبه سیاه می‌پردازیم:

اطلاعات پرواز فنی FDR

• ارتفاع: در جعبه سیاه ارتفاع هواپیما از سطح دریا ثبت می‌شود.
• سرعت: سرعت هواپیما در طول پرواز ثبت می‌شود.
• جهت: جهت مسیر هواپیما بر اساس قطب نما ثبت می‌شود.
• شتاب: شتاب عمودی و افقی هواپیما اندازه‌گیری می‌شود.
• وضعیت سیستم‎ها: در جعبه سیاه وضعیت سیستم‌هایی نظیر فلپ‌ها، موتورها و سیستم‌های پروازی ثبت می‌شود.
• فشار هوا: فشار داخلی و خارجی هواپیما اندازه‌گیری شده و در جعبه سیاه ثبت می‌شود.
• جریان سوخت: وضعیت مخازن سوخت و میزان مصرف آن ثبت می‌شود.
• وضعیت خلبان خودکار: در جعبه سیاه مشخصه که سیستم خلبان خودکار فعال یا غیر فعال بوده است.
• زمان: در طول پرواز زمان وقوع هر رویداد ثبت می‌شود.

صدای کابین خلبان CVR

• مکالمات خلبان: در جعبه سیاه تمام مکالمات بین خلبان، کمک خلبان و سایر خدمه ثبت می‌شود.
• ارتباطات رادیویی: تمامی مکالمات بین خلبان و برج مراقبت ثبت می‌شود.
• صداهای محیطی: صداهای محیط مثل آژیرها، اخطارها، صدای موتور و ... ثبت می‌شود.
• صدای انفجار یا سانحه: اگر حادثه‌ای رخ دهد تمامی صداهای مربوط به آن ثبت می‌شود.

اطلاعات اضافی

• وضعیت باله‌ها: موقعیت باله‌ها و فلپ‌ها در جعبه سیاه ضبط می‌شود.
• درجه حرارت: دمای موتورها و دمای داخل و خارج کابین اندازه‌گیری می‌شود.
• وضعیت تهویه هوا: وضعیت سیستم تهویه هواپیما ثبت می‌شود.
• ضد یخ: وضعیت سیستم ضد یخ روی بال‌ها موتورها ثبت می‌شود.

ظرفیت ذخیره‌سازی

• جعبه سیاه اطلاعات 25 ساعت FDR و 2 ساعت آخر CVR را ذخیره می‌کند.

چطور جعبه سیاه در شرایط سخت سالم می‌ماند؟

طراحی جعبه سیاه به صورتی است که در برابر ضربه، حرارت تا 1100 درجه سانتی‌گراد و فشار آب تا عمق 20000 فوت مقاومت می‌کند. ویژگی‌هایی که باعث می‌شود جعبه سیاه در شرایط سخت سالم بماند عبارتند از:

1. ساختار مقاوم و چند لایه
2. مقاومت در برابر حرارت و آتش
3. مقاومت در برابر فشار آب
4. مقاومت در برابر ضربه
5. سیستم موقعیت‌یابی زیر آب
6. عدم وجود قطعات متحرک
7. محل قرارگیری در هواپیما
8. تست‌های ایمنی شده

نکته دیگر این است که داده‌های ضبط شده باید در هر موقعیتی از یک گشت ساده روی باند فرود تا سقوط به درون اقیانوس موجود باشند. به همین دلیل است که دستگاه‌هایی که واحد حافظه مقاوم در برابر خرابی گفته می‌شوند، در مقابل هر نوع حادثه، آتش، دما و محیط زیر آب هم تاب می‌آورند. به علاوه همین هم باعث شده تا این دستگاه‌ها در بخش عقبی هواپیما تعبیه شوند که به نظر می‌رسد دیرتر از سایر قسمت‌های هواپیما دچار حادثه می‌شود.

 آیا جعبه سیاه همیشه قابل بازیابی است؟ در برخی از حوادث شدید مانند سقوط در آب‌های عمیق و یا آتش‌سوزی‌های شدید ممکن است جعبه سیاه دچار آسیب شود. با این حال که جعبه سیاه مقاوم ساخته شده است اما امکان از بین رفتن آن وجود دارد.

بعد از سقوط هواپیما، جعبه سیاه چگونه پیدا می‌شود؟

جعبه سیاه چگونه بعد از سقوط پیدا می‌شود؟ قطعا مکان‌یابی جعبه سیاه بعد از سقوط هواپیما یک فرایند پیچیده و زمان‌بری خواهد بود. این کار توسط تیم‌های جستجو و تحلیل داده‌های عینی و برج مراقبت صورت خواهد گرفت. این دستگاه کوچک نقش بسیار مهمی در بهبود ایمنی پروازها خواهد داشت و پیدا کردن آن، از حوادث مشابه جلوگیری خواهد کرد. برای پیدا کردن جعبه سیاه و بررسی سوانح هوایی مراحل زیر انجام می‌شود:

1. شناسایی محل سقوط

2. جستجوی فیزیکی

3. استفاده از فناوری‌های پیشرفته

مکان‌یابی جعبه سیاه در زیر آب و خشکی

جعبه سیاه به گونه‌ای طراحی شده است که در شرایط سخت مانند سقوط در آب و یا در خشکی آسیبی نبیند. در ادامه شما را با نحوه پیدا کردن جعبه سیاه در خشکی و آب آشنا می‌کنیم:

مکان‌یابی جعبه سیاه در زیر آب

دستگاه‌های اف‌دی‌آر هم به چراغ‌های مکانیکی مجهز هستند که قابلیت ارسال پالس‌های مافوق صوتی را داشته و از قابلیت تشخیص توسط تجهیزات مکانیکی صوتی نیز برخوردار است. به نحوی که وقتی آب با سنسورها تماس پیدا می‌کند، این چراغ فعال می‌شود. چراغ فوق پالس‌های 37.5 کیلوهرتزی از خود ساطع کرده و می‌تواند صدا را تا عمق 4.267 متری انتقال دهد. به محض اینکه چراغ جعبه سیاه شروع به صدا دادن کرد، برای 30 روز به ازای هر ثانیه یک بار به صدا در خواهد آمد.

مکان‌یابی جعبه سیاه در خشکی

رنگ نارنجی جعبه سیاه کمک می‌کند که در میان لاشه هواپیما قابل شناسایی باشد. همچنین در مواقع آتش‌سوزی و مکان‌های صعب‌العبور جعبه سیاه قابل تشخیص است. جعبه سیاه به گونه‌ای طراحی شده است که بسیار مقاوم بوده و در حین برخورد به زمین آسیبی نمی‌بیند بنابراین تیم جستجو در مناطق وسیع‌تری به دنبال آن می‌گردند.

تیم‌های جستجو در مناطق خشکی با استفاده از تجهیزات هوانوردی مانند هلیکوپتر، پهباد و سگ‌های جستجو به دنبال جعبه سیاه می‌گردند. استفاده از تجهیزات در مناطق صعب‌العبور و یا کوهستانی بسیار کارساز است.

 نحوه استخراج اطلاعات از جعبه سیاه

محققان پس از پیدا کردن جعبه سیاه برای بازیابی داده‌های پروازی، رکوردرها را به آزمایشگاه می‌برند. در این آزمایشگاه آنها داده‌ها را از رکوردرها دانلود کرده و تلاش می‎‌کنند تا اطلاعات سقوط و رخدادهای حادثه را بازسازی کنند. این پروسه می‌تواند هفته‌ها یا ماه‌ها زمان ببرد. اگر دستگاه اف‌دی‌آر آسیب ندیده باشد، محققان می‌توانند با وصل کردن آن به یک سیستم ریدر محتویاتش را پیاده کنند. محققان با رکوردرهای سالید استیت می‌توانند از طریق یو اس بی یا پورت‌های اترنت (Ethernet)، اطلاعات ذخیره شده را تنها در چند دقیقه استخراج کنند.

بسیار پیش می‌آید که رکوردرهای بیرون آمده از میان لاشه‌های هواپیما، آسیب دیده یا سوخته باشند. در چنین مواردی حافظه از جعبه خارج و تمیز شده و یک کابل رابط حافظه نصب می‌شود. حافظه سپس به یک رکوردر در حال کار کردن وصل می‌شود؛ رکوردری که نرم افزار خاصی برای بازیابی اطلاعات بدون احتمال بازنویسی آنها را دارد.

جعبه سیاه در آینده چگونه تغییر خواهد کرد؟

همان‌طور که گفتیم حافظه‌های سالید استیت روی جعبه‌های سیاه در حال حاضر قابلیت ضبط با کیفیت 2 ساعت صدا و دیگر داده‌های کابین خلبان را دارند. به طور مثال اگر حادثه‌ای اتفاق بیفتد و یک رکوردر استاندارد به زیر آب فرو رود، چراغ روی دستگاه برای مدت 30 روز از خود سیگنالی منتشر می‌کند. اما در سال‌های اخیر و با پیشرفت‌های تکنولوژیک این مدت زمان از 30 روز به 90 روز افزایش یافته است.

علاوه بر امکان شنیدن اتفاقات درون کابین خلبان در نمونه‌های قدیمی‌تر، در نمونه‌های جدیدتر امکان تماشای تمام رخدادها وجود دارد. سیستمی به نام جعبه سیاه ویدئویی که ایر AIR یا Airborne Image Recorder نام دارد، دقیقا همانی را که اتفاق افتاده نشان می‌دهد. جعبه سیاه علاوه بر ذخیره سازی صدای کابین، در هر ثانیه تصاویر اچ‌دی‌ را در چهار فریم ضبط می‌کند.

بدون شک پیشرفت‌ها در جعبه‎‌های سیاه هواپیما به همین جا ختم نخواهد شد. در آینده‌ای نه چندان دور ممکن است آنچه که ما به عنوان جعبه سیاه می‌شناسیم، دیگر وجود خارجی نداشته و منسوخ شود. تراژدی مفقود شدن پرواز MH370 خطوط هوایی مالزی که در سال 2014 در اقیانوس هند ناپدید شد، نیاز به فناوری "جعبه سیاه در ابر" را بیش از پیش برجسته کرد. اما پیش از آنکه ایرلاین‌ها بتوانند به طور کامل به صدای درون کابین خلبان گوش دهند، با مسائلی مانند حریم شخصی و نیز هزینه‌های گزاف این نوع فناوری مواجه هستند.

فناوری "جعبه سیاه ابری" چیست؟

فناوری جدید جعبه سیاه ابری چیست؟ فناوری جعبه سیاه ابری به سیستم‌هایی اشاره دارد که در محیط‌های ابری (Cloud) اجرا می‌شوند و عملکرد داخلی آن‌ها برای کاربران نهایی یا حتی توسعه‌دهندگان به‌طور کامل قابل مشاهده و درک نیست. این سیستم‌ها معمولاً از الگوریتم‌های پیچیده یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی عمیق استفاده می‌کنند که ورودی‌ها را پردازش کرده و خروجی‌هایی تولید می‌کنند، اما مراحل دقیق تصمیم‌گیری در آن‌ها مبهم است. این عدم شفافیت به دلیل پیچیدگی مدل‌ها و لایه‌های متعدد شبکه‌های عصبی است که حتی برای متخصصان نیز تفسیر آن‌ها دشوار است.

امکان ضبط ویدئو در کابین خلبان

قابل توجه است که جعبه سیاه معمولا ویدئو ضبط نمی‌کند. ضبط ویدئو در کابین هواپیما به دلایل امنیت هوانوردی و احترام به حریم خصوصی ممنوع است. با این حال در برخی مواقع نادر مانند پروازهای نمایشی یا آموزشی امکان ضبط ویدئو در کابین خلبان به دلیل امنیت پرواز وجود دارد.

جمع بندی

با توجه به مطالب گفته شده، جعبه سیاه نقش بسیار حیاتی در بررسی تحقیقات سوانح هوایی ایفا می‌کند. کارشناسان می‌توانند با تحلیل داده‌های ثبت شده در آن علل وقوع سانحه را شناسایی کرده و اقدامات لازم را برای جلوگیری از سوانح هوایی انجام دهند. این دستگاه یک منبع اطلاعاتی ارزشمند است که برای بهبود طراحی و عملکرد هواپیماها مورد استفاده قرار می‌گیرد. جعبه سیاه نمادی از ایمنی و شفافیت در صنعت هواپیمایی است که به مسافران اطمینان می‌دهد پرواز ایمنی را تجربه کنند. این اعتماد نقش بسیار مهمی در تصمیم‌گیری مسافران برای خرید بلیط هواپیما دارد.

سوالات متداول درباره جعبه سیاه هواپیما