در حال خواندن
جعبه سیاه هواپیما
0

جعبه سیاه هواپیما

توسط پوریا دیانتی۳۱ فروردین, ۱۳۹۶

سازمان های بین المللی هوانوردی تصمیم به نصب دستگاه هایی گرفتند تا اطلاعات پروازی قسمت های مختلف هواپیما در آن ضبط و نگهداری گردد تا در صورت نیاز از اطلاعات آن جهت بررسی و یافتن علتسوانح استفاده شده و سپس با انجام اقدامات اصلاحی از سوانح بعدی جلوگیری به عمل آید.

سازمان های هوایی بین المللی با اعمال استانداردهای اجباری جهت از سامانه های جدید ایمنی، ناوبری ماهواره ای، سامانه جلوگیری برخورد هواپیما با هواپیما و هواپیما با زمین و ده ها سامانه دیگر سوانح را به حداقل رسانیده اند.در جعبه سیاه هواپیما ابزاری وجود دارد که در طول پرواز جهت ذخیره پارامترهای خاصی به کار می‌رود.
بر عکس نام معروف آن (جعبه سیاه) رنگ آن نارنجی بوده و با داشتن نوارهای شب نمای سفید یافتن آن در روز و شب و در هنگام سقوط هواپیما در آب بسیار مؤثر است.
دستگاه ثبت اطلاعات فنی پرواز(FDR) (Flight Data Recorder) و دستگاه ثبت صداهای کابین و هواپیما (CVR) (Cockpit voice recorder) که در مجموع جعبه سیاه نامیده می‌شود، انجام می‌گیرد. جزئیات پرواز را در طول پرواز ضبط می‌کنند

 

جعبه سیاه پارامترهای پروازی را ضبط می‌کند. حساسه‌های 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:

  • زمان
  • شتاب عمودی پرواز
  • موقعیت دسته کنترل پرواز
  • موقعیت پدال کنترل رادار
  • موقعیت فرمان هواپیما
  • جریان سوخت
  • سرعت
  • ارتفاع فشاری 
  • جهت مغناطیسی
  • شتاب طبیعی

و در برخی هواپیماها این موارد از اطلاعات هم ضبط میشود:

  • ارتفاع پرواز
  • شماره پرواز
  • تعداد و شرح مکالمات هواپیما با برج مراقبت
  • فرودگاههای مبداء تا مقصد
  • حرارت هوا محدوده توربین ها
  • حرارت هوای اگزوز توربین ها
  • لرزش توربین ها
  • چگونگی تهویه هوای سالن هواپیما
  • ضد یخ روی لبه حمله بال ها و اطراف دهانه توربین ها
  • وضعیت قرمز توربینی
  • موقعیت هواپیما در لحظات پرواز مثلاً خوابیدن روی بال چپ یا راست
  • تغییرات فشاری در سطح آئرودینامیکی
  • جریان هوای پسا (مقاوم و پس زننده ) و برا (پیش برنده ) و زاویه حمله
  • فشارهوا در درون و بیرون هواپیما و غیره ..

.  سیستم‌های کنونی به منظور بررسی تمامی جهات عملکردی هواپیما تا صدها پارامتر را ضبط می‌کنند.

جعبه‌های سیاه معمولاً اطلاعات ۲۵ ساعت آخر پرواز را ضبط می‌کنند. جعبه‌های سیاه قدیمی‌تر از نوارهای مغناطیسی که همانند نوار ضبط صوت عمل می‌کنند، با استفاده از هد الکترومغناطیسی به ثبت اطلاعات می‌پردازند. از سال۱۹۹۰، سازندگان سیستم جعبه سیاه به سمت استفاده از تکنولوژی‌هایی پیش رفته‌اند که در آن قطعه متحرک وجود نداشته باشد، و جعبه‌های سیاه مدرن بجای نوارهای مغناطیسی بکار رفته در نوع متوسط آن از تراشه ها حافظه الکترونیکی استفاده می‌کنند.

این سامانه در کابین خلبان دارای یک پنل کنترل است که می توان تاریخ و شماره پرواز را روی آن وارد نمود تا معلوم شود اطلاعات ضبط شده مربوط به کدام پرواز می باشد. چراغی نیز در این پنل قرار داده شده تا در صورت بروز خرابی در F.D.R روشن گردد و خلبان را مطلع سازد.

با پیشرفت علوم و ساخته  شدن هواپیماهای مدرن، نصب سامانه D.F.D.R که نوع دیجیتالی آن است، اجباری گردید که در این نوع تعداد زیادی حسگر (سنسور) در قسمت های مختلف هواپیما نصب و اطلاعات موقعیت فرامین، روشن / خاموش بودن برخی سامانه ها، پارامترهای موتور و … باشد به دستگاه واسطه ای بنام (F.D.A.U) (Flight Data Acquisition Unit) داده می شود.


وظیفه F.D.A.U تبدیل فرمت این اطلاعات به فرمت دیجیتال و سپس قرار دادن آنها بصورت سریال و ارسال آنها توسط یک خط انتقال با فرمتARINC (Arero Nautical Radio Inc) به D.F.D.R جهت ضبط می باشد.ARINC  روش تبدیل اطلاعات به فرمت خاص که انواع مختلفی دارد و تقریبا تمامی سامانه ها با این فرمت با هم در ارتباط هستند.

اطلاعت ضبط شده در D.F.D.R بسیار وسیع بوده و قابل بازخوانی و تفسیر توسط دستگاه های موجود در سازمان های ذیربط میباشد.

D.F.D.R در قسمت عقب( دم )هوا پیما که معمولا در سوانح صدمه کمتری می بیند نصب  میگردد که قسمتی از آن حافظه دستگاه  است که  ضد حریق و ضد ضربه می باشد و قادر است اطلاعات ۲۵ ساعت آخر پرواز را در خود نگه دارد، اطلاعات جدید روی اطلاعات قبلی ضبط می گردد

در این نوع در برخی هواپیماها داخل کابین خلبان یک پنل موجود است که می توان ضمن وارد کردن شماره پرواز و تاریخ از خرابی D.F.D.R یا F.D.A.U با روشن شدن چراغ زرد مخصوص هریک آگاه شد.

در هواپیماهای مدرن پنل فوق وجود نداشته و اطلاعات ورودی بصورت خودکار از طریق سامانه های دیگر اویونیکی مانند F.M.S وارد می شود و در صورت خرابی سامانه نیز بجای چراغ از پیغام های نوشتاری در نشان دهنده های مرکزی جهت اطلاع به خلبان استفاده می شود.

(FMS( flight management system

F.D.R  طوری طراحی می گردد تا با روشن شدن بصورت خودکار بکار بیفتد، در برخی موارد از روی پنل قبل از روشن شدن موتور نیز می توان آنرا فعال نمود.

جهت تست صحت اطلاعات ارسالی از حساسه ها با اتصال یک Tester به F.D.A.U و اندازه گیری مقادیر می توان اقدام نمود.

جهت بازخوانی اطلاعات ضبط شده، F.D.R از هواپیما باز و به مراکزی که به همین منظور بوجود آمده ارسال می گردد که سخت افزار بازخوانی و نرم افزار بررسی اطلاعات و تفسیر در آنجا موجود می باشد.

فرستنده کوچکی بنام( U.L.B (Under Water Locator Beacon بر روی دستگاه نصب شده که در صورت افتادن در آب با نیروی باطری داخلی خود شروع به ارسال سیگنال در فرکانس ۳۷.۵  می نماید که ۲ مایل برد دارد و امکان یافتن دستگاه را در زیر آب میسر می سازد. تست این فرستنده ساده بوده و با اتصال انتهای آن به بدنه یا خیس کردن آن فعال می گردد . البته سیگنال های آن قابل دریافت با Tester مخصوص می باشد.

(U.L.B (Under Water Locator Beacon

 Quick Access Recorder : در برخی هواپیماها اطلاعات موتور و قسمتی از اطلاعات دیگر از F.D.A.U جهت ضبط به این دستگاه داده می شود که شرکت صاحب هواپیما می تواند نوار مخصوص آنر را در فواصل مشخص توسط یک دستگاه  مخصوص در خود شرکت بازخوانی نماید که این امر کمک شایانی در بررسی وضعیت موتور و انجام پیش بینی های لازم جهت تعیین بهترین زمان تعمیرات موتور قبل از بروز مشکل جدی می نماید. این کار علاوه بر کاهش خطرات از کار رفتن موتور به هنگام پرواز در کاهش هزینه تعمییر موتور نیز بسیار موثر است. با این سامانه نه تنها موتور بلکه وضعیت هواپیما و برخی سامانه های دیگر نیز می تواند مورد بررسی قرار گیرد

رمزگشایی اطلاعات

پس از یافتن جعبه سیاه و انتقال آن به آزمایشگاه اطلاعات از روی ضبط کننده‌ها پیاده شده و تلاش برای بازسازی سانحه آغاز می‌شود. این فرایند 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 ضبط کننده‌ها به سیستم‌های بازخوانی و نرم‌افزارهای لازم برای انجام این امر مجهز می‌نمایند.

در صورت بیرون کشیدن جعبه سیاه از آب، متخصصان ابتدا جعبه سیاه را در اب مقطر غوطه‌ور می‌کنند تا سرعت خوردگی آن را کمتر کنند و سپس آنرا به صورت کامل خشک می‌کنند. برای این کار جعبه سیاه را سه روز در محفظه‌های خشک کن قرار می‌دهند. در این محفظه تمام آب جعبه سیاه کشیده می‌شود تا رطوبت باعث از دست رفتن اطلاعات نشود. متخصصان وقتی مطمئن شدند احتمال از دست رفتن اطلاعات منتفی شده شروع به گوش دادن و بررسی اطلاعات ضبط شده می‌کنند. متخصصان بهصداهای پسزمینه نیز با دقت گوش می‌کنند که زیرا می‌تواند اطلاعاتی مثلاً درباره کارکرد موتورها فراهم کند. وقتی اطلاعات آماده شد، متخصصان با ترکیب صداهای ضبط شده و اطلاعات فنی دقیق، سعی می‌کنند تصویری از آنچه ممکن است اتفاق افتاده باشد ترسیم کنند.

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 ضبط کننده‌ها 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.

میزان مقاومت جعبه سیاه

در بسیاری از سوانح هوایی، معمولاً 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)  ( Crash-Survivable Memory Units)، 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 چندتن مقاوم است. در نمونه‌های قدیمی نوارهای مغناطیسی این بخش درون یک جعبه مستطیل شکل قرار می‌گرفت.

روکش جعبه سیاه چهار لایه است :

  • لایه خارجی
  • لایه میانی
  • لایه داخلی
  • لایه عایق

لایه خارجی و داخلی فلزی هستند و با آلیاژ مخصوص تست شده ساخته شده اند لایه میانی – مابین لایه داخلی و خارجی – از یک قشر نمدی مانند خیس می باشد قشر خارجی سوراخ های بسیار ریزی دارد لیکن در حالت عادی این سوراخ ها بوسیله نوعی لاک مسدود هستند حال اگر هواپیما بعد از آنکه سقوط کرد طعمه حریق شود و حرارت ناشی از حریق به مرز ۱۱۰۰ درجه نزدیک شود لاک بر اثر حرارت آب شده و در نتیجه راه سوراخ ها نیز به خودی خود باز می شود به مجرد بازشدن سوراخها آبی که نمد جذب کرده و تحت فشار بالا قرار دارد بحالت بخار آب درآمده و از سوراخ های لایه خارجی خارج شده و به صورت یک ابر حفاظ روی جعبه را می پوشاند . جعبه سیاه بوسیله عایق از جنس تفلون نیز محافظت می شود در داخل جعبه یک باطری اضطراری نصب شده و باطری مورد بحث نیز حفاظت شده است.

قسمتهای خارجی جعبه سیاه

قشاء آلومینیومی: لایه نازکی از آلومینیوم است که اطراف کارتهای حافظه را فرا گرفته است.

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.

جعبه‌های 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.

مشخصات فنی سامانه ضبط کننده صداهای داخل کابین هواپیما CVR

حداکثر زمان صداهای داخل کابین:۳۰ دقیقه به طور مداوم در صورت مجهز بودن به سامانه دیجیتالی تا دو ساعت.تعداد کانلها:۴ کانال .۲۵ ساعت به طور مداوم مقاومت در برابر آتش:تا ۱۱۰۰ درجه سانتگیراد به مدت ۳۰ دقیقه مقاومت در برابر آب:تا ۲۰۰۰۰ پا حداکثر زمان فعال بودن ULB سی روز به طور مداوم و مجهز به باطری با عمر مفید شش سال .

جعبه سیاه شامل FDR) و (CVR هر دو سیستمهای ارزشمندی برای هواپیما محسوب می‌شوند و از آنجائیکه معمولاً تنها بخش سالم باقی‌مانده از هواپیما هستند مهمترین کلید در فهم چگونگی بروز سانحه می‌باشند.

گردآورنده: مهندس محمد سیدصالحی

واکنش شما چیست؟
I like it
77%
interested
3%
Hate it
3%
What
0%
درباره نویسنده
پوریا دیانتی

مهندس تعمیر هواپیما (b1.1)

پاسخ بدهید