ماذا يخبرنا "الصندوق الأسود" عن حوادث الطائرات؟
يعد "الصندوق الأسود" من أهم الأدلة الجنائية التي تساعد المحققين على إعادة بناء الأحداث التي أدت إلى تحطم الطائرة.
وتتطلب إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) أن تكون الطائرات التجارية الكبيرة وبعض الطائرات التجارية الصغيرة والطائرات الخاصة مزودة بجهازين يعرف كل منهما بـ "الصندوق الأسود" لتسجيل المعلومات الخاصة بالرحلة.
الأول يعرف بـ CVR، وهو جهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة، والذي يسجل الإرساليات اللاسلكية والأصوات في قمرة القيادة، مثل أصوات الطيارين وضوضاء المحرك.
الثاني يعرف بـ FDR، وهو جهاز تسجيل بيانات الرحلة، والذي يراقب معلومات أخرى مثل الارتفاع، سرعة الهواء، واتجاه الطيران.
استعادت السلطات الأميركية الفيدرالية الصناديق السوداء من حطام طائرة الركاب والمروحية العسكرية في نهر بوتوماك في العاصمة واشنطن، وأسفر الحادث عن مقتل 67 شخصًا في أسوأ كارثة طيران في الولايات المتحدة منذ عام 2001.
كان جهاز تسجيل بيانات الرحلة الذي تم استرجاعه في حالة جيدة، ومن المتوقع أن يتم تحميل معلوماته قريبًا، بينما دخل الماء إلى جهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة، مما سيجعل عملية تحميل البيانات أكثر صعوبة.
فما هو الصندوق الأسود؟
يثبت الجهازان في الجزء الخلفي من الطائرة، بسبب متانة هيكل الطائرة وتصميمه المقاوم للحوادث، وفقًا لموقع المجلس الوطني لسلامة النقل NTSB.
يزود كل جهاز بمنارة تحديد تحت الماء ULB (جهاز التحديد الطارئ) تُفعّل عند غمرهما في الماء ويمكن أن ترسل إشارات من أعماق تصل إلى 4267 مترًا. وترسل هذه المنارات إشارة صوتية بتردد 37.5 كيلوهرتز يمكن اكتشافها باستخدام جهاز استقبال خاص.
ورغم أن البطارية التي تغذي المنارة ممكن أن تنفد بعد حوالي شهر واحد، إلا أنه لا يوجد تاريخ انتهاء محدد للبيانات نفسها.
تستخدم الأجهزة القديمة التقنية التناظرية وتخزين البيانات على شريط مغناطيسي، بينما تستخدم الوحدات الأحدث التكنولوجيا الرقمية وشرائح الذاكرة.
على سبيل المثال، تم العثور على صناديق سوداء لطائرة إير فرانس التي تحطمت في المحيط الأطلسي عام 2009 بعد عامين من الحادث من عمق يزيد عن 3000 متر، وتمكن الفنيون من استرجاع معظم المعلومات.
بعد وقوع أي حادث، يتم إزالة كلا الجهازين فورًا من موقع الحادث ونقلهما إلى مقر NTSB في العاصمة واشنطن لمعالجتهما.
وباستخدام أجهزة كمبيوتر ومعدات صوتية متطورة، يتم فحص الإلكترونيات والذاكرة، وإجراء الإصلاحات اللازمة، وفحص الشرائح تحت المجهر بغية استخراج المعلومات المخزنة وترجمتها إلى صيغة مفهومة.
إذا تم غمر الصندوق الأسود في مياه البحر، يعمل الفنيون على غمر الجهاز في المياه العذبة لغسل الملح المسبب للتآكل. وإذا تسرب الماء إلى الداخل، يجب تجفيف الجهاز بعناية لساعات أو حتى أيام لتجنب تلف شرائح الذاكرة.
ويستخدم المحقق المسؤول هذه المعلومات كأداة من بين العديد من الأدوات لمساعدة مجلس السلامة في تحديد السبب المحتمل للحادث.
ما الذي يفعله جهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة؟
يسجل هذا الجهاز أصوات أفراد الطاقم، بالإضافة إلى أصوات أخرى داخل قمرة القيادة.
يتم وضع "ميكروفون منطقة قمرة القيادة" للجهاز عادةً في اللوحة العلوية بين الطيارين. تشمل الأصوات التي تهم المحققين ضوضاء المحرك، تحذيرات التوقف، تمدد وانسحاب عجلات الهبوط، وأصوات النقر الأخرى.
من خلال هذه الأصوات، يمكن تحديد معلومات مهمة مثل سرعة دوران المحرك، فشل الأنظمة، السرعة، وقت حدوث بعض الأحداث. كما يتم تسجيل الاتصالات مع برج المراقبة، والإحاطات التلقائية بشأن الطقس عبر الراديو، والمحادثات بين الطيارين وطاقم الأرض أو الطاقم في المقصورة.
عادةً ما يتم تشكيل لجنة تتكون من أعضاء من المجلس الوطني لسلامة النقل (NTSB)، وإدارة الطيران الفيدرالية (FAA)، ومشغل الطائرة، ومصنع الطائرة، ومصنع المحركات، ونقابة الطيارين للاستماع إلى التسجيل.
تقوم هذه اللجنة بإنشاء نسخة مكتوبة من تسجيل الصوت في قمرة القيادة ليتم استخدامها خلال التحقيق.
تُستخدم تسجيلات مراقبة الحركة الجوية التابعة لإدارة الطيران الفيدرالية مع الرموز الزمنية المرتبطة بها للمساعدة في تحديد الوقت المحلي لحدث أو أكثر أثناء تسلسل الحادث.
يتم تطبيق هذه الأوقات على النص المكتوب، مما يوفر وقتًا محليًا لكل حدث في النص.
يمكن الحصول على توقيت دقيق للأحداث الحرجة باستخدام برامج تحليل الطيف الصوتي.
يتم التعامل مع تسجيلات CVR بشكل مختلف عن باقي المعلومات التي يتم الحصول عليها في التحقيق في الحادث.
نظرًا للطبيعة الحساسة للغاية للتواصل اللفظي داخل قمرة القيادة، فقد يطلب الكونغرس من مجلس السلامة عدم نشر أي جزء من التسجيل بسبب هذه الحساسية.
يمكن نشر النص المكتوب، الذي يحتوي على جميع الأجزاء المهمة من التسجيل، للجمهور خلال جلسة الاستماع العامة لمجلس السلامة.
ما الذي يفعله جهاز تسجيل بيانات الرحلة؟
يسجل جهاز تسجيل بيانات الرحلة (FDR) العديد من الظروف التشغيلية المختلفة للرحلة. فوفقًا للوائح، يجب على الطائرات الجديدة أن تراقب على الأقل 88 معلومة هامة مثل الوقت، الارتفاع، سرعة الهواء، الاتجاه، وزاوية الطائرة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض أجهزة FDR تسجيل أكثر من 1000 خاصية أخرى للطيران التي يمكن أن تساعد في التحقيق، مثل وضع الأجنحة إلى وضعية الطيار الآلي أو حتى أجهزة إنذار الدخان.
بمساعدة البيانات المستخرجة من جهاز FDR، يمكن لمجلس السلامة انتاج فيديو باستخدام الكمبيوتر حول مسار وظروف الرحلة. يمكن للمحقق بعدها تصور وضع الطائرة، قراءات الأدوات، إعدادات الطاقة وخصائص أخرى للرحلة.
تتيح هذه الرسوم المتحركة لفريق التحقيق تصور اللحظات الأخيرة من الرحلة قبل الحادث.
لقد أثبت كل من جهاز تسجيل بيانات الرحلة وجهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة أنهما أدوات قيمة في عملية التحقيق في الحوادث، إذ يمكنهما توفير معلومات قد يكون من الصعب أو المستحيل الحصول عليها بوسائل أخرى.
وعند استخدامهما جنبًا إلى جنب مع المعلومات الأخرى المستخلصة من التحقيق، يلعبان دورًا متزايد الأهمية في تحديد السبب المحتمل للحادث.
من أخترع هذه الأجهزة ؟
من أيام الفيلم الفوتوغرافي الأولى إلى عصر الذاكرة الصلبة المتطورة، شهدت تكنولوجيا مسجلات الرحلات تطورًا ملحوظًا.
وقد أسفر هذا التقدم عن زيادة كبيرة في الموثوقية وسلامة البيانات، فضلاً عن تحسين إمكانيات الوصول والتحليل، مما يضمن أن كل جزء من المعلومات المسجلة يمكن فحصه بدقة للحصول على رؤى مفيدة.
ومنح الفضل في اختراع الجهاز لشخصين على الأقل.
وفقًا لموقع شركة إيرباص الأوروبية لصناعة الطائرات، تعود أصول مسجلات الرحلات إلى ثلاثينيات القرن الماضي، عندما بدأ المهندس الفرنسي فرانسوا هوسينو العمل على جهاز تسجيل بيانات مزود بأجهزة استشعار تقوم بإسقاط حوالي عشرة معلومات على فيلم فوتوغرافي.
كان هذا الفيلم يعمل باستمرار داخل صندوق محكم ضد الضوء، ومن هنا جاء اسم "الصندوق الأسود"، الذي ظل يستخدم على مر السنين، رغم أن الجهاز برتقالي اللون وليس أسود. في الواقع، كان اللون البرتقالي هو اللون المعتمد من البداية لأنه يسهل التعرف على علبة الجهاز المعدنية.
وفي خمسينيات القرن الماضي، قدم العالِم الأسترالي ديفيد وارن فكرة جهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة.
كان وارن قد بدأ التحقيق في تحطم أول طائرة تجارية نفاثة في العالم، عام 1953، واعتقد أنه سيكون من المفيد للمحققين في حوادث الطائرات الحصول على تسجيل للأصوات في قمرة القيادة.
قام وارن بتصميم وبناء نموذج أولي عام 1956، ولكن استغرق الأمر عدة سنوات قبل أن يدرك المسؤولون مدى قيمة هذا الجهاز ويبدأوا في تثبيته على الطائرات التجارية في جميع أنحاء العالم.
وكان والد وارن قد لقي حتفه في حادث تحطم طائرة في أستراليا عام 1934.
منذ تلك الأيام الرائدة، خضعت تكنولوجيا مسجلات الرحلات لتطوير مستمر، مع تضمين كل إصدار جديد للدروس المستفادة من الحوادث السابقة.
وبعد عدة تطورات تكنولوجية مثل الأشرطة المغناطيسية، تستخدم مسجلات اليوم شرائح ذاكرة ثابتة، مما يلغي الأجزاء المتحركة وبالتالي يقلل من خطر التلف في حالة الحادث.
لماذا يسمى "الصندوق الأسود"؟
عادةً يكون لون الجهازين برتقاليًا، وليس أسودا، لتسهيل العثور عليهما في الحطام، وأحيانًا في أعماق المحيطات.
بعض الأشخاص اقترحوا أن الاسم يعود إلى جهاز هوسينو لأنه كان يستخدم تقنية الكاميرا الفوتوغرافية من خلال "فيلم يعمل داخل صندوق محكم الإغلاق ضد الضوء" ومن هنا جاء اسم 'الصندوق الأسود'"، وفقًا لما ذكرته إيرباص، التي أشارت إلى أن اللون البرتقالي كان هو اللون المعتمد من البداية لجعل الجهاز سهل العثور عليه.
تشمل النظريات الأخرى أن الصناديق تصبح سوداء عندما تحترق في الحوادث، كما كتبت مجلة سميثسونيان .
تقول المجلة، إنه كما هو معروف الآن، جميع هذه الأجهزة يتم طلاءها باللون البرتقالي الزاهي للمساعدة في تحسين الرؤية.
وبحسب المجلة، تنتشر العديد من النظريات حول أصل مصطلح "الصندوق الأسود"، بما في ذلك الشائعات التي تقول إن محتوياته الغامضة لا يمكن الوصول إليها بأمان إلا في غرفة مظلمة أو أن الجهاز يتحول إلى اللون الأسود عندما يتعرض للاحتراق.
الحقيقة الأكثر إثارة، تضيف المجلة، في مجال الدوائر الإلكترونية بعد الحرب العالمية الثانية، أصبح "الصندوق الأسود" هو المصطلح الشائع لجهاز إلكتروني مستقل تكون مدخلاته ومخرجاته أكثر تحديدًا من عملياته الداخلية.
ولكن، منذ منتصف الستينيات، استخدمت وسائل الإعلام هذا المصطلح في مجال الإلكترونيات الجوية تقريبًا بشكل حصري لوصف مسجلات الرحلات، دون شك بسبب الإحساس بالغموض الذي يثيره في أعقاب كارثة جوية.
ماذا عن الطائرات العمودية؟
تُزود الطائرات العمودية أيضًا بجهاز تسجيل مدمج واحد. هذه الوحدة قادرة على تسجيل جميع البيانات اللازمة لوصف الرحلة (مثل الوقت، الاتجاه، الارتفاع، القوة، درجة الحرارة، سرعة الدوار، درجة الحرارة الخارجية، إلخ)
في الطائرات العمودية الثقيلة ، يمكن لهذه الأجهزة تحمل درجة حرارة تصل إلى 1100 درجة مئوية لمدة ساعة (تمامًا كما في الطائرات، أما في الطائرات العمودية الخفيفة، فيجب أن تتحمل هذه الدرجة من الحرارة لمدة 15 دقيقة.
هل حان الوقت لاستبدال هذه الأجهزة
أثارت حوادث الطائرات المتكررة الجدل حول فائدة مسجلات الرحلات التي تكون مرتبطة ماديًا بالطائرة، في وقت يمكن فيه تحديد موقع هاتف مفقود من نصف الكرة الأرضية الآخر.
طرحت مجلة سميثسونيان سؤالا هو هل حان الوقت لتقاعد الصندوق الأسود، الأداة التي كانت قيد الاستخدام منذ خمسينيات القرن الماضي، واستبدالها بشيء آخر؟ وتقول إن فكرة مسجلات الرحلات التي لا يمكن الوصول إلى بياناتها عن بُعد (ويجب تنزيلها من الصندوق نفسه) أصبحت قديمة.
وطرحت بدائل أخرى مثل أجهزة الاستقبال التي تعمل عبر الأقمار الاصطناعية بجمع البيانات المرسلة من جهاز الإرسال للطائرة لتتبع الموقع والسرعة والارتفاع بفواصل زمنية أقل من ثماني ثوانٍ.
تدفق البيانات
لتجنب خطر عدم العثور على الصناديق السوداء للطائرات التي تقع في أعماق البحار وفقدان البيانات التي تحتوي عليها، تستكشف شركات صناعة الطائرات مثل إيرباص وبقية الجهات المعنية في سلامة الطيران حلولًا أخرى، إحدى هذه الحلول هي تدفق البيانات عبر البث الفضائي المستمر والذي يسهل الحصول على بيانات الرحلة بسرعة.
يتم دراسة هذه الحلول من قبل المنظمة الدولية للطيران المدني (ICAO)مع أخذ مختلف الجوانب في الاعتبار مثل حجم عرض النطاق الترددي للأقمار الصناعية، والسرية وأمن البيانات.
مسجل الرحلة القابل للإطلاق التلقائي
مسجلات الرحلات القابلة للإطلاق التلقائي هي خيار آخر تقول شركة إيرباص بتطويره. الفكرة هي تركيب وحدة في منطقة الذيل للطائرة تجمع بين جهاز تسجيل بيانات الرحلة، وجهاز تسجيل الصوت في قمرة القيادة، وجهاز إرسال موقع الطوارئ المتكامل (ELT).
صُمم جهاز التسجيل المحمي من الصدمات لمقاومة الاصطدام والعوم على الماء، مع إرسال موقعه والسماح لخدمات البحث والإنقاذ بسرعة أكبر لإنقاذ أي ناجين والعثور على الحطام.
قدمت إيرباص جهاز ELT من الجيل الجديد مزودًا بقدرات التتبع الذاتي لحالات الطوارئ على طائراتها التجارية، حيث تم تصميم هذه الميزة الجديدة لضمان عدم ضياع الطائرة في حالة الطوارئ.
مسجلات الصوت والبيانات المدمجة
لتلبية متطلبات المنظمة الدولية للطيران المدني (ICAO) بزيادة وقت تسجيل الصوت من 2 إلى 25 ساعة، تقدم بعض الطائرات الحديثة جهازين جديدين يجمعان بين وظائف تسجيل بيانات الرحلة وتسجيل الصوت في قمرة القيادة في جهاز واحد قادر على تخزين الاتصالات الصوتية والنصية وبيانات الرحلة.
في ممر في الطابق الخامس من مقر المجلس الوطني لسلامة النقل في واشنطن العاصمة، هناك متحف صغير لمسجلات بيانات الرحلة ومسجلات الصوت في قمرة القيادة التي تعود إلى حقبة الرئيس آيزنهاور.
بعض هذه المعدات مشوهة، تظهر عليها آثار الحوادث المروعة، بينما تبدو أخرى جديدة تمامًا.
هناك مسجل للرحلات من خمسينيات القرن الماضي، كان يستخدم قلمًا لرسم ظروف الرحلة الأساسية على شريط من الألومنيوم يمكن استخدامه مرة واحدة فقط.
واضطر المحققون انذاك لاستخدام ميكروسكوب لفك شيفرة التعرجات والخطوط الصغيرة التي كانت تشبه قراءة تخطيط القلب.
كانت مسجلات البيانات والرحلات من الستينيات تستخدم الأشرطة المغناطيسية لتخزين معلومات الرحلة، وهو إنجاز تقني كان لا يزال مستخدمًا حتى أوائل التسعينيات، عندما أصبحت مسجلات الحالة الصلبة هي المعيار.
نظرًا لأن الطائرات التي يتم الحفاظ عليها بشكل جيد يمكنها الطيران لعقود من الزمن، لا تزال العديد من الطائرات حول العالم، سيما تلك الموجودة في البلدان الفقيرة، مزودة ببعض الأجهزة القديمة.
حوالي 25 إلى 30 بالمائة من الصناديق السوداء التي يستقبلها الـ NTSB تأتي من دول أجنبية لا توجد فيها وكالة مشابهة.
وتتلقى الوكالة الأميركية في المتوسط حوالي 550 إلى 600 جهازا سنويًا، ويشمل هذا الرقم مسجلات البيانات ومسجلات قمرة القيادة بالإضافة إلى أجهزة GPS، وهواتف آيفون، وأجهزة لوحية، مما يعكس الشعبية المتزايدة لتطبيقات الطيران مثل ForeFlight Mobile و Garmin Pilot، والتي تحتوي على سجلات رقمية وتوفر أدوات لتخطيط الرحلات والملاحة.
انتشار تسجيل الطيارين الخاصين لرحلاتهم الخاصة قد وفر للمحققين أدوات جديدة في فك شيفرة أسباب حوادث الطيران العام، ولكنه أضاف أيضًا تحديات جديدة. وخصصت الوكالة قسما كاملا لاستخراج البيانات من هذه الأجهزة، التي، على عكس الصناديق السوداء، ليست مصممة للبقاء في الحوادث.
توصي الوكالة الأميركية NTSB منذ عام 2000 بتثبيت مسجلات الفيديو في قمرة القيادة، لكن إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) رفضت مرارًا.
وتقول مجلة سميثسونيان إنه في عام 2016، خلصت FAA إلى أنه "لم نرَ أي أدلة جديدة مثيرة تطلب تثبيت مسجلات الصور في قمرة القيادة".