جعبه سیاه یا سیستم ضبط پروازها تجهیزاتی الکترونیک است که تمامی اطلاعات موجود در یک پرواز را درون خود ثبت می‌کند تا درصورت وقوع حادثه‌ای ناگوار بتوان از این اطلاعات برای تعیین سرنوشت پرواز استفاده کرد.

هواپیماها معمولا از دو نوع جعبه سیاه برخوردارند.

نوع اول سیستم ضبط اطلاعات پرواز (FDR) است که اطلاعات مربوط به دستورالعمل‌های ارسالی برای سیستم الکترونیک هواپیما را ضبط می‌کند.
نوع دوم سیستم ضبطی (CVR) در اتاقک خلبانی است که مکالمات خلبان، ارتباطات بی‌سیمی و دیگر انواع صداهای موجود در اتاقک خلبانی را ثبت می‌کند. گاه این دو نوع سیستم بخشی از یک جعبه هستند.

جعبه سیاه چیست؟

جعبه‌های سیاه که رنگ اصلی آنها نارنجی روشن است، به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند در سخت‌ترین شرایط و بالاترین درجه حرارتی دوام بیاورند و جایگاه آنها معمولا در دم هواپیما است، زیرا دم هواپیما کمتر در معرض خطر برخورد با موانع قرار دارد. این تجهیزات که قیمتی از 10 هزار تا 15 هزار دلار دارند جزئیات زیادی را از لحظه وقوع حادثه سقوط آشکار خواهند کرد.

جعبه‌های سیاه می‌توانند درباره هواپیماهای ناپدید‌شده‌ ـ مانند پرواز 370 مالزی که در تاریخ هشتم مارچ به همراه 239 مسافر ناپدید شد ـ اطلاعات ارزشمندی فراهم کند. جعبه‌های سیاه می‌توانند به مدت 30 روز و پیش از آنکه باتری‌های آنها خالی از شارژ شود، سیگنال‌های راهنمای موقعیت‌یابی را از زیر آب و از عمق چند هزار متری از خود منتشر کنند.

استفاده از این تجهیزات تا پس از جنگ جهانی دوم آغاز نشد و از آن زمان به‌ بعد بخش ضبط کننده جعبه‌های سیاه تکامل یافتند تا بتوانند اطلاعات بیشتری از پرواز را درخود بگنجانند.جعبه‌های سیاه قدیمی‌تر از نوارهای مغناطیسی برخوردار بودند،‌تکنولوژی که در دهه 1960 ابداع شد اما پس از آن و در دهه 1990 تخته‌حافظه‌های جامد درون جعبه‌های سیاه گنجانده شدند.

این حافظه‌ها نسبت به نوارهای مغناطیسی مطمئن‌تر بوده و به دلیل نداشتن قطعات متحرک احتمال از کار افتادن یا آسیب دیدن آنها در هنگام سقوط کاهش خواهد یافت. اطلاعات هردو بخش CVR و FDR روی این تخته حافظه که در درون جایگاهی دیگر به نام CSMU یا واحد محافظت از حافظه در برابر سقوط، ثبت می‌شوند. گنجایش این قطعه برای ثبت دو ساعت اطلاعات صوتی و 25 ساعت اطلاعات دیجیتال کافی است.

هواپیماها به حسگرهایی مجهزند که اطلاعاتی مانند شتاب، سرعت وزش باد، ارتفاع، وضعیت باله‌ها، درجه حرارت خارج از کابین، عملکرد موتور، درجه حرارت درون کابین و فشار داخلی را ثبت می‌کنند. این اطلاعات نیز در جعبه‌های سیاه جمع‌آوری می‌شوند.

برای مثال در یک بوئینگ 787 این تجهیزات می‌توانند 146 هزار پارامتر را درخود ذخیره کنند و در نتیجه در هر پرواز چندین ترابایت اطلاعات جمع‌آوری می‌شود. این حجم بزرگ اطلاعات تیغی دولبه است، برای کنترل هواپیما بسیار کاربردی است اما می‌تواند دچار گیجی مهندسان و خدمه پرواز شود، از این رو این اطلاعات به نرم‌افزار مدیریت پیچیده‌ای نیاز دارند.

جعبه سیاه CVR متشکل از چندین میکروفن است که در داخل کابین خلبان کار گذاشته‌شده‌اند و هر صدایی،‌ از مکالمات خلبان گرفته تا صدای زدن کلید‌های مختلف را به ثبت می‌رساند. در هر کابین خلبانی چهار میکروفن قرار دارد که هریک از آنها به سیستم CVR متصل است. میکروفن‌ها امواج صوتی را به CVR ارسال می‌کنند تا دیجیتالی شده و ذخیره شوند. این چهار میکروفن درون هدست خلبان،‌کمک خلبان،‌ کمک دوم خلبان و مرکز کابین خلبانی کار گذاشته‌شده‌اند.

سیستم FDR یا ثبت اطلاعات پرواز نیز به گونه‌ای طراحی شده تا بتواند تمامی اطلاعات مربوط به سیستم هواپیما را به ثبت برساند. حسگرهایی از نقاط مختلف بدنه هواپیما به واحد ضبط اطلاعات پرواز متصل شده‌ و این واحد نیز به جعبه سیاه FDR متصل است. از این رو کوچکترین حرکت هواپیما در این سیستم به ثبت می‌رسد. میزان ثبت اطلاعات این واحد به ابعاد و بزرگی هواپیما بستگی دارد.

پس از یک سانحه هوایی، معمولا تنها قطعاتی که از هواپیما سالم باقی می‌مانند واحد‌های مقاوم در برابر سقوط FDR و CVR هستند. این واحد‌ها که CSMU نامیده می‌شوند قطعاتی بزرگ و استوانه‌ای هستند که در این واحد‌های ضبط ثابت شده‌اند و می‌توانند در برابر حرارت، برخورد و فشار زیاد مقاومت کنند. به این شکل اطلاعات ضبط شده در جعبه‌های سیاه از انواع فشارها و آسیب‌ها در امان خواهند بود.

پس از سانحه

جعبه‌های سیاه برخلاف نامشان رنگی نارنجی تند و نوارهای بازتابنده نور دارند تا جستجوگران راحت‌تر بتوانند آنها را بیابند. این جعبه‌ها دارای فرستنده‌های زیردریایی هستند تا بتوانند با ارسال سیگنال فراصوت توسط گیرنده‌های صوتی و تجهیزات موقعیت‌یاب صوتی ردیابی شوند. این فرستنده توسط حسگری حساس به آب، فعال می‌شود. طول موج امواج ارسالی این فرستنده‌ها 37.5 کیلوهرتز است و می‌تواند از عمق چهار هزار و 267 متری سیگنال‌های خود را ارسال کند. سیگنال‌های این فرستنده هر ثانیه یکبار و برای 30 روز مداوم ارسال خواهد شد. عمر مفید باتری این فرستنده تا 6 سال است اما شارژ آن پس از 30 روز به اتمام خواهد رسید.

پس از کشف جعبه سیاه، جستجوگران آن را به آزمایشگاه برده و اطلاعات درون آن را استخراج می‌کنند و بر اساس این اطلاعات تلاش می‌کنند تا سانحه را شبیه‌سازی کنند. این روند ممکن است چندین هفته یا چندین ماه به طول بیانجامد. درصورتی که FDR آسیبی ندیده‌باشد، محققان می‌توانند با اتصال دادن آن به سیستم پخش اطلاعات آن را استخراج کنند. همچنین گروهی از متخصصان شامل نمایندگان خطوط هوایی آسیب‌دیده و شرکت تولید کننده هواپیما،‌متخصص ایمنی حمل و نقل و یک متخصص ایمنی هوایی اطلاعات ضبط شده در CVR را مورد بررسی قرار می‌دهند و نتیجه کار این دو گروه، سرنوشت نهایی هواپیمای سانحه دیده را رقم خواهد زد.