تعرف أكثر على الصندوق الاسود(بحث مبسط)

[فريدة]

ماهو الصندوق الاسود ؟؟

السلام عليكم،
بمناسبة إشرافي على منتدى المشاريع و الأبحاث العلمية أتقدم إليكم بهذا البحث العلمي البسيط و الذي يعرفنا أكثر على الصندوق الأسود ،و إن شاء الله رح يكون هناك في كل أسبوع بحث علمي مختلف أضعه هنا لكي تعم الفائدة ع الجميع إن شاء الله،أملة منكم أن تنال الفكرة كل إعجابكم و رضاكم
و إن شاء الله كون في حسن ظن الجميع


http://img402.imageshack.us/img402/9960/503000first300.jpg
ولادة النموذج الأول كانت بسبب حوادث الطيران في الخمسينيات


عادة ما تتركز التحقيقات بعد حوادث الطائرات على البحث عن جهازي تسجيل معروفين بالصندوق الأسود موجودين في ذيل الطائرة من أجل معرفة أسباب الحوادث.

فما هي قصة الصندوق الاسود ومتى بدأ استخدامه؟

تلزم القوانين الدولية المتفق عليها جميع الرحلات التجارية بحمل جهازي تسجيل معلومات خاصين بأداء الطائرة وظروف الرحلة أثناء الطيران.

http://img402.imageshack.us/img402/7201/503000readout150.jpg
الجهاز الأول: بسيط لكن فعال

حيث تحفظ هذه الأجهزة في قوالب متينة للغاية مصنوعة من مواد قوية مثل عنصر التيتانيوم، تحيطها مادة عازلة لتتحمل صدمات تبلغ قوتها أضعاف قوة الجاذبية الأرضية، ولتتحمل حرارة تفوق 1000 درجة مئوية وضغطا قويا يعادل ضغط المياه على عمق 200000 قدم تحت البحر.

وتتضمن الاختبارات التي تجريها شركات الإنتاج إطلاق الصندوق الأسود من مدفع صاروخي تجاه جدار لمحاكاة صدمات سقوط الطائرة وهي تحلق بسرعة تفوق مئة ميل بالساعة.

وتلف قطع التسجيل عادة بمادة عازلة تحميها من التعرض من مسح المعلومات المسجلة عليها وكذلك من العطب والتآكل من جراء مياه البحر لمدة 30 يوما.

ويسجل الصندوق الأسود الذي هو في الواقع برتقالي اللون، نحو 300 عنصر من عناصر الرحلة وبينها ما يلي:

*سرعة الريح والارتفاع

*التسارع الأمامي والعمودي للطائرة

*درجة ميل الطائرة

*المحادثات التي تجري في مقصورة القيادة

*الاتصالات اللاسلكية

كما وضعت الاحتياطات الأمنية لتضمن من الناحية النظرية استرجاع المحققين لأجهزة التسجيل، لرسم صورة كاملة لما حصل في اللحظات الأخيرة من الرحلة من خلال بيانات التسجيل ثم تقديم شرحا حول سبب العطل.

**البدايات:

يقول الأستراليون إنهم كانوا أول من طور الصندوق الأسود بعد أن راودت الفكرة أحد العلماء الأستراليين في أعقاب بداية مرحلة الطيران المدني في الخمسينيات.


http://img402.imageshack.us/img402/1746/503000data150.jpg
جهاز تسجيل طائرة تي دبليو أي 800 التي سقطت عام 1996


ففي عام 1953 كان خبراء الطيران يجاهدون في سبيل معرفة أسباب حوادث سقوط عدد من طائرات شركة كوميت التي بدأت تلقي ظلال الشك على مستقبل الطيران المدني برمته.

وبعد عام اقترح عالم طيران أسترالي، يدعى ديفيد وارن، صنع جهاز لتسجيل تفاصيل رحلات الطيران.

وفي عام 1958 ابتكر وارن نموذجا لذلك الغرض أطلق عليه "أي أر أل وحدة ذاكرة الرحلة"".

حيث أطلق الطيارون على الجهاز الأول أسم "الأخ الكبير" الذي يتجسس على أحاديثهم. (الصورة السابقة)


وكان الجهاز الأول أكبر من حجم اليد ولكنه يستطيع تسجيل نحو أربع ساعات من الأحاديث التي تجري داخل مقصورة القيادة وتفاصيل أداء أجهزة الطائرة.

وأصيب الدكتور وارن بالدهشة عندما رفضت سلطات الطيران الاسترالية جهازه وقالت إنه "عديم الفائدة في مجال الطيران المدني" وأطلق عليه الطيارون اسم "الأخ الكبير" الذي يتجسس على أحاديثهم.

ونقل الدكتور وارن ابتكاره لبريطانيا حيث رحب به بحماس، وبعد أن بثت إذاعة بي بي سي تقريرا حول الجهاز تقدمت الشركات بعروضها لتطويره وصناعته.

وفي غضون ذلك، كان جهاز آخر يتم تطويره في الولايات المتحدة. وفي عام 1960 بدأت الإجراءات الأولى لجعل وضع الجهاز على متن الطائرات أمرا إلزاميا.

ومع مرور السنين وتقدم التكنولوجية الحديثة استبدلت الأشرطة المغناطيسية بأجهزة كومبيوتر، وأصبحت الأجهزة أكثر تطورا تستطيع تسجيل كمية اكبر من المعلومات والبيانات وان تتحمل الصدمات والبقاء في اسوء الظروف الطبيعية.

http://img402.imageshack.us/img402/7373/1653608data300graphic.gif

و لا حقا إن شاء الله رح نتعرف على
تركيب الصندوق الاسود وكيفية عمله؟؟





**تحياتي
____________
الأخت فريدة

[فريدة]

تركيب الصندوق الاسود وكيفية عمله(تابع)؟؟


http://img237.imageshack.us/img237/6164/fa1h.jpg


كما نلاحظ في الرسم ان هناك صندوقان وليس صندوق واحد يقبعان في مؤخرة الطارة يسجلان ما يحدث للطائرة طول فترة سفرها !!

اما الصندوق الاسود الاول : فوظيفته حفظ البيانات الرقمية والقيم الفيزيائية ( الوقت , السرعة , الاتجاه .. ) .

واما الصندوق الاسود الثاني : فوظيفته تسجيل الاصوات ( مشاحنات , استنجاد , حوارات .. )

http://img237.imageshack.us/img237/3800/fa2e.jpg


كيف يتم تسجيل المعلومات؟؟

التسجيل الرقمي الحديث يستطيع تسجيل المعلومات الرقمية لساعات طويلة

الصندوق الاسود محاط بجدار سميك من سبائك معدنية تستطيع تحمل الارتطامات القوية والتحطم والانفجارات وقد تم اجراء تجربة باطلاق قذيفة على الصندوق بقوة 3400 نيوتن

http://img237.imageshack.us/img237/1719/fa3.jpg

وكذلك باسقاط ثقل معدني يزن 230 كغ فوقه من ارتفاع 3.5 متر :

http://img237.imageshack.us/img237/7976/fa4x.jpg

وكذالك بتطبيق ضغط يوازي الضغط الحاصل تحت المحيطات :

http://img237.imageshack.us/img237/3079/fa5m.jpg

وذلك بغمس الصندوق الاسود لمدة 24 ساعة داخل حوض مملوء بمياه بحرية ،
وعليه ان يخضع لاختبار تحمل الحرارة العالية حوالي 1100 درجة مئوية ،

ولكن السؤال المهم :

كيف يستطيع الخبراء اكتشاف مكان الصندوق الاسود بعد تحطم الطائرة وسقوطها من آلاف الكيلومترات ؟؟

لقد طور الخبراء الصندوق الاسود بحيث هو يدلهم على مكانه وذالك بارسال اشارات
فوق سمعية يمكن التقاطها من على بعد عشرات الكيلومترات

http://img237.imageshack.us/img237/1722/901p25717.jpg

http://img237.imageshack.us/img237/8079/blackbox.jpg


**تحياتي
___________
الأخت فريدة

[ربيع]

اهلا و سهلا معانا في الاشراف


سوف اكون من المتابعين

لمواضيعك

تحياتي

[يوسف فواز]

بداية قوية .. وتقرير متكامل وجميل جدا

بالتوفيق ان شاء الله

[حمزة الجنابي]

تقرير اكثر من رائع واكيد راح اكون من المتابعين انا احب هذه التقارير واتاكدي اختي راح اكون من المتابعين الهذه الابحاث

[فريدة]

اهلا و سهلا معانا في الاشراف


سوف اكون من المتابعين

لمواضيعك

تحياتي

السلام عليكم،
بارك الله فيك أخي ربيع
و مبروك كمان انت ع الاسم الجديد يا جندي منتدانا:)

**تحياتي
_________
الأخت فريدة

[فريدة]

بداية قوية .. وتقرير متكامل وجميل جدا

بالتوفيق ان شاء الله

مرحبا بك أخي يوسف،
و الأجمل من ذلك هو اطلالتكم الرائعة
بارك الله فيك أخي

**تحياتي
_________
الأخت فريدة

[فريدة]

تقرير اكثر من رائع واكيد راح اكون من المتابعين انا احب هذه التقارير واتاكدي اختي راح اكون من المتابعين الهذه الابحاث

مرحبا بك أخي حمزة،
و سررت بمرورك الكريم و اابعك الدائم ان شاء الله
بارك الله فيكم

**تحياتي
___________
الأخت فريدة

[فريدة]

**تابع:


و بالرغم أن البعض قد يتصور أن أهمية الصندوق الأسود تراجعت في الفترة الأخيرة خاصة بعد الفشل المتكرر الذي تعرضت له عمليات البحث عن أسباب سقوط بعض الطائرات فإن المختصين ما زالوا يؤكدون على الأهمية الكبيرة التي يلعبها ذلك الصندوق في التعرف على النسبة الغالبة من حوادث الطيران التي أخذت في الازدياد خلال السنوات الأخيرة.

لذا كانت بداية التفكير في ضرورة وجود جهاز يقوم بمهمة نقل اللحظات الأخيرة لأي حادث طيران مع الحرب العالمية الثانية، حيث ظهر تطور سريع في الملاحة الجوية، وأدى هذا الأمر إلى تطوير الطائرات النفاثة، لكن في المقابل أصبح هناك الكثير من الحوادث التي لا يمكن تفسير أسبابها، ومن ثم أصبحت سلامة الطيران مهددة بأسباب غير معروفة في ذلك الوقت.

وفي عام 1954 قام دكتور "ديفيد وارن" من معامل أبحاث الملاحة الجوية في ملبورن بأستراليا بالتفكير في نوع من أجهزة التسجيل التي تقوم بتسجيل محادثات طاقم الطائرة، وكذلك قراءات الأجهزة، وهذا الجهاز ضد الحوادث والتلف، ويمكن بعد الحادث الحصول عليه، واستخدام المعلومات المخزنة به؛ لمساعدة فرق التحقيق أثناء البحث؛ للتعرف على أسباب الحادث، وفي هذا العام قام "وارن" بطباعة تقرير إلا أنه لم يحظ بالاستقبال المطلوب.

وهنا قرر "وارن" عمل نموذج للجهاز المبدئي بمساعدة مدير أعماله "توم كيبل" ومهندس الأجهزة "ت. ميرفيلر" وقاموا بعمل الوحدة، وأسموها "وحدة ذاكرة الطيران لمعامل أبحاث الملاحة الجوية".

واستخدم سلك صلب كوسط تسجيلي على أساس أنه مقاوم للنيران، وله قدرة على التسجيل حتى أربع ساعات لصوت قائد الطائرات وقراءات الأجهزة بمعدل ثماني قراءات في الثانية، بالإضافة إلى قدرته على أن يسجل تلقائياً على التسجيلات القديمة؛ وبذلك يمكن للسلك أن يستعمل مرة أخرى.

تم بعدها اختبار الجهاز بنجاح في الجو، ثم طُلب استخدامه من عدد من سلطات الطيران، ولكن لسوء الحظ لم تكن الاستجابة جيدة.

وفي عام 1958 قام أمين مجلس التسجيل الجوي البريطاني السيد/ روبرت هاردينجهام، بزيارة معامل أبحاث الملاحة الجوية بأستراليا، وشاهد مسجل الطيران، وتحمس الرجل لإمكانيات الجهاز، ورتب لأن يأخذ وارن معه لإنجلترا؛ ليقوم بتقديم هذا الجهاز.

وكان الرد البريطاني مشجعاً من المصنعين، فقدموا للجهاز الدعم اللازم، وأتبع ذلك بفرض مسجل الطيران على جميع الطائرات البريطانية، ثم قام وارن بمساعدة من آلان سير وكن فرازر ووالتر بوسول بتطوير جهازه المبكر؛ حيث أصبح النموذج المطور يعمل بدرجة عالية من الدقة وسجل 24 قراءة في الثانية، وقامت الشركة البريطانية (سز دافال وأولاده) بالحصول على حق الإنتاج لمسجل الطيران.

وفي أستراليا أدى تحطم طائرة الفوكر في ماكاي بأرض الملكات عام 1960 إلى صدور أمر قضائي بتجهيز الطائرات الأسترالية بمسجل الطيران.

وقامت شركة أمريكية وتدعى "المتحدة للتحكم في المعلومات" بتطوير هذه الأجهزة في الطائرات الأسترالية، وغيرت وسط التسجيل إلى شريط مغناطيسي، إلا أن هذا الشريط لم يكن مقاومًا للنيران، وأدى هذا إلى إبطاء في تطوير الجهاز، وبالرغم من هذا الإبطاء فإن أستراليا أصبحت عام 1967 أول دولة تفرض تركيب جهاز تسجيل البيانات والصوت في طائراتها.

والآن أصبحت كل الطائرات مجهزة بتلك الأجهزة التي سمحت لمحققي الحوادث بأن يجدوا أسباباً للعديد من حوادث الطيران.

مسجل بيانات الطيران :

http://img109.imageshack.us/img109/3170/flightdatarecorder.jpg

في الأصل نجد أن مسجلات البيانات قد صنعت باستخدام بكر لشرائط من صلب لا يصدأ أو أسلاك كوسط للتسجيل.

أما الصندوق الذي توضع به أجهزة التسجيل فمصنوع من معدن التيتانيوم ومبطن بمادة عازلة للحرارة، والإشارات مصنوعة من محولات متنوعة تسجل على أسلاك أو شريط كل ثانية بنموذج متكرر.

وفي الولايات المتحدة قام العلماء والمهندسون باستخدام الشريط الممغنط بدلاً من الصلب، وأصبح أمامهم مشكلة رئيسية عليهم أن يتغلبوا عليها؛ ألا وهي عدم مقاومة الشريط للنيران حتى يضمن مزية احتفاظه بمدة تسجيل أطول بالمقارنة مع السلك الصلب.

ومع التطور في الهياكل العريضة للطائرات مثل بوينج 747 ودس 10 التي تسمح بحمولات إضافية من الركاب، كان هناك قلق من وقوع حوادث لا يمكن تفسير أسبابها نظراً للنقص في المتغيرات التي تقوم بالتسجيل، وهذا قد أدى بالحكومة البريطانية إلى أن تجري تغيرات في مواصفات أجهزة تسجيل البيانات بحيث تسجل قراءات ما بين 17 إلى 32 متغيراً كل ثانية ، وكان ذلك عام 1967 وذلك حتى يتمكن محققوا الحوادث من إيجاد أسباب الحوادث بسهولة أكثر.

وحديثاً تم تطوير أجهزة تسجيل بيانات الطيران من الوحدات الصلبة؛ ليقوم بتخزين البيانات في ذاكرات من أشباه الموصلات أو دوائر متكاملة بدلاً من استعمال طرق كهربائية ميكانيكية، حيث إن هذا النوع من الأجهزة لا يحتاج إلى صيانة دورية أو إصلاح، وبذلك تسمح للمستخدم في أن يصل إلى المعلومات في غضون دقائق.

المواصفات الحالية للصندوق:

الزمن المسجل: 25 ساعة مستمرة
عدد قراءة المتغيرات: 5 إلى 30
سماحية الاصطدام: 3400جم/6.5 مل ثانية
مقاومة النيران: 11000 درجة/ 30 دقيقة
مقاومة ضغط الماء: يغطس حتى 20.000 قدم
مرسل إشارات الموقع تحت الماء: 37.5 كيلو هرتز
بطارية: 6 سنوات

مسجل صوت قمرة القيادة :

http://img109.imageshack.us/img109/2633/oldcvrside.jpg

http://img109.imageshack.us/img109/1939/2002dmuseumluftfahrt014.jpg

لا يمكن للمحققين أن يحددوا أسباب الحادث من مسجل البيانات فقط، ولكن من الممكن عند تسجيل محادثات طاقم الطائرة والاستماع إليها أن يعرفوا سبب الحادث، من هنا كانت فكرة تسجيل الصوت داخل قمرة القيادة.

ومسجل صوت قمرة القيادة يسجل محادثات الطيار ومساعده بالإضافة إلى اتصالات المراقبة الجوية وإعلانات الركاب وتشويشات الطائرة، ويعمل لمدة ثلاثين دقيقة مستمرة، الأمر الذي يسمح لفريق التحقيق بأن يستمع لنصف الساعة الأخيرة وتغيراتها التي تحدث في الطائرة، والتي تعطيهم دلائل حية .. لماذا وقع الحادث؟

وحين يكون ضرورة للاستماع إلى المسجل، فإن لجنة تشكل من أعضاء سلطة الطيران الوطنية، ومصنعي الطائرة والمستخدم ومصنعي المحركات واتحاد الطيارين، ويتجمع كل هؤلاء وتقوم اللجنة بكتابة نسخة من الاتصالات الشفوية داخل قمرة القيادة؛ ليستخدمها فريق التحقيق، وتم تصنيع مسجل صوتي Fairchild يصبح أكثر انتشاراً واستخداماً، وهناك أكثر من ثمانمائة حادث، وقع على مدار ثلاثين عاماً، وقد تم انتشال تلك الصناديق من كل حادث.

ويتم تخزين المعلومات بشكل رقمي حتى يمكن فك شفرتها بسهولة، أما مسجل الصوت ذو الوحدة الصلبة فتم تطويره مؤخراً نظرًا للحاجة إلى ذاكرة ذات سعة أكبر.

وفي عام 1992 أصبح مسجل الصوت ذو الوحدة الصلبة متوفراً بمدة تسجيل تبلغ ثلاثين دقيقة، وتلاه عام 1995 نوع مطور بمدة ساعتين للتسجيل.

مواصفات مسجل الصوت:

الزمن المسجل: 30 دقيقة مستمرة، ساعتان للوحدات الرقمية وذوات الوحدة الصلبة.
سماحية الاصطدام: 3400جم/6.5 مل ثانية
مقاومة النيران: 11.000 درجة/30دقيقة
مقاومة ضغط الماء: غطس حتى 20.000 قدم
مرسل إشارات الموقع تحت الماء: 37.5 كيلو هرتز
بطارية 6 سنوات

موقع مسجلي البيانات والصوت :

يكون موقع الجهاز في مؤخرة الطائرة؛ لأن المقدمة عادة تأخذ قوة الاصطدام الكبرى؛ ولذلك فالذيل والمؤخرة أفضل حالاً، وهناك أسهم على السطح الخارجي لجسم الطائرة تشير إلى مكان الصندوق الأسود (وحدتي التسجيل) .


**تحياتي
___________
الأخت فريدة