Giải mã những bí ẩn về hộp đen - Chiếc hộp bí ẩn trên mỗi chuyến bay
| 04/04/2012 05:00 PM
Sau bất kỳ vụ tai nạn máy bay nào, việc tìm ra nguyên nhân luôn khiến các nhà chức trách phải đau đầu. Do đó trên mỗi chiếc phi cơ đều được trang bị một thiết bị giúp ghi lại các dữ liệu của chuyến bay nhằm xác định nguyên nhân của vụ tai nạn.
Sau bất kỳ vụ tai nạn máy bay nào, việc tìm ra nguyên nhân luôn khiến các nhà chức trách phải đau đầu. Do đó trên mỗi chiếc phi cơ đều được trang bị một thiết bị giúp ghi lại các dữ liệu của chuyến bay nhằm xác định nguyên nhân của vụ tai nạn. Thiết bị này gồm 3 phần chính giúp ghi âm các cuộc đàm thoại trong buồng lái và các dữ liệu quan trọng khác. Nó được sơn màu da cam nhưng lại được biết đến với cái tên "hộp đen".
Sau khi một máy bay gặp nạn, các nhà điều tra an toàn từ Ban An toàn Giao thông Quốc gia (NTSB) ngay lập tức bắt đầu tìm kiếm hộp đen của máy bay. Các thiết bị này có giá từ 10.000 đến 15.000 USD, chúng sẽ tiết lộ chi tiết các sự kiện xảy ra trên máy bay trước khi gặp tai nạn. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét hai loại hộp đen, làm thế nào chúng vẫn nguyên vẹn sau vụ tai nạn, cách chúng được lấy ra và phân tích.
Lịch sử ra đời
Tiền thân của hộp đen là một thiết bị giúp ghi lại các dữ liệu về vòng quay của cánh quạt, do 2 anh em nhà Wright nghĩ ra vào đầu thế kỉ 20. Cho đến sau Thế chiến thứ II, các thiết bị ghi âm hàng không mới được sử dụng phổ biến, giúp ghi lại nhiều thông tin hơn về chuyến bay.
Trước đây các hộp đen sử dụng công nghệ băng từ để lưu trữ dữ liệu (lần đầu tiên được giới thiệu vào những năm 1960), trong khi các hãng hàng không hiện nay đã chuyển qua sử dụng công nghệ bộ nhớ thể rắn (xuất hiện từ những năm 1990). Công nghệ mới đem lại độ tin cậy cao hơn và đảm bảo dữ liệu an toàn sau vụ tai nạn.
Mỗi một hộp đen đều có 3 phần chính, gồm thiết ghi âm buồng lái (CVR) và lưu trữ dữ liệu chuyến bay (FDR) giúp ghi lại các thông số quan trọng của 1 chuyến bay. Và phần quan trọng nhất là bộ nhớ lưu trữ các dữ liệu đã thu thập được (CSMU), một hộp màu đen với thiết kế siêu bền nhằm đảm bảo an toàn cho các dữ liệu quan trọng của chuyến bay, giúp các nhà điều tra tìm ra nguyên nhân của vụ tai nạn.
Thiết bị ghi âm buồng lái (CVR)
Trong hầu hết các máy bay thương mại ngày nay đều có các microphone được gắn trong buồng lái, nhằm theo dõi các cuộc đàm thoại và liên lạc của phi hành đoàn. Thông thường có 4 microphone trong buồng lái, giúp ghi lại dù là những âm thanh nhỏ nhất. Các microphone được gắn trong tai nghe của cơ trưởng, tai nghe của phi công phụ lái, tai nghe của thành viên thứ ba phi hành đoàn và tại trung tâm buồng lái.
Mỗi microphone được nối trực tiếp với CVR, nơi các dữ liệu âm thanh được số hóa và lưu trữ lại. Các CVR hiện nay sử dụng bộ nhớ rắn và có thể ghi lại hơn 2 giờ dữ liệu gần nhất. Mỗi khi dữ liệu mới được ghi lại, dữ liệu cũ sẽ được xóa đi và liên tục tạo thành một vòng lặp.
Thiết bị lưu dữ liệu chuyến bay (FDR)
FDR được thiết kế để ghi lại các dữ liệu hoạt động từ nhiều hệ thống khác nhau trên máy bay. Có các cảm biến điện tử được nối từ nhiều vị trí trên máy bay tới thiết bị thu nhận dữ liệu chuyến bay. Từ đây dữ liệu tiếp tục được chuyển về FDR để lưu trữ. Bất cứ công tắc nào trên máy bay được bật hoặc tắt cũng đều được FDR ghi lại.
Các thiết bị FDR sử dụng băng từ có thể ghi lại 100 thông số của chuyến bay, trong khi FDR sử dụng bộ nhớ thể rắn có thể ghi lại hơn 700 thông số. FDR thể rắn có thể lưu trữ lên đến 25 giờ dữ liệu gần nhất của chuyến bay. Mỗi tham số bổ sung được ghi lại bởi các FDR cho các nhà điều tra thêm một đầu mối về nguyên nhân xảy ra tai nạn.
Cục hàng không liên bang của Hoa Kỳ (FAA) yêu cầu các hộp đen FDR phải có thể ghi lại ít nhất 88 thông số của chuyến bay. Trong đó có các thông số quan trọng bắt buộc phải có như thời gian bay, tốc độ bay, độ cao, áp suất nhiệt độ bên ngoài, nhiệt độ cabin, hiệu suất động cơ, lưu lượng nhiên liệu, hoạt động của các cánh máy bay.
Bộ nhớ lưu trữ dữ liệu (CSMU)
CSMU giống như một ổ cứng giúp lưu trữ các dữ liệu từ 2 thiết bị CVR và FDR. CSMU có hình trụ, được đặt trong một hộp màu đen, với thiết kế đặc biệt có thể chịu được nhiệt độ cực cao, va đập và hàng tấn áp lực. Do đó trong nhiều vụ tai nạn máy bay, thiết bị duy nhất còn hoạt động của hộp đen là các CSMU, đảm bảo các dữ liệu quan trọng của chuyến bay vẫn nguyên vẹn. Chiếc hộp màu đen bên ngoài CSMU được thiết kế đặc biệt gồm 3 lớp vật liệu:
Lớp vỏ bọc bằng nhôm: là lớp vật liệu trong cùng, được xếp xung quanh các ngăn của bộ nhớ.
Lớp cách nhiệt: là lớp keo silicon chịu nhiệt cao, thường dày khoảng 2-3 cm. Giúp bảo vệ bộ nhớ nếu có xảy ra các vụ nổ lớn hoặc hỏa hoạn sau tai nạn.
Lớp vỏ chịu lực: có thể được chế tạo từ titanium và dày khoảng 1cm giúp nó chịu được lực tác động rất lớn. Lớp vỏ ngoài không thấm nước và có khả năng chịu nhiệt, cách điện cũng như chống ăn mòn bởi hóa chất.
Để đảm bảo chất lượng và độ bền của hộp đen, các nhà sản xuất phải thực hiện nhiều cuộc thử nghiệm với các CSMU. Các cuộc thử nghiệm rất khắt khe về khả năng chịu lực va đập, chịu lửa, chịu tác động của hóa chất. Thông thường hộp đen có thể chịu được nhiệt độ cao tới 1.100 độ C trong 30 phút liên tục và ngâm dưới độ sâu lên tới 6.100 mét trong 30 ngày.
Sau một vụ tai nạn
Để xác định nguyên nhận vụ tai nạn, các nhà điều tra ngay lập tức phải tìm hộp đen của chiếc máy bay gặp nạn. Đối với những vụ tai nạn trên đất liền thì việc xác định vị trí máy bay gặp nạn không khó. Tuy nhiên đối với những vụ tai nạn trên biển, các nhà điều tra phải dựa trên thiết bị định vị của hộp đen mới có thể xác định được vị trí chính xác.
Mỗi hộp đen được trang bị một đèn tín hiệu báo vị trí dưới nước (ULB) có hình trụ màu trắng gắn liền với CSMU. Đèn tín hiệu này sẽ phát ra sóng siêu âm mà tai người không nghe thấy được, nhưng có thể phát hiện dễ dàng bởi các thiết bị định vị âm thanh. Mỗi thiết bị ULB có khả năng phát tín hiệu mỗi giây một lần và liên tục trong 30 ngày, đây chính là khoảng thời gian để các đội tìm kiếm hộp đen phải tận dụng nhằm xác định ra chúng.
Sau khi tìm được các hộp đen, các nhà điều tra sẽ mang chúng đến một phòng thí nghiệm, nơi họ có thể lấy dữ liệu và cố gắng tái hiện các sự kiện xảy ra trên chuyến bay trước vụ tai nạn. Quá trình này có thể mất từ vài tuần đến vài tháng mới có thể hoàn tất.
Nếu hộp đen không bị hư hại quá nhiều, việc lấy dữ liệu sẽ rất đơn giản và nhanh chóng nhờ vào một hệ thống readout cầm tay. Nhưng thông thường các hộp đen được mang về trong tình trạng bị dập nát và không còn nguyên vẹn. Các bộ nhớ lưu trữ sẽ được lấy ra khỏi lớp vỏ một cách cẩn thận để tránh bị hư hại thêm. Sau đó bộ nhớ sẽ được nối với một máy ghi dữ liệu, với phần mềm đặc biệt giúp tối ưu hóa việc thu hồi các dữ liệu quan trọng.
Sau đó, một nhóm các chuyên gia sẽ phân tích các dữ liệu thu được và xác định nguyên nhân của vụ tai nạn. Nhóm chuyên gia này bao gồm một đại diện từ hãng hàng không, một kỹ sư của hãng sản xuất máy bay, một điều tra viên từ Cơ quan an toàn hang không quốc gia và một nhân viên của Cục điều tra liên bang. Đây là một công đoạn hết sức khó khăn và có thể mất nhiều tuấn mới có thể hoàn thành.
Những vụ tai nạn máy bay thảm khốc nhất trong lịch sử
Vụ tai nạn của hàng không Thổ Nhĩ Kỳ tại Pháp (1974): Các dữ liệu của hộp đen đã cho biết nguyên nhân vụ tai nạn là do chốt cửa của khoang hàng không được cài đúng cách. Khi đang bay, cửa của khoang hàng đột ngột văng ra làm hỏng động cơ thứ 2 của máy bay, dẫn đến vụ tai nạn thảm khốc làm 364 người thiệt mạng
Vụ va chạm trên không tại Ấn Độ (1996): Vụ va chạm xảy ra giữa 1 máy bay của Arab Saudi và 1 máy bay của Kazastan trên không phận của Ấn Độ. Trong vụ tai nạn này, chiếc máy bay của Kazastan được xác nhận là đang bay trái phép, và bộ phận mặt đất đã không có cảnh báo gì làm dẫn đến tai nạn hi hữu đáng tiếc này. Vụ tai nạn đã làm thiệt mạng hơn 340 người trên cả hai chiếc máy bay
Máy bay phát nổ trên không tại Nhật Bản (1985): Chiếc Boeing 747 do trong quá trình sửa chữa đã có nhiều thiếu sót, làm cho phần đuôi của máy bay bị gãy khi chịu áp suất quá lớn lúc đang bay. Chiếc Boeing sau đó phát nổ từ phần đuôi và gây ra vụ tai nạn kinh hoàng khiến 520 người thiệt mạng.
Vụ va chạm trên đường băng Tây Ban Nha (1977): 2 chiếc Boeing 747 của hãng hàng không KLM của Hà Lan và Pan American của Mỹ đã đâm vào nhau trên đường băng của sân bay Los Rodeos, Tây Ban Nha, giết chết 583 người. Các dữ liệu từ hộp đen cho thấy rằng phi hành đoàn của KLM đã không nhận được chỉ dẫn từ tháp điều khiển và đi vào đường băng không đúng chỉ dẫn, cộng thêm thời tiết xấu với sương mù dày đặc đã gây nên vụ tai nạn thảm khốc này.
Vụ khủng bố 11/9 tại Mỹ (2001): Đây là cuộc tấn công của tổ chức khủng bố khét tiếng nhất thế giới Al Qaeda nhằm vào nước Mỹ. Những tên không tặc đã cướp 4 máy bay thương mại nhằm đánh bom liều chết vào các vị trí quan trọng của Mỹ. Trong đó 2 chiếc may bay đâm vào tòa tháp đôi của Trung tâm thương mại thế giới ở New York khiến hơn 2600 người chết. Một chiếc máy bay đâm vào tổng hành dinh của Bộ quốc phòng Hoa Kỳ tại Lầu Năm Góc. Chiếc máy bay thứ 4 rơi xuống một cánh đồng gần Shanksville thuộc Quận Somerset, Pennsylvania. Các dữ liệu cuối cùng của chuyến bay thứ 4 cho thấy các hành khách đã chống trả lại bon khủng bố khiến cho chiếc may bay mất kiểm soát và rơi xuống. Tổng số thương vong của vụ khủng bố 11/9 lên đến gần 3000 người, thiệt hại vô cùng lớn về vật chất cũng như tinh thần.
Tương lai
Các hộp đen là một bộ phận không thể thiếu của bất kỳ chiếc phi cơ nào, chúng cung cấp những thông tin quan trọng để tìm ra nguyên nhân một vụ tai nạn mà không có phương thức nào khác hiệu quả bằng. Khi công nghệ phát triển, các hộp đen vẫn sẽ đóng vai trò lớn trong việc điều tra tại nạn. Trong tương lai, một thiết bị hộp đen quay video buồng lái có thể được phát triển nhằm đơn giản hóa quá trình phân tích.
Bên cạnh ứng dụng trên máy bay, các hộp đen còn được lắp đặt trên nhiều loại ô tô. Nhiều nhà sản xuất đã cài đặt các thiết bị cảm nhận và chẩn đoán (SDM) trên hàng ngàn xe ô tô của họ, nhằm xác định nguyên nhân của các vụ tai nạn ô tô hiện nay.
Trong tương lai, một thiết bị giống như hộp đen cá nhân sẽ được phát triển. Thiết bị này có thể lưu trữ 2000 bức ảnh trong một ngày, với 128 M bộ nhớ. Bạn sẽ không còn phải cố nhớ những thông tin quan trọng hàng ngày như những ghi chú hay một bài giảng mà bạn không thể tập trung ghi chép lại, tất cả những gì bạn bỏ lỡ sẽ vẫn được lưu giữ lại.
Tham khảo HowStuffWork