جعبه سیاه هواپیما

اختراع جعبه سیاه هواپیما

-
دیوید وارن

از دیرباز، یکی از بزرگ‌ترین آرزوهای بشر، پرواز در آسمان‌ها بود که در سال‌های ابتدایی قرن بیستم، با اختراع برادران رایت، تحقق یافت. هواپیما، نمادی از خلاقیت، کنجکاوی و نوآوری است که با توسعه و تجاری‌سازی آن، صنعت حمل‌ونقل را به کلی متحول نموده و فصل جدیدی را در این صنعت پدید آورد.

طی یک قرن گذشته، صنعت هوایی به رشد و تکامل خود ادامه داده که نتیجه آن، طراحی و ساخت انواع هواپیماهای تجاری، توسط برندهای مشهور ایرباس و بوئینگ، جنگنده‌ها و همچنین، پهپادهای پیشرفته با کاربری‌های نظامی، تجاری و ... بوده است. در کنار این پیشرفت‌های شگفت‌انگیز، هر از گاهی خبری ناخوشایند از سقوط یک هواپیما در نقطه‌ای از جهان به گوش می‌رسد. سانحه‌های هوایی که در عین نادر بودن، هر کدام به قیمت از دست رفتن جان تقریباً تمامی سرنشینان تمام می‌شود.

شاید شما هم در برنامه‌های تلویزیونی، اخبار مرتبط با سقوط هواپیماها را دنبال کرده باشید؛ یکی از صحبت‌های رایج در این مواقع، یافتن جعبه سیاه هواپیما و کشف علت سانحه یا آخرین لحظات منجر به سقوط آن است. آیا تا به حال فکر کرده‌اید که جعبه سیاه چیست و چرا تا این حد اهمیت دارد؟ اصلاً ایده تعبیه جعبه سیاه در هواپیماها از کجا پدید آمده و چه کسی مخترع آن بوده است؟ نمونه اولیه جعبه سیاه، به چه شکل بوده و از آن زمان، چه تغییر و تحولاتی پدید آمده است؟

از تلاش‌های اولیه برای توسعه دستگاه‌های ضبط اطلاعات پروازی، می‌توان به کار مشترک فرانسیس هوسنوت (François Hussenot) و پل بیودوین (Paul Beaudouin)، در سال ۱۹۳۹ میلادی اشاره نمود که حتی به مرحله پیش‌تولید در فرانسه نیز رسید. هوسنوت در سال ۱۹۴۷ میلادی، شرکتی تأسیس نمود تا اختراع خود، تحت عنوان هوسنوگراف (Hussenograph) را که برای قطارها، هواپیماها و خودروها کاربرد داشت، تجاری‌سازی نماید. این شرکت، هم‌اکنون هم به‌عنوان بخشی از هولدینگ «Safran Group» فعال است و محصولات خود را به‌عنوان یک تجهیز کاربردی در پروازهای آزمایشی، ارائه می‌کند.

شکل دیگری از ضبط داده‌های پروازی، طی جنگ جهانی دوم و در انگلستان توسعه یافت. لن هریسون (Len Harrison) و ویک هازبند (Vic Husband)، موفق به ساخت یک تجهیز بسیار مقاوم شدند که قادر به حفظ اطلاعات پرواز در مقابل تصادف و آتش‌سوزی بود. آن‌ها پس از اتمام جنگ، طی موافقت‌نامه‌ای، اختراع خود را به نهاد متولی ساخت و تولید هواپیما در انگلیس، یعنی «Ministry of Aircraft Production» واگذار نمودند و این نهاد، گواهی ثبت اختراعی به شماره «19330/45» را از آن خود نمود.

با وجود تلاش‌های مذکور در بسیاری از کشورهای مختلف، مخترع کلیدی جعبه سیاه هواپیما، دیوید وارن (David Warren) استرالیایی است. جعبه سیاه هواپیما، عنوانی است که عامه مردم، برای اشاره به دستگاه‌های تخصصی ضبط صدای کابین خلبان (Cockpit Voice Recorder-CVR) و ضبط اطلاعات پرواز (Flight Data Recorder-FDR) بکار می‌گیرند. دیوید وارن، در اختراع «CVR» و بخش عمده‌ای از توسعه «FDR»، نقشی اساسی داشت که هر دو به ایمن‌تر شدن مسافرت‌های هوایی و درک علل سانحه‌های رخ داده کمک می‌کنند. گفتنی است، وی دلیلی کاملاً شخصی برای این اختراع داشت. در سال ۱۹۳۴ میلادی، پدر دیوید در یکی از نخستین سانحه‌های هوایی استرالیا درگذشت و همین مسئله، انگیزه‌ای برای این مخترع جوان بود تا راهکاری برای کشف علل سانحه‌های هوایی بیابد.

دیوید وارن، در سال ۱۹۲۵ میلادی و در جزیره‌ای واقع در سواحل شمالی استرالیا متولد شد. هنگامی‌که او تنها ۹ سال داشت، پدرش به‌عنوان یک مبلغ مذهبی انگلیسی، در یک سانحه هوایی که هیچ‌گاه علت آن کشف نشد، کشته شد. دیوید این واقعه تأثربرانگیز را پشت سر گذاشت و در ادامه، تحصیلاتش را در دانشگاه‌های ملبورن، سیدنی و البته امپریال کالج لندن، تا مقطع دکتری شیمی ادامه داد. جالب این‌که در کودکی و درست پیش از سقوط هواپیما، پدرش یک رادیوی کریستالی کوچک به وی هدیه داده بود و همین مسئله، یک جرقه برای علاقه مفرط دیوید به حوزه الکترونیک بود. با این وجود، با وقوع جنگ و مشکلات مربوط به دسترسی به رادیو، وارن تمرکز خود را به رشته شیمی تغییر داد و در این رشته فارغ‌التحصیل شد.

وارن در دهه ۱۹۵۰ و هنگامی‌که در آزمایشگاه‌های هوانوردی ملبورن (وابسته به صنایع دفاع استرالیا) مشغول به کار بر روی سوخت‌های هواپیما بود، به دنبال چند پیشرفت تحقیقاتی کوچک، علائق دوران نوجوانیش، یعنی بحث ضبط صدا و تجهیزات مرتبط با آن، مجدداً زنده شد. البته چند سانحه هوایی پی‌درپی و شنیدن اخبار مرتبط با آن هم، مزید بر علت شد تا ایده ضبط اطلاعات پرواز را جدی‌تر دنبال نماید. وی اعتقاد داشت که بدون وجود دستگاه‌ها و تجهیزات ضبط اطلاعات درون هواپیما، تعیین علل سانحه و بررسی پیچیدگی‌های آن‌ها بسیار دشوار خواهد بود.

در همان سال‌ها، بریتانیا با یک سری سانحه‌های هوایی مشهور و پی‌درپی در هواپیماهای «Haviland Comet» مواجه شد که دولتمردان به شدت به دنبال کشف علت آن‌ها بودند. این هواپیما، نخستین جت مسافربری جهان محسوب می‌شود که در سال ۱۹۴۹ میلادی، آغاز به کار نموده و تا سال ۱۹۵۶، چند سانحه هوایی پر سروصدا را تجربه نمود. این نقل‌قول از «وینستون چرچیل»، نخست‌وزیر مشهور انگلیس وجود دارد که: «هزینه‌های حل این سانحه‌های رمزآلود و دنباله‌دار، نه از نظر پول و نه از نظر نیروی انسانی مهم نیست». به موازات این تلاش‌ها در انگلیس، دستگاه‌های اولیه ضبط صدا در نمایشگاه‌های تجاری عرضه شد و وارن با مشاهده این تجهیزات آلمانی، با خود فکر کرد که اگر چنین دستگاهی در هواپیمای کامت هم وجود داشت، چه اطلاعات ارزشمندی را در اختیار مسئولین قرار می‌داد!

با این ایده، جرقه ساخت دستگاه ضبط کننده اطلاعات پرواز یا همان جعبه سیاه هواپیما زده شد و وارن در سال ۱۹۵۷ میلادی، نمونه اولیه دستگاه، تحت عنوان «واحد حافظه پرواز» را تولید کرد. البته در سال ۱۹۵۴ نیز، مقاله‌ای از سوی وی انتشار یافت که مبانی نظری این ایده را توصیف می‌کرد. دستگاه مذکور که قابلیت ضبط حداکثر چهار ساعت از داده‌های پرواز و صدای کابین خلبان را داشت، با استقبال سرد مقامات استرالیایی مواجه شد و حتی نیروی هوایی سلطنتی استرالیا، به طرز ناامیدانه‌ای گفت: «این دستگاه، مکالمات هوایی را ضبط می‌کند» و همین مورد، نگرانی خلبانان استرالیایی از سوءاستفاده‌های جاسوسی و نظارتی این اختراع را تشدید نمود. البته انگلیسی‌ها از این نوآوری قدردانی کردند و با گذشت زمان، نه‌تنها در انگلیس و استرالیا، بلکه در آمریکا و صنعت پروازهای تجاری سرتاسر جهان، به یک استاندارد بسیار مهم بدل گردید. در سال ۱۹۵۸، یک مقام رسمی انگلیس، به نام رابرت هاردینگهام (Robert Hardingham) که از کارمندان سابق هاویلند محسوب می‌شد، به استرالیا سفر کرد و بلافاصله، اهمیت این اختراع را تشخیص داد. وی مقدمات لازم برای نمایش نمونه اولیه دیوید وارن در انگلیس را فراهم کرد و طی سال‌های بعد، دستگاه ابداعی وارن، از سوی شرکت انگلیسی «S. Davall and Son» تجاری‌سازی شد.

چرایی نامیدن اختراع وارن با نام جعبه سیاه هم، بسیار جالب است؛ نمونه اولیه ابداعی وی، به رنگ قرمز یا نارنجی نزدیک‌تر بود. حتی شرکت «S. Davall and Son» هم، دستگاه عرضه شده را «تخم‌مرغ قرمز» نامیده بود که به رنگ دستگاه اشاره داشت. در این مورد، اختلاف‌نظرهای زیادی وجود دارد، اما گفته می‌شود که پوشش استیل مورد نیاز برای محافظت از جعبه و یا باور عمومی مبنی بر محفظه در برگیرنده رازها، اصطلاح «جعبه سیاه» را به یک واژه مصطلح و همه‌گیر بدل نموده است.

وارن در مصاحبه‌ای که بعدها در سال ۲۰۰۳ انجام داد، پیرامون چگونگی خطور ایده جعبه سیاه هواپیما اظهار داشت: «من در یک نمایشگاه تجاری، وسایلی دیدم که مرا به شدت مجذوب خود کرد. یکی از آن‌ها، نخستین دستگاه ضبط مینیاتوری بود که در جیب قرار می‌گرفت. من این ایده را در کنار این فرض ذهنی قرار دادم که اگر مثلاً یک تاجر، یکی از این دستگاه‌ها را در جیب داشته باشد و در هواپیما از آن استفاده کند، پس از سانحه می‌توان آن را یافته و علت وقوع سانحه را فهمید».

وارن در سال ۲۰۱۰ و در سن ۸۵ سالگی درگذشت، اما اختراع وی، همچنان به‌عنوان اصلی‌ترین تجهیز اطلاعاتی هواپیما، مکالمات خلبانان، داده‌های مرتبط با ارتفاع، سرعت، جهت و ... را در سرتاسر جهان ثبت و ضبط می‌کند. جالب این‌که اخیراً تولیدکنندگان خودرو هم، به فکر طراحی و ساخت جعبه سیاه افتاده‌اند که می‌تواند فصل دیگری از توسعه و تکامل ایده اولیه دیوید وارن را رقم بزند.

لازم به ذکر است که وارن، هیچ‌گاه از منافع مادی اختراع خود بهره‌مند نشد. وی اختراع خود را در سیستم پتنت ثبت نکرد و با وجود رقابت شدیدی که برای تصاحب این اختراع در کشورهای مختلف پدید آمده بود، در سال ۲۰۰۲ میلادی، به پاس مشارکت‌های ارزنده‌اش در توسعه و بهبود سیستم ضبط اطلاعات پرواز، عنوان ارزشمند «Order of Australia» را از دولت استرالیا دریافت نمود.

گفتنی است که مجموعه گسترده‌ای از پتنت‌ها با موضوع دستگاه‌های ضبط صدا و اطلاعات پرواز در هواپیماها به ثبت رسیده است که از آن جمله، می‌توان به پتنتی به شماره «US 2959459» و تحت عنوان «Flight Recorder» اشاره نمود. این پتنت در سال ۱۹۵۳ میلادی، از سوی پروفسور جیمز رایان (James "Crash" Ryan)، استاد مکانیک دانشگاه مینه‌سوتا به ثبت رسید و قریب به هفت سال بعد یعنی در سال ۱۹۶۰، گواهی ثبت اختراع آن صادر شد. جیمز رایان، از مخترعینی است که نقش ارزنده‌ای در توسعه جعبه سیاه هواپیما در آمریکا داشت و پتنت‌های دیگری، از جمله گواهی ثبت اختراعی به شماره «US 3075192» را نیز از آن خود نمود. ادموند بونیفیس (Edmund A. Boniface)، از دیگر افراد کلیدی است که در توسعه و تکامل دستگاه‌های ضبط اطلاعات پرواز در آمریکا، ایفای نقش نمود و اختراعش تحت عنوان ضبط صدای کابین خلبان (Cockpit Sound Recorder)، یکی از مهم‌ترین نوآوری‌ها در این حوزه محسوب می‌شود که گواهی ثبت اختراعی به شماره «US 3327067»، به آن اختصاص یافته است.