“กล่องดำ” บนอากาศยาน ทำงานอย่างไร ? เหตุใดจึงมีความทนทาน

“Flight Recorder” หรือที่ทุกคนจะรู้จักกันในชื่อ “กล่องดำ” แม้มันจะไม่ได้มีสีดำตามชื่อ แต่มันเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่สำคัญที่สุดในด้านความปลอดภัยของการบินในปัจจุบัน เมื่อเกิดเหตุ “เครื่องบินตก” หลายคนก็อาจจะได้ยินข่าวเกี่ยวกับการค้นหากล่องดำเพื่อนำมาใช้สืบสวนสอบสวนสาเหตุการตกของเครื่องบิน แล้วกล่องดำมันคืออะไรกันแน่

ระบบนำทาง GEE บนเครื่องบินยุคสงครามโลก ซึ่งมักจะอยู่ในกล่องสีดำ

ไม่มีใครทราบแน่ชัดว่าเหตุใดจึงเรียก Flight Recorder หรือแปลตรงตัวว่าเป็นเครื่องบันทึกข้อมูลการบินว่า “กล่องดำ” บ้างก็ว่าเพราะ Flight Recorder ในยุคแรก ๆ มีสีดำ บ้างก็ว่าเพราะการบันทึกข้อมูลนั้นกระทำโดยการใช้ฟิล์มแสง จึงจำเป็นต้องทำให้ภายในกล้องนั้นมืดสนิท เป็นที่มาของ “กล่องดำ”

แม้ในปัจจุบัน Flight Recorder ทั้งหมดจะถูกทาสีให้เป็นสีส้มแล้ว หลาย ๆ ครั้งมันก็ยังถูกเรียกว่ากล่องดำอยู่ดีด้วยความคุ้นชินกับการใช้กันมาในแวดวงการข่าวเป็นเวลานาน เหตุที่ทาสีเป็น “สีส้ม” เพราะว่า นอกจากผลไม้ที่ให้สีส้มแล้ว ในธรรมชาติแทบไม่มีสิ่งอื่นใดที่มีสีส้มอีกเลย ทำให้ Flight Recorder ที่มีสีส้มนั้นเด่นและเห็นได้ชัด ซึ่งช่วยในการค้นหาเมื่อเกิดเหตุการณ์เครื่องบินตก

เครื่องบันทึกข้อมูลการบินหรือ FDR ซึ่งอยู่ด้านขวา และเครื่องบันทึกเสียงในห้องนักบินหรือ CVR ซึ่งอยู่ด้านซ้ายขณะถูกติดตั้งอยู่บนเครื่องบิน

Flight Recorder นั้นแบ่งได้เป็นสองชนิด ได้แก่

Flight Data Recorder (FDR)
Cockpit Voice Recorder (CVR)

หน้าที่ของ FDR คือการบันทึกข้อมูลการบินต่าง ๆ เช่น ความเร็ว ความสูง ทิศทาง และความเร็วในการเปลี่ยนแปลงระดับการบิน โดยที่แต่ละรุ่นมีความสามารถในการบันทึกข้อมูลได้ไม่เท่ากัน บางรุ่นอาจจะบันทึกข้อมูลหลายชุดในความละเอียดต่อเวลาที่สูง บางรุ่นอาจจะบันทึกเพียงแค่ข้อมูลไม่กี่อย่างและไม่ละเอียดมากพอ

ส่วนหน้าที่ของ CVR คือการบันทึกเสียงในห้องนักบิน ซึ่งเมื่อนำข้อมูลของ FDR และ CVR มารวมกันจะทำให้รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นในห้องนักบินและนักบินกำลังทำอะไรอยู่หรือตอบสนองต่อเหตุการณ์ฉุกเฉินอย่างไร

FDR และ CVR นั้นอาจจะแยกกันอยู่เป็นกล่องสองใบ หรืออาจจะรวมอยู่ในกล่องเดียวกันก็ได้ ภายนอกของกล่องดำนั้นคือเหล็กกล้าไร้สนิมหรือไทเทเนียมซึ่งมักจะห่อหุ้มไว้ถึงสองชั้นพร้อมกับชั้นของฉนวนความร้อน ซึ่งทำให้กล่องภายนอกของ FDR และ CVR นั้นทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 1,000 องศาเซลเซียส และทนต่อแรงกระแทกได้มากถึง 3,400 g ดังนั้น FDR และ CVR จึงมักจะไม่เสียหายหลังเหตุการณ์เครื่องบินตก และสามารถนำมาใช้ในการสืบสวนสอบสวนได้

Underwater Locator Beacon หรือตัวส่งสัญญาณใต้น้ำซึ่งถูกติดตั้งไว้กับกล่องดำสำหรับการค้นหาในเหตุการณ์เครื่องบินตกในมหาสมุทร

ภายนอกของกล่องดำหรือ Flight Recorder นั้นยังมีสิ่งที่เรียกว่า “Underwater Locator Beacon” หรือ “ULB” ด้วย ซึ่งใช้ในการส่งเสียง Ultrasonic เพื่อระบุตำแหน่งของกล่องดำใต้ทะเลในกรณีที่เครื่องบินตกในมหาสมุทร อุปกรณ์ ULB จะทำงานเมื่อสัมผัสกับน้ำ และจะส่งคลื่นเสียงความถี่สูงที่เดินทางได้ไกลมากออกมาในทุก ๆ วินาที

ULB ทำงานด้วยแบตเตอรี และสามารถส่งเสียง Ultrasonic ได้ยาวนานถึง 30 วันติดต่อกัน โดยที่สัญญาณจาก ULB สามารถตรวจจับได้ที่ระยะประมาณ 1-2 กิโลเมตรจากจุดตก และอาจไกลถึง 4-5 กิโลเมตรในบางกรณี ดังนั้น 30 วันหลังจากเครื่องบินตกจึงเป็นช่วงระยะเวลาที่สำคัญที่สุดของการค้นหาและการเก็บกู้ ไม่เช่นนั้นแล้วอาจไม่สามารถหากล่องดำเจอได้อีกเลยเมื่อแบตเตอรีของ ULB หมด

ระบบ Quick Access Recorder สำหรับการดาวน์โหลดข้อมูลการบินอย่างรวดเร็ว

ในยุคของการบินสมัยใหม่นั้น เหตุการณ์เครื่องบินตกมีน้อยลงมากเทียบกับอดีต ต้องขอบคุณการศึกษาด้านความปลอดภัยของอากาศยานด้วยความช่วยเหลือของ Flight Recorder ที่ทำให้เราสามารถหาสาเหตุของเครื่องบินตกแต่ละครั้งได้ และแก้ปัญหาหรือป้องกันไม่ให้เกิดเหตุการณ์แบบเดิมซ้ำ

อย่างไรก็ตาม อุบัติเหตุทางอากาศยานหลายครั้งในปัจจุบันไม่ได้มีเหตุการณ์เครื่องบินตกเกิดขึ้น แต่เป็นอุบัติเหตุที่นักบินสามารถนำเครื่องบินลงจอดได้อย่างปลอดภัย การจะสอบสวนสาเหตุของอุบัติเหตุเหล่านี้นั้นจำเป็นจะต้องถอด Flight Recorder ออกมาจากเครื่องบินเพื่อนำข้อมูลมาอ่านด้วยเครื่องมือจำเพาะ ซึ่งเป็นเรื่องที่ซับซ้อนและยากเนื่องจาก Flight Recorder นั้นมักจะอยู่ในที่มิดชิด ทำให้เกิดการพัฒนา Flight Recorder อันที่สามออกมา เรียกว่า “Quick Access Recorder” หรือ “QAR”

QAR นั้นเป็นระบบที่คล้ายหน่วยความจำถาวรในอุปกรณ์มือถือของเรา ซึ่งมีความจุและความเร็วในการบันทึกข้อมูลสูงมาก ทำให้ QAR สามารถบันทึกข้อมูลการบินได้มากถึง 2,000 ค่าด้วยอัตราการบันทึกข้อมูลที่สูงกว่า ดังนั้นหมายความว่าข้อมูลจาก QAR นั้นละเอียดมากกว่า FDR มาก นอกจากนี้ข้อมูล QAR ยังเข้าถึงได้ง่ายกว่าจาก FDR เพียงแค่ใช้สาย USB หรือแม้แต่เชื่อม Wi-Fi ก็สามารถดาวน์โหลดข้อมูลการบินออกมาวิเคราะห์ได้แล้ว

อย่างไรก็ตาม QAR ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้ทนทานต่อการตกของเครื่องบิน ดังนั้น FDR และ CVR จึงยังมีความสำคัญอยู่ในเหตุการณ์ที่เครื่องบินตก

เจ้าหน้าที่สืบสวนสอบสวนของ NTSB ขณะกำลังเก็บกู้ FDR และ CVR จากซากเครื่องบิน UPS Airlines เที่ยวบินที่ 1354

แม้ Flight Recorder จะถูกออกแบบมาให้ทนทานเป็นพิเศษ ในเหตุการณ์เครื่องบินตกหลายครั้ง Flight Recorder ก็อาจจะมีสภาพยับเยินได้เช่นกัน แต่หลายครั้งที่ข้อมูลที่ถูกบันทึกไว้ใน Flight Recorder สามารถกู้กลับมาได้ และช่วยในการหาสาเหตุการตกของเครื่องบินได้เป็นอย่างดี

เรียบเรียงโดย : โชติทิวัตถ์ จิตต์ประสงค์

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech