Uçaklarda Kullanılan Kara Kutu Nedir?

Kara Kutu

"Kara kutu" modern ticari uçaklar tarafından taşınan bilgisayarlı kayıt cihazlarını tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Kara kutu seti tipik olarak uçuş veri kaydedicisinden (FDR) ve kokpit ses kaydedicisinden (CVR) oluşur. Her kaydedici bir ayakkabı kutusunun boyutundadır, yansıtıcı şeritlere sahip ve parlak turuncu renktedir. Kimse kayıt cihazlarının neden kara kutu olarak adlandırıldığından tam olarak emin değil.

FDR, uçağın uçuşu hakkında hava hızı, rakım ve yön (uçağın gittiği yön) gibi çeşitli verileri izler. CVR, kokpitteki uçuş mürettebatının konuşmaları, motor sesleri ve uyarıları ile iniş takımının açılması ve geri çekilmesi gibi radyo yayınlarını ve seslerini kaydeder. Kutular yangına, suya ve muazzam darbeye dayanacak şekilde yapılmış olsa da, kazada diğer bölümlere göre en az hasar alabilecek olan kuyruk bölümünde saklanırlar. Bir kaza durumunda, bu kara kutularda saklanan bilgiler nedenini belirlemeye yardımcı olabilir.

Kara Kutu

Doğru Kara Kutuyu Arama

Wilbur (1867-1912) ve Orville (1871-1948) Wright, ilk kara kutuyu 1900'lerin başlarında memleketleri Dayton, Ohio'da ilk uçuşlarından biri sırasında taşıdı. Ham cihaz uçuş uzunluğunu, hızını ve pervane dönüşünü kaydetti. 1927'de Atlantik Okyanusu üzerinden kesintisiz solo uçuş yapan ilk kişi olan Charles Lindbergh (1902–1974), birçok uçuşunda kara kutuyu kullandı.

Kara kutu, dönen bir tamburun etrafına sarılmış kağıt üzerinde mürekkep kullanarak barometrik basınçtaki değişiklikleri işaretleyen bir çubuk grafikten oluşuyordu. 1940'ların başlarında, ticari uçuşun popülaritesinin artmasıyla Sivil Havacılık Kurulu (CAB; şimdi Federal Havacılık İdaresi veya FAA) uçuş verilerini kaydetmenin güvenilir bir yolu olması gerektiği sonucuna vardı.

1940'ların sonunda bir dizi uçak kazası meydana geldikten sonra, CAB, uçak endüstrisinin bir kaza durumunda uçuş kaydını koruma yollarını aramasını istedi. Kara kutuyu icat etmeye yönelik ilk girişimler, görüntüleri beyaz lake ile kaplanmış siyah kağıda kesen bir stylus kalemden (sivri uçlu bir alet) ve manyetik bant kullanılan bir cihazdan oluşuyordu.

Manyetik bant, kayıtta kullanılmak üzere demir oksit ile kaplanmış plastik bir banttır. Ancak bu cihazlar hiç kullanılmadı.

Uygun Kara Kutu

Kara kutu teknolojisi 1948 yılına kadar geliştirilemedi. Minnesota Üniversitesi'nden Profesör James J. Ryan (1914–1973) VGA Uçuş Kayıt Cihazı olarak adlandırdığı aleti icat etti. Cihaz yaklaşık bir ekmek kutusu büyüklüğündeydi ve 4.5 kilogram ağırlığındaydı. İki ayrı bölmesi vardı.

Bir bölmede ölçüm cihazları (altimetre, ivmeölçer ve hava hızı göstergesi) bulunurken, diğeri üç cihaza bağlanan kayıt cihazını tutuyordu. Kara kutu, uçuş bilgisini alüminyum bant üzerine kaydetti. Cihaz, aralarında yaklaşık bir inç(2.54 cm) yalıtım olacak şekilde iki çelik kap içine yerleştirildi. 1951'de General Mills mühendislik departmanı Ryan'ın icadını finanse etmeye karar verdi. Ryan'ın temel tasarımı bugün hala kara kutularda kullanılmaktadır, ancak birçok iyileştirme geçirmiştir.

1958'de CAB, ABD'de kayıtlı ticari uçakların onaylı bir uçuş veri kaydedicisine sahip olmasını şart koştu. Bir tek alüminyum folyo şeridi 200 ila 400 saat arasında veri kaydetmiştir. 1965'te CVR eklendi ve kayıt cihazları turuncu ya da parlak sarıya boyandı, böylece kazadan sonra kolayca bulunabileceklerdi.

JAMES "KAZA" RYAN

Kara kutunun mucidi olan Profesör James J. Ryan (1914-1973), diğer faydalı cihazları tasarladı. Simüle edilmiş trafik kazaları sırasında insan büyüklüğündeki mankenlere etki eden kuvvetleri belirlemek için yaptığı çarpışma testleri nedeniyle "Crash(kaza)" lakabını kazandı.

Minnesota Üniversitesi'nde (1931-1963) makine mühendisliği öğretirken Ryan, 1963'te patent aldığı otomatik emniyet kemeri de dahil olmak üzere otomobiller için güvenlik cihazları denedi. Emniyet kemerlerinin otomobille ilgili yaralanmaları ve ölümleri yarıya indirebileceğine inanarak araştırmasını Kongre'ye ve otomobil üreticilerine götürdü. Son olarak, 1966'da federal hükümet, o tarihten itibaren üretilen otomobillerin gerektirdiği güvenlik özellikleri arasında emniyet kemeri de yer aldı.

Geliştirilmiş Kara Kutular

1970'lerde FDR'ler, sensörler tarafından iletilen artan veri hacmini ele almada sorun yaşamaya başladı. Sonuç olarak, sensörler ve FDR arasında aracı görevi görmek üzere uçuş veri toplama birimi (FDAU) tanıtıldı. FDAU, sensörlerden alınan verileri işledi ve ardından verileri FDR'ye aktardı.

Ancak, FDR kasetlerinin yoğun yangın ve darbe şokuna karşı savunmasız olduğu fark edildi. 1990 başlarında manyetik bandın yerini dijital bellek yongaları aldı. Kayıt süresi arttıkça, kara kutu parçalarının parametre sayısı da büyüdü - yaklaşık üç veya dört yüzden fazla parametre.

Parametreler, hava hızı, rakım, dikey hızlanma, rota, hava trafik kontrolüne her radyo iletiminin zamanı, kokpit konuşmaları ve radyo iletişimi gibi uçakla ilgili farklı bilgi parçalarını ifade eder. 2002 yılı itibariyle FAA ticari uçakların yirmi sekiz parametre kaydetmesini şart koşmuştur.

Kara kutu imalatındaki belki de en önemli gelişme, yapısındaki iyileşmedir ve büyük darbelerin muazzam gücüne dayanmasına izin verdi. İlk kayıt cihazları, yaklaşık 10 feet (3 metre) yükseklikten beton bir yüzeye düşmeye benzer olan yaklaşık 100 g'ye (yerçekimi kuvvetinin 100 katı) dayanıyordu.

West Air Sweden Flight 294'ten Dijital Uçuş Veri Kaydedici . Uçağın geri kalanı yoğun şekilde parçalanmış olmasına rağmen tüm veriler toplandı.

Dizayn

Uçuş veri kaydedicisi ve kokpit ses kaydedicisi aynı bileşenlere (parçalara) sahiptir. Her ikisi de bir güç kaynağına, bir bellek birimine, elektronik denetleyici kartına ve bir sinyal ışığına sahiptir.

GEE havadan ekipman, solda R1355 alıcı ve sağda Gösterge Birimi Tip 62A 'kara kutu'.

Güç Kaynağı

Kara kutu güç kaynağını iki jeneratörden alıyor ve bu da uçakların motorları tarafından destekleniyor. Bir jeneratör 28 volt DC (doğru akım) güç kaynağı sağlarken, ikinci jeneratör 115 volt AC güç kaynağına (alternatif akım) sahiptir. Çift voltaj, kara kutuların çeşitli uçaklarda kullanılmasına izin verir. Kara kutuda otuz gün boyunca sürekli çalışabilen bir pil de bulunur.

Entegre Kontrolör ve Devre Kartı (ICB)

ICB, gelen veriler için bir pano görevi gören elektronik devreyi içerir.

Arayüz

Arayüz, adından da anlaşılacağı gibi, kara kutuların uçak hakkında bilgi aldığı giriş aygıtları için bağlantı görevi görür. FDR arayüzü, hava hızı göstergesi, yerleşik uyarı alarmları ve altimetre (rakımı ölçen cihaz) gibi uçak enstrümanlarından sinyalleri alır ve işler.

CVR arayüzü, iki pilotun ve muhtemelen başka bir mürettebat üyesinin kulaklıkları ve iki pilot arasındaki baş üstü gösterge panelinde olmak üzere kokpitte bulunan mikrofonlardan sinyaller alır ve işler. Mikrofonlar, kokpit ekibi ile kokpit ve yer ekibi arasındaki konuşmaları kaydeder. Hava trafik kontrolörleri ve radyo hava durumu brifingleri ile iletişim de CVR tarafından toplanır ve saklanır. Ayrıca, mikrofonlar motor gürültüsünü, durma uyarılarını, iniş takımının açılmasını, geri çekilmesini ve yakın çevredeki diğer sesleri izler.

Bellek Devre Kartı Yalıtımı

1- Bir uçak kazası durumunda araştırmacılara yardımcı olacak verileri depolayacağından bellek yongası devrelerinin korunmasına özel önem verilmektedir. Birkaç malzeme katmanı bellek kartlarını barındırır. En dıştaki gövde tipik olarak paslanmaz çelikten yapılmıştır, ancak bazı üreticiler titanyum kullanabilir.

2- Paslanmaz çelik kabuğun altında bir yalıtım tabakası ve ardından termal bir blok oluşturan kalın bir parafin levhası vardır. Bir uçak kazası sırasında yangın meydana gelirse, parafin ısıyı emer, böylece parafinin altında bulunan bellek kartı için daha düşük bir sıcaklığın korunmasına yardımcı olur.

3- Daha sonra başka bir parafin termal blok tabakası ve son olarak başka bir yalıtım tabakası geliyor. Tüm yalıtım düzeneği, bellek kartına erişmek için çıkarılabilen bir çelik plaka üzerine monte edilmiştir.

NTSB personeli, Atlas Air Flight 3591'in kokpit ses kaydedicisinin bellek kartlarını inceliyor . Kartlar su hasar görmüş olabilir

Bazı Anahtar Kelimeler

Yerçekimi: Nesneleri Dünya'ya doğru çeken kuvvet.

Rota: Bir uçağın gittiği yön.

Bellek yongası: Mikroçip olarak da adlandırılır, birbirine bağlı elektronik bileşenleri taşıyan çok küçük bir silikon parçası.

Raf ömrü: Bir pilin etkinliğini kaybetmeye başlamadan önce saklanabileceği süre

Daha Fazla Bilgi İçin

"Güvenlik Tutkusu: Profesör James 'Crash' Ryan." ME News (Kış 2000): s. 6-7.

Web Siteleri

"Kokpit Ses Kayıt Cihazları (CVR) ve Uçuş Veri Kayıt Cihazları (FDR)." Ulusal Ulaşım Güvenliği Kurulu. http://www.ntsb.gov/Aviation/CVR_FDR.htm (erişim tarihi: 22 Temmuz 2002).

"Uçuş Veri Kaydediciler: Turuncu İyi, Siyah Kötü." EDN Erişimi. http: www.e-insite.net/ednmag/contents/images/178107.pdf (erişim tarihi 22 Temmuz 2002).

"Wright" İşleri. " Federal Havacılık İdaresi. http://www.faa.gov/education/wright/wright.htm (erişim tarihi: 22 Temmuz 2002).