“กล่องดำ” คืออะไร? แล้วทำไมจึงสำคัญกับเครื่องบิน

ขึ้นชื่อว่าอุบัติเหตุ ย่อมเป็นเหตุที่ไม่มีใครอยากให้เกิดขึ้น เพราะผลลัพธ์ที่ตามมามีแต่ความสูญเสีย ไม่ทรัพย์สินก็ชีวิต หรือสูญเสียทั้งสองอย่าง แต่ในเมื่อมันจะเกิดขึ้นเมื่อไรก็ได้ไม่มีใครรู้ล่วงหน้า สิ่งที่สำคัญหลังจากเกิดเหตุขึ้นแล้ว นอกเหนือจากการค้นหาผู้รอดชีวิต คือการหาหลักฐานที่หลงเหลืออยู่ในที่เกิดเหตุ เพื่อนำมาวิเคราะห์สาเหตุว่าเหตุใดจึงเกิดอุบัติเหตุขึ้น

อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นระหว่างเดินทางก็เกิดขึ้นได้เสมอ อย่างการเกิดอุบัติเหตุทางอากาศยาน หรือการเดินทางบนน่านฟ้า ก็เป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้เช่นเดียวกับการเดินทางด้วยยานพาหนะอื่น เพียงแต่ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนัก และอีกสิ่งที่ต่าง คือหากเป็นอุบัติเหตุบนท้องถนนหรืออุบัติเหตุจากการเดินทางโดยเรือ ยังพอจะมีโอกาสอยู่บ้างที่จะเหลือผู้รอดชีวิตมาให้ข้อมูลว่าในช่วงเวลานั้นมันเกิดอะไรขึ้น รวมถึงมีโอกาสที่จะมีพยานเห็นขณะที่เกิดเหตุการณ์ด้วย

แต่กับเครื่องบินไม่ใช่แบบนั้น หากเป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นบนภาคพื้นดิน ช่วงระหว่างนำเครื่องขึ้นหรือนำเครื่องลงจอด เช่น เครื่องบินไถลออกนอกรันเวย์ ยังพอจะมีคนเห็น แต่ถ้าเป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นขณะที่ “บินอยู่ฟ้า” “เครื่องขัดข้อง” แล้ว “เครื่องบินตก” โอกาสที่จะเหลือผู้รอดชีวิตมาให้ข้อมูลนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย แล้วก็ไม่มีพยานเห็นเหตุการณ์ขณะที่เครื่องบินกำลังร่วงลงโหม่งพื้นโลกด้วย จะเห็นก็ต่อเมื่อมันลงมาสู่พื้นแล้ว

ไม่มีใครบอกได้ว่าเครื่องบินเป็นอะไรนอกจากนักบินและผู้ช่วยนักบิน ซึ่งถ้าหากพวกเขาไม่รอดชีวิต เราจะรู้ได้อย่างไร แต่นอกเหนือจากการติดต่อระหว่างนักบินที่ทำการบินกับเจ้าหน้าที่ภาคพื้นดิน ณ หอบังคับการบิน ยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่ช่วยไขปริศนาอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นได้ว่ามันเกิดอะไรขึ้น ซึ่งเราอาจคุ้นหูกันดีกับสิ่งที่เรียกว่า “กล่องดำ” เพราะมันคือวัตถุที่หน่วยกู้ภัยตามหากันวุ่นวายเป็นลำดับที่สองรองจากหาผู้รอดชีวิต

กล่องดำ ชื่อนี้ดูลึกลับ

กล่องดำ (Black Box) คือ “อุปกรณ์บันทึกข้อมูลการบิน” โดยเครื่องบินทั่วไปจะต้องติดตั้ง “กล่องดำ” ตามกฎด้านการบิน ขององค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ โดยจะมีกล่องดำ 2 ชนิดสำหรับบันทึกข้อมูลการบินเพื่อใช้จำลองเหตุการณ์ก่อนหน้าที่จะเกิดอุบัติเหตุ แล้วนำมาวิเคราะห์หาสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุต่อไป

กล่องดำทั้ง 2 ชนิด ได้แก่

1. The Cockpit Voice Recorder (CVR) ทำหน้าที่บันทึกเสียงพูดของนักบิน รวมทั้งเสียงอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในห้องนักบิน จะรับเสียงจากไมโครโฟนของนักบิน และไมโครโฟนที่ติดตั้งไว้ในแผงอุปกรณ์ด้านบนระหว่างนักบินทั้งสอง ซึ่งจะบันทึกเสียงทั้งหมดที่เกิดขึ้นในห้องนักบินเพื่อประโยชน์ในการสอบสวน ไม่ว่าจะเป็นเสียงเครื่องยนต์ เสียงสัญญาณเตือน เสียงการเคลื่อนไหวของฐานล้อ เสียงการกดหรือปลดสวิตช์ต่าง ๆ เสียงการโต้ตอบการจราจรทางอากาศ การแจ้งข่าวสภาพอากาศ และการสนทนาระหว่างนักบินกับพนักงานภาคพื้นดินหรือลูกเรือ

หากเกิดอุบัติเหตุขึ้น เจ้าหน้าที่จะนำเสียงที่ได้จากกล่อง CVR ไปพิจารณาประกอบกับค่าอื่น ๆ ว่าเหตุใดจึงเกิดอุบัติเหตุ เช่น รอบเครื่องยนต์ ระบบที่ผิดปกติ ความเร็ว และเวลาที่เกิดเหตุการณ์นั้น ๆ โดยเครื่องบันทึกเสียงในห้องนักบินแบบแถบแม่เหล็ก สามารถบันทึกเสียงในช่วงเวลาประมาณ 30 นาที จากนั้นจะขึ้นรอบการบันทึกใหม่ ในขณะที่เครื่องบันทึกเสียงแบบหน่วยความจำ สามารถบันทึกได้รอบละประมาณ 2 ชั่วโมง

2. The Flight Data Recorder (FDR) ทำหน้าที่บันทึกสภาวะต่าง ๆ ในระหว่างปฏิบัติการบิน ตามกฎระเบียบสำหรับอากาศยานรุ่นใหม่ ๆ จะต้องมีการตรวจบันทึกข้อมูลที่สำคัญอย่างน้อย 11 ถึง 29 ประเภท ตามขนาดเครื่องบิน รายการที่ถูกตรวจบันทึกพื้นฐานได้แก่ เวลา ระยะสูง ความเร็ว อัตราเร่งตามแนวดิ่ง ทิศทาง ตำแหน่งคันบังคับและอุปกรณ์บังคับการบินอื่น ๆ ตำแหน่งของแพนหางระดับ ท่าทางของเครื่องบิน อัตราการไหลของเชื้อเพลิง เป็นต้น แต่ FDR บางเครื่องสามารถบันทึกสถานะต่าง ๆ ได้อีกมากกว่า 700 ลักษณะ ข้อมูลที่ได้จาก FDR มีประโยชน์มากในการสอบสวนสาเหตุการเกิดอุบัติเหตุ

เนื่องจากข้อมูลที่ได้จาก FDR นั้น จะช่วยให้สามารถสร้างภาพเคลื่อนไหวของการบินได้ เจ้าหน้าที่สอบสวนสามารถมองเห็นภาพท่าทางเครื่องบินก่อนเกิดอุบัติเหตุ ค่าต่าง ๆ ที่อ่านได้จากเครื่องวัด การใช้เครื่องยนต์ และลักษณะอาการต่าง ๆ ของการบิน ภาพเคลื่อนไหวนี้เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่จะทำให้รู้เหตุการณ์สุดท้ายระหว่างการบินก่อนเกิดอุบัติเหตุ หรืออาจเป็นสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุ

ชื่อว่ากล่องดำ แต่ของจริงสีฉูดฉาด

แม้อุปกรณ์ทั้ง 2 จะถูกเรียกว่า “กล่องดำ” แต่ตัวกล่องจริง ๆ ที่ใช้ในปัจจุบันนั้นไม่ได้มีสีดำ แต่จะมีสีแสดสะดุดตา มีตัวอักษร “FLIGHT RECORDER DO NOT OPEN” ข้างกล่อง และติดแถบสะท้อนแสง นั่นเป็นเพราะหลังจากเกิดอุบัติเหตุเครื่องบินตก สภาพของเครื่องบินอาจเกิดระเบิดไฟไหม้ หรือไม่ก็แหลก แตก ชิ้นส่วนกระจัดกระจาย การจะหากล่องดำจากซากปรักหักพัง จึงต้องทำให้กล่องดำสังเกตเห็นง่ายที่สุดว่ามันอยู่ที่ไหน จะได้เก็บกู้มาเป็นหลักฐานต่อไป

แต่เหตุที่เรียกว่าอุปกรณ์ทั้ง 2 นี้ว่า “กล่องดำ” ก็เพราะมันเคยมีสีดำมาก่อนจริง ๆ คำเรียกนี้เป็นภาษาอังกฤษที่ใช้ในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 จากการพัฒนาวิทยุเรดาร์และเครื่องช่วยทำการบินอิเล็กทรอนิกส์ในเครื่องบินรบของอังกฤษและชาติพันธมิตร อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้จะเป็นความลับ ถูกห่อหุ้มด้วยกล่องหรือตัวเรือนสีดำที่ไม่สะท้อนแสง หรือไม่ก็เรียกตามสภาพที่เก็บกู้ได้ ส่วนใหญ่จะไหม้ไฟเพราะการระเบิด หรืออาจเป็นเพราะกล่องนี้ได้บันทึกความลับของการบิน ที่จะช่วยไขปริศนาของอุบัติเหตุก็ได้

กล่องดำมักจะติดตั้งไว้ในส่วนท้ายของเครื่องบิน นั่นเป็นเพราะบริเวณส่วนท้ายของเครื่องบินมีโอกาสที่จะคงสภาพสมบูรณ์ที่สุดเมื่อเทียบกับส่วนอื่น และกล่องดำก็มีโอกาสที่จะถูกทำลายเสียหายน้อยลง แต่เมื่อเกิดอุบัติเหตุ ไม่ว่าตัวกล่องหรือส่วนประกอบอื่น ๆ จะเสียหายมากแค่ไหนก็ตาม อุปกรณ์ที่จะต้องคงสภาพดีที่สุดคือส่วนของ Crash-Serviable Memory Unit (CSMU) ของทั้ง CVR และ FDR อุปกรณ์ส่วนนี้จึงถูกออกแบบให้ทนทาน ทนความร้อน ทนไฟ กันน้ำ ทนแรงกระแทก ทนแรงกด กล่องห่อหุ้มด้วยสเตนเลสสตีลหรือไททาเนียมที่ทนทานต่อการกัดกร่อนสองชั้น พร้อมฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิสูง และต้องผ่านการทดสอบเหล่านี้ เช่น

  • ยิงอุปกรณ์นี้ให้กระทบเป้าอะลูมิเนียมเพื่อให้เกิดแรงกระแทก 3,400G (คำนวณตามแรงโน้มถ่วงของโลก = 1G)
  • ทดสอบความทนต่อการเจาะ โดยปล่อยก้อนน้ำหนักขนาด 500 ปอนด์ (227 กิโลกรัม) ที่มีเข็มเหล็กขนาด 0.25 นิ้ว อยู่ด้านล่างให้กระทบลงบน CSMU จากความสูง 10 ฟุต (3 เมตร)
  • ทดสอบด้วยแรงกด 5,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว เป็นเวลา 5 นาที ทุก ๆ ด้านของ CSMU
  • เผาด้วยความร้อน 2,000 °F (1,100 °C) นาน 1 ชั่วโมง
  • แช่ในน้ำเค็มนาน 24 ชั่วโมง (กรณีเครื่องบินตกทะเล)
  • แช่น้ำนาน 30 วัน
  • ทดสอบความทนทานต่อของเหลวอื่น ๆ เช่น เชื้อเพลิงเครื่องบิน น้ำมันหล่อลื่น สารเคมีดับเพลิง

เครื่องบันทึกแต่ละเครื่องจะต้องมีเครื่องแจ้งตำแหน่งใต้น้ำ (Underwater Locator Beacon-ULB) หรือเรียกว่า “Pinger” ด้วย เพื่อช่วยการค้นหาในกรณีอุบัติเหตุเหนือน่านน้ำ Pinger จะทำงานเมื่อจมน้ำโดยส่งคลื่นเสียงความถี่ที่ 37.5 kHz สามารถส่งสัญญาณได้จากความลึกถึง 14,000 ฟุต (ประมาณ 4,267 เมตร หรือราว ๆ 4 กิโลเมตร) แต่เครื่องบันทึกสมัยใหม่จะสามารถส่งสัญญาณได้จากระดับความลึกสูงสุด 6,000 เมตร (ราว ๆ 6 กิโลเมตร)

การค้นหากล่องดำ

ในกรณีที่เครื่องบินตกลงบนพื้นโลก เจ้าหน้าที่กู้ภัยจะค้นหากล่องดำบริเวณโดยรอบตำแหน่งที่เกิดอุบัติเหตุ ก็จะพบในสภาพที่ต่างกันไป แต่ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุเหนือน่านน้ำ กล่องดำจะจมลงสู่ใต้น้ำ เจ้าหน้าที่กู้ภัยจะใช้อุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า Pinger Locator System (PLS) ลากไปในน้ำเพื่อรับสัญญาณจาก Pinger เพื่อค้นหาตำแหน่งของกล่องดำ

เมื่อพบกล่องดำแล้ว เจ้าหน้าที่กู้ภัยจะต้องทำการเก็บกู้และขนส่งอย่างระมัดระวัง ให้คงสภาวะเดิมและเสียหายให้น้อยที่สุด คงสภาพแวดล้อม ณ บริเวณที่พบไว้ด้วย หมายความว่าหากพบในน้ำ เครื่องบันทึกจะถูกส่งไปตรวจสอบโดยบรรจุในถังพร้อมกับน้ำ เพราะเกรงว่าหากเครื่องบันทึกแห้ง ข้อมูลอาจสูญหายไปเนื่องจากสภาพแวดล้อมเปลี่ยน จากนั้นจะนำไปเข้ากระบวนการตรวจสอบ

ภายในกล่องดำจะมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชิ้นเล็กชิ้นน้อยที่ต่อวงจรไว้ซับซ้อน แต่ข้อมูลที่บันทึกไว้จะถูกแปลงให้สามารถเข้าใจได้โดยง่าย แล้วนำไปประกอบกับหลักฐานอื่น ๆ ในการพิจารณาหาสาเหตุอุบัติเหตุ ถ้าเครื่องบันทึกไม่เสียหายมาก เจ้าหน้าที่สามารถรู้ข้อมูลได้ภายใน 2-3 นาที เพียงต่อเครื่องบันทึกเข้ากับเครื่องอ่าน แต่หากพบเครื่องบันทึกที่ได้จากซากเครื่องบิน ซึ่งส่วนใหญ่จะบุบสลายไม่ก็ถูกไฟไหม้ เจ้าหน้าที่จะถอดแผงหน่วยความจำออกมาทำความสะอาด แล้วค่อยเชื่อมต่อกับเครื่องบันทึกอีกเครื่องหนึ่ง ที่มีโปรแกรมพิเศษสำหรับถ่ายเทหรืออ่านข้อมูลได้ โดยไม่มีการเขียนทับหรือเปลี่ยนแปลงข้อมูลใด ๆ

อุบัติเหตุทางอากาศยานไม่ได้เกิดขึ้นบ่อย แต่เมื่อเกิดขึ้นหนึ่งครั้งกลับสร้างความเสียหายครั้งใหญ่ เพราะฉะนั้น อย่าประมาท ควรรักษากฎการขึ้นเครื่องบินให้ดี ๆ เพื่อจะได้ไม่เกิดเหตุไม่คาดฝันขึ้น

ข้อมูลจาก ภาควิชาวิศวกรรมการบินและอวกาศ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์