I když zapisovač letových dat – Flight Data Recorder (FDR) či zapisovač zvuků v kokpitu – Cocpit Voice Recorder (CVR) samy o sobě nikdy přímo nezabrání žádné letecké nehodě, jimi zaznamenané informace pomáhají k tomu, aby se historie zbytečně neopakovala. Díky uchovaným hodnotám mohou po nehodě letečtí inspektoři, vědci a výrobci letadel snáze odhalit její příčiny a upravit podle toho samotné stroje či motory anebo postupy posádek.
Takzvané černé skříňky se řadí mezi klíčové vynálezy v letecké dopravě, a i přesto, že se o nich mluví většinou pouze v negativní souvislosti s leteckou nehodou, za život jim vděčí a nadále bude vděčit mnoho milionů cestujících. Jak to u podobných vynálezů ale bývá, cesta od prvních jednoduchých přístrojů až k dnešním sofistikovaným a uznávaným systémům byla trnitá a dlouhá.
Foto Aerospaceweb.org
Od děravé keramiky
Ač je to možná s podivem, jednoduché přístroje zaznamenávající a uchovávající některé letové údaje se podle dostupných pramenů objevovaly v letadlech již od samotného počátku letectví. V souvislosti s leteckými průkopníky, kteří tyto systémy využívali, můžeme nalézt informace mimo jiné i o bratrech Wrightových nebo o neméně slavném aviatikovi Charlesi Lindberghovi.
Světlo světa spatřily z dnešního pohledu často bizarní přístroje. Mám na mysli především ten z 20. let minulého století. Údajně šlo o keramickou desku se čtrnácti otvory. V každém z nich byla na kartonu nakreslena předpokládaná příčina možné nehody. V případě krizové situace měl pilot propíchnout konkrétní otvor a vyhodit desku ven. Vyšetřovatelé tak měli po jejím případném nalezení snáze zjistit, proč letadlo havarovalo.
Podobně jako jiným vynálezům, pomohla také vývoji černých skříněk druhá světová válka. Již před jejím začátkem představil ve Francii Francois Hussenot se svým kolegou Paulem Beaudouinem zapisovač letových dat „typ HB“, který byl založen na zápisu informací na 88 milimetrový fotografický pás. Sám Hussenot stál později u vzniku firmy SFIM (Société Francaise des Instrument de Mesure), která s novým vynálezem zaznamenala řadu úspěchů a je dnes součástí známé skupiny Safran.
Vedle Francouzů se do dějin zapsal také Fin Veijo Päiviö Hietala, který v roce 1942 sestrojil černou skříňku s názvem Mata Hari. Podle dostupných zdrojů zařízení vážilo asi 12 kilogramů a k zápisu dat využívalo třímetrový pás lehkého citlivého papíru. Hlavním úkolem Hietalova vynálezu bylo zaznamenávat letové hodnoty v rámci testování nových či opravených vojenských letadel finského letectva na hlavní základně v Tampere.
Foto Vlmyrsky.fi
Spolehlivost především
Protože tempo rozvoje letecké dopravy před a zejména po druhé světové válce bylo opravdu velké, přibývalo i nehod. Ruku v ruce s tím rostla snaha výrobců letadel i příslušných úřadů vytvořit spolehlivý nástroj zaznamenávající hlavní letové údaje, které by v případě nehody bylo možné využít k odhalení příčin a k vyhnutí se podobným událostem.
Zásadním problémem všech do té doby vyrobených zapisovačů letových dat byl fakt, že nebyly tak odolné, aby bez úhony přečkaly leteckou nehodu. Jedním z prvních přístrojů, který tento klíčový nedostatek do jisté míry odstranil, byl ještě druhoválečný produkt britské dvojice Lec Harrison a Vic Husband. V jejich případě bylo zapisovací médium tvořeno měděnou folií, na kterou se zaznamenávaly základní údaje. Později tento vynález převzalo britské Ministerstvo pro leteckou výrobu, které jej patentovalo pod číslem 19330/45.
Na druhé straně Atlantiku vedl podobný výzkum o něco později profesor mechaniky z minnesotské univerzity James „Crash“ Ryan. Svůj prototyp zapisovače letových dat si v USA nechal patentovat v srpnu 1953. Čtyř a půlkilový přístroj využíval pro zápis dat pomalu se otáčející hliníkovou fólii a skládal se ze dvou oddělených částí. Uchovával údaje o rychlosti, gravitačních sílách a výšce (proto systém nesl název VGA Flight Recorder, kde „V“ značilo Velocity, „G“ Gravitational forces a „A“ Altitude). Přístroj koupila později firma Lockheed Aircraft Company a ještě v témže desetiletí začala být některá nová letadla tímto přístrojem vybavována. Ryanův koncept byl tak zdařilý, že se stal na několik desetiletí předlouhou pro podobné systémy.
Foto Buffalobillmuseumleclaire.com
David Warren
I když některé prameny označují za vynálezce dnešní černé skříňky výše zmiňovaného Crashe Ryana, všeobecně je za praotce důležitého systému považován australský vědec David Warren. Byl to totiž on a jeho tým z Aeronautical Research Laboratory, který v roce 1957 představil prototyp přístroje „The ARL Flight Memory Unit“, který mohl zapisovat nejen letové údaje, ale také zvuky z kokpitu. Jeho vynález byl schopný záznamu čtyř hodin konverzace pilotů a přístrojových údajů s rychlostí až osm údajů za sekundu. Zároveň byl odolný vůči následkům letecké nehody.
Foto Kidcyber.com.au
Je zajímavé, že podobně jako mnoho jiných vynálezů přišel Warren na ten svůj relativně náhodou. Na jednom z veletrhů, kterého se účastnil, údajně uviděl, jak někdo používá malý audiopřehrávač a napadlo ho jej použít jako záznamové médium v letadle. A stejně jako mnoho dalších novinek byl i tento zprvu přehlížen.
Foto Wikipedia.org
Tři generace zapisování
Zařízení vyvinutá od 60. let 20. století lze rozdělit do tří generací. Hlavní rozdíly mezi nimi můžeme spatřovat ve způsobu zápisu dat, v množství zapisovaných parametrů a v jejich kapacitě.
První generace, využívaná od 60. let minulého století, zaznamenávala pouze několik základních údajů, respektive zvuk rytím na kovovou folii v případě FDR a na magnetickou pásku v případě CVR. U datového zapisovače inženýři údajně zvažovali i možnost zápisu na fotografický film, což však s sebou přinášelo následné problémy s jeho vyvoláváním i horší odolností vůči vyšším teplotám.
Postupně se měnila i legislativa a zhruba od roku 1965 bylo vyžadováno, aby černé skříňky zářily oranžovou barvou, a záchranáři je tak mohli po nehodě rychleji nalézt. Letecké úřady navíc zvýšily požadavky na velikost přetížení, které muselo zařízení při katastrofě vydržet.
|
Vývoj zapisovače letových dat
|
Zdroj: The Evolution of Flight Data Analysis (Neil A. H. Campbell)
V dalších letech se ukázalo, že množství zaznamenaných údajů již nedostačuje. Letectví bylo ve znamení nástupu velkokapacitních letounů a v 70. letech tak inženýři přišli s druhou generací černých skříněk, v jejímž rámci se údaje pro oba zapisovače (CVR i FDR) zaznamenávaly na magnetické pásky, čímž u datového zapisovače došlo ke zvýšení kapacity. Později vyvinuli zařízení Flight Data Acquisition Unit (FDAU), které shromažďovalo získaná data z mnoha různých senzorů, zajišťovalo přeměnu analogových údajů na digitální a jejich další distribuci do příslušných černých skříněk.
Ve stejné době se na scéně objevilo další záznamové zařízení – Quick Access Recorder (QAR). Jak už jeho název napovídá, inženýrům dovoluje jednodušší a rychlejší přístup k zaznamenaným údajům a oproti klasickým zapisovačům letových dat slouží zejména k pravidelnému získávání informací pro kontrolní, diagnostické či optimalizační činnosti („Tuhle jste v té Paříži sedli trochu tvrdě, ne?“). Naopak ale nedisponuje vlastnostmi, díky kterým by přečkalo leteckou nehodu. Některé jeho typy však umí uchovávat dokonce více údajů než „oranžoví sourozenci“ a data jsou uchovávatelná například přes USB disky. Velkým rozdílem je pak také fakt, že letecké úřady nevyžadují, aby jím byly letouny vybavovány.
Foto Cwc-ae.com
Zatím poslední třetí generace zapisovačů se označuje jako SSFDR, resp. SSCVR (Solid-State Flight Data Recorder a Solid-State Cockpit Voice Recorder) a oproti svým předchůdcům vyniká díky použití polovodičových pamětí a integrovaných obvodů především absencí mechanických pohyblivých prvků a je tak ještě větší šance, že zaznamenaná data přečkají leteckou nehodu. Další kladnou vlastností je například jednodušší údržba či zvýšení času mezi předepsanými kontrolami.
Výrobci letadel začali poslední generaci zapisovačů zavádět počátkem 90. let minulého století. Její nejmodernější verze dnes stojí několik desítek tisíc Eur a disponují i systémy Emergency Locator Transmitter (ELT) a Underwater Locator Beacon (ULB). Ty mají napomoci při vyhledávání černých skříněk především po nehodách v obtížně přístupných terénech.
Pod palbou géček
Soudobé systémy jsou vyrobeny tak, aby bez problémů přečkaly neuvěřitelné namáhání. Některé vybrané příklady jsou zde:
- přetížení 3 400 G po dobu 6,5 milisekund;
- oheň o teplotě 1 100 stupňů celsia po dobu až jedné hodiny;
- 260 stupňů celsia po dobu až 10 hodin;
- potopení do různých provozních kapalin (palivo, olej) po dobu jednoho dne;
- potopení do mořské vody po dobu 30ti dnů;
- tlaku odpovídajícímu pobytu ve hloubce 20 000 stop.
Při tom všem zachovají „v bezpečí“ stovky zaznamenaných parametrů, a to i přes fakt, že letecké předpisy dnes nařizují uchovat pouze 88 nejdůležitějších letových parametrů a dvě hodiny zvukového záznamu.
Mimochodem, zřejmě největší soudobý producent podobných zařízení, americká společnost L3 Aviation, nabízí leteckým dopravcům až deset různých typů zapisovačů, včetně zmíněných systémů QAR anebo tzv. Lightweight Data Recorder (LDR), tedy černých skříněk určených zejména pro menší letouny či helikoptéry.
Než začaly být letové zapisovače respektovanými pomocníky, trvalo to nějaký čas a i v tomto případě platilo, že každá důležitá změna v letectví je bohužel často vykoupena lidskými životy.
K jednomu ze zásadních průlomů došlo v souvislosti s nehodou letu 538 společnosti Trans Australia Airlines 10. června 1960. Tragická havárie Fokkeru F-27 Friendship, při níž přišlo o život všech 29 osob na palubě. Přesto, že vyšetřovatelé nehody přišli následně hned s několika možnými příčinami, žádná z nich nemohla být s jistotou označena za tu hlavní. Ve všech případech šlo pouze o hypotézy či neprůkazné možnosti, které vždy šlo nějakým způsobem vyvrátit. Právě z tohoto důvodu vydala australská vyšetřovací komise zřejmě jako vůbec první na světě doporučení, aby byla tamní civilní letadla typu Fokker F-27 a větší velikosti vybavována zapisovači letových údajů a zařízením zaznamenávajícím zvuky v kokpitu.
Kirstycooper.wordpress.com
Černá skříňka v hlavní roli
Dnes hraje černá skříňka důležitou roli při vyšetřování každé letecké nehody. Po prioritní záchraně přeživších je hned druhým úkolem nález a zajištění obou zařízení, což je občas velmi obtížné. Jak ukázala například nehoda letu MH370, pokud se nepodaří skříňky (v tomto případě celé místo nehody, což vede k úvahám o jakési čtvrté generaci zapisovačů) najít vůbec, mohou vyšetřovatelé o příčinách nehody pouze spekulovat.
Přínos černých skříněk pro leteckou dopravu můžeme spatřovat hned ve dvou rovinách. První spočívá v již tolikrát skloňované pomoci při odhalování příčin leteckých incidentů a nehod. Pokud by letouny nebyly vybaveny záznamovými zařízeními, jen těžko by vyšetřovatelé odhalili například stopy po patrně záměrném navedení Airbusu A320 společnosti Germanwings do úbočí horského masivu Provensálských Alp druhým důstojníkem. V návaznosti na to také mohli někteří letečtí přepravci poměrně rychle aplikovat nové preventivní postupy, striktně vyžadující přítomnost dvou osob v kokpitu.
Foto Sott.net
Druhým přínosem pak může být nejen vyšetření samotných příčin nehod, ale odhalení například postupu, který se v krizové situace ukáže jako „nedokonalý“. Prakticky po každé letecké nehodě, ať již s katastrofickými následky či bez nich, dochází k úpravě postupů, vylepšení technologií či vzniku doporučení. Jako příklad mohou posloužit „reformy“, které nastaly následkem největší letecké nehody v historii, srážky dvou Boeingů 747 na španělském ostrově Tenerife v roce 1977. Po této nehodě, ke které došlo díky řetězci náhod, nešťastných událostí, nedodržení postupů a neúplnému porozumění doporučili vyšetřovatelé na základě analýzy rozhovorů pilotů například povinnou „provozní“ komunikaci v angličtině anebo vyhnutí se používání výrazu take-off (vzlet), nesouvisí-li fráze přímo s povolením ke vzletu.
Díky analýze dat z černých skříněk dochází také velmi často k objasnění někdy až překvapujících důvodů letecké nehody či incidentu. Vyšetřovatelé takto například odhalili náboženské důvody, které vedly jednoho z pilotů, aby s letounem záměrně havaroval (Air Egypt, rok 1999), porušení základních pravidel, kdy pilot nechal řídit letoun děti (Aeroflot, rok 1994), velký respekt vůči kapitánovi, který bránil prvnímu důstojníkovi, aby přebral zkušenějšímu kolegovi řízení (Bigenair, rok 1996), nebo třeba hmyz, který se uhnízdil v nezakryté pitotově trubici stojícího letadla, což vyústilo v její chybnou funkčnost a následnou tragédii (poslední zmíněná nehoda).
Podobných příkladů bychom nalezli bohužel opravdu hodně…
Budoucnost v on-line zápisu?
V současnosti disponují letadla dvěma černými skříňkami třetí generace, které zapisují údaje do digitální paměti. Navíc jsou dvě popisovaná zařízení nově často doplněna i některými dalšími zapisovači. Převratnou novinkou zřejmě bude uvažovaný realtime datový přenos potřebných údajů pomocí satelitů. Jeho zavedení však naráží na odpor některých pilotů, kteří poukazují na porušení soukromí, jelikož by byla kromě letových data online přenášena také veškerá komunikace v kokpitu.
Z legislativního pohledu se chystá rozšíření povinnosti nést na palubě tyto systémy také pro menší letouny a prodloužení délky záznamu (obojí od počátku roku 2016).
Uvidíme tedy, kam nové technologie vývoj „černých skříněk“ nasměrují.
