Warum ist es schwierig, aus einer Blackbox eine „Cloudbox“ zu machen?

Nach einem Flugzeugabsturz richten sich alle Augen auf die Blackbox. Die Blackbox ist ein wichtiges Bauteil in einem Flugzeug, das zahlreiche Daten über den Flugverlauf aufzeichnet. Wenn ein Flugzeug abstürzt, kann die Blackbox als wichtigste Datengrundlage dienen, um die Ursache des Flugzeugabsturzes zu rekonstruieren.

Nach dem Flugunglück der China Eastern Airlines hofften alle, die Blackbox so schnell wie möglich zu finden. Nach sechstägiger Suche tief im Untergrund wurden die beiden Blackboxes schließlich ausgegraben und nun zur Entschlüsselung und Analyse nach Peking geschickt.

Es war noch nie eine leichte Aufgabe, die Blackbox eines abgestürzten Flugzeugs zu finden. Bei einem Flugzeugabsturz kann es zu Explosionen, hohen Temperaturen oder einem Absturz ins Meer kommen. Der Flugschreiber ist zahlreichen schweren Beschädigungen ausgesetzt und kann sogar verschwinden. Von der Blackbox von Malaysia Airlines fehlt weiterhin jede Spur. Es ist sehr schwierig, eine kleine Blackbox am Explosionsort, in der Tiefsee oder in den Bergen zu finden.

Angesichts der rasanten Entwicklung von Technologien wie KI, 5G und dem Internet der Dinge sowie der Tatsache, dass einige Flugzeuge bereits mit WLAN verbunden sind, fragen sich viele Menschen, warum Flugschreiber ihre Fähigkeiten nicht verbessern, um Daten in Echtzeit zu übertragen. Dies kann den Experten dabei helfen, die Unfallursache schnellstmöglich zu analysieren. Um diese Frage zu beantworten, müssen wir uns noch einmal mit dem Design und den Funktionen der Blackbox befassen.

Der unzerstörbare Körper

Viele Menschen haben schon von der Blackbox in einem Flugzeug gehört, aber die meisten wissen wahrscheinlich nicht, dass es in einem Flugzeug tatsächlich zwei Blackboxes gibt. In der heutigen zivilen Luftfahrtindustrie werden üblicherweise zwei Arten von Blackboxes verwendet: der Flight Data Recorder (FDR) und der Cockpit Voice Recorder (CVR).

FDR zeichnet, wie der Name schon sagt, Datenparameter im Zusammenhang mit der Flugzeugsteuerung, dem Motor, der Geschwindigkeit, dem Kurs und anderen Betriebsbedingungen auf. Es können mindestens 25 Stunden Flugdaten aufgezeichnet werden. Der CVR zeichnet die Geräusche im Cockpit auf, darunter Gespräche zwischen Piloten, verschiedene Hintergrundgeräusche der Cockpitausrüstung wie Sprachwarnungen, Steuergeräusche, Geräusche beim Betätigen von Landeklappen und Fahrwerksgriffen sowie Geräusche des Flugzeugs bei Witterungsbedingungen (Donner, starker Regen, Hagel) usw. Der CVR kann mindestens 2 Stunden Cockpit-Gespräche aufzeichnen. Nach zwei Stunden Aufnahme wird automatisch zurückgespult und die Aufnahme von vorne begonnen. Kommt es zu einem Flugzeugabsturz, bleiben die letzten zwei Stunden der Aufzeichnung vollständig erhalten.

Die Aktivierung der Blackbox bedeutet einen Flugzeugabsturz. Das Flugzeug landet schnell und schlägt mit großer Aufprallkraft auf dem Boden auf, was eine Explosion und einen Brand verursacht. Um die Blackbox zu schützen, muss ihr Gehäuse daher stoß- und temperaturbeständig sein. Die Außenhülle der Blackbox besteht üblicherweise aus Titanstahl, der einem enormen Druck von 3400 g standhalten kann (g steht für die Erdbeschleunigung). Die Schutzschicht der Außenhülle kann 30 Minuten lang einer hohen Temperatur von 1100 °C ausgesetzt werden.

Da ein Sturz in die Tiefsee bei einem Flugzeugabsturz nicht ausgeschlossen werden kann, werden an die Blackbox erhöhte Anforderungen hinsichtlich Wasserdichtigkeit und Wasserdruckbeständigkeit gestellt. Das Gehäuse muss im Allgemeinen dem Wasserdruck in einer Tiefe von 20.000 Fuß standhalten können.

Unabhängig davon, ob das Flugzeug in die Tiefsee, in die Berge oder in den Wald stürzt, sendet die Blackbox, die nach dem Absturz abgeworfen wird, automatisch Funksignale, damit das Such- und Rettungspersonal am Boden die Blackbox so schnell wie möglich finden kann. Selbst wenn sie ins Wasser fällt, ist die Blackbox so eingestellt, dass sie unter Wasser Signale überträgt. Der Blackbox-Beacon sendet bis zu 30 Tage lang einmal pro Sekunde ein Signal. Mithilfe von Signalempfangsgeräten können Sucher den Standort der Blackbox ermitteln.

Wir können sehen, dass sowohl die Leistungs- als auch die Nachfrageindikatoren der Blackbox hoch sind. Wird die Unfalluntersuchung einfacher, wenn auf der Blackbox einige Module zur Echtzeit-Datenübertragung installiert werden, um deren Funktionen zu erweitern?

Die „Himmelsleiter“ von Yun Xia Zi

Die Blackbox spielt eine unverzichtbare Rolle bei der Darstellung des Gesamtbildes eines Unfalls. Wenn das Flugzeug in der Luft in Echtzeit Informationen mit dem Boden austauschen kann, von einer Blackbox zu einer „Cloudbox“ aufgerüstet wird und die Einschränkungen der Blackbox beseitigt werden, wird die Untersuchung des Unfalls zweifellos am bequemsten sein. Viele Menschen fordern Verbesserungen bei der Konstruktion von Blackboxes und die Modernisierung von Flugzeugüberwachungssystemen. Allerdings ist es keine leichte Aufgabe, ein solches Upgrade der Blackbox durchzuführen.

Die grundlegendste Anforderung der Blackbox besteht seit ihrer Entstehung darin, Daten zu speichern, was zugleich ihre wichtigste Funktion ist. Von der Hardware-Ausstattung her unterliegt die Blackbox relativ strengen Beschränkungen hinsichtlich Größe und Energieverbrauch. Wenn ein Modul zur Übertragung von Signaldaten in Echtzeit installiert ist, verbraucht es zu viel Strom für die Blackbox. Wir wissen, dass die Blackbox aufgrund der gestellten Anforderungen mit einer separaten Stromversorgung ausgestattet werden muss. Nach einem Flugzeugunfall muss die Stromversorgung für mindestens 30 Tage zur Signalübertragung ausreichen und die Möglichkeit einer Erschöpfung einiger interner Instrumente muss minimiert werden. Bei Einbau eines Datenübertragungsmoduls mit hohem Stromverbrauch kann der Komfort nachfolgender Such- und Rettungskräfte nicht gewährleistet werden. Fällt es erst einmal in die Tiefsee, wird das kurze Zeitfenster für die Signalübertragung bei der Suche nach der Blackbox wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen sein.

Auch die Datenübertragung in einem Flugzeug ist trotz des hohen Stromverbrauchs eine Herausforderung. Das Signal der Internetverbindung im Flugzeug ist instabil. Wenn Sie auf einigen Flügen von Air China WLAN ausprobieren, werden Sie feststellen, dass das Netzwerksignal und die Geschwindigkeit schlecht sind. Unabhängig davon, ob das Flugzeug Basisstationen oder Satelliten zur Bereitstellung von Netzwerksignalen nutzt, wird es durch Faktoren wie das überquerte Gelände, die Wetterbedingungen und den Standort des Satelliten eingeschränkt. Derzeit gibt es keine ausgereifte Technologie, die es Flugzeugen ermöglicht, Daten in Echtzeit und in so großen Mengen zu übertragen. Wenn Sie, wie oben erwähnt, einige Signalverarbeitungsmodule installieren möchten, geraten Sie in einen Teufelskreis enormen Stromverbrauchs.

Für Fluggesellschaften ist die Wahrscheinlichkeit eines Flugzeugabsturzes sehr gering. Wenn sie wirklich Ressourcen für synchrone Übertragung oder Cloud-Speicherung aufwenden, gibt es täglich Tausende von Flügen rund um die Welt, so viele Flugzeuge und Daten, und diese Daten können in den meisten Fällen nicht verwendet werden. Für Fluggesellschaften ist es schwierig, voranzukommen.

Auf ethischer Ebene wird es bei der Datenübertragung auch zu Streitigkeiten über Sicherheit und Datenschutz kommen. Manche Informationen zu Flugzeugen könnten gehackt und manipuliert werden, was eine zusätzliche Bedrohung für die kommerzielle Sicherheit und die Flugsicherheit darstellt.

Ob aufgrund der Kosten oder der Eigenschaften der Blackbox selbst, es gibt zu viele Hindernisse für die synchrone Übertragung und Cloud-Speicherung der Blackbox. Die Blackbox ist ein wichtiger Bestandteil der Unfallreaktion. Für den normalen Flug sind die aufgezeichneten Daten in den meisten Fällen bedeutungslos. Die Blackbox ist nach einem Unfall das Wertvollste.

Geht man davon aus, dass enorme Mittel investiert werden müssen, ist es unter den gleichen Bedingungen möglicherweise wahrscheinlicher, diese Kosten und Mittel direkt für die Flugsicherheit zu verwenden.

Eine erneute Tragödie verhindern

Die Untersuchung eines Flugunfalls ist selbst mit einer Blackbox keine leichte Aufgabe. Die Entschlüsselung der Blackbox und die Untersuchung der Unfallursache erfordern einen Prozess und einen gewissen Zeitaufwand. Abhängig von den konkreten Umständen des Flugzeugabsturzes variiert auch die Zeit, die bis zur Freigabe und Bekanntgabe der Ursache benötigt wird. Aus der Analyse- und Untersuchungszeit früherer Flugzeugabstürze können wir ersehen, dass es bei manchen Untersuchungen mehrere Monate, bei manchen Jahre dauert, bis ein Ergebnis vorliegt, und dass es sogar Fälle gibt, in denen überhaupt kein Ergebnis vorliegt.

Die Untersuchung des Flugzeugabsturzes von Kobe Bryant im Jahr 2020, die unserem Zeitrahmen näher liegt, dauerte ein Jahr, bis sie zu einem Abschluss kam; Im Jahr 2010 wurde der Flugzeugabsturz vom 24. August im chinesischen Yichun fast zwei Jahre lang untersucht, bevor eine Erklärung veröffentlicht wurde. Seit dem Verschwinden des Malaysia-Airlines-Fluges MH370 im Jahr 2014 fehlt jede Spur von dem Flugzeug oder der Blackbox, und die Ergebnisse der Untersuchung des Flugzeugabsturzes sind ungewiss und nirgends in Sicht.

Das Auffinden der Blackbox ist nur der erste Schritt. Die anschließende Extraktion und Analyse der Daten wird viel Zeit in Anspruch nehmen. Bei der Analyse der Unfallursache liefern die Daten der Blackbox nur einen Teil der Informationen.

In manchen Situationen, in denen es keine Sensoren und keine Überwachung gibt, zeichnet die Blackbox diese Situationen nicht auf: Vogelschlag oder Aufprall und Schläge von Fremdkörpern auf das Flugzeug, Ablösung der Tragflächenhaut, Ablösung der horizontalen Heckoberfläche, Ablösung der Oberfläche des Seitenleitwerks, Ablösung externer Flugzeugkomponenten usw. Es gibt keine Sensoren oder Überwachungssignale für die Echtzeitüberwachung dieser Situationen und es werden keine Aufzeichnungen dieser Situationen in der Blackbox gespeichert. Ohne eine konkrete Beschreibung der Besatzung ist es schwierig, über die Unfallursache zu spekulieren.

Erst wenn die Daten aus der Blackbox mit der Untersuchung vor Ort kombiniert werden, kann ein logisch fundiertes und vollständiges Untersuchungsergebnis erzielt werden. Nachdem die Blackbox in die Entschlüsselungsphase eingetreten ist, werden die Ausgrabungen und Untersuchungen an der Unfallstelle nicht enden. So können etwa Untersuchungen zur Verteilung der Wrackteile am Unfallort dabei helfen, die Lage des Flugzeugs bei der Landung, den Aufprallwinkel usw. zu verstehen. Auch die Stellung der Steuerflächen und weitere Informationen lassen sich durch das Flugzeugwrack analysieren und mit den im Flugschreiber aufgezeichneten Daten abgleichen, um so Beweise für die Unfalluntersuchung zu liefern.

Wir wissen, dass die meisten Szenen von Flugzeugabstürzen ziemlich tragisch sind. Die Zahl der Wrackteile großer Passagierflugzeuge kann sogar 100.000 erreichen. Das Studium dieser Wracks ist wie das Zusammensetzen eines komplexen Puzzles. Auch die Untersuchung von Flugzeugabstürzen ist ein Prozess der Aufklärung und Lösung des Falles. Identifizieren Sie die Komponenten in den deformierten Trümmern der Explosion, prüfen Sie, ob ihr Zustand Auffälligkeiten aufweist, und suchen Sie in den unzähligen Fragmenten nach der Wahrheit. Dieser Prozess wird sich als schwierig und zeitaufwendig erweisen.

Insbesondere wenn die Blackbox einen gewissen Schaden erleidet, wird die Reparatur und Interpretation der Blackbox-Daten sowie die Korrektur von Fehlern die Untersuchungsergebnisse verzögern und beeinflussen.

Bei der Entwicklung der Blackbox wurden die strengsten Umgebungsbedingungen berücksichtigt. Es können jedoch auch Ereignisse mit geringer Wahrscheinlichkeit eintreten, beispielsweise das Versagen der zahlreichen Schutzmaßnahmen und einer großen Redundanz der Datensicherheit der Blackbox. Diese Extremsituation hat keinerlei Bezugswert für die Aufklärung des Unfalls und es ist schwer zu sagen, ob es zu abschließenden Untersuchungsergebnissen kommen wird.

Die Blackbox ist die Grundlage der Flugzeugabsturzuntersuchung. Mit den Daten der Blackbox lassen sich alle Rückschlüsse ziehen. Detaillierte und klare Ursachen für Flugzeugabstürze können Fluggesellschaften die Möglichkeit geben, ihre Verluste auszugleichen. Wir können auch Lehren aus diesen tragischen Unfällen ziehen und die Zahl der Flugsicherheitstage weiter erhöhen.

Während des Flugbetriebs möchte niemand die Blackbox sehen. Schließlich bedeutet das Erscheinen der Blackbox, dass es zu einem Flugzeugabsturz gekommen ist. Doch nach der Katastrophe möchten die Menschen die Blackbox schnell finden und die Informationen schnell entschlüsseln, um den Verstorbenen Trost zu spenden. Wir hoffen außerdem zutiefst, dass die Blackbox durch die Weiterentwicklung der Technologie weiter verbessert werden kann, sodass die Wahrheit ans Licht kommt und der Teufelskreis der Tragödie durchbrochen werden kann.