Lịch sử hộp đen

Sau hai vụ tai nạn máy bay bí ẩn xảy ra vào năm 1954, nhà khoa học người Australia David Warren đã chế tạo ra thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay, vẫn được gọi là hộp đen, góp phần làm cho hoạt động hàng không an toàn hơn.

Năm 1954 là một năm hẩm hiu đối với ngành hàng không thế giới. Một vụ tai nạn nghiêm trọng đã xảy ra khi kỷ nguyên máy bay phản lực mới bắt đầu. Sau khi cất cánh từ Rome chiếc máy bay Anh quốc De Havilland “Comet” đã bị nổ tung trên bầu trời và lao xuống Địa Trung Hải làm 35 người bị tử nạn.

Trừ một vài dân chài, hầu như không có ai chứng kiến vụ tai nạn kinh hoàng. Không một ai trên máy bay sống sót, không tìm thấy mảnh vỡ nào và không có dữ liệu nào khả dĩ cho biết đôi chút về nguyên nhân tai nạn. Trong khi đó áp lực kinh tế lại hết sức to lớn: “Comet” là máy bay phản lực chở hành khách đầu tiên trên thế giới và có nhiều thành công; sau khi tất cả máy bay loại này phải tạm dừng hoạt động để kiểm tra thì nay đã đến lúc phải cho chúng cất cánh càng nhanh càng tốt. Cho dù không biết điều gì đã xảy ra trong buồng lái chiếc máy bay bị nạn, một số chuyên gia phỏng đoán có thể đã có một vụ nổ ở bộ phận động cơ khiến máy bay bị rơi.

Tuốc-bin được gia cố, máy bay “Comet” lại cất cánh, nhưng chỉ ba tháng sau lại có một máy bay cùng loại bị rơi: lần này máy bay cũng xuất phát từ Rome sau khi bay được 30 phút và lên đến độ cao 10.000 mét thì bị nổ tung. Những mảnh vỡ của máy bay ngay sau đó đã được phát hiện ở vùng biển gần Naples. Vụ rớt máy bay lần này không chỉ là một thảm kịch đối với bạn bè và người thân của 21 hành khách trên máy bay. Toàn bộ ngành hàng không dân dụng non trẻ đang chuẩn bị thăng hoa dường như đứng trước một nguy cơ lớn. Các chuyên gia hàng không thế giới ra sức tìm nguyên nhân của các thảm hoạ này.

Ý tưởng

Khi đó, ở bên kia bán cầu, nhà hoá học trẻ tuổi David Warren, làm việc tại Cơ quan nghiên cứu hàng không (Aeronautical Research Laboratories) của Australia, chuyên sâu về nhiên liệu máy bay, cũng tham gia tìm hiểu nguyên nhân hai vụ tai nạn. Do máy bay “Comet” cũng sắp được đưa vào sử dụng ở lục địa thứ năm nên nhà hoá học 29 tuổi này nghiễm nhiên có tên ở một trong các ban nghiên cứu về vụ tai nạn.

Warren – bản thân anh đã mất cha trong vụ tai nạn máy bay nghiêm trọng đầu tiên xảy ra ở Australia – cũng không biết gì hơn các đồng nghiệp của mình nhưng anh đã có ý tưởng giúp tìm ra nguyên nhân các vụ tai nạn trong tương lai: Ở một hội chợ, Warren đã trông thấy một máy ghi âm chỉ to bằng lòng bàn tay do Đức sản xuất. Anh chợt nghĩ liệu có thể lắp một máy ghi âm tương tự trong buồng lái để ghi lại các cuộc trò chuyện và ghi lại các dữ liệu quan trọng nhất liên quan đến chuyến bay và lưu giữ chúng một cách an toàn.

Warren trình bày với Uỷ ban về ý tưởng của mình nhưng không được quan tâm. Anh viết bài để công bố rộng rãi trên toàn thế giới về ý tưởng của mình, tuy nhiên cũng không nhận được hồi âm nào. Cuối cùng chàng thanh niên ưa mày mò sáng tạo đã tự chế tạo ngoài giờ làm việc một thiết bị mà anh đặt tên là “Memory Flight Unit”.

Cấu trúc của thiết bị khá đơn giản nhưng khôn ngoan: một sợi dây thép mảnh mai, tương tự như những sợi dây thép vẫn được dùng trong những thiết bị âm thanh hiện đại ở thời đó, được từ hoá và trở thành một đầu bút, điều khiển bằng điện. Bằng cách này thiết bị ghi lại các cuộc trò chuyện của phi công và mỗi giây có thể ghi lại nhiều nhất tám dữ liệu về chuyến bay. Cứ sau bốn tiếng đồng hồ, băng ghi âm lại bắt đầu lại từ đầu, các dữ liệu mới tiếp tục được ghi. Warren lắp toàn bộ thiết bị trong một cái hộp có khả năng chịu va đập mạnh.

Hai anh em nhà Wright ngay trong chuyến bay có động cơ đầu tiên của họ vào năm 1903 cũng đã có một thiết bị ghi dữ liệu đơn giản đặt trong buồng lái. Thiết bị này ghi nhận nhiều dữ liệu trong đó có số liệu về tốc độ và vòng quay của cánh quạt. Nhưng những người đi tiên phong trong lĩnh vực hàng không đã không nghĩ đến việc phải cất giữ thiết bị ghi dữ liệu trong một cái vỏ bọc chắc chắn để phòng khi máy bay rơi. Thực ra họ đâu cần làm việc này vì vào thời điểm đó, máy bay của họ mới chỉ đạt độ cao vài ba mét.

Thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay của hai chuyên gia người Pháp François Hussenot và Paul Beaudouin chế tạo năm 1939 tinh vi hơn nhiều. Hai kỹ sư này dùng một đoạn phim dài tám mét cho vào một hộp kín mít, hoàn toàn không có ánh sáng. Trong khi bay, đoạn phim âm bản lộ sáng nhờ một cái gương, cái gương này xoanh nhanh hay chậm tùy thuộc vào độ cao hay tốc độ của máy bay. Từ đó ghi lại được các dữ liệu. Thiết bị này bên trong hoàn toàn tối đen – có lẽ đây là lý do vì sao thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay cho đến nay vẫn có tên là hộp đen.

Các kỹ sư Pháp đặt tên cho thiết bị của họ là Hussenograph, tuy nhiên trong thực tế thiết bị này có nhiều nhược điểm: phim chỉ sử dụng được một lần, sau đó phải thay thế, máy không ghi lại được các cuộc nói chuyện vì vậy người ta chỉ sử dụng thiết bị một cách hạn chế, thí dụ trong các chuyến bay thử.

Trong khi đó thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay của Warren có thể sử dụng được nhiều lần và không có các nhược điểm trên. Tuy vậy nhà sáng chế người Australia vẫn bị hoài nghi, vả lại thời đó nhiều năm liền ở châu lục này không hề có vụ tai nạn máy bay nào. Tệ hại hơn là sự thờ ơ của nhà đương cục Australia, họ cho rằng “thiết bị này ít có giá trị thực tế đối với ngành hàng không dân dụng”. Trong khi đó, lực lượng không quân Australia lại phỏng đoán sẽ chỉ nghe thấy trong buồng lái “những lời nói thô tục thay vì sự giải thích, trần tình”. Giới phi công thì kháo nhau về một tên gián điệp cài trong buồng lái.

Cú đột phá

Trong khi đó Vương quốc Anh lại nhìn nhận vấn đề này một cách bình thản hơn. Khi vị lãnh đạo Cục hàng không Anh quốc viếng thăm Australia và được nghe kể về sáng chế của Warren, ông liền đề nghị nhà sáng chế mang thiết bị của mình tới London. Hãng BBC cực kỳ ấn tượng nên đã giới thiệu thiết bị đó trên truyền hình và đài phát thanh. Chỉ sau một thời gian ngắn, sáng chế của Warren đã xuất hiện trên thị trường Anh quốc. Theo hình dạng và mầu sắc của mình, thiết bị có tên là “Red Egg” (Quả trứng Đỏ).

Giới chuyên môn ở Pháp và Canada cũng rất ấn tượng với thiết bị ghi dữ liệu này. Riêng Mỹ thì tỏ ra dè dặt. Vào thời điểm đó, kỹ sư James Ryan cũng vừa sáng chế một máy ghi dữ liệu chuyến bay, tuy nhiên nó không có khả năng ghi lại các cuộc đàm thoại.

Có lẽ việc ghi lại được những âm thanh trong buồng lái lại là ý tưởng tốt nhất của David Warren. Trong khi các vấn đề về kỹ thuật trong các chuyến bay nhờ có hàng loạt dữ liệu (những máy ghi dữ liệu chuyến bay hiện đại có khả năng lưu trữ tới hàng nghìn thông số) có thể được nhận diện tương đối nhanh thì những âm thanh ghi lại trong buồng lái nhiều khi đem lại những bước ngoặt đầy bất ngờ trong các cuộc điều tra.

Thí dụ chuyến bay TWA 800 bị nổ tung trên bầu trời phía đông New York hồi tháng 7/1996. Không đầy một giây trước khi bị rơi, trên băng ghi âm bỗng xuất hiện hai tiếng động khẽ ở độ cao âm thanh 400 Hertz – tần số tương tự với tần số của việc cung cấp điện trong máy bay. Chính nhờ các âm thanh này các nhà điều tra mới đi đến nhận định đã xảy ra hai cú chập mạch trong đồng hồ nhiên liệu ở thùng nhiên liệu chính của máy bay và gây ra vụ nổ.

Đôi khi băng ghi âm còn lưu lại sự hoảng hốt, tuyệt vọng và bất lực của những người có mặt trong buồng lái. Một ví dụ, vụ rơi chiếc máy bay Boeing 757 của hãng hàng không Thổ Nhĩ Kỳ Birgenair hồi năm 1996 ở gần bờ biển Cộng hòa Đô-mi-nic làm 189 hành khách thiệt mạng. Khi đó ống pitot bị tắc nên cung cấp số liệu về tốc độ cho phi công và thiết bị điều khiển tự động không chính xác. Ngay sau đó là giọng nói thất thanh, hốt hoảng của cơ trưởng. “Cần đẩy, đẩy, đẩy, đẩy”, ông hét lớn với lái phụ. Rồi: “Tôi phải làm gì đây?” Khi đề cập đến van tiết lưu, ông ta la lên: “đừng đóng, đừng đóng” Mặc dù đây là một sự cố về kỹ thuật nhưng Uỷ ban điều tra – dựa vào những gì đã ghi lại trong buồng lái – cuối cùng vẫn cho rằng phi công là nguyên nhân chính dẫn đến vụ tai nạn này.

Còn với vụ “Comet”, cũng chính nhờ vụ này mà ngày nay hầu như tất cả các máy bay chở hành khách đều được trang bị thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay, thì việc nghiên cứu về nguyên nhân gây tai nạn đã diễn ra trong một thời gian rất dài. 52 năm sau, kể từ ngày máy bay gặp nạn, chuyên gia hàng không Paul Withey nhận nhiệm vụ của “National Geographic” mới tìm được lời giải. Nhờ kính hiển vi điện tử, ông đã khẳng định điều mà ngay từ đầu Uỷ ban điều tra đã nhận định: Áp lực trong buồng lái của chiếc máy bay “Comet” có trục trặc vì vật liệu bị oải do việc lắp đặt cửa sổ bị sai sót.

Xuân Hoài dịch

Tác giả