Черный ящик самолета. История «чёрных ящиков

То, что в средствах массовой информации обычно называют «чёрный ящик» или «бортовой самописец», на языке авиаторов называется «система аварийной регистрации параметров полёта», сокращённо — САРПП.

Это прибор, точнее приборов, в которую входит большое количество датчиков, блоков обработки сигналов, накопителей.

Изобретателем первого подобного устройства считается австралийский учёный Дэвид Уоррен.

В мае 1953 потерпел крушение первый в мире реактивный пассажирский лайнер «Комета-1» . В результате катастрофы никто не уцелел, не было свидетелей, и о причинах ничего не было известно. Работая в команде проводившей расследование падений, Дэвид подумал о том, что записи переговоров пилота и членов экипажа, а также показания приборов при падении могли бы в установлении причин падения самолётов.

В 1957 Дэвид, при помощи двух своих коллег из Научно-исследовательской лаборатории аэронавтики в Мельбурне (Aeronautical Research Laboratory), создал действующую модель «чёрного ящика», который мог записывать информацию и переговоры в течение четырёх часов.

В 1958 глава Агентства регистрации воздушных судов Великобритании (United Kingdom Air Registration Board), находящийся с визитом в Австралии, увидел машину Дэвида и был очень заинтересован в её дальнейшем продвижении. По его приглашению Дэвид Уоррен отправился в Англию, где в его распоряжение была предоставлена команда учёных для усовершенствования прибора. Новая модель «чёрного ящика» была размещена в ударопрочной и огнеупорной коробке и стала продаваться во многие страны.

В 1960 году, после падения самолёта в штате Квинсленд, суд предписал всем австралийским авиакомпаниям установить «чёрные ящики» на все гражданские самолёты в обязательном порядке. Австралия стала первой страной в мире, применившей такой закон.

В настоящее время «чёрный ящик» является обязательным на всех авиалайнерах. Устройство позволило установить причины множества автокатастроф во всем и предотвратить будущие трагедии.

Кстати, название «чёрный ящик» возникло из-за того, что первые подобные устройства строго запрещалось обслуживать наземному техническому персоналу (за исключением контроля работоспособности), а детали его функционирования были строго засекречены. Подобные меры принимались руководством авиакомпаний для того, чтобы обеспечить максимальную объективность при расследовании лётных крушений.

Что такое «Чёрный ящик»

На самом деле устройство, спрятанное в кожухе оранжевого цвета и называемое «чёрный ящик», который обычно демонстрируют по телевидению — это лишь часть САРПП — защищённый бортовой накопитель (ЗБН). На современных самолётах обычно ставится два ЗБН: один из них регистрирует полётные параметры, второй переговоры экипажа. Однако возможны и другие варианты. На некоторых самолётах данные параллельно записываются на два-три ЗБН с тем, чтобы при разрушении одного из них, сохранился другой. Для облегчения поиска «чёрных ящиков» в них встраивают радиомаяки, автоматически включающиеся в случае аварии. Для этой же цели ЗБН имеет яркую оранжевую окраску.

Для сохранности данных при катастрофе, полые части «чёрного ящика» наполняются специальным порошком, способным выдерживать температуру горения авиакеросина (1100°С). Также, благодаря этому порошку, температура внутри «ящика» не поднимается выше 160°С что позволяет сохранить все данные, содержащиеся в «бортовом самописце». Военные самолёты в этом смысле ничем от гражданских не отличаются. Разве что записываются ещё параметры по работе с оружием (пуск ракет, сброс бомб и т. п.), по навигационной аппаратуре и прочее.

Система регистрации полётных параметров самолёта ТУ-154

Самолёт ТУ-154 оснащается бортовым магнитным регистратором МСРП-64 в состав которого входят значительное количество датчиков, блок сбора и преобразования информации (БСПИ), кассетный бортовой накопитель (КБН), защищённый бортовой накопитель (ЗБН) и звуковой регистратор (Марс-БН).

Датчики регистрируют и посылают в БСПИ сведения о следующих параметрах:

• Высота барометрическая (т. е. высота над уровнем моря).
• Высота истинная (расстояние от самолёта до поверхности по вертикали (земля, кроны деревьев, крыши зданий и т. п.).
• Скорость полёта (показание указателя скорости в кабине пилотов).
• Угол атаки (под каким углом к плоскости крыла набегает на него поток воздуха).
• Боковая перегрузка.
• Вертикальная перегрузка.
• Угол отклонения правого руля высоты от нейтрали.
• Угол отклонения левого руля высоты от нейтрали.
• Угол крена машины.
• Курс полёта по гирокомпасу.
• Тангаж (угол наклона носа самолёта вверх или вниз).
• Положение рукоятки управления двигателя — 1.
• Мгновенный расход топлива двигателя — 1.
• Число оборотов двигателя — 1.
• Положение рукоятки управления двигателя — 2.
• Мгновенный расход топлива двигателя — 2.
• Число оборотов двигателя — 2.
• Положение рукоятки управления двигателя — 3.
• Мгновенный расход топлива двигателя — 3.
• Число оборотов двигателя — 3.
• Угловая тангажа (как быстро самолёт опускает (поднимает) нос).
• Ход штурвала.
• Отклонение педалей.
• Отклонение колонки штурвала.
• Отклонение правого элерона.
• Отклонение левого элерона.
• Отклонение руля направления.
• Отклонение стабилизатора.
• Отклонение закрылков.
• Ход траверсы управления по крену.
• Ход траверсы управления по курсу.
• Ход траверсы управления по тангажу.
• Давление воздуха в кабине.
• Ход штока триммера.
• Отклонение левого элерон-интерцептора.
• Отклонение правого элерон-интерцептора.
• Напряжение бортовой сети.
• Суммарный остаток топлива.

Блок сбора и преобразования информации (БСПИ) полученные данные преобразует в вид, удобный для записи, и направляет их в кассетный бортовой накопитель (КБН), и в защищённый бортовой накопитель (ЗБН).

КБН находится в пилотской кабине и используется в повседневной работе. Катушки с магнитной лентой, на которой записываются параметры полёта доступны и эти записи используют для анализа полётов, разбора действий экипажа, анализа отказов техники и всех других случаях, когда необходимо отследить поведение машины. Пилоты нередко называют КБН «ябедником».

ЗБН находится в хвостовой части машины и экипажу недоступен. ЗБН представляет собой сферу оранжевого цвета, изготовленную из высокопрочных материалов. Она выдерживает перегрузку в 1000g, и 50-минутный нагрев до 1000°C. Ёмкость магнитной ленты и КБН и ЗБН позволяет записывать параметры полёта за последние 17-20 часов. МСРП-64 включается автоматически с момента подачи напряжения на электросеть машины (неважно, от внутренних источников (генераторы, аккумуляторы) или внешних (стационарная сеть аэродрома, машины запуска двигателей и т. п.)) и выключается при выключении бортового электропитания. Т. е. на ленте остаются параметры не только последнего полёта, но и нескольких предыдущих.

При катастрофе самолёта КБН чаще всего разрушается, а ЗБН, расположенный в той части самолёта, которая обычно страдает меньше всего, сохраняется, хотя и не всегда в самом лучшем виде.

Запись магнитной ленты требует расшифровки на компьютере, после чего можно получить обычные графики на бумаге или смоделировать поведение самолёта на экране монитора. Можно также эти данные использовать на тренажёре и получить едва ли не полную картину, происходившего в кабине самолёта во время полёта (показания приборов на каждый момент, положение органов управления).

Кроме ЗБН в хвостовой части самолёта устанавливается звуковой регистратор Марс-БН. Внешне он выглядит также как и ЗБН, но предназначен для записи на магнитную ленту всех переговоров экипажа в последние 30 минут. Впрочем, если быть точным, то Марс-БН записывает речь и звуки с каждой розетки подключения гарнитуры (наушники и микрофон). Естественно, что если, например, с гарнитуры второго пилота говорит не он, а скажем террорист, то будет записана речь террориста.

Причём, каждая розетка пишется на отдельную дорожку. Так, что при одновременной речи с нескольких розеток, каждая из них будет записана чисто и без помех. Обычно на показания «чёрного ящика» уповают как на беспристрастного свидетеля, который все расскажет, все прояснит, назовёт причину катастрофы.

Однако это далеко не всегда так. Во-первых при катастрофах нередко записи повреждаются так, что из них мало что удаётся извлечь. Во-вторых, далеко не все, что хотелось бы знать фиксирует САРПП. Здесь немало технических трудностей.

В настоящее время предлагаются системы, фиксирующие не только речь и звуки с гарнитур, но и звуки, и даже изображение всего происходящего в кабине, пассажирском салоне, впереди самолёта. Также предлагается дублировать все данные на землю с тем, чтобы в случае гибели бортовых накопителей информации, данные все же, были бы сохранены.

Черный ящик самолета (бортовой регистратор, самописец) - это устройство, которое используется в железнодорожном, водном транспорте и авиации для записи информации бортовых систем, переговоров экипажа и др. Если с транспортом случилось какое-либо происшествие, то эти данные используют для выяснения причин.

История

Первый эксплуатационный регистратор полётной информации появился в 1939 году. Французы Бодун и Юссено сконструировали светолучевой осциллограф, фиксирующий каждый параметр полёта (скорости, высоты и т.д.). Это происходило путём отклонения соответствующего зеркала, отражавшего луч света на фотоплёнку. По одной из версий так и появилось название «черный ящик самолета» (фото см. ниже), ведь его корпус был выкрашен в этот цвет для того, чтобы защитить фотоплёнку от засветки. В 1947 году предприимчивые изобретатели организовали «Французское общество измерительных инструментов». Со временем эта компания стала довольно крупным производителем оборудования и влилась в концерн «Сафран».

Новая модификация

В 1953 году австралийским учёным Дэвидом Уорреном, принимавшим участие в расследовании катастрофы лайнера «Хэвилленд», была выдвинута идея о том, что наличие записей переговоров экипажа очень бы помогло в подобном деле. Предложенный им механизм сочетал в себе голосовой и параметрический самописцы, а также использовал магнитную ленту для записи. Регистратор Уоррена имел асбестовую обёртку и был упакован в стальной корпус. Вероятно, отсюда мы имеем другое определение понятия «черный ящик самолета» - это объект с неизвестной или непринципиальной внутренней структурой, который выполняет определённые функции.

Прототип устройства Дэвид представил в 1956 году. Он же придумал и черного ящика в самолете. Спустя четыре года правительство Австралии отдало распоряжение об установке самописцев на все имеющиеся летательные аппараты. Вскоре другие страны также последовали этому примеру.

Что внутри?

Черный ящик самолета, фото которого вы можете увидеть в статье, не относится к категории сложных устройств. Это обычный массив из контроллера и микросхем флеш-памяти. Он мало чем отличается от стандартного SSD-накопителя ноутбука. Однако флеш-память используют в регистраторах относительно недавно. Сейчас большинство самолётов оборудовано старыми моделями, где запись осуществляется на магнитную ленту или проволоку.

Виды самописцев

Существует два вида регистраторов: эксплуатационный и аварийный. Первый из них не является защищённым и применяется для повседневного мониторинга транспортного средства. Персонал железнодорожного, водного и авиационного транспорта считывает информацию с накопителей системы после каждого рейса. Затем полученные данные анализируются на предмет наличия недопустимых экипажем действий во время работы. Например:

• не превышался ли максимальный тангаж или крен, разрешённый производителем;
• не превышалась ли перегрузка на взлёте/посадке;
• не превышалось ли время работы на взлётных или форсажных режимах и т.д.

Также эта информация позволяет отслеживать выработку ресурса и производить своевременные регламентные работы для снижения частоты отказов транспортной техники и повышения безопасности полётов.

Аварийный самописец отличается очень надёжной защитой. В соответствии с требованиями современного стандарта TSO-C124 он обеспечивает сохранность данных на протяжении получаса непрерывного горения, при ударных перегрузках в 3400 g, пребывании на глубине 6 км в течение 30 дней, а также статических перегрузках в 2 тонны длительностью до 5 минут. Для сравнения: регистраторы предыдущего поколения с магнитными лентами выдерживали ударную перегрузку лишь в 1000 g и длительность горения до 15 минут. Для облегчения поисков аварийные самописцы оснащены гидроакустическими пингерами и радиомаяками.

Из чего сделан?

Цвет черного ящика в самолете мы обсудим ниже, а пока поговорим о материалах, из которых он сделан. Самописцы производят из легированного железа или титановых сплавов. В любом случае это жароустойчивый и высокопрочный материал. Хотя по большей части сохранность регистраторов обеспечивает их месторасположение в корпусе летательного аппарата.

Какого ящик самолета?

Обычно бортовой самописец красный или оранжевый. Теперь вам известно, какого цвета черный ящик самолета, и вполне понятно, что его название никак не связано с реальным цветом. Яркая окраска была сделана для облегчения поисков.

Какие параметры регистрируются?

Самописцы постоянно совершенствуются. Первые черные ящики считывали лишь 5 параметров: скорость, время, вертикальное ускорение, высоту и курс. Они фиксировались стилусом на одноразовую металлическую фольгу. Последняя фаза эволюции регистраторов относится к 90-м годам, когда в эксплуатацию ввели твердотельные носители. Современные самописцы способны фиксировать до 256 параметров. Вот некоторые из них:

• Остаток топлива.
• Мгновенный расход горючего.
• Скорость тангажа.
• Давление воздуха.
• Угол крена.
• Напряжение сети.
• Положение рукоятки управления мотора.
• Боковая перегрузка.
• Отклонение элерон-интроцепторов.
• Отклонение закрылков.
• Отклонение штурвала.
• Отклонение стабилизатора.
• Отклонение элеронов.
• Ход траверсы управления по тангажу, курсу и крену.
• Ход штурвала.
• Обороты двигателя.
• Число оборотов двигателей.
• Вертикальные и боковые перегрузки.
• Истинная высота.
• Барометрическая высота.
• Скорость полёта и т.д.

Где находится?

Черный ящик самолета расположен в хвостовой части летательного аппарата. На борту находится несколько самописцев. Резервные модели нужны на случай сильного повреждения или невозможности обнаружения основных.

Раньше речевой и параметрический регистраторы были разделены: первый устанавливался в кабине, а второй - в хвосте самолёта. Однако из-за того, что кабина разрушалась в катастрофе сильнее хвостовой части, оба самописца были вмонтированы в хвост летательного аппарата.

Черный ящик самолета: расшифровка

Это является таким же мифом, как и цвет самописца в его названии. Запомните: расшифровки черных ящиков разбившихся самолетов попросту невозможны. Вы спросите, почему? Да потому что записываемые данные не шифруются, а само слово «расшифровка» применяется в том же контексте, что и у журналистов, обрабатывающих записи интервью. Они пишут текст, слушая запись диктофона. То же самое делает комиссия экспертов, фиксируя данные в удобном для восприятия и анализа виде. Здесь нет никакого шифрования: защиты данных от посторонних не предусмотрено, информация доступна для прочтения в любом аэропорту. Также отсутствует защита данных от модификации, ведь самописец предназначен для выявления причин авиакатастроф и снижения их числа в будущем. В конце концов, для замалчивания или искажения истинных причин аварий по политическим или ещё каким-то причинам, можно сделать заявление о серьёзных повреждениях регистраторов и невозможности считать информацию.

Правда, даже при сильных повреждениях (примерно 30 % катастроф), черный ящик разбившегося самолета всё равно можно реконструировать. Фрагменты ленты склеиваются и обрабатываются специальной смесью, а уцелевшие микросхемы подпаивают и подключают к считывателю. Это довольно сложные процедуры, проводимые в специальных лабораториях и отнимающие много времени.

Существуют ли альтернативы?

Теперь вы знаете, что такое черный ящик самолета. До сих пор это устройство не считают на 100 % надёжным. Существуют ли какие-либо альтернативы?

На данный момент их просто нет, но инженеры постоянно работают над усовершенствованием имеющихся моделей. В ближайшее время они планируют передавать данные с чёрных ящиков в режиме реального времени либо на авиабазы, либо на спутник.

Капитан «Боинг-777» Стив Абду считает, что для отправки данных в реальном времени потребуется дорогостоящая спутниковая связь. Но если осуществлять отправку с 4-5 минутными интервалами, то это значительно снизит стоимость технологии и повысит рентабельность её применения. Так как количество спутников на планете ежегодно увеличивается, то сохранение данных полёта на удалённом устройстве - это наиболее вероятная альтернатива долгим поискам и трудоёмкой расшифровке данных.

Также в планах есть установка отстреливаемых плавучих регистраторов. Столкновение самолёта с препятствием будут фиксировать специальные датчики, которые впоследствии запустят катапультирование самописца с парашютом. Подобный принцип уже используется в автомобильных

Бортовой самописец или как устроен черный ящик самолета

Словосочетание «черный ящик» звучит из телеэфира в двух случаях: когда идет передача «Что? Где? Когда?» и когда где-то происходит авиакатастрофа. Парадокс в том, что если в телепередаче черный ящик — это и в самом деле черный ящик, то в самолете это не ящик и он не черный.

Бортовой самописец — именно так на самом деле называется устройство — обычно делают красного или оранжевого цвета, а форму придают шарообразную или цилиндрическую. Объяснение очень простое: округлая форма лучше противостоит внешним воздействиям, неизбежным при падении самолета, а яркий цвет облегчает поиски. Разберемся, как устроен черный ящик самолета, а также как расшифровывается информация.

Что в ящике?

1. Непосредственно самописец, в общем-то, прибор нехитрый: он представляет собой массив микросхем флеш-памяти и контроллер и принципиально мало чем отличается от SSD-накопителя в вашем ноутбуке. Правда, флеш-память используется в самописцах относительно недавно, и в воздухе сейчас множество самолетов, оборудованных более старыми моделями, в которых используется магнитная запись — на ленту, как в магнитофонах, либо на проволоку, как в самых первых магнитофонах: проволока прочнее ленты, а значит, надежнее.

2. Главное же — всю эту начинку как следует защитить: полностью герметичный корпус делается из титана или высокопрочной стали, внутри находится мощный слой теплоизоляции и демпфирующих материалов.

Существует специальный стандарт FAA TSO C123b/C124b, которому соответствуют современные самописцы: данные должны оставаться сохранными при перегрузках в 3400G в течение 6,5 мс (падение с любой высоты), полный охват огнем в течение 30 минут (пожар от воспламенения топлива при столкновении самолета с землей) и нахождении на глубине 6 км в течение месяца (при падении самолета в воду в любой точке Мирового океана, кроме впадин, вероятность попасть в которые статистически мала).

3. Кстати, что касается падения в воду: самописцы оснащаются ультразвуковыми маяками, включающимися при контакте с водой. Маяк излучает сигнал на частоте 37 500 Гц, и, запеленговав этот сигнал, самописец легко найти на дне, откуда его извлекают водолазы или дистанционно управляемые роботы для подводных работ. На земле самописец найти также несложно: обнаружив обломки самолета и зная места размещения самописцев, достаточно, по сути, просто оглядеться вокруг.

4. На корпусе обязательно имеется надпись «Flight Recorder. Do not open» на английском языке. Часто имеется такая же надпись на французском; могут иметься надписи на других языках.

Где располагаются ящики?

6. В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях, так как удар принимает на себя обычно передняя часть. Самописцев на борту несколько — так уж заведено в авиации, что все системы резервируются: вероятность того, что ни один из них не удастся обнаружить, а на обнаруженных будут испорчены данные — минимальна.

7. При этом самописцы различаются еще и по записываемым в них данным.

Аварийные самописцы, которые и ищут после катастроф, бывают параметрическими (FDR) и речевыми (CVR).

Речевой самописец сохраняет помимо переговоров экипажей и диспетчеров также окружающие звуки (всего 4 канала, продолжительность записи — последние 2 часа), а параметрические записывают информацию с различных датчиков — начиная от координат, курса, скоростей и тангажа и заканчивая оборотами каждого из двигателей. Каждый из параметров записывается несколько раз в секунду, а при быстром изменении частота записи возрастает. Запись ведется циклично, как в автомобильных видеорегистраторах: новые данные затирают наиболее старые. При этом длительность цикла составляет 17—25 часов, то есть ее гарантированно хватит на любой полет.

Речевые и параметрические самописцы могут быть объединены в один, однако в любом случае записи имеют точную привязку ко времени. Между тем параметрические самописцы фиксируют далеко не все параметры полета (хотя сейчас их как минимум 88, а совсем недавно, до 2002 года, было только 29), а только те из них, которые могут пригодиться при расследовании катастроф. Полные же «логи» (2 000 параметров) происходящего на борту фиксируют эксплуатационные самописцы: их данные используются для анализа действий пилотов, ремонта и обслуживания самолета и т. п. — они не имеют защиты, и после катастрофы данные с них уже не получить.

Как расшифровать черный ящик?

Необходимость расшифровки данных с черных ящиков — это такой же миф, как то, что ящики черные.

8. Дело в том, что данные никак не шифруются, и слово «расшифровка» здесь используется в том же значении, что у журналистов расшифровка записи интервью. Журналист слушает диктофон и пишет текст, а комиссия экспертов считывает данные с носителя, обрабатывает их и записывает в удобном для анализа и восприятия виде. То есть никакого шифрования нет: данные можно прочитать в любом аэропорту, защиты данных от чужих глаз не предусмотрено. А поскольку черные ящики предназначены для анализа причин авиакатастроф с целью снижения числа катастроф в дальнейшем, то какой-то специальной защиты от модификации данных нет. В конце концов, если истинные причины катастрофы требуется замолчать или исказить по политическим или еще каким-то причинам, то всегда можно заявить о сильных повреждениях самописцев и невозможности считать все данные.

Правда, при повреждениях (а они не так уж редки — примерно треть всех катастроф) все равно данные можно восстановить — и фрагменты ленты склеиваются, а также обрабатываются специальным составом, и уцелевшим микросхемам подпаивают контакты, чтобы подключить их к считывателю: процесс сложный, он проходит в специальных лабораториях и может затянуться.

Почему «черный ящик»?

9. Почему бортовые самописцы называют «черными ящиками»? Версий несколько. Например, название могло пойти со времен Второй мировой войны, когда на военные самолеты начали устанавливать первые электронные модули: они действительно выглядели как ящики черного цвета. Или, например, первые самописцы еще до войны использовали для записи фотопленку, поэтому не должны были пропускать свет. Нельзя, впрочем, исключать и влияние «Что? Где? Когда?»: черным ящиком в обиходе называется прибор, принцип работы которого (что в черном ящике) не имеет значения, важен лишь получаемый результат. Самописцы на гражданские самолеты стали массово устанавливать с начала 1960-х годов.

Что дальше?

10. Бортовым самописцам есть куда развиваться. По прогнозам, самая очевидная и ближайшая перспектива — это запись видео с разных точек обзора внутри и снаружи самолета. Некоторые эксперты заявляют, что это поможет, помимо прочих преимуществ, решить проблему перехода от стрелочных приборов в кабине пилота к дисплеям: мол, старые приборы при аварии «застывают» на последних показаниях, а дисплеи — нет. Однако не стоит забывать, что стрелочные приборы используются и сейчас в дополнение к дисплеям на случай отказа последних.

11. Также рассматриваются перспективы установки отстреливаемых плавучих самописцев: специальные датчики будут фиксировать столкновение самолета с препятствием, и самописец в этот момент будет «катапультироваться» чуть ли не с парашютом — принцип примерно такой же, как у подушек безопасности в автомобиле. Кроме того, в будущем самолеты смогут в режиме реального времени транслировать все записываемые черными ящиками данные на удаленные сервера — тогда и искать и декодировать самописцы не понадобится.

При очередной авиакатастрофе в сообщениях сразу начинают говорить о поисках черного ящика самолета. Что это такое и зачем он нужен? Черные ящики — или бортовые самописцы - это записывающие устройства в защитной оболочке, которая выполнена из сверхпрочного материала. Снаружи корпус может быть параллелепипедом, цилиндром или шаром. Окрашен он в ярко-оранжевый или красный цвет, что помогает его обнаружить.

Датой создания первого бортового самописца - «ябедника» (так его называют в летных кругах), считается 1939 год. Это событие произошло во Франции. Самописец являлся многоканальным осциллографом, корпус которого был похож на ящик и имел черный цвет, откуда и произошло название «черный ящик». Его функцией было записывать скорость, высоту и другие основные параметры полета. Серийный выпуск бортовых самописцев начался в 1947 году. Несколько позже, в 1950-х годах, стали записывать с применением магнитной пленки и голосовые переговоры пилотов. Позднее речевой регистратор отделили от параметрического и поместили в кабину пилотов. А другой поставили в хвост самолета. Так как кабина подвержена большему разрушению, чем хвостовая часть самолета, в дальнейшем и речевой регистратор перенесли в хвост. Для защиты регистраторов использовали асбест. Оснащать в обязательном порядке черными ящиками самолеты, используемые для пассажирских перевозок, стали в Австралии в 1960 году. Через некоторое время и другие страны последовали этому примеру. Теперь бортовой самописец является обязательным устройством на борту самолета. С его помощью устанавливают причину катастрофы, выясняют все обстоятельства трагедии. Это в дальнейшем способствует предотвращению новых несчастных случаев.

Устройство бортового самописца

Черные ящики с их записями оказывают неоценимую помощь при расследовании причин, повлекших за собой крушения самолетов. Международными нормами предусмотрено на каждом самолете иметь два самописца. Как устроен черный ящик самолета? Для сохранности информации у него должна быть прочная конструкция. Для ее изготовления используют титан или высокопрочную сталь. Внутри корпуса находится слой термоизоляции, защищающий микросхемы от высоких температур, которые возникают при пожаре или взрыве. Как устроен черный ящик самолета (схема ниже это показывает), разобраться несложно.
В современных самописцах информация находится во флеш-памяти. Кроме этого, в ящике имеются печатные схемы, которые предназначены для обработки и сжатия поступающей информации. Конструкцию черных ящиков постоянно совершенствуют. Каждый самописец периодически проходит сертификацию.

Современные самописцы

Они прошли длительный путь усовершенствования и весьма отличаются от своих предков. Что такое черный ящик в самолете? Он служит для сбора различных сведений. Черные ящики фиксируют следующие данные:

• технические - обороты двигателя, давление топлива и гидросистем, температура;
• данные навигации - скорость, высота, крен, отклонение рулей;
• действия экипажа - выпуск и уборка шасси, все действия по управлению самолетом.

На всех современных лайнерах находятся два самописца. Один служит для записи переговоров, которые ведет экипаж, и называется речевым, другой записывает все параметры полета и называется параметрическим. Вся информация записывается на оптические, ей является фотопленка, или магнитные (магнитная лента и металлическая проволока) носители. В последнее время все чаще стали применять флеш-память. С переходом к ней система записи стала надежней, так как исчезли движущиеся части. Для увеличения прочности устройство черного ящика самолета подвергалось многократным доработкам и испытаниям. Самописцы сохраняют данные:

• до 3 500 G действующей перегрузки;
• 0,5 часа при нахождении в огне;
• месяц в воде на глубине до 6 км;
• 5 мин при статических перегрузках более 2 т.

Черные ящики в самолете располагаются в хвостовой части фюзеляжа. По статистическим данным, именно она меньше всего повреждается при авариях. Чаще всего удар испытывает носовая часть самолета.

Как выглядит черный ящик в самолете?

Внешний вид самописца можно описать так: чаще всего он имеет округлую форму. Это делают для того, чтобы при падении самолета было как можно меньше повреждений, так как тела такой формы менее подвержены воздействиям силы.
Черный ящик всегда окрашен в яркий цвет, это дает возможность быстрее заметить его в местах поиска после катастрофы самолета. Кроме этого, самописцы оснащают специальными маячками, которые начинают работать при соприкосновении с водой. При падении самолета в воду подводный акустический маячок издает сигнал в течение 30 суток с глубины до шести километров.

Виды бортовых самописцев

Как уже упоминалось выше, на борту самолета находятся два самописца: речевой и параметрический.

Речевые записывают не только все разговоры членов экипажа и их переговоры с диспетчерами, но и звуки, которые присутствуют в кабине самолета и сохраняют их на протяжении двух последних часов.

Параметрические принимают данные с разных датчиков. На них присутствует информация начиная с координат курса и заканчивая оборотами двигателей. Показатели каждого параметра записываются раз в секунду, а если они начинают меняться быстро, то возрастает и частота регистрации. Запись производится циклами, подобно автомобильным видеорегистраторам: старые данные затираются новыми. Продолжительность цикла довольно большая и составляет до 25 часов, ее достаточно на любой полет.

Оба вида черных ящиков самолета могут быть объединены в один прибор. Параметрические устройства записывают только те данные, которые могут потребоваться при дознании происшедшей аварии. Все записи на носителях информации надежно защищены. Они выдерживают температуру от -60 до +55 градусов. Главную защиту обеспечивает наполнитель, который находится внутри корпуса.

Эксплуатационный регистратор

Все, что происходит на борту, записывают эксплуатационные приборы, которые не имеют защиты. Персонал на земле считывает информацию после каждого полета для осуществления контроля. Данные расшифровываются и подвергаются анализу - правильно ли действовал экипаж во время полета. Кроме этого, полученные данные помогают установить выработку ресурса самолета и вовремя производить ремонтные работы. Это приводит к повышению надежности оборудования и безопасности полетов.

Как расшифровать черный ящик

Данные, которые находятся в черном ящике разбившихся самолетов, не зашифрованы. Для их взятия собирается комиссия экспертов, которые просто считывают с носителя имеющуюся на нем информацию и в удобном для прочтения и анализа виде записывают в отчет. Процедура снятия данных не представляет никаких сложностей. Это можно сделать в любом аэропорту. Никакой защиты информации от посторонних нет.
По статистике, достаточно часто происходят повреждения самописцев. Информацию нередко можно считать, склеив отдельные фрагменты ленты и восстановив уцелевшие части микросхем. Этот процесс требует особых лабораторных условий и занимает достаточно много времени. Основная цель самописцев на борту самолета заключается в получении данных для установления причин катастрофы и предупреждения повторения подобных ситуаций. Информацию черных ящиков анализируют диспетчера, пилоты, штурманы и технические эксперты.

Перспективы развития самописцев

С каждым годом к черным ящикам предъявляются более жесткие требования. Одна из ближайших перспектив заключается в записи на видеоноситель внешней поверхности самолета и внутренней его части. Ученые надеются, что это новшество приведет к полной замене приборов в кабине пилотов на дисплеи, которые будут давать более достоверную информацию при возникновении аварии. Хотя по стрелочным приборам можно определить, что он зафиксировал в последний момент перед аварией.

В некоторых случаях черные ящики после катастрофы не удается обнаружить. В основном это бывает, когда самолет падает в воду на большую глубину. Поэтому в перспективе предусматривается установить самописцы, которые во время аварии могли бы катапультироваться и оставаться на плаву. А еще прорабатывается возможность все данные с черного ящика переписывать на сервера, находящиеся на земле. В этом случае отпадет надобность поиска самописца. Неповрежденный прибор прекращает работу, когда нет питания, а это может произойти во время взрыва. При наличии электроснабжения черный ящик записывает данные в любых условиях. Поэтому в дальнейшем планируется для самописцев сделать автономное питание, чтобы сохранить как можно больше информации.

Это интересно

1. Для записи данных в первых черных ящиках использовали ленту из стали, которая была помещена в прочный корпус. Запись велась при использовании чугунного острия. Объем информации был ограничен, так как фольга портилась и использовалась только один раз.
2. Магнитные ленты стали применять с 1965 года. Сначала на них записывали только звук, а потом стали использовать и для записи данных.
3. Микросхемы стали носителем информации только в девяностые годы.
4. За 40 лет было установлено черных ящиков без малого на 100 000 самолетах, стоимость каждого составляет 10-20 тыс. долларов.
5. Продолжительность службы самописцев увеличилась после введения на них сертификации.

Заключение

Благодаря техническому прогрессу черные ящики стали значительно легче и компактнее, более надежными в эксплуатации. Самописец не боится экстремальных температур и может значительное время находиться в морской воде, подвергаться разным экстремальным воздействиям, сохраняя без повреждения информацию.
Данные, взятые из черного ящика самолета, помогают смоделировать обстановку, которая предшествовала аварии и помочь найти причину катастрофы. Материалы после расследований применяют для работы в тренажерных залах, моделируя реальные ситуации для обучения пилотов.

Что такое чёрные ящики самолёта — устройство, описание и интересные факты на сайт.

Наша жизнь состоит из будничных мелочей, которые так или иначе влияют на наше самочувствие, настроение и продуктивность. Не выспался - болит голова; выпил кофе, чтобы поправить ситуацию и взбодриться - стал раздражительным. Предусмотреть всё очень хочется, но никак не получается. Да ещё и вокруг все, как заведённые, дают советы: глютен в хлебе - не подходи, убьёт; шоколадка в кармане - прямой путь к выпадению зубов. Мы собираем самые популярные вопросов о здоровье, питании, заболеваниях и даем на них ответы, которые позволят чуть лучше понимать, что полезно для здоровья.

Бортовые самописцы - это устройства, предназначающиеся для сохранения характеристик полета и переговоров в кабине пилота. Аппарат представляет собой электронный блок, производящий запись на цифровые носители. Система надежно защищена герметичным корпусом из металла. Бортовые самописцы способны находиться достаточное время в самых неблагоприятных условиях.

История

Первый регистратор создан во Франции. В 1939 году Ф. Уссено и П. Бодуэн разработали осциллограф, который записывал каждое отклонение параметра полета при помощи лучей света. Спустя 14 лет представитель австралийской науки Д. Уоррен, участвуя в расследовании крушения пассажирского самолета, пришел к мысли о необходимости записи переговоров пилотов.

Идея воплотилась в реальное изобретение через 3 года, в 1956-м. Бортовой самописец был защищен асбестом и стальным корпусом. В 1960 году Австралия выставила требование, по которому установка регистратора в самолеты стала обязательной. Другие страны последовали примеру Зеленого континента.

Распространенные мифы

СМИ вещают о каждом крушении летательных аппаратов во всех доступных подробностях. Пожалуй, каждый слышал про на самом деле устроен не совсем так, как привык себе представлять среднестатистический человек. Основные созданные мифы о черном ящике:

1. Сам регистратор на самом деле не черный, а оранжевый. Цвет выбран исходя из легкости обнаружения самописца в условиях крушения самолета.
2. И ящик - вовсе не ящик: регистратор чаще всего представляет собой шар или цилиндр. Сферическая форма позволяет выдержать максимально допустимые нагрузки.
3. Обычно для получения записанной информации не требуется дешифровщик. Данные на самом деле никак не шифруются. Прослушать их способен абсолютно любой человек. Однако только эксперт может провести анализ полученной информации.

Теперь у читателей должно было сложиться правильное мнение о том, как выглядят бортовые самописцы в действительности.

Современные лайнеры обеспечены двумя бортовыми самописцами: речевым и параметрическим. Практикуется использование дополнительно эксплуатационного комплекта регистраторов.

Назначение

Бортовые самописцы предназначаются для сбора и хранения навигационных показателей, сведений о совершаемых действиях экипажа и материальном состоянии воздушного судна. Современные регистраторы способны фиксировать следующие параметры:

• давление топливной жидкости при подаче в двигатель;
• давление в каждой из гидросистем;
• обороты двигателя;
• температура за пространством турбины самолета;
• использование боевой кнопки;
• отклонение приборов управления и его степень;
• использование взлетно-посадочных механизмов;
• скорость, высота, курс полета;
• прохождение маяков.

Запись параметров полета и переговоров пилотов значительно упрощает расследование причин падения самолета. Это не только позволяет понять изъяны конструкции, но и разработать план действий в экстренных ситуациях, анализировать произошедшее крушение со всех возможных сторон.

Устройство бортового самописца

Принцип устройства регистратора зависит от назначения и способа записи информации. Различают оптические, магнитные, механические и электронные запоминающие устройства. Механический и оптический способы записи являются устаревшими, в настоящее время они не используются даже на старых моделях летательных аппаратов.

Электронные системы записи представляют собой скопление микросхем памяти и контроллера, что очень напоминает SSD-накопитель в обычном ноутбуке. Самописцы с устройством электронного типа устанавливаются на все современные летательные аппараты и составляют большую часть из всех используемых регистраторов. На старых моделях еще применяется способ магнитной записи при помощи ленты или проволоки. Последняя является более надежным вариантом.

Внешне бортовой самописец защищен металлической оболочкой из сплавов титана или легированного железа. Эксплуатационные и испытательные регистраторы используются без дополнительного покрытия. Внешний вид устройств будет зависеть от того, к каким типам относятся бортовые самописцы. Фото позволяют подробно изучить каждый вид отдельно.

Сохранность регистраторов обусловлена еще и тем, где находятся бортовые самописцы. По данным статистики, меньше всего в авариях воздушного пространства страдает хвостовая Именно этой причиной объясняется расположение бортовых самописцев в самолете в хвосте фюзеляжа.

Запуск регистратора

Доступ к техническому обслуживанию самописцев имеют только работники, не заинтересованные в искажении данных. Члены экипажа не могут самостоятельно включить или выключить запись. В целях автоматического запуска создается взаимосвязь работы самописца и действий самолета. Существует несколько типов активации регистраторов:

• при запуске авиационного двигателя;
• при действии ;
• с помощью датчиков скорости.

Время записи данных на бортовые самописцы зависит от способа фиксирования информации. Обычно составляет 30-120 минут с определенного момента полета.

Виды регистраторов в зависимости от целей применения

Эксплуатационный бортовой самописец применяется во время обычных плановых полетов для получения объективной информации о состоянии эксплуатируемого летательного аппарата, а также для независимой оценки работы членов экипажа. Самописец такого типа не защищен от воздействия окружающей среды при катастрофе.

Аварийный бортовой самописец - как раз тот механизм, о котором все твердят при крушении самолета. Перед эксплуатацией проводят тест, показывающий, насколько устройство устойчиво к воздействию критических условий. Бортовые самописцы упавших самолетов должны быть способны:

• находиться в 24 часа;
• 60 минут гореть в огне (1100 °С);
• находиться на дне океана (6000 м) в течение месяца;
• выдержать статистическую перегрузку по каждой оси в 2168 кг.

После проведения тщательной проверки бортовой самописец допускается к установке в самолет.

Испытательный регистратор применятся для оценки работы летательного аппарата. Используется при проведении пробных испытательных полетов с целью выявить возможные недостатки конструкции. Во время пассажирских перелетов не применяется.

Речевые и параметрические самописцы

Современные оснащены двумя видами регистраторов: речевым и параметрическим. Часто конструкция предусматривает объединение разных типов информации в один бортовой самописец. Как речевой, так и параметрический прибор имеет четкую взаимосвязь со временем.

Параметрические самописцы способны фиксировать более 2000 данных, но используется из них только около 500. Ограничение количества записываемых параметров связано с тем, что они не применяются для расследования катастроф. Регистраторы такого типа - одни из основных показателей неисправностей летательного аппарата и объективных доказательств причин происшествия.

Речевые самописцы фиксируют разговор между экипажем в определенный промежуток времени. Используются для определения и исключения человеческого фактора в авиакатастрофах, а также для улучшения и оценки профессиональных навыков.

Поиск самописцев после крушения авиалайнера

Регистраторы оснащены специальными маяками на основе ультразвуковых волн, которые активизируются в случае опасности (например, при контакте с водой). Частота сигнала составляет 37,5 кГц. Если крушение произошло вдали от водного пространства, найти самописец не составляет труда.

Яркий цвет хорошо заметен на фоне обломков. Высокая износостойкость позволяет не только обнаружить шар или цилиндр регистратора в относительной сохранности, но и расшифровать данные.

Возможно ли восстановление регистратора при поломке?

Около трети всех авиакатастроф приводят к нарушению целостности корпуса бортового самописца, что влечет за собой потерю информации. В некоторых случаях в лабораториях проводятся серьезные и длительные работы по восстановлению испорченных деталей устройств записи.

Методы основываются на запаивании или применении клеящих веществ. Иногда ремонтирование помогает и информацию удается восстановить.

Совершенствование технологий

Изобретение возникло более 50 лет назад. Появились ли за это время аналоги, способные заменить бортовые самописцы? Нет, пока что это самый надежный и информативный метод фиксировать необходимые характеристики летательного аппарата. Разрабатываются отдельные механизмы работы регистраторов, но общий принцип остается прежним.

Устройства запоминания активно совершенствуются, развиваются электронные носители информации. Планируется создание видеозаписей отдельных отсеков самолета, что позволит более тщательно контролировать ситуацию и оценивать результаты.

Ученые рассматривают варианты создания отстреливаемых и плавучих самописцев. Для этого необходимо снабдить устройство датчиками, которые будут способны фиксировать столкновение летательного аппарата с препятствием. Поступившие сигналы бедствия запустят механизм катапультации из опасного места.

Интересна и идея трансляции записей в режиме онлайн на удаленный сервер. Это сократит время дешифровки, позволит быстрее реагировать на экстренные события и иметь полный доступ к информации в режиме реального времени.

Бортовые самописцы - одно из важнейших изобретений послевоенной техники. Полученные данные с регистраторов разрушенных самолетов помогают изучить основные механизмы катастроф и минимизировать процент происшествий. В случаях нападения на авиалайнер бортовой самописец может подтвердить догадки криминалистов о теракте или боевой операции в воздушном пространстве.