Многие люди не в курсе, как выглядит черный ящик самолета. Правильное его название - бортовой самописец , изготавливают устройство шарообразной или цилиндрической формы и окрашивают в яркий цвет, красный или оранжевый. Округлая форма самописца изготавливается для его лучшего противодействия внешней силе, а яркий цвет поможет быстрее разыскать ящик. В этой статье рассказано, что такое черный ящик в самолете и все, что интересно знать про это устройство.
Чёрный ящик самолёта АН-24
По мере развития гражданской авиации участились случаи воздушных катастроф. Появилась необходимость зафиксировать параметры работы техники, с тем, чтобы узнать о причинах и подробностях возникновения аварийных ситуаций. Эта информация очень ценна для предотвращения повторения катастроф, исправления причин поломок авиатехники и гибели людей.
Первый «черный ящик» , фиксирующий параметры полета, появился в 1939 году . Он был сконструирован французскими разработчиками Юссено и Бодуэном и представлял собой светолучевой осциллограф, фиксирующий при полете отражения светового луча на фотопленку. При изменении параметров полета, высоты или скорости самолета, отклонялось определенное зеркальце, которое отбрасывало луч света на пленку. Для того чтобы защитить ее от засветки корпус прибора был выкрашен в черный цвет, так появилось название «черный ящик».
Позже, по мере расследования катастроф, появилось понимание того, что наличие записей экипажа в момент аварии помогли бы в этом. В 1953 году Дэвидом Уорреном, австралийским ученым был предложен прибор, который совмещал параметрический самописец и голосовой. Дэвид для записи использовал магнитную ленту, сам механизм он упаковал в асбестовую обертку, а затем - в стальной корпус. Отсюда появилась другая версия, почему самописец получил такое название.
Название черный ящик возникло потому, что первые устройства имели вид закрытой коробки, содержимое которой нельзя было посмотреть после установки на самолёт. Однако со временем их стали красить в яркие цвета: красный или оранжевый, чтобы легко обнаружить.
Первые ящики содержали самописцы с бумажной лентой и часовым механизмом с подачей бумаги, на которой пером с чернилами записывались показания приборов самолёта. Потом их заменили на фотоосциллографы с записью на фотобумаге, затем на магнитофоны с записью на стальную проволоку, а дальше научились писать на магнитную ленту. И, наконец, в наше время запись показаний идёт на микросхемы, так называемую флеш-память.
В старых моделях самописцев используется магнитная запись на ленту,
Как устроен самописец
Теперь рассмотрим устройство черного ящика самолета. Поскольку во время катастроф чёрный ящик испытывает очень большие механические нагрузки, сравнимые с нагрузками на артиллерийский снаряд и равными силе ударного фронта от взрыва атомной бомбы, корпус устройства и его содержимое должно их выдерживать.
Первые стандарты в этой области имели требования по силе механического ускорения (удара) до 1000 g (где g – ускорение земного притяжения), а сейчас требования к прочности прибора повысились до 3000 g и более. Для уменьшения силы удара корпус регистратора имеет вид шара или цилиндра с торцами в виде полусфер. Защитный корпус изготавливается из высокопрочной стали или из титана . Это ответ на вопрос из чего сделан черный ящик в самолете.
Требования современного стандарта включают следующие внешние воздействия. Кроме огромной силы удара, прибор должен выдерживать получасовой пожар и глубину затопления в море до 6 км в течение месяца. Попадание на более глубокие места в Мировом океане маловероятно.
Внутри черный ящик самолета устроен так: электронные платы прибора установлены на дополнительных амортизаторах. Плата собственно регистратора – это практически то же самое, что SSD-накопитель, как в ноутбуке или во внешнем жёстком диске.
В некоторых, уже устаревших устройствах, по- прежнему установлен магнитофон. Но поскольку они до сих пор соответствуют требованиям стандарта, их продолжают использовать в самолётах.
Кроме регистрации показаний параметров, приборы оснащаются ультразвуковыми маяками, которые облегчают поиск регистраторов под водой. Для поиска в горах имеются световые и радиомаяки . Все они имеют стандартные частоты для отличия от других источников. Все маяки должны проработать достаточно долго, для этого нужны аккумуляторы. Но они становятся необходимы только после аварии, а летать могут много лет. Чтобы за это время не произошёл саморазряд аккумуляторов, они находятся в нерабочем положении и приводятся в рабочее состояние после удара.
По стандарту, на корпусе всегда имеется надпись, возможно, на нескольких языках, Flight Recorder. Do not open» на английском языке – «Самолётный регистратор. Не открывать»
Между катушек можно увидеть тончайшую проволочку — именно на нее пишут речь пилотов «черные ящики» старого образца.
Какие параметры считываются
С тех пор как был создан первый бортовой регистратор, он постоянно усовершенствовался. Первые самописцы могли регистрировать только пять параметров:
- скорость;
- высоту;
- направление;
- ускорение;
- время.
Современные бортовые самописцы, которые устанавливаются на самолетах, могут регистрировать 256 параметров, назовем некоторые:
- давление воздуха;
- расход горючего (мгновенный);
- обороты двигателя;
- ход штурвала;
- истинная и барометрическая высота;
- скорость;
- остаток топлива.
Все эти параметры значительно помогают раскрыть причины аварии самолета.
Устройство черного ящика
Где находится самописец?
Для надёжности, чтобы сохранился хоть один прибор, их устанавливают несколько в разных местах самолёта, в основном в хвосте. Раньше устанавливали один самописец в кабине самолета, а второй - в хвосте. Теперь монтируют оба самописца в хвостовой части летательного аппарата. Дело в том, что по статистике, хвост самолёта меньше страдает даже при развале фюзеляжа на несколько обломков. Как правило, самый сильный удар приходится на нос самолёта.
Как расшифровывается черный ящик?
Наверное, многие думают, что запись в черном ящике закодирована каким-то неизвестным никому, кроме его разработчиков, шифром. Оказывается, что нет никакого шифра и защиты данных от модификации . Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф.
При сильных повреждениях черного ящика, его остатки можно «реставрировать». Например, остатки лент склеиваются и обрабатываются специальной смесью. Микросхемы и карты памяти также восстанавливаются специалистами, чтобы они были готовы к считыванию информации. Такая работа очень трудоемкая, требует много времени и проводится высококвалифицированными специалистами.
Микросхемы и карты памяти восстанавливаются специалистами
Существует два вида приборов:
- параметрические (FDR);
- речевые (CVR).
Первый вид регистрирует основные показатели полёта и состояния систем: высота, скорость, направление, показатели масляной и топливной систем, обороты двигателей, положение шасси и закрылков, координаты и т.д. Второй тип записывает переговоры пилотов и других членов экипажа, звуки в салоне с пассажирами, в грузовом отсеке, и нескольких других местах с источниками шума. Выпускаются регистраторы с совмещённой регистрацией.
Все регистраторы работают по кольцу, то есть аппарат пишет 2 часа звук, затем снова начинает сначала, вытирая самые старые записи. Параметры записываются несколько раз в секунду, при резком их изменении современные регистраторы увеличивают частоту записи.
По последним стандартам необходимо записывать 88 параметров. Всего же в самолёте возможна запись более 2000 параметров, это необходимо для обслуживания, но не записывается в аварийные регистраторы. Длительность записи чуть более суток, чего вполне достаточно для гражданской авиации. Каждый параметр имеет чёткую временную метку для правильной расшифровки обстановки на борту. Но шифрования для защиты от перехвата нет.
Направления развития самописцев
Бортовые самописцы всегда будут развиваться и усовершенствоваться по мере технического прогресса. Разработчики видят ближайшую их перспективу в том, что будет проводиться запись как внутри, так и снаружи лайнера, использоваться различные точки обзора. Рассматривается возможность замены всех стрелочных приборов на устройства с современными дисплеями, ведь стрелки во время аварии застывают навсегда. Сейчас стрелочные приборы используются совместно с устройствами, имеющими экран.
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:
- Сам регистратор на самом деле не черный, а оранжевый. Цвет выбран исходя из легкости обнаружения самописца в условиях крушения самолета.
- И ящик - вовсе не ящик: регистратор чаще всего представляет собой шар или цилиндр. Сферическая форма позволяет выдержать максимально допустимые нагрузки.
- 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.
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
Российский пассажирский самолет Ан-148 рухнул в Подмосковье 11 февраля. Погибли все 65 пассажиров и членов экипажа. Спасатели сообщили, что обломки разбросало на 30 га, но оба черных ящика удалось найти относительно быстро. Ivbg.ru разобрался, что такое черный ящик, как он выглядит и для чего нужен
Что такое черный ящик?
Черным ящиком называют бортовой самописец в самолете. Он фиксирует показания приборов, переговоры пилотов и звуки в салоне. Данные черных ящиков используют для анализа действий экипажа, работоспособности авиатехники и расследований авиакатастроф.
Почему самописец называют черным ящиком?
Мало кто знает, но так называемый черный ящик - оранжевый или красный. Самописец специально окрашивают яркими цветами, чтобы его было проще найти после крушения самолета. По этой же причине ящик делают не квадратной, а цилиндрической формы, чтобы минимизировать физические повреждения при контакте с твердой поверхностью.
Черный ящик получил свое названия благодаря создателям. В 1939 году два француза Юссено и Бодуэн представили первую модель самописца. Данные фиксировались с помощью тонкого луча света и обычной фотопленки. Конструкторы выкрашивали ящик в черный цвет, чтобы не засветить пленку. В середине прошлого века самописцы не были обязательным атрибутом авиалайнеров. В 1957 году на смену черной коробке пришел оранжевый цилиндр.
Сколько самописцев в самолете?
До 1957 года черные ящики записывали только показания приборов. Но после до сих пор неразгаданного крушения в 1953 году первого в мире британского реактивного пассажирского лайнера «Комета 1», в котором погибли 35 человек, австралийский ученый Дэвид Уоррен пришел к мысли, что разговоры пилотов могли бы помочь расследованию. Спустя четыре года он представил миру свой самописец, способный фиксировать как параметры приборов, так и переговоры экипажа.
Сегодня существует два вида черный ящиков: эксплуатационный и аварийный. Первый передает показания в диспетчерскую на земле. Второй фиксирует всю информацию циклично - каждые два часа данные перезаписываются. Его устанавливают в хвостовую часть самолета, ибо по статистике хвост реже разрушается при падении. Для надежности в самолете может быть несколько самописцев.
Почему черный ящик не уничтожается при взрыве?
Цилиндрический корпус ящика изготавливают из титана или высокопрочной стали. Требования к техническим характеристикам самописца растут прямо пропорционально с техническим прогрессом. Кроме силы удара о землю, прибор должен выдержать 30 минут непрерывного горения и месячное хранение под водой на глубине шести километров.
Что находится внутри цилиндра?
Электронные платы внутри корпуса установлены на дополнительные амортизаторы для минимизирования последствий мощнейшего удара о твердую поверхность. Микросхемы защищены теплозащитным слоем. Накопитель, который записывает данные, выглядит как жесткий диск обычного компьютера.
На самописец устанавливают ультразвуковой маяк, который облегчает поиски под водой. Также на корпусе есть световые и радиомаяки. Эти приборы имеют стандартные частоты подачи сигналов, чтобы не спутать их с другими источниками.
Для автономной работы маяков устанавливаются аккумуляторы. Во время полета они не работают, а самописец получает энергию от систем самолета. Батареи активируются после сильного удара.
Какие параметры записывает прибор?
Первые модели ящика фиксировали лишь скорость, высоту, направление, ускорение и время. Современные приборы фиксируют 256 параметров. Среди них: давление воздуха, расход топлива, ход штурвала, обороты двигателя, барометрическая высота и т.д.
Как расшифровывают данные?
Вопреки широкому мнению, данные самописцев не зашифрованы сложным кодом. Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф.
Нередко данные теряются из-за разрушения. В этом случае специалисты восстанавливают потерянную память. Этот процесс и занимает месяцы кропотливой работы.
Где еще используют черные ящики?
Самописцы устанавливают на поезда, водный транспорт и автомобили. Принцип работы этих ящиков не отличается от аналогичного прибора в самолете. В железнодорожной терминологии самописец называют локомотивным скоростемеров, в автомобильной - автомером.
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.
