О параметрах записи информации
На самолетах сегодня используют либо самописцы совмещенной конструкции, либо по одному прибору типов FDR и CVR. Первая группа аппаратуры фиксирует параметрические сведения, а вторая – разговоры. Причем современные регистраторы запечатлеют множество параметров, которые используются и для расшифровки, и помогают пилоту управлять лайнером.
Черный ящик фиксирует около 2 000 параметров полета и речевые архивы переговоров, поэтому расшифровка самописца объясняет причины аварии
Что же касается нормативов, применяемых в авиации, необходимым минимумом для самописца становится фиксация 88 характеристик полета и показателей летных систем. Если рассматривать аппаратуру, которая записывает речевые показатели, здесь техника регистрирует происходящее в грузовом отделении и пассажирском секторе, переговоры экипажа, шумы в технических и подсобных блоках.
Отметим, что информация о перелете пишется на старые сведения. Обновление данных на современных системах проходит каждые 2–24 часа. Причем тут использована обязательная привязка по времени, чтобы облегчить задачу людям, которые расшифруют записи. Причем система шифрования тут предельно проста, чтобы получить реальную картину о происходящем на борту быстрее.
Поврежденные самописцы восстанавливают для дальнейшей расшифровки
В ситуациях, когда повреждения при катастрофе велики, содержимое техники удается даже восстановить. Остатки магнитных лент соединяют и обрабатывают в специальном веществе, а системные платы припаивают электронные техники. Правда, подобные случаи требуют большего времени для изучения сведений и высокой квалификации мастеров, которые занимаются реставрацией.
Как выглядит черный ящик самолета?
Действительно, «черный ящик» окрашен в ярко оранжевый цвет. Это в какой-то степени облегчает задачу по его поиску среди обломков самолета. Внутри ящика находится электронная начинка, а так же модуль памяти – который и является главным элементом (он хранит в себе всю информацию).
Около 10 лет назад, модуль памяти был громоздким. Причиной тому – особенности записи данных. В то время запись производили на перфоленты, магнитную пленку и даже на специальную магнитную проволоку. Оптимальной формой корпуса для таких записей являлся цилиндр. В наши дни, принцип записи идентичен принципу работы самой обыкновенной флешки. На смену цилиндрической форме пришел параллелепипед. Представьте флешку, хранящуюся не в кармане брюк, а в бронированном ящике, и все станет понятно.
Ну, раз это флешка, разумеется, ее можно подключить к компьютеру. Давайте посмотрим, что там записано. А записан на ней один из тысячи полетов (вы ведь поняли, что записывают абсолютно все полеты?). Ну, так вот, на экране компьютера в специальной программе выводятся различные графики. Самый верхний – это высота, чуть ниже – график параметров работы двигателей, еще ниже – запись разговора пилотов, и много чего еще.
Так как ящик, который мы рассматриваем, не был в авиакатастрофе, то компьютер без особого труда считал всю информацию. Но что будет, если этот ящик хорошенько «тряхануть»? Нет, разбивать самолет ради эксперимента мы не будем, но испытание на прочность все, же устроим.
В этом эксперименте нам будет помогать Валерий. Он мастер спорта по классическому ралли времен СССР. Мы прицепим ящик с помощи троса к автомобилю Валерия, а он постарается хорошенько разогнаться и выполнить маневр, при котором ящик со всей силы ударится о металлический ковш снегоуборочной машины. Поехали!
Черный ящик самолета фото
Автомобиль разгоняется до 100 км\час, и «летит» прямо на снегоуборочную машину. Уверенный поворот руля вправо, а затем влево, и наш ящик ударяется о металлическую преграду, и отлетает от нее на пару метров. Удар был настолько сильный, что на металлическом ковше осталась вмятина! Визуально ящик не пострадал, если не учитывать потертости. Теперь снова попробуем подключить самописец к компьютеру. И что мы видим? Никаких изменений, все работает, как и прежде! Все данные сохранились, даже после такого жесткого испытания.
Эксперимент продолжается. На этот раз мы отправимся на крышу дома, высота которого порядка 100 метров, и сбросим ящик вниз. Недолгий полет, и вот ящик слегка отскакивает от твердого асфальта. На удивление крепкий прибор! После столкновения, на асфальте осталась ямка, а у самописца лишь слегка погнулся шлейф для соединения с компьютером. Теперь считывать данные будет сложнее. К простому компьютеру этот ящик уже не подключить, и его направляют к специалистам. Для мастеров своего дела испорченный шлейф – типичная ситуация. Автоматизированный станок извлекает из самописца карты памяти, которые вручную вставляют в считывающее устройство.
А теперь представьте, что случается с черным ящиком во время катастрофы. Одна из колоссальных разрушительных сил – это огонь и высокая температура. И вот тогда ящик меняет свой оранжевый цвет на черный. По международным нормам, бортовой самописец должен выдерживать открытое пламя и температуру в 1000 градусов не менее часа. За счет чего можно добиться такой огнестойкости? Весь секрет в порошке, которым заполнено все пространство самописца.
Для наглядности, проведем еще один эксперимент. Возьмем обыкновенное куриное яйцо, поместим его в контейнер, и заполним все пространство тем же порошком, что находится в черном ящике. Теперь отправляем контейнер в печь на открытый огонь. Температура 1100 градусов (кстати, это температура горения авиационного керосина). Через 20 минут достаем наш контейнер. И что вы думаете, стало с яйцом? Ничего! Оно осталось сырым.
Главный принцип черного ящика – «Любой ценой сохранить записанные данные!». Если случилась катастрофа, специалисты с помощью этих данных восстановят каждый момент полета. Таким образом, будет ясно, что стало причиной сбоя работы авиа судна, а так же выяснят, правильно ли действовал экипаж в данной ситуации. В любом случае, будут сделаны выводы, которые помогут в будущем избежать подобных катастроф, и сохранят тысячи жизни.
Устройство черного ящика
Во время крушения самолет испытывает сильную нагрузку, которую можно сравнить с силой удара артиллерийского снаряда. Эта нагрузка приходится на всю конструкцию транспортного средства. Силу нагрузки на черный ящик можно сравнить со взрывом атомной бомбы. Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что главной задачей инженеров стала разработка особого корпуса, который сможет выдержать экстремальную нагрузку. При разработке и сертификации данных устройств учитываются определенные стандарты. Требования к прочности первых устройств приравнивались к силе механического ускорения, равного тысяче «g». На сегодняшний день требования к этому показателю увеличились в три раза.
Для того чтобы снизить силу удара об земную поверхность, самописец изготавливается в виде цилиндра или шара. Для изготовления защитного корпуса используются титан и высокопрочные стальные сплавы
Рассматривая вопрос о том, из чего сделан черный ящик в самолете, необходимо обратить внимание на такой параметр, как факторы внешнего воздействия. Как правило, столкновение авиалайнера с землей сопровождается пожаром. Помимо этого, нужно учитывать, что самолет может упасть в море или океан
Это означает, что внешний корпус устройства должен выдерживать экстремальные температуры и давление. Именно поэтому конструкторы используют титан
Помимо этого, нужно учитывать, что самолет может упасть в море или океан. Это означает, что внешний корпус устройства должен выдерживать экстремальные температуры и давление. Именно поэтому конструкторы используют титан.
Современные регистраторы способны пролежать на дне моря более одного месяца и сохранить все записанные параметры. Внутри корпуса самописца установлены специальные платы, которые можно сравнить с жестким диском современного компьютера. Здесь следует отметить, что в некоторых самолетах до сих пор используются аналоги магнитофонов. Продолжение использования морально устаревших устройств объясняется тем, что они отвечают всем современным стандартам.
В корпус прибора вмонтировано несколько ультразвуковых маячков. Такие устройства используются для того, чтобы упростить поиск самописца, упавшего в воду. Радио и световые маяки позволяют упростить поиск регистратора в горах и скалистой местности. Каждое устройство отвечает всем современным стандартам качества. Для того чтобы обеспечить длительную работу маячков, используются специальные аккумуляторы.
Важно отметить, что сам аварийный маячок требуется лишь в случае крушения воздушного судна. Большинство лайнеров могут летать несколько десятков лет без единого происшествия. Для того, чтобы предупредить разрядку аккумуляторов, в корпус самописца встраивается специальный прибор, активирующий аккумуляторы после удара «ящика» об воду или землю
Для того, чтобы предупредить разрядку аккумуляторов, в корпус самописца встраивается специальный прибор, активирующий аккумуляторы после удара «ящика» об воду или землю.
В каждом лайнере устанавливается несколько экземпляров подобного оборудования. Такой подход объясняется соображениями безопасности. Как правило, ящик устанавливается в хвостовой части воздушного корабля. Выбор этой части лайнера далеко не случаен. Согласно статистическим данным, хвостовая часть лайнера практически не страдает в случае катастрофы. Эта часть конструкции остается целой даже в том случае, когда сам самолет разваливается на несколько частей.
Все бортовые самописцы изготавливаются по единому стандарту. На корпусе данного устройства размещается надпись «Самолетный регистратор». Чуть ниже размещается отметка, запрещающая вскрывать корпус устройства. Первые бортовые самописцы представляли собой закрытый железный короб, окрашенный в черный цвет. На сегодняшний день конструкторы используют яркие цвета для окраски короба, что значительно упрощает поиск устройства.
В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях
Какую информацию фиксирует прибор
Компании, занимающиеся созданием воздушного транспорта, постоянно ведут работу над модернизацией рассматриваемого прибора. Первые регистраторы фиксировали лишь следующие параметры:
- Текущую высоту и скорость.
- Силу ускорения и выбранное направление.
- Общую продолжительность полета.
Современный черный ящик самолета устроен таким образом, что способен считывать текущую скорость, скорость оборотов двигателя и уровень давления воздуха. Помимо этого, учитывается уровень расхода и количество оставшегося топлива. Все вышеперечисленные показатели, позволяют узнать причины крушения летного средства.
Поиск и извлечение данных
Airbus и BEA (British European Airways) тестируют систему, которая помещает записи данных внутри панели во внешней обшивке самолета. Эта панель отсоединится перед самой посадкой на воду и активирует радиомаяк. Это позволит как сохранить информацию, так и сообщить поисковым командам, где именно упал самолет.
В начале месяца был показан регистратор SRVIVR25. На самом деле это семейство рекордеров, с пятью различными моделями, которые могут быть адаптированы под различные типы самолетов. Некоторые из них используют подводные маяки-локаторы, самые продвинутые версии которых рассчитаны на 90-дневную автономную работу.
Но лучшим решением может быть использование обоих видов систем. В конце концов, избыточность – это один из способов, при помощи которого инженеры обеспечивают работу во время чрезвычайной ситуации.
Но есть еще одна проблема
Стоимость и вес являются серьезным препятствием для авиакомпаний и промышленности, где топливная эффективность имеет крайне важное значение. Также не каждое решение подходит для всех компаний. Например, компания с несколькими надводными маршрутами не захотела бы инвестировать в плавучий черный ящик
Поэтому поиски вариаций нового поколения черных ящиков продолжаются
Например, компания с несколькими надводными маршрутами не захотела бы инвестировать в плавучий черный ящик. Поэтому поиски вариаций нового поколения черных ящиков продолжаются.
Расположение техники на борту
Авиаторы немало времени уделили и месту фиксации устройства на лайнере. Изначально самолет содержал два самописца – одна модель находилась в кабине пилотов, а второй экземпляр фиксировали в хвостовом отсеке. Приборы дублировали, чтобы увеличить шансы сохранности записей при масштабных крушениях.
Схема установки самописцев на борту
Однако установка аппаратуры в носовой части лайнера сегодня не практикуется. Ведь при авариях основной удар обычно приходится на нос борта. Поэтому современные самописцы оборудуют в хвостовых секторах самолета, надежно закрепляя приборы. Причем стандартизация требует нанесения на корпус надписи «Flight Recorder. Don’t open», которая переводится на русский язык так: «бортовой самописец, не открывать».
Что такое черный ящик в самолете
Черным ящиком (black box) обыватели называют специальное устройство, используемое в авиации с целью записи всего, что происходит на борту во время полета, включая внутренние показатели датчиков и систем самолета и переговоры членов экипажа. Итак, что такое черный ящик в самолете? Давайте разберемся.
Как выглядит черный ящик самолета?
Как ни странно, черный ящик выглядит совершенно не так, как звучит его название. Традиционное исполнение бортового самописца – это шар или цилиндр, окрашенный в красный или оранжевый цвет. Такая форма и окрас выбраны не случайно: округлые очертания менее подвержены повреждениям во время аварии, а яркий оттенок делает ящик заметнее среди других обломков.
Если устройство окрашено в яркие цвета, то почему бортовой самописец называют черным ящиком? Чтобы узнать причину, нам нужно ознакомиться с историей появления этого важного прибора
История появления бортового самописца
С увеличением числа самолетов в период бурного развития гражданской авиации стало происходить больше крушений. Чтобы выявить причины аварий и усовершенствовать новые модели самолетов, в 1939 году французские конструкторы разработали аппарат, представляющий собой светолучевой осциллограф, который фиксировал изменения параметров на пленку за счет отклонения световых лучей.
Осциллограф был защищен черным прямоугольным корпусом, благодаря которому и появилось сохранившееся до сегодняшнего дня название. Первые приборы выглядели именно так, как представляют себе черные ящики люди, далекие от авиации – поэтому их и стали так называть.
Первые черные ящики были оснащены самописцами с бумажной лентой, которая подавалась за счет работы часового механизма. Со временем им на смену пришли фотоосциллографы, а через несколько лет их заменили магнитофоны и магнитные ленты.
Что находится в черном ящике самолета?
Сегодня запись показателей и переговоров ведется при помощи микросхем. Электронные платы устройства зафиксированы на специальных амортизаторах для дополнительной защиты. Сама плата схожа по свойствам и характеристикам с привычным флеш-накопителем.
Для облегчения поиска под водой черные ящики оснащают ультразвуковыми маяками. Если самолет упал в горах, для поиска самописцев применяют радиомаяки, предустановленные в них. Работу маяков обеспечивают встроенные аккумуляторы, которые активируются после удара.
Чтобы обеспечить сохранность черного ящика во время катастрофы, он сделан из защитного корпуса, который производят из титана или стали повышенной прочности. Кроме удара, по силе сравнимого со взрывом артиллерийского снаряда, черный ящик должен выдержать получасовое нахождение в огне и нахождение в воде на глубине до 6 км в течение месяца.
Сколько черных ящиков в самолете?
Выпускают две разновидности самописцев:
- эксплуатационные
- аварийные
Первый тип делают для контроля действий экипажа наземными специалистами, поэтому для удобства их устанавливают в кабине пилотов. Корпуса таких приборов не из титана, так что при аварии они часто повреждаются.
Аварийный самописец имеет более надежную защиту, которая обеспечивает его сохранности при аварии. Именно он становится источником информации для выявления причин крушения самолета. Соответственно, внутри каждого воздушного судна есть как минимум два бортовых самописца.
Как расшифровывается черный ящик в самолете?
Информацию, записанную на магнитной ленте (устаревшие версии черных ящиков, которые пока еще эксплуатируются на некоторых моделях самолетов) или флешке расшифровывают при помощи специального программного обеспечения на компьютере.
С учетом полученных данных специалисты моделируют развитие событий на тренажере или в виртуальной программе. Есть и еще один способ моделирования поведения самолета – при помощи двухмерных графиков.
Расшифровка требуется лишь в случае повреждения магнитной ленты в результате аварии. Есть два способа:
- Для получения данных эксперты восстанавливают информацию посредством нанесения на ленту капельно-коллоидного раствора ферромагнитного порошка, который со временем проседает и выдает графическое изображение магнитной записи.
- Расшифровать данные на ленте можно и при помощи магнитооптической визуализации, если пленка сохранила достаточный уровень намагниченности.
Итак, теперь вы знаете, что представляет из себя бортовой самописец. За появление новейших безопасных авиалайнеров мы должны благодарны не только инженерам-конструкторам, но и черным ящикам, которые помогли выявить недоработки предыдущих моделей и снизить частотность авиакатастроф.
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.
История
Дэвид Уоррен, изобретатель аварийного речевого самописца, с прототипом своего изобретения.
Один из первых эксплуатационных регистраторов полётной информации был создан французами Юссено (François Hussenot) и Бодуэном (Paul Beaudouin) в 1939 году. Он представлял собой многоканальный светолучевой осциллограф — изменение каждого параметра полёта (высоты, скорости и т. д.) вызывало отклонение соответствующего зеркальца, отражавшего тонкий луч света на движущуюся фотоплёнку. По одной из версий, отсюда и произошло название «чёрный ящик» — корпус самописца был выкрашен в чёрный цвет для защиты фотоплёнки от засветки. В 1947 году изобретатели организовали компанию Société Française des Instruments de Mesure, ставшую известным производителем оборудования — в том числе и бортовых самописцев, — в дальнейшем влившуюся в концерн Safran SA.
В 1953 году австралийский учёный Дэвид Уоррен, принимавший участие в расследовании катастрофы первого в мире британского реактивного пассажирского лайнера De Havilland Comet, пришёл к мысли, что запись переговоров экипажа в аварийной ситуации могла бы значительно помочь в подобных расследованиях. Предложенное им устройство сочетало в себе параметрический и голосовой самописцы, и использовало магнитную ленту для записи информации, что позволяло использовать её многократно. Регистратор Уоррена был обёрнут асбестом и упакован в прочный стальной корпус, откуда возможно другое происхождение термина «чёрный ящик» — так называют объект, выполняющий определённые функции, внутренняя структура которого неизвестна или не принципиальна. Первый прототип устройства был представлен в 1956 году; в 1960 году распоряжением правительства Австралии установка аварийных самописцев на все пассажирские самолёты стала обязательной, вскоре этому примеру последовали и другие страны.
Аварийные самописцы: параметрический и речевой
В дальнейшем параметрический и речевой регистраторы были конструктивно разделены: первый стал размещаться в хвосте самолёта, а второй — в кабине. Однако поскольку в катастрофе кабина зачастую разрушается сильнее хвостовой части фюзеляжа, речевой самописец со временем также был перенесён в хвост.
Перспективы совершенствования техники
Даже учитывая столь широкий спектр фиксируемых характеристик полета, современные регистраторы сложно назвать совершенными приборами. Разработки новых технологий в этой сфере не прекращаются. Ученые стремятся улучшить качество и точность передачи сведений, одновременно заботясь и о сохранности информации. Среди задач конструкторов – создание прибора, который фиксирует происходящее внутри самолета и за бортом.
В планах ученых создание модели, которая сможет передавать информацию на стационарный носитель в режиме реального времени
Еще одно направление разработок – модернизация панели управления самолета с заменой стрелок современными электронными дисплеями. Кроме того, среди конструкторских идей рассматривают вероятность катапультирования записывающей техники после аварии. Причем тут ученые озадачены вопросом, который поможет механизму правильно и точно запечатлеть показания в секунду крушения.
Как видите, человечество уже сделало шаг вперед в области авиационной индустрии. Однако здесь открываются невероятные перспективы – самолеты летают быстрее, технологии совершенствуются, а прогресс и удобство управления лайнером возрастают. Что касается выяснения причин катастрофы, сегодня в 98% случаев самописцы показывают истинные причины падения борта. А узнать о самом безопасном лайнере удастся тут.
Расшифровка записи
Обыватели представляют, что бортовой самописец шифрует данные особым образом, поэтому расшифровка черных ящиков — такой долгий и сложный процесс. На деле всё намного проще. Никакой шифровки нет, информацию может считать любой специалист в любом аэропорту. Главная цель чёрного ящика — сохранить параметры полёта и пролить свет на причину крушения, а не скрыть какие-то данные от наземных служб.
После нахождения устройства его доставляют специальной комиссии по расследованию причин катастрофы, ящики вскрываются, и начинается процесс считывания данных.
Как расшифровывается черный ящик?
Данные записываются таким образом, чтобы любой эксперт мог их считать. Звуковые дорожки просто переносят в форму печатного текста, параметры полёта записываются в понятной читаемой форме. Происходить это может в течение нескольких дней, если бортовой самописец сохранился в идеальном состоянии. Бывает, что прибор записи всё же повреждён. Тогда расшифровка занимает больше времени: склеиваются кусочки магнитной плёнки, предпринимаются попытки восстановить данные с флеш-носителя. Специалисты буквально по крупицам воссоздают информацию.
Какие параметры считываются?
Для расследования необязательно расшифровывать полную картину всего полёта. Экспертам бывает достаточно тех частей записи, которые напрямую связаны с критическими моментами. Поэтому расшифровка обычно начинается с последних минут полёта. Считываются в первую очередь те параметры, которые связаны с предполагаемыми причинами катастрофы. По свежим стандартам каждый чёрный ящик должен записать минимум 88 параметров.
