Где находятся бортовые самописцы в самолете. Что такое “черный ящик” самолета и как он устроен

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

С экранов телевизоров, когда происходит очередная авиакатастрофа, мы часто слышим о поисках черного ящика. Вы никогда не задумывались, а почему он так называется? Парадокс состоит в том, что это совсем и не ящик, и вовсе он не черный… На самом деле этот прибор называется бортовым самописцем.

Как выглядит бортовой самописец?

Давайте разберемся, каким внешним видом он обладает. как правило, имеет ярко-оранжевую или красную расцветку. На ящик он тоже совершенно не похож. Так как обычно имеет круглую или овальную форму. "Почему?" - спросите вы. Объяснение простое. При падении самолета тела округлой формы будут лучше противостоять внешним воздействиям. Кстати, яркая расцветка облегчает его поиски после авиакатастрофы.

На языке профессиональных авиаторов черный ящик называется системой аварийной регистрации параметров полета. А сокращенно - просто САРПП.

Устройство бортового самописца

Сам самописец - прибор нехитрый. В нем собрано множество датчиков, накопителей, блоков обработки сигналов. Микросхемы и контроллеры не очень отличаются от тех, что есть в наших ноутбуках. А вот так называемая флеш-память применяется в самописцах недавно. Множество самолетов, совершающих полеты в настоящее время, оборудованы еще старыми моделями. В них запись происходит на магнитную ленту, как в старых магнитофонах, или же на проволоку. Конечно, проволока намного прочнее, чем лента, а значит, и более надежна.

Чтобы лучше защитить все эти детали, их помещают в абсолютно герметичный корпус. Изготавливается он из титана или же высокопрочной стали. Внутри находится серьезный слой термоизоляции. Есть специальные стандарты, которым должны соответствовать бортовые самописцы, ведь данные будут сохраняться в условиях больших перегрузок, в огне и в воде. Неизвестно, где прибор может оказаться после авиакатастрофы, а потому должен выдерживать абсолютно все испытания.

Как ищут самописцы?

Действительно, а как найти бортовой самописец в воде? Ведь это может быть и небольшое озеро, и море, и даже океан. Оказывается, что черные ящики оснащают специальными ультразвуковыми маячками, которые включаются в момент соприкосновения с водой. Маяк издает сигнал на частоте 37 500 Гц. Когда эти звуки пеленгуют, то обнаружить сам ящик уже не составляет никакого труда. Из воды его поднимают водолазы или специальные роботы, когда глубина оказывается очень большой.

Что касается поисков на земле, то это еще проще. Зная место крушения авиалайнера, самописцы ищут поблизости, осматривая территорию вокруг.

Экскурс в историю

Как вы думаете, а кто изобрел первый самописец? Считается, что подобное устройство придумал Дэвид Уоррен, австралийский ученый. В 1953 году разбился первый пассажирский реактивный самолет «Комета-1». В этой авиакатастрофе никто не уцелел, и свидетелей трагедии не было, значит, и о причинах крушения говорить не приходилось. Дэвид работал в команде, которая проводила расследование падения. Ему пришла в голову идея о том, что им бы очень могли помочь записи переговоров пилотов, а также показания приборов в момент падения. Тогда можно было бы установить причины крушения лайнера.

В 1957 году Дэвид, вместе со своими коллегами, в Мельбурне, в лаборатории аэронавтики, создал Прибор записывал всю необходимую информацию и разговоры пилотов четыре часа подряд. Уже через год ученый отправился в Англию для дальнейшего усовершенствования своего детища. Новое изобретение поместили в ударостойкую и огнеупорную коробку. Его стали активно продавать во многие страны мира.

В 1960 году в Австралии произошла авиакатастрофа в штате Квинсленд. После нее правительство страны предписало всем авиакомпаниям установить на бортах самописцы. По сути, Австралия стала первой страной в мире, которая издала такой закон.

В настоящее время бортовой самописец - обязательное устройство на любом самолете. Оно помогает установить причины катастроф и предотвратить новые возможные трагедии.

А само название "черный ящик" прибор получил потому, что самые первые его экземпляры запрещали обслуживать техническим работникам. Внутреннее его устройство и принцип работы были строго засекречены. А делалось это авиакомпаниями для обеспечения максимальной объективности расследования авиакатастроф. Такова история первых самописцев.

Современные самописцы

Современные бортовые самописцы уже более усовершенствованы и сильно отличаются от своих прародителей. Внутри их находятся защищенные бортовые накопители (ЗБН). Как правило, сейчас на авиалайнерах ставят два таких ЗБН, один из которых записывает летные параметры, а второй - все переговоры экипажа. Но бывают и другие варианты. На некоторых авиалайнерах данные могут записываться и на два, и на три ЗБН. Это делается для перестраховки. В том случае, если одни разрушится, то обязательно уцелеет другой.

Для того чтобы защитить данные при катастрофе, полые части черного ящика заполняют специальным порошком, который выдерживает температуру горения авиакеросина. Благодаря ему температура внутри самописца не поднимается более ста шестидесяти градусов. Это позволяет сохранить всю информацию, находящуюся внутри. Что касается военных самолетов, то они ничем не отличаются от гражданских. Правда, в них еще ведется запись параметров относительно работы с оружием.

Где находятся бортовые самописцы в самолете?

Черные ящики находятся в самолетах обычно в хвостовой части фюзеляжа. По статистике, именно эта область менее всего подвергается повреждениям при авариях, ведь основной удар обычно приходится на носовую часть. Как мы уже говорили, самописцев на борту авиалайнеров несколько. Так уж повелось в авиации, что все системы резервируются. Так больше вероятность того, что хоть один из черных ящиков уцелеет, и информация с бортовых самописцев будет расшифрована.

Виды бортовых самописцев

Кстати, это оборудование отличается еще и по способу записи информации, что позволяет получить более точные результаты. Бортовых самописцев, точнее, их видов, два: речевой и параметрический. В чем их особенности и различия?

Запись бортового самописца первого вида (речевого) сохраняет не только разговоры членов экипажа и диспетчеров, но и все окружающие звуки в течение последних двух часов. Что касается параметрических, то они пишут данные с разных датчиков. Все параметры фиксируются по несколько раз в секунду, при быстрых изменениях частота регистрации информации увеличивается, а время варьируется от семнадцати до двадцати пяти часов. А значит, запись бортового самописца охватит длительность любого полета.

Параметрические и речевые приборы могут объединяться в один, но в любом случае все записи делаются по времени. Параметрические устройства фиксируют не все данные полета, а только те, что могут быть полезны при расследовании аварии.

Полную информацию обо всем происходящем на борту самолета пишут эксплуатационные приборы. Именно их данные используют для анализа поведения пилотов, ремонта лайнера и обслуживания. Они ничем не защищены, а потому расшифровка бортовых самописцев этого вида невозможна.

Какие данные фиксируются бортовыми самописцами

Черные ящики фиксируют множество параметров, среди которых можно выделить:

технические: давление гидросистем, обороты двигателей, давление топлива, температура и т. д.;
действия членов экипажа: выдвижение и уборка взлетно-посадочных механизмов, отклонение органов управления;
данные навигации: высота полета, скорость, прохождение маяков и т. д.

Как интерпретировать данные черного ящика?

В средствах массовых информации всегда сообщают о том, что данные черного ящика лайнера будут расшифровывать. А так ли это на самом деле? Расшифровка бортовых самописцев - это такой же миф, как и то, что ящики - черного цвета.

Хотим заметить, что информация не подвергается никакой шифровке. Это слово здесь даже неуместно. Журналисты, например, слушая диктофон, пишут текст. А комиссия, состоящая из экспертов, считывает информацию с носителя, который имеет бортовой самописец самолета, перерабатывает ее и пишет отчет в удобном для проведения анализа виде. В этом процессе нет никакого дешифрования. Более того, снять данные не представляет никакой сложности. О том, что говорят бортовые самописцы, можно узнать в любом аэропорту. Защита информации от посторонних не предусмотрена. Наверное, в этом нет необходимости.

Вообще бортовой самописец самолета предназначен прежде всего для установления причин авиакатастрофы, чтобы предупредить в дальнейшем подобные ситуации. А потому специализированная защита не нужна. Если уж по каким-то причинам хотят скрыть или умолчать истинные факты (возможно, по политическим мотивам), то всегда можно сослаться на большие повреждения и невозможность прочесть данные бортовых самописцев.

Всегда ли можно получить информацию?

Кстати, статистика говорит о том, что повреждения приборов возникают довольно часто. Это примерно каждая третья авария. Однако информацию все равно можно восстановить.

Отдельные фрагменты ленты склеивают, потом наносят специальный состав, а к уцелевшим частям микросхем припаивают новые контакты, чтобы подсоединить их к считывателю. Конечно, процесс непростой, делается это все в специальных лабораториях и занимает иногда достаточно много времени, но все-таки нет ничего невозможного.

Перспективы развития самописцев

В современном мире к самописцам предъявляются все более новые и жесткие требования. А значит, им есть куда развиваться. Ближайшая перспектива - производить видеозапись из разных точек снаружи авиалайнера и внутри него. Эксперты утверждают, что это может помочь перейти на новый уровень аппаратуры, чтобы приборы в кабине пилота были не стрелочными, а в виде дисплея. Поскольку старые ящики имеют свойство, так сказать, застывать во время аварии на последних показаниях, то имеет смысл заменить их экранами, которые так себя вести не будут. Однако в настоящее время, наряду с мониторами, все равно пользуются и стрелочными приборами, на случай их отказа.

Вообще сложно представить, что еще совсем недавно все самолеты строились и совершали перелеты без черных ящиков. В Великую Отечественную войну появились только первые летательные аппараты, на которых происходила регистрация нескольких параметров. Активное распространение самописцев стартовало только в начале шестидесятых годов (и в нашей, и зарубежной авиации). В СССР этим вопросом стали серьезно заниматься с 1970 года. Дело в том, что на тот момент уже запрещалось совершать международные рейсы без наличия черных ящиков.

Вместо послесловия

В нашей статье мы постарались рассказать о таинственном «черном ящике». В современном мире бортовой самописец является неотъемлемой частью авиации. Уже сложно представить, что можно как-то обойтись без него. Дело в том, что он нужен не только для расследования трагедий, но и прежде всего для того, чтобы из каждой авиакатастрофы был вынесен урок, и в дальнейшем предпринимались все необходимые меры, направленные на предупреждение возможных крушений. Кстати, материалы расследований часто используют в тренажерных центрах, так сказать, в качестве моделирования реальных ситуаций для пилотов, ведь чем больше опыта поведения в чрезвычайных обстоятельствах у экипажа, тем больше шансов на то, что им это поможет в реальном полете. Безусловно, далеко не все зависит от людей, сбои техники им не подвластны, но лишний опыт, как говорится, никогда не помешает.

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.

История черных ящиков

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.

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.
Магнитные ленты стали применять с 1965 года. Сначала на них записывали только звук, а потом стали использовать и для записи данных.
Микросхемы стали носителем информации только в девяностые годы.
За 40 лет было установлено черных ящиков без малого на 100 000 самолетах, стоимость каждого составляет 10-20 тыс. долларов.
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.

Когда случается авиакатастрофа, большие надежды возлагают на расшифровку "черного ящика". Мы расскажем, что из себя представляет "черный ящик" и почему его так важно "прочитать".

Зачем и когда придумали?

Родиной первого "черного ящика" считается Австралия. Заслуга изобретения приписывается Дэвиду Уоррену. В 1953 году он работал в команде комиссии, расследовавшей причины падения первого реактивного пассажирского лайнера "Комета-2" и задумался над тем, что хорошо бы иметь на борту каждого самолёта прибор, который бы мог регистрировать все процессы, происходящие во время полета.

Через четыре года первый бортовой самописец был сделан. Дэвид собрал его с коллегами по лаборатории аэронавтики в Мельбурне. Ещё через год устройством заинтересовался глава британского Агентства регистрации воздушных судов. Он пригласил Уоррена в Англию, где при помощи других специалистов "черный ящик" был усовершенствован. Ещё через два года, после авиакатастрофы, произошедшей в штате Квинсленд, "черные ящики" было предписано иметь на всех австралийских судах и пошло их распространение по миру.

Почему ящик называется "черным"

Банально, но факт - ящик, конечно, не черный. И не ящик. Многие видели его на картинках. Обычно он представляет из себя либо оранжевый шар, либо оранжевый цилиндр. По поводу того, почему устройство до сих пор называется "черным" существует две версии. По одной - первые "черные ящики" действительно представляли из себя коробки черного цвета, а раскрашивать в яркие цвета их стали позже; по другой - "черным" ящик назвали за его недоступность ни для кого, кроме узких специалистов. Даже наземные службы не могли прикасаться к бортовому самописцу.

Из чего сделан?

Традиционно оболочка "черных ящиков" делается из титановых сплавов или легированного железа. В любом случае - это высокопрочный, жароустойчивый материал. Хотя, надо сказать, что основную сохранность "черных ящиков" обеспечивает даже не материал, из которого они изготавливаются, а место их расположения. Обычно - в хвосте или киле самолета.

Что внутри?

"Начинка" "черных ящиков" со временем менялась, но суть её оставалась прежней. Внутри бортового самописца находится устройство, которое регистрирует происходящие во время полета изменения, технические параметры, записывает разговоры пилотов и авиадиспетчеров. В первых "черных ящиках" параметры записывались чернилами на бумажной ленте, о качестве говорить не приходилось, потом пошло стремительное развитие, начала использоваться фотопленка, затем проволока. Сегодня данные, как правило, записываются на магнитные и твердотельные накопители.

Какие нагрузки выдерживает?

"Черные ящики" конструируются с учетом критических нагрузок. Они выдерживают 3400 g, и статику в 2 тонны на протяжении 5 минут, давление воды на глубинах до 6000 метров.

Особый разговор - испытания самописцов на прочность. Журнал Science приводит список проверок, которые проходят "черные ящики" перед эксплуатацией. Образцом самописца выстреливают из воздушной пушки, бьют, давят, держат в огне при температуре в 1000 градусов по Цельсию, держат при низких температурах до -70 градусов, погружают в соленую воду и технологические жидкости (бензин, керосин, машинные масла).

Что считывают "черные ящики"?

"Черные ящики" постоянно совершенствуются. Первые бортовые считыватели регистрировали только пять параметров (курс, высота, скорость, вертикальное ускорение, и время). Они записывались при помощи стилуса на металлическую одноразовую фольгу. Последний виток эволюции бортовых считывателей относится к 1990 году, когда для записи начали использовать твердотелые носители. Современные "черные ящики" способны держать на контроле до 256 параметров. NationalGeografic сообщает, что последние модели самописцев могут контролировать движение всех частей крыла и посадочных систем.

Почему так долго ищут?

Все бортовые самописцы оснащены радиомаяками, а также акустическими системами для поиска под водой, которые срабатывают только в случае опасности. Однако, надо признать, что радиомаяки - не самые надежные устройства. Если "черный ящик" оказывается под обломками или на большой глубине, то сигнал гасится, что значительно затрудняет поиски.

Как это сказать по-английски?

В англоязычных источниках "черный ящик" может называться по разному: flight recorder, blackbox и flight data recorder.

Тонет или нет?

Ещё одни вопрос, особо актуальный сегодня: тонут ли "черные ящики"? Практически все модели бортовых самописцев тонут. Обычно в их параметрах плавучесть не задается, но задается параметр нахождения в морской воде на определенной глубине. Так, для "черного ящика" Барс-2М информация должна сохраняться при нахождении в морской воде на глубине 1000 метров в течение 30 суток.

Сколько на самолете "черных ящиков"?

Количество самописцев может быть различное на разных типах самолетов. Обычно это бортовой накопитель данных, который используется в повседневной работе, а также защищенный бортовой накопитель, который и является пресловутым "черным ящиком". Отдельным блоком в нём расположен защищенный регистратор переговоров экипажа и звуков в кабине. Все технические параметры фиксируются на бортовом самописце относительно временной шкалы.

Есть ли альтернативы?

По-прежнему падают. Логично предположить, что "черные ящики" до сих пор не являются самыми надежными в мире устройствами, способными нарушить печальную статистику авиакатастроф. Есть ли альтернативы им?

На данный момент альтернативы "черным ящикам" не существует, но постоянно ведутся разработки по усовершенствованию самописцев. В ближайшее время планируется передавать все данные бортовых самописцев в режиме реального времени либо на спутник, либо службам на авиабазах.

В интервью журналу Newyorker Стив Абду, капитан Boeing 777 и партнер авиационной консалтинговой фирмы так прокомментировал перспективы таких изменений: "Отправка данных "черного ящика" в реальном времени потребует дорогостоящую спутниковую связь, но можно отправлять её с четырех-пяти минутными интервалами. Тогда это снизит цену и повысит рентабельность применения технологии". С каждым днем количество спутников на орбите Земли увеличивается, поэтому сохранение данных полета на "удаленном" устройстве представляется наиболее вероятной альтернативой долгим поискам и кропотливой расшифровке данных.

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.

Категории

Популярное