Бортовые самописцы: устройство, расположение в самолете, фото. Что такое черный ящик в самолете
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.
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.
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. В любом случае, чёрный ящик должен быть в наличии в любом самолёте. Будь то пассажирский или грузовой самолёт, предназначенный для авиаперевозки контейнеров, которые можно приобрести .
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 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.
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.
Как расшифровать черный ящик?
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.
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.
Российский пассажирский самолет 11 февраля. Погибли все 65 пассажиров и шесть членов экипажа. Спасатели сообщили, что обломки разбросало на 30 га, но удалось найти относительно быстро. сайт 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.
В авиационной отрасли нестандартные ситуации неизбежны. Когда авиалайнер или заходит на аварийную посадку, специальное устройство фиксирует происходящее на борту. Как догадались читатели, речь пойдет о вопросе, что такое черный ящик в самолете, для чего используют прибор и как устроен этот механизм.
Начнем с терминологии и курса истории. Черный ящик – это самопишущее устройство, которое ежесекундно фиксирует переговоры экипажа, курс, высоту и скорость полета, регистрирует показания приборов авиалайнера . Авиаторы называют такую технику «бортовой самописец». Однако в народе прижилось название «черный ящик», поскольку подобные агрегаты первого поколения помещали в герметичную темную емкость.
Появление этих необходимых механизмов обусловила ситуация с периодическими крушениями самолетов. Чтобы выяснить причины аварий, ученые задались целью разработать аппарат, который пролил бы свет на обстоятельства падения. Первый подобный агрегат появился в 1939 году во Франции. Поскольку устройство фиксировало параметры полета на фотопленке, механизм поместили в кожух черного цвета, чтобы уберечь информацию от засветки.
Принцип записи аппарата был такой: луч света преломлялся о зеркальную поверхность и оставлял отпечаток на пленке. При этом прибор регистрировал изменения высоты, скорости и курса борта, но не фиксировал переговоров летчиков.
В 1953 году изобретение модернизировал австралиец Дэвид Уоррен. Ученый совместил возможность записи показаний систем летательного аппарата и разговоров пилотов. В приборе конструктор применил магнитную ленту, а корпус механизма выполнил из асбеста. Затем, модернизируя изобретение, авиаторы заменили материал кожуха ударопрочной сталью.
Известна еще одна версия происхождения термина «черный ящик». Поскольку с момента оборудования прибора на борту до аварии увидеть сведения аппаратуры невозможно, механизму и присвоили такое неофициальное название. Бортовой самописец периодически меняется – разработчики улучшают показатели прочности и содержимое техники. Сегодня конструкторы используют прочный титан для защитного корпуса и флеш-носители для записи .
Назначение и развитие регистратора
Рассмотрим подробнее эволюцию этой системы и узнаем, как выглядит черный ящик в самолете, какого цвета делают кожух, определим форму механизма. Прототипы самописцев предполагали запись чернилами на бумажном носителе с периодической сменой листов. Регулировку замены бумаги осуществляли при помощи таймера.
Позже инженеры разработали аппаратуру, которая фиксировала данные на пленке, что увеличивало надежность сохранности информации. Осциллографы с фотопленкой сменили магнитофоны с записью сведений на проволоку из стали, а затем – на магнитную ленту. Современные аппараты оснащены микросхемами, по аналогии с тривиальным компьютером.
Устройство кожуха
Отдельное внимание конструкторы уделяют параметрам прочности корпуса аппаратуры. Нынешние стандарты предполагают выполнение оболочки, которая защищает тонкий механизм, из устойчивых к ударам материалов, способных выдержать колоссальное давление. Здесь роль играет и форма, и окраска кожуха – ведь яркий оттенок облегчает поиски аппарата.
Наиболее выигрышная форма, которая не деформируется при механическом воздействии в 3 000 g – пустотелый шар или цилиндр со сферическими торцами . Именно так и выглядят современные самописцы. Что касается цвета, здесь разработчики предпочли окрашивание в ярко-красные или оранжевые тона.
Этот аппарат выдерживает удар, сравнимый с взрывной волной атомной бомбы. Кроме того, прибор остается неповрежденным на протяжении получаса интенсивного пожара и погружения под воду на глубину до шести километров на месяц.
Как видите, параметры корпуса такого прибора поражают сопротивляемостью к внешним механическим воздействиям и негативным явлениям. Подобный скрупулезный подход к конструкции – результат полувековой модернизации аппарата с целью повышения характеристик прочности. Однако столь надежный кожух – оболочка основного механизма, об устройстве которого мы и поговорим ниже.
Конструкция самописца
Пришло время выяснить, как устроен черный ящик самолета изнутри. Сегодня в авиации используют приборы двух последних поколений: несколько устаревшие магнитофоны с записью на магнитной ленте и современные флеш-накопители. SSD-плата закрепляется на амортизирующем механизме, чтобы избежать повреждения электроники на момент падения или взрыва самолета.
По аналогичной схеме инженеры устанавливают и магнитофонный самописец. Кроме того, внутренности механизма оснащены радиомаяком. Это устройство позволяет уменьшить время на поиск прибора после аварии. Маячки работают от аккумулятора, который запускается лишь на момент удара. До этого времени батареи копят энергию, чтобы аккумулировать ее впоследствии.
Кроме того, техника покажет параметры расхода и остатка топлива, давления воздуха, число оборотов силовых установок, ход штурвала, барометрическую высоту перелета. Само собой, аппаратура фиксирует все переговоры в кабине экипажа. Благодаря столь подробным сведениям авиаэксперты определяют причины аварий с высочайшей точностью – ведь становится ясно, что видел .
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».
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.
Нормальная запись ведется с интервалом фиксации сведений в 3–4 раза в секунду. При резкой смене текущих показателей регистрация увеличивает скорость и частоту записи. Это помогает расшифровщикам не пропустить нужный момент.
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.
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 .
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.
Последние идеи в этой области – синхронизация передачи показателей аппаратуры в реальном времени. Тут планируют использовать спутниковую связь и мощные стационарные серверы, которые смогут синхронно с происходящим на борту записывать информацию. В этом случае необходимость поиска регистраторов отпадет.
Как видите, человечество уже сделало шаг вперед в области авиационной индустрии. Однако здесь открываются невероятные перспективы – самолеты , 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 .
Черный ящик — прибор, который фиксирует происходящее на борту, включая переговоры пилотов и показания датчиков управления 
Изобретение Дэвида Уоррена стало прототипом современного бортового самописца 
Бортовой регистратор, записывающий информацию на магнитную ленту 
Бортовые самописцы окрашивают в яркие оттенки красного и оранжевого 
Конструкция современного бортового регистратора