«Черный ящик», он же бортовой накопитель, - лишь одна из составляющих системы аварийной регистрации параметров . Она представляет собой разветвленную систему сбора, обработки и регистрации многих полетных данных.
Первый бортовой был создан еще в 1939 году двумя французами Ф. Уссено и П. Бодуэном, но он был лишь прототипом тех, что используются . В 1953 году австралиец Д. Уорен предложил новый вариант подобного устройства. После участия в расследовании Уорен понял, что прибор, записывающий переговоры экипажа, мог бы значительно облегчить его задачу поиска причины крушения.
Бортовой самописец Уорена использовал магнитную ленту, был обернут асбентом и прятался в стальном корпусе. В 1956 году представил свое творение на суд общественности, и уже в 1960 все пассажирские самолеты Австралии были оборудованы ими. Вслед за этой страной подобное решение приняли и другие.
Сегодня « ящик» - обязательная часть системы контроля . Он накапливает различные сведения: обороты двигателей, давление топлива, температура за , скорость, высоту полета, курс и другие. Действия экипажа также фиксируются (уборка и выпуск шасси, степень отклонения органов управления и прочие данные).
Каждый современный авиалайнер оборудован двумя бортовыми самописцами. Один из них записывает переговоры экипажа (речевой), другой - фиксирует параметры полета (). В отличие от своего прародителя, современный самописец записывает информацию на оптический или флеш-носитель.
Для формирования прочных «черных ящиков» было предпринято немало мер. Сегодняшние самописцы способны выдержать перегрузку в три с половиной тысячи G, сохранение данных гарантируется в течение получаса охвата ящика огнем, в течение месяца при погружении в воду на глубину до шести тысяч метров и в течение пяти минут при статических перегрузках более двух тонн. Несмотря на второе имя «черный ящик», бортовые самописцы окрашены в оранжевый или красный цвет для облегчения их поиска.
Главная задача бортового накопителя - сохранение информации о полете, особенно она актуальна при авиакатастрофах. Обнаружив «черный ящик», работники считывают данные, и анализируют. После этого можно понять, не совершил ли экипаж запрещенных действий или ошибок, или не произошла ли техническая поломка, послужившая поводом к крушению.
Но бортовые самописцы помогают работникам авиаиндустрии не только в расследовании катастроф. После каждого полета наземный персонал изучает данные, считанные с него, что позволяет следить за техническим состоянием самолетов, проводить необходимые работы. Другими словами, «черный ящик» помогает в работе над повышением надежности авиаперелетов и их безопасностью.
После каждой авиакатастрофы возникает большой ажиотаж вокруг этого загадочного предмета: где он находится, какой он, какие данные содержит, почему они так важны… Сегодня мы узнаем, как выглядит чёрный ящик самолёта, и на самом ли деле он чёрный.
Прародителями бортовых самописцев считаются эксплуатационные регистраторы полётной информации, появившиеся в 1939 году и активно использовавшиеся во Второй мировой. Запись в них велась на фотоплёнку. Чтобы её не «засветить», корпус прибора окрашивали в чёрный цвет. По форме и цвету они действительно напоминали чёрный ящик, что, по одной из версий, и дало подобное название.
Большинство современных чёрных ящиков красят в ярко-оранжевый цвет со светоотражающим эффектом. Похожую краску используют при изготовлении дорожных знаков и оранжевых жилетов коммунальных и дорожных служб. Столь яркий цвет выбрали для облегчения поисков самописца после крушения. Специальный состав эпоксидной краски способен длительное время защищать от коррозии, даже находясь на морском дне.
Мало того, что, как мы выяснили, он не чёрный, так, оказывается, вовсе и не ящик. Обычно бортовые самописцы делают в форме шара, цилиндра или параллелепипеда. Острых углов стараются избегать, для минимизации повреждений при ударе об землю.
Как правило, верхний слой делают из стали или титана, толщиной несколько миллиметров. Это позволяет прибору «пережить» кратковременную перегрузку, достигающую 3400G. Другими словами, чёрный ящик способен выдержать удар о любую поверхность с любой высоты.
Следующий слой — термоизоляционный порошок. После падения самолёта часто происходит пожар, могущий уничтожить всё, кроме чёрного ящика. Самописцы способны около часа выдерживать температуру горения авиационного топлива (1100 градусов). Правда, после этого прибор выглядит уже не оранжевым, а действительно чёрным, от копоти.
Внутренний слой исполняет демпфирующую и защитную функцию. Он гасит энергию удара за счёт специальных материалов, а также предохраняет от попадания внутрь электромагнитных волн, способных повредить ценное содержимое.
После трёх защитных слоёв мы, наконец, добрались до «внутренностей». Самая важная часть прибора размером с обувную коробку: около 50 см в длину, ширина и высота — примерно 20-25 см. Вес колеблется от 3 до 14 кг, в зависимости от производителя, модели и места расположения.
Внутри бортового самописца два отделения. В первом находится аккумуляторная батарея и радиодатчик, который включается в момент аварии и помогает обнаружить прибор даже на дне океана. Во втором отделении расположено, собственно, само записывающее устройство, которое выглядит, как жёсткий диск в компьютере.
Какая информация содержится в чёрном ящике? Прежде всего, это технические данные полёта: маршрут, скорость, состояние двигателей, шасси, закрылок и множество других параметров. Второе, не менее важное, — разговоры, которые происходят в кабине между пилотами и по радиосвязи, с диспетчерами и другими самолётами.
Большинство самолётов оборудовано двумя чёрными ящиками, работающими абсолютно независимо и находящимися в хвостовой части, как самой безопасной. Иногда один из самописцев располагают в салоне. Возможно, вам даже приходилось видеть его, тогда вы наверняка знаете, как выглядит чёрный ящик самолёта.
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.
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.
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:
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.
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:
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.
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.
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:
Время записи данных на бортовые самописцы зависит от способа фиксирования информации. Обычно составляет 30-120 минут с определенного момента полета.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
Вот вам загадка: Он оранжевого цвета, а его называют «черным». Когда его видят, то говорят что это «ящик», однако на самом деле форма у него круглая. Что же это? «Черный ящик...» - делает неуверенное умозаключение кто-то из читателей. И ведь он прав! А откуда все эти парадоксы с цветом и формой? Надо разобраться…
Черный ящик самолета
Черный ящик в более узких кругах называют «бортовой самописец». Все верно, название тесно связано с авиапромышленностью. Абсолютно все воздушные судна имеют на своем борту этот самописец. Функция черного ящика – записывать всевозможные данные во время полета. В первую очередь – это полетные данные, которые считываются с приборов. Так же записываются и разговоры пилотов. Черный ящик в современном самолете способен фиксировать около 500 различных параметров. Если случается катастрофа, то благодаря всем этим данным, удается восстановить картину полета, и выявить причины нарушения работы судна.
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!
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.
Российский пассажирский самолет Ан-148 рухнул в Подмосковье 11 февраля. Погибли все 65 пассажиров и членов экипажа. Спасатели сообщили, что обломки разбросало на 30 га, но оба черных ящика удалось найти относительно быстро. Ivbg.ru разобрался, что такое черный ящик, как он выглядит и для чего нужен
Что такое черный ящик?
Черным ящиком называют бортовой самописец в самолете. Он фиксирует показания приборов, переговоры пилотов и звуки в салоне. Данные черных ящиков используют для анализа действий экипажа, работоспособности авиатехники и расследований авиакатастроф.
Почему самописец называют черным ящиком?
Мало кто знает, но так называемый черный ящик - оранжевый или красный. Самописец специально окрашивают яркими цветами, чтобы его было проще найти после крушения самолета. По этой же причине ящик делают не квадратной, а цилиндрической формы, чтобы минимизировать физические повреждения при контакте с твердой поверхностью.
Черный ящик получил свое названия благодаря создателям. В 1939 году два француза Юссено и Бодуэн представили первую модель самописца. Данные фиксировались с помощью тонкого луча света и обычной фотопленки. Конструкторы выкрашивали ящик в черный цвет, чтобы не засветить пленку. В середине прошлого века самописцы не были обязательным атрибутом авиалайнеров. В 1957 году на смену черной коробке пришел оранжевый цилиндр.
Сколько самописцев в самолете?
До 1957 года черные ящики записывали только показания приборов. Но после до сих пор неразгаданного крушения в 1953 году первого в мире британского реактивного пассажирского лайнера «Комета 1», в котором погибли 35 человек, австралийский ученый Дэвид Уоррен пришел к мысли, что разговоры пилотов могли бы помочь расследованию. Спустя четыре года он представил миру свой самописец, способный фиксировать как параметры приборов, так и переговоры экипажа.
Сегодня существует два вида черный ящиков: эксплуатационный и аварийный. Первый передает показания в диспетчерскую на земле. Второй фиксирует всю информацию циклично - каждые два часа данные перезаписываются. Его устанавливают в хвостовую часть самолета, ибо по статистике хвост реже разрушается при падении. Для надежности в самолете может быть несколько самописцев.
Почему черный ящик не уничтожается при взрыве?
Цилиндрический корпус ящика изготавливают из титана или высокопрочной стали. Требования к техническим характеристикам самописца растут прямо пропорционально с техническим прогрессом. Кроме силы удара о землю, прибор должен выдержать 30 минут непрерывного горения и месячное хранение под водой на глубине шести километров.
Что находится внутри цилиндра?
Электронные платы внутри корпуса установлены на дополнительные амортизаторы для минимизирования последствий мощнейшего удара о твердую поверхность. Микросхемы защищены теплозащитным слоем. Накопитель, который записывает данные, выглядит как жесткий диск обычного компьютера.
На самописец устанавливают ультразвуковой маяк, который облегчает поиски под водой. Также на корпусе есть световые и радиомаяки. Эти приборы имеют стандартные частоты подачи сигналов, чтобы не спутать их с другими источниками.
Для автономной работы маяков устанавливаются аккумуляторы. Во время полета они не работают, а самописец получает энергию от систем самолета. Батареи активируются после сильного удара.
Какие параметры записывает прибор?
Первые модели ящика фиксировали лишь скорость, высоту, направление, ускорение и время. Современные приборы фиксируют 256 параметров. Среди них: давление воздуха, расход топлива, ход штурвала, обороты двигателя, барометрическая высота и т.д.
Как расшифровывают данные?
Вопреки широкому мнению, данные самописцев не зашифрованы сложным кодом. Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф.
Нередко данные теряются из-за разрушения. В этом случае специалисты восстанавливают потерянную память. Этот процесс и занимает месяцы кропотливой работы.
Где еще используют черные ящики?
Самописцы устанавливают на поезда, водный транспорт и автомобили. Принцип работы этих ящиков не отличается от аналогичного прибора в самолете. В железнодорожной терминологии самописец называют локомотивным скоростемеров, в автомобильной - автомером.
