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 яркий цвет 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 летательного аппарата 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 цвета черный 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 подушках безопасности.
