Черный ящик самолета. Черный ящик в самолете — что это такое, как выглядит и устроен

Многие люди не в курсе, как выглядит черный ящик самолета. Правильное его название - бортовой самописец , изготавливают устройство шарообразной или цилиндрической формы и окрашивают в яркий цвет, красный или оранжевый. Округлая форма самописца изготавливается для его лучшего противодействия внешней силе, а яркий цвет поможет быстрее разыскать ящик. В этой статье рассказано, что такое черный ящик в самолете и все, что интересно знать про это устройство.

Чёрный ящик самолёта АН-24

По мере развития гражданской авиации участились случаи воздушных катастроф. Появилась необходимость зафиксировать параметры работы техники, с тем, чтобы узнать о причинах и подробностях возникновения аварийных ситуаций. Эта информация очень ценна для предотвращения повторения катастроф, исправления причин поломок авиатехники и гибели людей.

Первый «черный ящик» , фиксирующий параметры полета, появился в 1939 году . Он был сконструирован французскими разработчиками Юссено и Бодуэном и представлял собой светолучевой осциллограф, фиксирующий при полете отражения светового луча на фотопленку. При изменении параметров полета, высоты или скорости самолета, отклонялось определенное зеркальце, которое отбрасывало луч света на пленку. Для того чтобы защитить ее от засветки корпус прибора был выкрашен в черный цвет, так появилось название «черный ящик».

Позже, по мере расследования катастроф, появилось понимание того, что наличие записей экипажа в момент аварии помогли бы в этом. В 1953 году Дэвидом Уорреном, австралийским ученым был предложен прибор, который совмещал параметрический самописец и голосовой. Дэвид для записи использовал магнитную ленту, сам механизм он упаковал в асбестовую обертку, а затем - в стальной корпус. Отсюда появилась другая версия, почему самописец получил такое название.

Название черный ящик возникло потому, что первые устройства имели вид закрытой коробки, содержимое которой нельзя было посмотреть после установки на самолёт. Однако со временем их стали красить в яркие цвета: красный или оранжевый, чтобы легко обнаружить.

Первые ящики содержали самописцы с бумажной лентой и часовым механизмом с подачей бумаги, на которой пером с чернилами записывались показания приборов самолёта. Потом их заменили на фотоосциллографы с записью на фотобумаге, затем на магнитофоны с записью на стальную проволоку, а дальше научились писать на магнитную ленту. И, наконец, в наше время запись показаний идёт на микросхемы, так называемую флеш-память.

В старых моделях самописцев используется магнитная запись на ленту,

Как устроен самописец

Теперь рассмотрим устройство черного ящика самолета. Поскольку во время катастроф чёрный ящик испытывает очень большие механические нагрузки, сравнимые с нагрузками на артиллерийский снаряд и равными силе ударного фронта от взрыва атомной бомбы, корпус устройства и его содержимое должно их выдерживать.

Первые стандарты в этой области имели требования по силе механического ускорения (удара) до 1000 g (где g – ускорение земного притяжения), а сейчас требования к прочности прибора повысились до 3000 g и более. Для уменьшения силы удара корпус регистратора имеет вид шара или цилиндра с торцами в виде полусфер. Защитный корпус изготавливается из высокопрочной стали или из титана . Это ответ на вопрос из чего сделан черный ящик в самолете.

Требования современного стандарта включают следующие внешние воздействия. Кроме огромной силы удара, прибор должен выдерживать получасовой пожар и глубину затопления в море до 6 км в течение месяца. Попадание на более глубокие места в Мировом океане маловероятно.

Внутри черный ящик самолета устроен так: электронные платы прибора установлены на дополнительных амортизаторах. Плата собственно регистратора – это практически то же самое, что SSD-накопитель, как в ноутбуке или во внешнем жёстком диске.

В некоторых, уже устаревших устройствах, по- прежнему установлен магнитофон. Но поскольку они до сих пор соответствуют требованиям стандарта, их продолжают использовать в самолётах.

Кроме регистрации показаний параметров, приборы оснащаются ультразвуковыми маяками, которые облегчают поиск регистраторов под водой. Для поиска в горах имеются световые и радиомаяки . Все они имеют стандартные частоты для отличия от других источников. Все маяки должны проработать достаточно долго, для этого нужны аккумуляторы. Но они становятся необходимы только после аварии, а летать могут много лет. Чтобы за это время не произошёл саморазряд аккумуляторов, они находятся в нерабочем положении и приводятся в рабочее состояние после удара.

По стандарту, на корпусе всегда имеется надпись, возможно, на нескольких языках, Flight Recorder. Do not open» на английском языке – «Самолётный регистратор. Не открывать»

Между катушек можно увидеть тончайшую проволочку — именно на нее пишут речь пилотов «черные ящики» старого образца.

Какие параметры считываются

С тех пор как был создан первый бортовой регистратор, он постоянно усовершенствовался. Первые самописцы могли регистрировать только пять параметров:

• скорость;
• высоту;
• направление;
• ускорение;
• время.

Современные бортовые самописцы, которые устанавливаются на самолетах, могут регистрировать 256 параметров, назовем некоторые:

• давление воздуха;
• расход горючего (мгновенный);
• обороты двигателя;
• ход штурвала;
• истинная и барометрическая высота;
• скорость;
• остаток топлива.

Все эти параметры значительно помогают раскрыть причины аварии самолета.

Устройство черного ящика

Где находится самописец?

Для надёжности, чтобы сохранился хоть один прибор, их устанавливают несколько в разных местах самолёта, в основном в хвосте. Раньше устанавливали один самописец в кабине самолета, а второй - в хвосте. Теперь монтируют оба самописца в хвостовой части летательного аппарата. Дело в том, что по статистике, хвост самолёта меньше страдает даже при развале фюзеляжа на несколько обломков. Как правило, самый сильный удар приходится на нос самолёта.

Как расшифровывается черный ящик?

Наверное, многие думают, что запись в черном ящике закодирована каким-то неизвестным никому, кроме его разработчиков, шифром. Оказывается, что нет никакого шифра и защиты данных от модификации . Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф.

При сильных повреждениях черного ящика, его остатки можно «реставрировать». Например, остатки лент склеиваются и обрабатываются специальной смесью. Микросхемы и карты памяти также восстанавливаются специалистами, чтобы они были готовы к считыванию информации. Такая работа очень трудоемкая, требует много времени и проводится высококвалифицированными специалистами.

Микросхемы и карты памяти восстанавливаются специалистами

Существует два вида приборов:

• параметрические (FDR);
• речевые (CVR).

Первый вид регистрирует основные показатели полёта и состояния систем: высота, скорость, направление, показатели масляной и топливной систем, обороты двигателей, положение шасси и закрылков, координаты и т.д. Второй тип записывает переговоры пилотов и других членов экипажа, звуки в салоне с пассажирами, в грузовом отсеке, и нескольких других местах с источниками шума. Выпускаются регистраторы с совмещённой регистрацией.

Все регистраторы работают по кольцу, то есть аппарат пишет 2 часа звук, затем снова начинает сначала, вытирая самые старые записи. Параметры записываются несколько раз в секунду, при резком их изменении современные регистраторы увеличивают частоту записи.

По последним стандартам необходимо записывать 88 параметров. Всего же в самолёте возможна запись более 2000 параметров, это необходимо для обслуживания, но не записывается в аварийные регистраторы. Длительность записи чуть более суток, чего вполне достаточно для гражданской авиации. Каждый параметр имеет чёткую временную метку для правильной расшифровки обстановки на борту. Но шифрования для защиты от перехвата нет.

Направления развития самописцев

Бортовые самописцы всегда будут развиваться и усовершенствоваться по мере технического прогресса. Разработчики видят ближайшую их перспективу в том, что будет проводиться запись как внутри, так и снаружи лайнера, использоваться различные точки обзора. Рассматривается возможность замены всех стрелочных приборов на устройства с современными дисплеями, ведь стрелки во время аварии застывают навсегда. Сейчас стрелочные приборы используются совместно с устройствами, имеющими экран.

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

«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.

“Черные ящики” самолета

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. Давайте вместе разбиремся в устройстве самописцев, а также расшифровке информации.

Что в ящике?

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.

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. Есть 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).

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.

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?

В самолете «черные ящики» 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.

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.

Как расшифровать черный ящик?

Необходимость расшифровки данных с черных ящиков - это такой же миф, как то, что ящики черные.

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.

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»?

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.

Бортовым самописцам есть куда развиваться. По прогнозам специалистов, 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.

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.

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.

1. 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.
2. Магнитные ленты стали применять с 1965 года. Сначала на них записывали только звук, а потом стали использовать и для записи данных.
3. Микросхемы стали носителем информации только в девяностые годы.
4. За 40 лет было установлено черных ящиков без малого на 100 000 самолетах, стоимость каждого составляет 10-20 тыс. долларов.
5. 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.