Черный ящик самолета: зачем нужен и какого цвета он на самом деле?
Российский пассажирский самолет Ан-148 рухнул в Подмосковье 11 февраля. Погибли все 65 пассажиров и шесть 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?
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?
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.
Устройство черного ящика
Во время крушения самолет испытывает сильную нагрузку, которую можно сравнить с силой удара артиллерийского снаряда. Эта нагрузка приходится на всю конструкцию транспортного средства. Силу нагрузки на черный ящик можно сравнить со взрывом атомной бомбы. Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что главной задачей инженеров стала разработка особого корпуса, который сможет выдержать экстремальную нагрузку. При разработке и сертификации данных устройств учитываются определенные стандарты. Требования к прочности первых устройств приравнивались к силе механического ускорения, равного тысяче «g». На сегодняшний день требования к этому показателю увеличились в три раза.
Для того чтобы снизить силу удара об земную поверхность, самописец изготавливается в виде цилиндра или шара. Для изготовления защитного корпуса используются титан и высокопрочные стальные сплавы
Рассматривая вопрос о том, из чего сделан черный ящик в самолете, необходимо обратить внимание на такой параметр, как факторы внешнего воздействия. Как правило, столкновение авиалайнера с землей сопровождается пожаром. Помимо этого, нужно учитывать, что самолет может упасть в море или океан
Это означает, что внешний корпус устройства должен выдерживать экстремальные температуры и давление. Именно поэтому конструкторы используют титан
Помимо этого, нужно учитывать, что самолет может упасть в море или океан. Это означает, что внешний корпус устройства должен выдерживать экстремальные температуры и давление. Именно поэтому конструкторы используют титан.
Современные регистраторы способны пролежать на дне моря более одного месяца и сохранить все записанные параметры. Внутри корпуса самописца установлены специальные платы, которые можно сравнить с жестким диском современного компьютера. Здесь следует отметить, что в некоторых самолетах до сих пор используются аналоги магнитофонов. Продолжение использования морально устаревших устройств объясняется тем, что они отвечают всем современным стандартам.
В корпус прибора вмонтировано несколько ультразвуковых маячков. Такие устройства используются для того, чтобы упростить поиск самописца, упавшего в воду. Радио и световые маяки позволяют упростить поиск регистратора в горах и скалистой местности. Каждое устройство отвечает всем современным стандартам качества. Для того чтобы обеспечить длительную работу маячков, используются специальные аккумуляторы.
Важно отметить, что сам аварийный маячок требуется лишь в случае крушения воздушного судна. Большинство лайнеров могут летать несколько десятков лет без единого происшествия. Для того, чтобы предупредить разрядку аккумуляторов, в корпус самописца встраивается специальный прибор, активирующий аккумуляторы после удара «ящика» об воду или землю
Для того, чтобы предупредить разрядку аккумуляторов, в корпус самописца встраивается специальный прибор, активирующий аккумуляторы после удара «ящика» об воду или землю.
В каждом лайнере устанавливается несколько экземпляров подобного оборудования. Такой подход объясняется соображениями безопасности. Как правило, ящик устанавливается в хвостовой части воздушного корабля. Выбор этой части лайнера далеко не случаен. Согласно статистическим данным, хвостовая часть лайнера практически не страдает в случае катастрофы. Эта часть конструкции остается целой даже в том случае, когда сам самолет разваливается на несколько частей.
Все бортовые самописцы изготавливаются по единому стандарту. На корпусе данного устройства размещается надпись «Самолетный регистратор». Чуть ниже размещается отметка, запрещающая вскрывать корпус устройства. Первые бортовые самописцы представляли собой закрытый железный короб, окрашенный в черный цвет. На сегодняшний день конструкторы используют яркие цвета для окраски короба, что значительно упрощает поиск устройства.
В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях
Какую информацию фиксирует прибор
Компании, занимающиеся созданием воздушного транспорта, постоянно ведут работу над модернизацией рассматриваемого прибора. Первые регистраторы фиксировали лишь следующие параметры:
- Текущую высоту и скорость.
- Силу ускорения и выбранное направление.
- Общую продолжительность полета.
Современный черный ящик самолета устроен таким образом, что способен считывать текущую скорость, скорость оборотов двигателя и уровень давления воздуха. Помимо этого, учитывается уровень расхода и количество оставшегося топлива. Все вышеперечисленные показатели, позволяют узнать причины крушения летного средства.
«Капсула Судного дня»
На самом деле идея, которая лежит в основе «черного ящика Земли» не нова и напоминает «капсулу времени» – послание потомкам, заложенное во второй половине прошлого столетия. Новый прибор, как заявляют разработчики, выдержит любые прогнозируемые природные явления и катаклизмы. Установят объект на побережье острова Тасмания в конце 2022 года; выбор местоположения обусловлен относительной геологической и геополитической стабильностью региона.
В нашей стране работают над созданием «капсулы времени» на основе блокчейн-технологии, предназначенной для передачи цифровых данных будущим поколениям.
«Черный ящик» является символом катастрофической ситуации, в которой оказалось человечество и сегодня мы находимся на решающем этапе. Однако, учитывая скорость климатических изменений, худшие последствия, вероятно, наступят не раньше чем сто или двести лет. В долгосрочной перспективе устройство должно заинтересовать будущих археологов и ученых.
Внешний вид рукотворного объекта должен намеренно привлекать к себе внимание, контрастируя с окружающим его пустынным пейзажем, а инструкции по его открытию будут выгравированы на внешней стороне «черного ящика». Исследователи полагают, что будущие первооткрыватели (кем бы они ни были), смогут пошагово восстановить сценарий падения цивилизации и не повторят наших ошибок
Бортовой самописец Земли является посланием будущим поколениям
К сожалению, изменение климата уже угрожает подобным хранилищам: таяние вечной мерзлоты (в которой они находятся), усиливается с каждым годом, а значит хранилища становятся все менее надежными. О том, что еще угрожает выживанию человечества ранее рассказывал мой коллега Андрей Жуков, рекомендую к прочтению.
История появления бортового самописца
С увеличением числа самолетов в период бурного развития гражданской авиации стало происходить больше крушений. Чтобы выявить причины аварий и усовершенствовать новые модели самолетов, в 1939 году французские конструкторы разработали аппарат, представляющий собой светолучевой осциллограф, который фиксировал изменения параметров на пленку за счет отклонения световых лучей.
Осциллограф был защищен черным прямоугольным корпусом, благодаря которому и появилось сохранившееся до сегодняшнего дня название. Первые приборы выглядели именно так, как представляют себе черные ящики люди, далекие от авиации – поэтому их и стали так называть.
Первые черные ящики были оснащены самописцами с бумажной лентой, которая подавалась за счет работы часового механизма. Со временем им на смену пришли фотоосциллографы, а через несколько лет их заменили магнитофоны и магнитные ленты.
Что находится в черном ящике самолета?
Сегодня запись показателей и переговоров ведется при помощи микросхем. Электронные платы устройства зафиксированы на специальных амортизаторах для дополнительной защиты. Сама плата схожа по свойствам и характеристикам с привычным флеш-накопителем.
Для облегчения поиска под водой черные ящики оснащают ультразвуковыми маяками. Если самолет упал в горах, для поиска самописцев применяют радиомаяки, предустановленные в них. Работу маяков обеспечивают встроенные аккумуляторы, которые активируются после удара.
Чтобы обеспечить сохранность черного ящика во время катастрофы, он сделан из защитного корпуса, который производят из титана или стали повышенной прочности. Кроме удара, по силе сравнимого со взрывом артиллерийского снаряда, черный ящик должен выдержать получасовое нахождение в огне и нахождение в воде на глубине до 6 км в течение месяца.
Сколько черных ящиков в самолете?
Выпускают две разновидности самописцев:
- эксплуатационные
- аварийные
Первый тип делают для контроля действий экипажа наземными специалистами, поэтому для удобства их устанавливают в кабине пилотов. Корпуса таких приборов не из титана, так что при аварии они часто повреждаются.
Аварийный самописец имеет более надежную защиту, которая обеспечивает его сохранности при аварии. Именно он становится источником информации для выявления причин крушения самолета. Соответственно, внутри каждого воздушного судна есть как минимум два бортовых самописца.
Как расшифровывается черный ящик в самолете?
Информацию, записанную на магнитной ленте (устаревшие версии черных ящиков, которые пока еще эксплуатируются на некоторых моделях самолетов) или флешке расшифровывают при помощи специального программного обеспечения на компьютере.
С учетом полученных данных специалисты моделируют развитие событий на тренажере или в виртуальной программе. Есть и еще один способ моделирования поведения самолета – при помощи двухмерных графиков.
Расшифровка требуется лишь в случае повреждения магнитной ленты в результате аварии. Есть два способа:
- Для получения данных эксперты восстанавливают информацию посредством нанесения на ленту капельно-коллоидного раствора ферромагнитного порошка, который со временем проседает и выдает графическое изображение магнитной записи.
- Расшифровать данные на ленте можно и при помощи магнитооптической визуализации, если пленка сохранила достаточный уровень намагниченности.
Итак, теперь вы знаете, что представляет из себя бортовой самописец. За появление новейших безопасных авиалайнеров мы должны благодарны не только инженерам-конструкторам, но и черным ящикам, которые помогли выявить недоработки предыдущих моделей и снизить частотность авиакатастроф.
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».
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.
Бортовой самописец
После многочисленных попыток создать летательный аппарат, первый в мире самолет «Флайер-1» взмыл в воздух 17 декабря 1903 года, а всего через шестнадцать лет состоялся первый трансатлантический перелет. К середине ХХ века самолеты стали неотъемлемой частью нашей цивилизации и предвосхитили космическую эпоху. Поразительно, но всего за несколько десятилетий выход в открытый космос стал реальностью, а люди научились жить на борту Международной космической станции (МКС) по году и более.
Первый в истории самолет поднялся в воздух в 1903 году
Самолеты считаются одним из самых безопасных видов транспорта – что не говори, но крушения действительно происходят редко. Их последствия, однако, могут быть катастрофическими, к тому же разобраться в причинах аварии непросто. Расставить все точки над i экспертам помогают данные бортовых самописцев: согласно статистике до 80 процентов всех авиационных происшествий связаны с человеческим фактором.
Так как черный ящик на борту авиалайнера записывает важнейшие данные о полете, исследователи решили установить подобный прибор на Земле. В ближайшие несколько лет на одном из австралийских островов появится самописец планетарного масштаба, который будет фиксировать все данные об изменении климата. Дело в том, что глобальное потепление (или, как иногда говорят, «глобальное похолодание») в перспективе влечет за собой исчезновение человеческой цивилизации.
Как видите, черный ящик совсем не черный и на ящик совсем не похож
В конечном итоге создатели «черного ящика Земли» надеются, что наши ошибки помогут будущим цивилизациям (внеземным в том числе) избежать климатического апокалипсиса
По словам Джонатана Нибоуна, участника проекта Glue Society, «неразрушимый черный ящик будет следить за «здоровьем» нашей планеты, а также привлечет внимание мировых лидеров к этой проблеме – без них адаптироваться к климатическим изменениям невозможно». В проекте принимают участие маркетинговое агентство Clemenge BBDO, компания Glue Society и ученые из университета Тасмании
Какого цвета на самом деле «черный ящик»?
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.
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.
Как это сказать по-английски?
В англоязычных источниках «черный ящик» может называться по разному: flight recorder, blackbox и flight data recorder.
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.
Примечания[править | править код]
- ↑ Виктор Филиппов. Железный свидетель (неопр.). Известия (19 октября 2008). Дата обращения: 21 февраля 2015.
- ↑ Оксана Бида. Тайны оранжевого «чёрного ящика» (неопр.). Новая (27 февраля 2008). Дата обращения: 21 февраля 2015.
- ↑ 1 2 3 4 5 Олег Макаров. Свидетели из железа: чёрный ящик // Популярная Механика : журнал. — 2010. — № 8 (август).
- ↑ ОСТ 1 00774-98 Система сбора и обработки полётной информации самолётов (вертолётов). Общие технические требования. — Москва: НИИСУ, 1998. — 21 с.
- ↑ Приложение 6 – Эксплуатация воздушных судов – Часть I – Международный воздушный транспорт – Самолёты (неопр.). ИКАО. Дата обращения: 17 мая 2020.
- ↑ Black box inventor dies, age 85 (неопр.). Telegraph (21 июля 2010). Дата обращения: 2 августа 2010. Архивировано 31 мая 2012 года.
- ↑ A Brief History of Black Boxes : // Time : журнал. — 2009. — № July 20. — С. 22.
- ↑ Скончался изобретатель «черного ящика» Дэвид Уоррен (неопр.). Lenta.ru (21 июля 2010). Дата обращения: 17 декабря 2019.
- ↑ 1 2 3 Баев Н. А., Биндер А. Н., Деркач О. Я., Каплан В. Л., Петров А. Н., Полтавец В. А., Свинарчук А. И., Шмаков В. М., Ялоза Ю. А. Эксплуатационно-технические характеристики и обеспечение эксплуатации авиационной техники / Под ред. А. Н. Петрова. — Москва: Широкий взгляд, 2012. — 140 с. — ISBN 9785904465032.
Расшифровка записи
Обыватели представляют, что бортовой самописец шифрует данные особым образом, поэтому расшифровка черных ящиков — такой долгий и сложный процесс. На деле всё намного проще. Никакой шифровки нет, информацию может считать любой специалист в любом аэропорту. Главная цель чёрного ящика — сохранить параметры полёта и пролить свет на причину крушения, а не скрыть какие-то данные от наземных служб.
После нахождения устройства его доставляют специальной комиссии по расследованию причин катастрофы, ящики вскрываются, и начинается процесс считывания данных.
Как расшифровывается черный ящик?
Данные записываются таким образом, чтобы любой эксперт мог их считать. Звуковые дорожки просто переносят в форму печатного текста, параметры полёта записываются в понятной читаемой форме. Происходить это может в течение нескольких дней, если бортовой самописец сохранился в идеальном состоянии. Бывает, что прибор записи всё же повреждён. Тогда расшифровка занимает больше времени: склеиваются кусочки магнитной плёнки, предпринимаются попытки восстановить данные с флеш-носителя. Специалисты буквально по крупицам воссоздают информацию.
Какие параметры считываются?
Для расследования необязательно расшифровывать полную картину всего полёта. Экспертам бывает достаточно тех частей записи, которые напрямую связаны с критическими моментами. Поэтому расшифровка обычно начинается с последних минут полёта. Считываются в первую очередь те параметры, которые связаны с предполагаемыми причинами катастрофы. По свежим стандартам каждый чёрный ящик должен записать минимум 88 параметров.