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.
Как устроен черный ящик самолета
Как выглядит черный ящик самолета?
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!
Черный ящик самолета фото
Автомобиль разгоняется до 100 кмчас, 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.
Источник: avia.pro
Что скрывает черный ящик самолета?
Самолеты
Автор Игорь Ласьков На чтение 9 мин Просмотров 1.5к. Опубликовано 26.11.2018
Чёрный ящик — название, которое получили в обиходе первые бортовые самописцы в середине XX века. Изобретатели сделали устройство чёрным, чтобы в него не проник лишний свет: информация записывалась на фотоплёнку. По-научному прибор назывался светолучевой осциллограф. Современные бортовые самописцы, сродни «каретам скорой помощи», давно утратили первоначальный внешний вид: сегодня чёрный ящик для самолета правильнее было бы называть оранжевым прибором специфической формы.
Что такое черный ящик?
Чёрный ящик, или бортовой самописец, — высокоточный прибор, который непрерывно пишет данные во время полёта. Записывает следующие показания: давление за бортом, изменение высоты, скорость, поведение двигателя, работу штурвала и ещё не меньше 250 других параметров. Интересно, что такое количество данных черный ящик в самолете записывал не всегда. Со временем конструкцию и характеристики прибора совершенствовались.
Необходимость бортового самописца в самолётах появилась в первые десятилетия развития авиации. Расследование авиакатастроф, особенно связанных с гибелью людей, помогало понимать слабые стороны конструкции летательных аппаратов, совершенствовать наземное управление, менять правила полётов.
Но зачастую выяснять причины крушений можно было только со слов очевидцев, ведь в них редко кто выживает. Чтобы информация о полёте оставалась доступной после аварии, в эксплуатацию ввели чёрный ящик для самолёта. До конца 60-х годов прибор устанавливали добровольно, и отсутствие самописца не было причиной запрещать полёт. Позже чёрный ящик стал обязательной частью каждого лайнера. Функционал прибора совершенствовался, а пользу было невозможно переоценить.
Бортовое устройство регистрации (БУР) полёта присутствует в каждом современном самолёте. Оно питается от бортовой сети, а встроенные аккумуляторы вступают в работу после сильного удара. БУР способен длительное время сохранять собранную информацию. После авиакатастрофы он зачастую остаётся единственным способом узнать, что стало причиной аварии: неверные действия пилота, проблемы с конструкцией, действия террористов или фатальная случайность.
История появления
Статистика авиационных происшествий начала свой отсвет вместе с началом эры воздушных полётов. Чем больше летательных аппаратов поднималось в воздух, тем больше жертв и инцидентов происходило. Повышение авиационной безопасности — вот без чего невозможно было дальнейшее развитие полётов. Бортовые самописцы стали добрыми помощниками в этом деле.
Предшественники приборов состояли из часового механизма с подачей бумаги. На длинной бумажной ленте перо с чернилами автоматически записывало показания приборов. Удобство было в том, что запись производилась постоянно, а пилоты могли не отвлекаться на это занятие. Такой способ, конечно, не был надёжным, и приносил пользу только при оценке состояния самолёта после успешного приземления. Авиакатастрофы чёрный ящик с чернильницей перенести не мог.
Авторы первого серьёзного бортового регистрационного устройства — Франсуа Юссено и Пауль Бодуэн. В 1939 году они представили первую модель БУР, работавшего по принципу светолучевого осциллографа. Безопасность гражданских и военных авиаперелётов значительно повысилась после 1967 года, когда самописцы внесли в список обязательных устройств на всех самолётах.
Бортовой самописец за время существования постоянно менялся, использовались разные способы записи данных о полёте. Передовые достижения науки каждого периода отражались на конструкции БУР. В разное время для записи параметров полёта применялись магнитные ленты и стальная проволока, перфокарты и другие технические приспособления. Современный самописец состоит из флеш-карты и микросхем, записывающих техническое состояние систем, действий экипажа и параметров за бортом.
Какие самописцы устанавливают на борту самолета?
Опыт применения чёрных ящиков привёл к появлению нескольких типов устройств, наиболее полезных в каждом полёте. Они делятся на эксплуатационные и аварийные.
Эксплуатационный регистратор применяется для считывания данных стандартного благополучного полёта. Он записывает около 2000 показателей и помогает анализировать полёт судна: правильность действий экипажа, рабочее состояние приборов и систем, характеристики воздуха за бортом. Так называемый ябедник служит на страже безопасности полётов, помогает вовремя находить неисправности, избегать серьёзных последствий. У этого чёрного ящика нет защиты, поэтому при катастрофе информация с него становится недоступной.
Аварийный регистратор — это тот самый чёрный ящик, который на деле выглядит скорее как оранжевый шар. Он запоминает намного меньше параметров — до 256 (зависит от модели самолёта и модели самого устройства), в этот список входят те данные, которые могут пригодиться в ходе расследования авиакатастрофы. Существует 2 типа аварийых регистраторов:
- параметрический регистратор полетных данных (flight data recorder или FDR). Он сохраняет недавнюю историю полета, собирая все необходимые параметры несколько раз в секунду;
- речевой диктофон кабины (cockpit voice recorder или CVR). Записывает звуки в кабине: помимо разговора пилотов это могут быть иные посторонние шумы, которые могут быть связаны с выходом из строя приборов, неточными действиями пилотов, или даже стать причиной авиакатастрофы;
Один регистратор может одновременно фиксировать и те, и другие данные. Благодаря им в распоряжении комиссии по расследованию катастрофы оказывается полная картина полёта самолета.
Как устроен черный ящик?
Это надёжная конструкция из очень прочного материала снаружи и внутри, хранящая информацию на специальных носителях. Главная цель — не только защитить записанные данные, но и остаться заметным даже в самых суровых условиях крушения (например, на глубине).
Из чего сделан?
Наружная оболочка — герметичный титановый или стальной круглый корпус. От квадратного ящика инженеры отказались ещё в 40-е годы, тогда было решено, как будет выглядеть черный ящик самолета: шарообразная форма меньше страдает от действия неблагоприятных факторов.
Какого цвета самописец?
Шар, который мы по старинке называем чёрным ящиком, обычно выкрашен в красный или оранжевый цвет. Какого цвета будет устройство снаружи, неважно: лишь бы был яркий, заметный, чтобы увеличить шанс скорейшего нахождения после авиапроисшествия. На круглых боках обозначается специальный номер и название прибора на английском языке («flight recorder. Do not open»), которое иногда дублируется на русском («бортовой аварийный самописец»), французском, немецком и других языках.
Что внутри?
Прочный корпус держит под защитой сердце прибора: записывающий механизм. Огромное количество самолётов (старше 15 лет) оборудованы бортовыми самописцами с магнитной записью на специальную ленту. Современные системы отличаются от того, что находилось в чёрном ящике ещё в конце XX века.
Сейчас БУР больше похож на мини-компьютер с автономным контроллером, набором микросхем и надёжной флеш-картой. Пройдёт ещё некоторое время, и все самолёты будут оборудованы только такими самописцами. Возможно, к тому периоду будет придуман принципиально новый чёрный ящик.
Какие нагрузки выдерживает?
Чёрный ящик неуязвим настолько, насколько это возможно при современном уровне развития науки и техники. В соответствии со специальным техническим стандартом FAA TSO-C124 b корпус не боится ни холода, ни жары. Теплоизоляция выдерживает воздействие высоких температур на протяжении 30 минут. Ударопрочность придают специальные материалы, которые называются демпфирующими. Благодаря им содержимое титанового шара не страдает при падении в течение 6,5 мс с перегрузками 3400G.
Тонет или нет?
Самописец, конечно, тонет. Если бы он оставался на поверхности, то при авиакатастрфе на воде его могло бы унести течением далеко от места крушения. Поэтому он опускается на дно вместе с обломками самолёта. В воде чёрный ящик сохраняется минимум в течение месяца на глубинах до 6 км (наибольшая глубина Мирового Океана, если не считать впадин). Для облегчения поиска прибор издаёт ультразвуковые сигналы специальным датчиком, который включается при контакте с водой.
Почему так долго ищут?
Невозможно создать абсолютное устройство и предугадать все ситуации, в которых может оказаться самолёт. Несмотря на высочайшую степень защиты, радиодатчики, акустические звукоизлучатели, ультразвуковые маяки, БУРы всё-таки могут быть повреждены. Кроме того, катастрофы происходят чаще со старыми самолётами, которые оснащены моделями самописцев без новаторских решений. Чем новее чёрный ящик, тем проще его отыскать.
Сколько на самолете черных ящиков, и где они располагаются?
От расположения бортового устройства регистрации не зависит качество его работы и сохранность при авиакатастрофе. К сожалению, у самолётов нет определённой схемы повреждения при падении, поэтому предугадать самые безопасные места невозможно. Однако, по статистике, хвостовая часть чаще всего остаётся наиболее целой. Как минимум один чёрный ящик располагается именно там.
В авиации принято дублировать приборы и перестраховываться, поэтому все судна по правилам оснащаются минимум двумя самописцами. Они могут находиться оба в хвостовом отсеке или разнесены по разным местам самолёта.
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.
Направления развития самописцев — есть ли альтернативы?
Опыт расследования авиапроисшествий диктует дальнейшее развитие и изменение чёрных ящиков. Касается это конструкции, материалов изготовления и способов обезопасить информацию.
Скорее всего, в будущем самописцы смогут транслировать запись на наземный сервер. Инженеры «научат» чёрные ящики катапультироваться при ударах, чтобы БУР не подвергался горению вместе с остатками самолёта. Возможно, установленные в будущем видеофиксаторы (камеры наблюдения) внутри и снаружи лайнера помогут точнее представлять события за минуты до происшествия.
С появлением принципиально новых информационных накопителей и способов записи чёрные ящики совсем перестанут быть похожими на те устройства, которые использовались на протяжении десятилетий.
Где еще используют черные ящики?
Бортовой самописец — надёжный способ сохранить параметры передвижения и повысить безопасность сложной техники в будущем. Поэтому он используется не только в самолётах. Железнодорожные составы оснащаются локомотивными скоростемерами, которые работают по тому же принципу, что и самолётный прибор.
Они запоминают скорость поезда, маршрут, погодные условия, считывают состояние рельсов. Автомеры устанавливаются в автотранспорте: грузовиках, автобусах, машинах. Это позволяет вовремя производить ремонтные работы техники, следить за безопасностью движения, а в случае спорных вопросов при расследовании использовать полученную информацию.
Современные средства контроля полёта и поездки остаются целыми и невредимыми в двух случаях из трёх. Лишь в самых исключительных случаях комиссия по расследованию может сказать, что чёрный ящик не нашёлся, или информацию с него невозможно считать.
Игорь Ласьков
Обозреватель авиации, истинный любитель самолетов. Характер нордический, выдержанный. С товарищами по работе поддерживает хорошие отношения. Не летал, но закрывая глаза всегда чувствует себя за штурвалом. Холост, в связях порочащих его, замечен не был.
Источник: samoletos.ru