Что такое чёрные ящики самолёта - устройство, описание и интересные факты

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.

Это интересно

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.