Строение
Что такое чёрные ящики самолёта - устройство, описание и интересные факты. Бортовые самописцы: устройство, расположение в самолете, фото

Что такое чёрные ящики самолёта - устройство, описание и интересные факты. Бортовые самописцы: устройство, расположение в самолете, фото

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.

Из чего сделан?

Традиционно оболочка "черных ящиков" делается из титановых сплавов или легированного железа. В любом случае - это высокопрочный, жароустойчивый материал. Хотя, надо сказать, что основную сохранность "черных ящиков" обеспечивает даже не материал, из которого они изготавливаются, а место их расположения. Обычно - в хвосте или киле самолета.

Что внутри?

"Начинка" "черных ящиков" со временем менялась, но суть её оставалась прежней. Внутри бортового самописца находится устройство, которое регистрирует происходящие во время полета изменения, технические параметры, записывает разговоры пилотов и авиадиспетчеров. В первых "черных ящиках" параметры записывались чернилами на бумажной ленте, о качестве говорить не приходилось, потом пошло стремительное развитие, начала использоваться фотопленка, затем проволока. Сегодня данные, как правило, записываются на магнитные и твердотельные накопители.

Какие нагрузки выдерживает?

"Черные ящики" конструируются с учетом критических нагрузок. Они выдерживают 3400 g, и статику в 2 тонны на протяжении 5 минут, давление воды на глубинах до 6000 метров.

Особый разговор - испытания самописцов на прочность. Журнал Science приводит список проверок, которые проходят "черные ящики" перед эксплуатацией. Образцом самописца выстреливают из воздушной пушки, бьют, давят, держат в огне при температуре в 1000 градусов по Цельсию, держат при низких температурах до -70 градусов, погружают в соленую воду и технологические жидкости (бензин, керосин, машинные масла).

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.

Почему так долго ищут?

Все бортовые самописцы оснащены радиомаяками, а также акустическими системами для поиска под водой, которые срабатывают только в случае опасности. Однако, надо признать, что радиомаяки - не самые надежные устройства. Если "черный ящик" оказывается под обломками или на большой глубине, то сигнал гасится, что значительно затрудняет поиски.

Как это сказать по-английски?

В англоязычных источниках "черный ящик" может называться по разному: flight recorder, blackbox и flight data recorder.

Тонет или нет?

Ещё одни вопрос, особо актуальный сегодня: тонут ли "черные ящики"? Практически все модели бортовых самописцев тонут. Обычно в их параметрах плавучесть не задается, но задается параметр нахождения в морской воде на определенной глубине. Так, для "черного ящика" Барс-2М информация должна сохраняться при нахождении в морской воде на глубине 1000 метров в течение 30 суток.

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.

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?

Почему ящик называется "черным"

Из чего сделан?

Что внутри?

Какие нагрузки выдерживает?

Что считывают "черные ящики"?

Почему так долго ищут?

Как это сказать по-английски?

В англоязычных источниках "черный ящик" может называться по разному: flight recorder, blackbox и flight data recorder.

Тонет или нет?

Сколько на самолете "черных ящиков"?

Есть ли альтернативы?

Бортовые самописцы - это устройства, предназначающиеся для сохранения характеристик полета и переговоров в кабине пилота. Аппарат представляет собой электронный блок, производящий запись на цифровые носители. Система надежно защищена герметичным корпусом из металла. Бортовые самописцы способны находиться достаточное время в самых неблагоприятных условиях.

История

Первый регистратор создан во Франции. В 1939 году Ф. Уссено и П. Бодуэн разработали осциллограф, который записывал каждое отклонение параметра полета при помощи лучей света. Спустя 14 лет представитель австралийской науки Д. Уоррен, участвуя в расследовании крушения пассажирского самолета, пришел к мысли о необходимости записи переговоров пилотов.

Идея воплотилась в реальное изобретение через 3 года, в 1956-м. Бортовой самописец был защищен асбестом и стальным корпусом. В 1960 году Австралия выставила требование, по которому установка регистратора в самолеты стала обязательной. Другие страны последовали примеру Зеленого континента.

Распространенные мифы

СМИ вещают о каждом крушении летательных аппаратов во всех доступных подробностях. Пожалуй, каждый слышал про на самом деле устроен не совсем так, как привык себе представлять среднестатистический человек. Основные созданные мифы о черном ящике:

Сам регистратор на самом деле не черный, а оранжевый. Цвет выбран исходя из легкости обнаружения самописца в условиях крушения самолета.
И ящик - вовсе не ящик: регистратор чаще всего представляет собой шар или цилиндр. Сферическая форма позволяет выдержать максимально допустимые нагрузки.
Обычно для получения записанной информации не требуется дешифровщик. Данные на самом деле никак не шифруются. Прослушать их способен абсолютно любой человек. Однако только эксперт может провести анализ полученной информации.

Теперь у читателей должно было сложиться правильное мнение о том, как выглядят бортовые самописцы в действительности.

Современные лайнеры обеспечены двумя бортовыми самописцами: речевым и параметрическим. Практикуется использование дополнительно эксплуатационного комплекта регистраторов.

Назначение

Бортовые самописцы предназначаются для сбора и хранения навигационных показателей, сведений о совершаемых действиях экипажа и материальном состоянии воздушного судна. Современные регистраторы способны фиксировать следующие параметры:

давление топливной жидкости при подаче в двигатель;
давление в каждой из гидросистем;
обороты двигателя;
температура за пространством турбины самолета;
использование боевой кнопки;
отклонение приборов управления и его степень;
использование взлетно-посадочных механизмов;
скорость, высота, курс полета;
прохождение маяков.

Запись параметров полета и переговоров пилотов значительно упрощает расследование причин падения самолета. Это не только позволяет понять изъяны конструкции, но и разработать план действий в экстренных ситуациях, анализировать произошедшее крушение со всех возможных сторон.

Устройство бортового самописца

Принцип устройства регистратора зависит от назначения и способа записи информации. Различают оптические, магнитные, механические и электронные запоминающие устройства. Механический и оптический способы записи являются устаревшими, в настоящее время они не используются даже на старых моделях летательных аппаратов.

Электронные системы записи представляют собой скопление микросхем памяти и контроллера, что очень напоминает SSD-накопитель в обычном ноутбуке. Самописцы с устройством электронного типа устанавливаются на все современные летательные аппараты и составляют большую часть из всех используемых регистраторов. На старых моделях еще применяется способ магнитной записи при помощи ленты или проволоки. Последняя является более надежным вариантом.

Внешне бортовой самописец защищен металлической оболочкой из сплавов титана или легированного железа. Эксплуатационные и испытательные регистраторы используются без дополнительного покрытия. Внешний вид устройств будет зависеть от того, к каким типам относятся бортовые самописцы. Фото позволяют подробно изучить каждый вид отдельно.

Сохранность регистраторов обусловлена еще и тем, где находятся бортовые самописцы. По данным статистики, меньше всего в авариях воздушного пространства страдает хвостовая Именно этой причиной объясняется расположение бортовых самописцев в самолете в хвосте фюзеляжа.

Запуск регистратора

Доступ к техническому обслуживанию самописцев имеют только работники, не заинтересованные в искажении данных. Члены экипажа не могут самостоятельно включить или выключить запись. В целях автоматического запуска создается взаимосвязь работы самописца и действий самолета. Существует несколько типов активации регистраторов:

при запуске авиационного двигателя;
при действии ;
с помощью датчиков скорости.

Время записи данных на бортовые самописцы зависит от способа фиксирования информации. Обычно составляет 30-120 минут с определенного момента полета.

Виды регистраторов в зависимости от целей применения

Эксплуатационный бортовой самописец применяется во время обычных плановых полетов для получения объективной информации о состоянии эксплуатируемого летательного аппарата, а также для независимой оценки работы членов экипажа. Самописец такого типа не защищен от воздействия окружающей среды при катастрофе.

Аварийный бортовой самописец - как раз тот механизм, о котором все твердят при крушении самолета. Перед эксплуатацией проводят тест, показывающий, насколько устройство устойчиво к воздействию критических условий. Бортовые самописцы упавших самолетов должны быть способны:

находиться в 24 часа;
60 минут гореть в огне (1100 °С);
находиться на дне океана (6000 м) в течение месяца;
выдержать статистическую перегрузку по каждой оси в 2168 кг.

После проведения тщательной проверки бортовой самописец допускается к установке в самолет.

Испытательный регистратор применятся для оценки работы летательного аппарата. Используется при проведении пробных испытательных полетов с целью выявить возможные недостатки конструкции. Во время пассажирских перелетов не применяется.

Речевые и параметрические самописцы

Современные оснащены двумя видами регистраторов: речевым и параметрическим. Часто конструкция предусматривает объединение разных типов информации в один бортовой самописец. Как речевой, так и параметрический прибор имеет четкую взаимосвязь со временем.

Параметрические самописцы способны фиксировать более 2000 данных, но используется из них только около 500. Ограничение количества записываемых параметров связано с тем, что они не применяются для расследования катастроф. Регистраторы такого типа - одни из основных показателей неисправностей летательного аппарата и объективных доказательств причин происшествия.

Речевые самописцы фиксируют разговор между экипажем в определенный промежуток времени. Используются для определения и исключения человеческого фактора в авиакатастрофах, а также для улучшения и оценки профессиональных навыков.

Поиск самописцев после крушения авиалайнера

Регистраторы оснащены специальными маяками на основе ультразвуковых волн, которые активизируются в случае опасности (например, при контакте с водой). Частота сигнала составляет 37,5 кГц. Если крушение произошло вдали от водного пространства, найти самописец не составляет труда.

Яркий цвет хорошо заметен на фоне обломков. Высокая износостойкость позволяет не только обнаружить шар или цилиндр регистратора в относительной сохранности, но и расшифровать данные.

Возможно ли восстановление регистратора при поломке?

Около трети всех авиакатастроф приводят к нарушению целостности корпуса бортового самописца, что влечет за собой потерю информации. В некоторых случаях в лабораториях проводятся серьезные и длительные работы по восстановлению испорченных деталей устройств записи.

Методы основываются на запаивании или применении клеящих веществ. Иногда ремонтирование помогает и информацию удается восстановить.

Совершенствование технологий

Изобретение возникло более 50 лет назад. Появились ли за это время аналоги, способные заменить бортовые самописцы? Нет, пока что это самый надежный и информативный метод фиксировать необходимые характеристики летательного аппарата. Разрабатываются отдельные механизмы работы регистраторов, но общий принцип остается прежним.

Устройства запоминания активно совершенствуются, развиваются электронные носители информации. Планируется создание видеозаписей отдельных отсеков самолета, что позволит более тщательно контролировать ситуацию и оценивать результаты.

Ученые рассматривают варианты создания отстреливаемых и плавучих самописцев. Для этого необходимо снабдить устройство датчиками, которые будут способны фиксировать столкновение летательного аппарата с препятствием. Поступившие сигналы бедствия запустят механизм катапультации из опасного места.

Интересна и идея трансляции записей в режиме онлайн на удаленный сервер. Это сократит время дешифровки, позволит быстрее реагировать на экстренные события и иметь полный доступ к информации в режиме реального времени.

Бортовые самописцы - одно из важнейших изобретений послевоенной техники. Полученные данные с регистраторов разрушенных самолетов помогают изучить основные механизмы катастроф и минимизировать процент происшествий. В случаях нападения на авиалайнер бортовой самописец может подтвердить догадки криминалистов о теракте или боевой операции в воздушном пространстве.

После каждой авиакатастрофы возникает большой ажиотаж вокруг этого загадочного предмета: где он находится, какой он, какие данные содержит, почему они так важны… Сегодня мы узнаем, как выглядит чёрный ящик самолёта, и на самом ли деле он чёрный.

Прародителями бортовых самописцев считаются эксплуатационные регистраторы полётной информации, появившиеся в 1939 году и активно использовавшиеся во Второй мировой. Запись в них велась на фотоплёнку. Чтобы её не «засветить», корпус прибора окрашивали в чёрный цвет. По форме и цвету они действительно напоминали чёрный ящик, что, по одной из версий, и дало подобное название.

Большинство современных чёрных ящиков красят в ярко-оранжевый цвет со светоотражающим эффектом. Похожую краску используют при изготовлении дорожных знаков и оранжевых жилетов коммунальных и дорожных служб. Столь яркий цвет выбрали для облегчения поисков самописца после крушения. Специальный состав эпоксидной краски способен длительное время защищать от коррозии, даже находясь на морском дне.

Мало того, что, как мы выяснили, он не чёрный, так, оказывается, вовсе и не ящик. Обычно бортовые самописцы делают в форме шара, цилиндра или параллелепипеда. Острых углов стараются избегать, для минимизации повреждений при ударе об землю.

Не пропустите :

Как правило, верхний слой делают из стали или титана, толщиной несколько миллиметров. Это позволяет прибору «пережить» кратковременную перегрузку, достигающую 3400G. Другими словами, чёрный ящик способен выдержать удар о любую поверхность с любой высоты.

Следующий слой — термоизоляционный порошок. После падения самолёта часто происходит пожар, могущий уничтожить всё, кроме чёрного ящика. Самописцы способны около часа выдерживать температуру горения авиационного топлива (1100 градусов). Правда, после этого прибор выглядит уже не оранжевым, а действительно чёрным, от копоти.

Внутренний слой исполняет демпфирующую и защитную функцию. Он гасит энергию удара за счёт специальных материалов, а также предохраняет от попадания внутрь электромагнитных волн, способных повредить ценное содержимое.

Что в чёрном ящике?

После трёх защитных слоёв мы, наконец, добрались до «внутренностей». Самая важная часть прибора размером с обувную коробку: около 50 см в длину, ширина и высота — примерно 20-25 см. Вес колеблется от 3 до 14 кг, в зависимости от производителя, модели и места расположения.

Внутри бортового самописца два отделения. В первом находится аккумуляторная батарея и радиодатчик, который включается в момент аварии и помогает обнаружить прибор даже на дне океана. Во втором отделении расположено, собственно, само записывающее устройство, которое выглядит, как жёсткий диск в компьютере.

Какая информация содержится в чёрном ящике? Прежде всего, это технические данные полёта: маршрут, скорость, состояние двигателей, шасси, закрылок и множество других параметров. Второе, не менее важное, — разговоры, которые происходят в кабине между пилотами и по радиосвязи, с диспетчерами и другими самолётами.

Большинство самолётов оборудовано двумя чёрными ящиками, работающими абсолютно независимо и находящимися в хвостовой части, как самой безопасной. Иногда один из самописцев располагают в салоне. Возможно, вам даже приходилось видеть его, тогда вы наверняка знаете, как выглядит чёрный ящик самолёта.

Черным ящиком (black box ) обыватели называют специальное устройство, используемое в авиации с целью записи всего, что происходит на борту во время полета, включая внутренние показатели датчиков и систем самолета и переговоры членов экипажа. Итак, что такое черный ящик в самолете? Давайте разберемся.

Как выглядит черный ящик самолета?

Как ни странно, черный ящик выглядит совершенно не так, как звучит его название. Традиционное исполнение бортового самописца – это шар или цилиндр, окрашенный в красный или оранжевый цвет. Такая форма и окрас выбраны не случайно: округлые очертания менее подвержены повреждениям во время аварии, а яркий оттенок делает ящик заметнее среди других обломков.

Если устройство окрашено в яркие цвета, то почему бортовой самописец называют черным ящиком? Чтобы узнать причину, нам нужно ознакомиться с историей появления этого важного прибора.

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.

В 1953 году австралиец Д. Уоррен усовершенствовал внутренности черного ящика, добавив к нему магнитную ленту для голосовой записи.

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.