Что скрывает черный ящик самолета?

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?

Бортовой самописец или Чёрный ящик — точный прибор, который непрерывно записывает данные во время полёта, включая давление за бортом, высоту, скорость, поведение двигателя, работу штурвала и более 250 других параметров. Интересно, что раньше такое количество данных не записывалось, но с течением времени конструкция и характеристики прибора усовершенствовались.

В начале авиации стало необходимым иметь бортовой самописец в самолетах. Он помогал в расследовании авиакатастроф, позволяя выявить слабые места конструкции летательных аппаратов, улучшить наземное управление и изменить правила полетов. Однако, зачастую причины крушений можно было выяснить только по словам очевидцев, так как выживших было мало. Чтобы иметь доступ к информации о полете после аварии, был создан «черный ящик» для самолета. В начале 60-х годов его устанавливали добровольно, и отсутствие самописца не было причиной запрещать полеты. Позже он стал обязательной частью каждого лайнера. Функционал прибора совершенствовался, а его пользу нельзя 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

С начала эпохи авиации началась статистика авиационных происшествий. С увеличением количества летательных аппаратов, количество инцидентов и жертв также увеличивалось. Без повышения авиационной безопасности дальнейшее развитие авиации было бы невозможным. Для этого стали использоваться бортовые самописцы в качестве помощников.

Раньше приборы работали на часовом механизме и использовали бумажную ленту для записи данных. Перо с чернилами автоматически записывало все показания на ленту, что позволяло пилотам не отвлекаться на этот процесс. Однако, этот способ был не слишком надежным и мог использоваться только для оценки состояния самолета после успешной посадки. В случае авиакатастрофы, чёрный ящик с бумажной лентой не мог выдержать удара.

Первое серьезное бортовое регистрационное устройство было разработано Франсуа Юссено и Паулем Бодуэном. В 1939 году они представили первую модель, которая работала по принципу светолучевого осциллографа. После 1967 года безопасность гражданских и военных авиаперелетов значительно увеличилась, так как самописцы были включены в список обязательных устройств на всех самолетах.

Бортовой самописец постоянно изменялся в процессе своего существования, применялись различные способы записи данных о полете, отражавшие передовые достижения науки каждого периода. Для записи параметров полета использовались магнитные ленты, стальная проволока, перфокарты и другие технические устройства. Современный самописец состоит из флеш-карты и микросхем, которые записывают техническое состояние систем, действия экипажа и параметры за бортом.

Какие самописцы устанавливают на борту самолета?

Использование чёрных ящиков позволило создать несколько видов устройств, которые оказывают наибольшую пользу при каждом полёте. Они классифицируются 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.

Черный ящик, который на самом деле выглядит как оранжевый шар, является аварийным регистратором. Он сохраняет до 256 параметров (в зависимости от модели самолета и самого устройства), включая данные, которые могут быть полезны при расследовании авиакатастрофы. Существует два типа аварийных 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;

Регистратор может записывать информацию о полете и о состоянии самолета одновременно. Это помогает комиссии по расследованию катастрофы получить полную информацию о произошедшем инциденте.

Как устроен черный ящик?

Надежная конструкция, изготовленная из прочного материала, способна сохранять информацию на специальных носителях. Основная задача — обеспечить защиту данных и сохранить видимость даже в экстремальных условиях, таких как аварии на большой глубине.

Из чего сделан?

Корпус самолетного черного ящика выполнен из титана или стали и имеет круглую форму для лучшей защиты от воздействия внешних факторов. Решение об отказе от квадратной формы было принято ещё в 40-х годах в пользу шарообразной формы, которая менее подвержена неблагоприятным воздействиям.

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 тонет, чтобы не унести его течением в случае авиакатастрофы на воде. Вместе с обломками самолета он опускается на дно. Чёрный ящик может сохраняться в воде до месяца на глубинах до 6 км, что является наибольшей глубиной Мирового Океана, за исключением впадин. Для облегчения поиска, прибор издает ультразвуковые сигналы с помощью специального датчика, который включается при контакте с водой.

Почему так долго ищут?

Создать устройство, которое было бы абсолютно защищено от любых ситуаций, в которых может оказаться самолет, невозможно. Несмотря на самую высокую степень защиты, радиодатчики, звукоизлучатели, ультразвуковые маяки и БУРы могут быть повреждены. Кроме того, катастрофы случаются чаще с более старыми самолетами, которые оснащены устаревшими самописцами, а не новаторскими решениями. Чем новее чёрный ящик, тем проще его найти.

Сколько на самолете черных ящиков, и где они располагаются?

Качество работы и сохранность бортового устройства регистрации не зависят от его расположения при авиакатастрофе. К сожалению, невозможно предугадать самые безопасные места для самолета, так как нет определенной схемы повреждения при падении. Однако, статистика показывает, что хвостовая часть чаще всего остается наиболее целой, поэтому как минимум один чёрный ящик располагается именно там. При оснащении судов по правилам авиации используется дублирование приборов и перестрахование, поэтому минимум два самописца находятся на борту — они могут находиться оба в хвостовом отсеке или разнесены по разным местам самолета.

 

Как расшифровывается черный ящик?

Информация записывается так, чтобы эксперты могли её прочитать. Звуковые записи преобразуются в текстовый формат, а параметры полёта сохраняются в понятной форме. Если бортовой самописец не повреждён, то этот процесс занимает несколько дней. Однако, если прибор записи повреждён, то расшифровка может занять больше времени, и требуются усилия по восстановлению данных с флеш-носителя. Специалисты тщательно восстанавливают информацию, используя все возможные методы.

Какие параметры считываются?

Для расследования катастрофы не требуется декодировать всю запись полёта. Экспертам достаточно той части, которая имеет отношение к критическим моментам. Расшифровка начинается с последних минут полёта, где считываются параметры, связанные с возможными причинами катастрофы. Согласно новым стандартам, каждый чёрный ящик должен записывать как минимум 88 параметров.

Направления развития самописцев — есть ли альтернативы?

Исследования авиакатастроф определяют развитие и усовершенствование черных ящиков, включая изменение конструкции, материалов и методов защиты данных.

В перспективе авторы смогут передавать запись на земной сервер. Инженеры научат красные ящики выходить в аварийной ситуации, чтобы предотвратить возгорание БУР вместе с остатками самолета. Возможно, будущие камеры наблюдения внутри и снаружи лайнера помогут более точно описывать события, предшествующие происшествию.

С развитием новых хранилищ информации и методов записи, черные ящики будут совсем другими устройствами, не похожими на те, что использовались ранее.

Где еще используют черные ящики?

Бортовой самописец — надежный способ сохранения параметров передвижения и повышения безопасности сложной техники в будущем. Этот прибор используется не только в самолетах, но и в железнодорожных составах, которые оснащаются локомотивными скоростемерами, работающими по тому же принципу, что и самолетные приборы. Автомеры устанавливаются в грузовиках, автобусах и легковых машинах, что позволяет следить за безопасностью движения, своевременно производить ремонт техники и использовать полученную информацию при расследовании спорных вопросов.

В 66% случаев современные средства контроля полёта и поездки сохраняют свою работоспособность. Только в редких случаях комиссия по расследованию не может найти черный ящик или получить данные с него.

Что показали черные ящики

Французское Бюро по расследованию и анализу безопасности гражданской авиации отчиталось об успешной выгрузке и расшифровке данных черных ящиков Boeing 737 MAX 8 Ethiopian Airlines. Затем они были переданы эфиопской следственной группе.

Бортовые самописцы были в хорошем состоянии, что позволило провести экспертизы «почти всех зафиксированных данных». В Бюро отметили, что не стали прослушивать аудиозаписи и сразу передали их для дальнейшего расследования Эфиопии.

В министерстве транспорта африканской страны сообщили, что крушение самолета Boeing 737 Max 8 в Эфиопии, по предварительным данным с черных ящиков, имело «явное сходство» с падением лайнера той же модели в Индонезии в октябре 2018 года.

Дагмавит Могес, министр транспорта Эфиопии, подтвердил информацию об этом, ссылаясь на американских и эфиопских следователей. Однако окончательные выводы о причинах крушения самолета в Ефиопии будут опубликованы через месяц.

13 марта, через три дня после авиакатастрофы, гендиректор Ethiopian Airlines Тевольде Гебремариам рассказал, что послушал разговор пилота с диспетчерами, который сообщил о «проблемах с управлением полетом». Он хотел вернуться в Аддис-Абебу, но не говорил ни о каких внешних проблемах с самолетом.

Reuters 16 марта сообщил со ссылкой на расшифровку данных черных ящиков, что самолет после взлета набрал «необычайно высокую скорость», прежде чем пилот сообщил о проблемах и попросил разрешения резко набрать высоту.

Агентство сообщило, что пилот был встревожен. После вылета скорость самолета была 700 километров в час, а не 400 километров, как обычно.

Газета New York Times уточняет, что командир эфиопского лайнера запросил разрешения на возвращение через три минуты после вылета.

Пилоты делают запросы на набор высоты, когда возникают проблемы низко над землей, чтобы иметь возможность маневрировать и избежать полета над местностью со сложным рельефом.

Допущено повернуть направо по разрешению диспетчера, так как слева располагался город. Через минуту самолет исчез с экрана радара.

Крушение лайнера в Индонезии произошло из-за неправильной работы датчика, который приводит к автоматическому наклону самолета вниз, даже при ручном управлении. В результате расследования было выявлено, что пилоты несколько раз пытались исправить положение, но автоматика не давала им этого сделать более 20 раз.

Позже Boeing обновила программное обеспечение. По данным СМИ, после крушения самолета в Эфиопии компания также планирует выпустить новое обновление.