Черный ящик самолета (бортовой самопец): устройство, какого цвета, как выглядит, что находится внутри, flight recorder, расшифровка записей

Функции известны

Композит механизмов:

Фильтр

Цель: обеспечить пропуск в систему только сигналов с заданными параметрами.

Свойства:

• способность определять параметры поступающих на вход системы сигналов и определять степень их соответствия заданным параметрам;
• закрывать доступ в систему сигналам, параметры которых не соответствуют заданным.

Функции: допуск в систему только сигналов с заданными параметрами.

Сепаратор

Цель: выделить индивидуальные, присущие только данному сигналу свойства.

Свойства: способность отделять несущественные признаки, свойства, от существенных присущих только данному сигналу.

Функции: определение индивидуальных признаков свойств сигналом и классификация сигналов по однородным признакам и свойствам.

Дифференциал

Цель: разделение сигналов по признакам и распределение их в системе в соответствии с её потребностями.

Свойства: способность разделять сигналы по свойствам и распределять их в системе в соответствии с заданной программой.

Функции: разделение и распределение сигналов в системе.

Трансформатор

Цель: преобразование сигналов, преобразование свойств сигналов в соответствии с заданной программой.

Свойства: способность изменять имеющиеся свойства поступивших сигналов в заданные свойства.

Функции: изменение свойств, качественных и количественных параметров сигналов в свойства с заданными количественными и качественными параметрами.

Трансмиссия

Цель: перемещение сигналов из точки А, в заданную точку Б, то есть от одного механизма к другому.

Свойства: способность перемещать сигналы во времени и пространстве.

Функции: перемещение сигналов с заданными параметрами, в заданное место системы.

Перемещение может осуществляться по горизонталям, по вертикалям и диагоналям.

Перемещение может осуществляться как вперед, так и назад (реверсивно).

Каждый из этих механизмов имеет весь представленный набор в своём составе.

Черный ящик самолета: расшифровка

Это является таким же мифом, как и цвет самописца в его названии. Запомните: расшифровки черных ящиков разбившихся самолетов попросту невозможны. Вы спросите, почему? Да потому что записываемые данные не шифруются, а само слово «расшифровка» применяется в том же контексте, что и у журналистов, обрабатывающих записи интервью. Они пишут текст, слушая запись диктофона. То же самое делает комиссия экспертов, фиксируя данные в удобном для восприятия и анализа виде. Здесь нет никакого шифрования: защиты данных от посторонних не предусмотрено, информация доступна для прочтения в любом аэропорту. Также отсутствует защита данных от модификации, ведь самописец предназначен для выявления причин авиакатастроф и снижения их числа в будущем. В конце концов, для замалчивания или искажения истинных причин аварий по политическим или ещё каким-то причинам, можно сделать заявление о серьёзных повреждениях регистраторов и невозможности считать информацию.

Правда, даже при сильных повреждениях (примерно 30 % катастроф), черный ящик разбившегося самолета всё равно можно реконструировать. Фрагменты ленты склеиваются и обрабатываются специальной смесью, а уцелевшие микросхемы подпаивают и подключают к считывателю. Это довольно сложные процедуры, проводимые в специальных лабораториях и отнимающие много времени.

Как расшифровывается черный ящик?

Наверное, многие думают, что запись в черном ящике закодирована каким-то неизвестным никому, кроме его разработчиков, шифром. Оказывается, что нет никакого шифра и защиты данных от модификации. Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф.

При сильных повреждениях черного ящика, его остатки можно «реставрировать». Например, остатки лент склеиваются и обрабатываются специальной смесью. Микросхемы и карты памяти также восстанавливаются специалистами, чтобы они были готовы к считыванию информации. Такая работа очень трудоемкая, требует много времени и проводится высококвалифицированными специалистами.

Микросхемы и карты памяти восстанавливаются специалистами

Существует два вида приборов:

• параметрические (FDR);
• речевые (CVR).

Первый вид регистрирует основные показатели полёта и состояния систем: высота, скорость, направление, показатели масляной и топливной систем, обороты двигателей, положение шасси и закрылков, координаты и т.д. Второй тип записывает переговоры пилотов и других членов экипажа, звуки в салоне с пассажирами, в грузовом отсеке, и нескольких других местах с источниками шума. Выпускаются регистраторы с совмещённой регистрацией.

Все регистраторы работают по кольцу, то есть аппарат пишет 2 часа звук, затем снова начинает сначала, вытирая самые старые записи. Параметры записываются несколько раз в секунду, при резком их изменении современные регистраторы увеличивают частоту записи.

По последним стандартам необходимо записывать 88 параметров. Всего же в самолёте возможна запись более 2000 параметров, это необходимо для обслуживания, но не записывается в аварийные регистраторы. Длительность записи чуть более суток, чего вполне достаточно для гражданской авиации. Каждый параметр имеет чёткую временную метку для правильной расшифровки обстановки на борту. Но шифрования для защиты от перехвата нет.

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 км\час, 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.

С экранов телевизоров, когда происходит очередная авиакатастрофа, мы часто слышим о поисках черного ящика. Вы никогда не задумывались, а почему он так называется? Парадокс состоит в том, что это совсем и не ящик, и вовсе он не черный… На самом деле этот прибор называется бортовым самописцем.

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.

Описание и особенности конструкции черных ящиков

Главная задача любого авиационного бортового самописца – остаться невредимым после крушения и передать информацию, которая храниться внутри него. Это и определяет основные конструкционные особенности этих приборов.

Черный ящик на самом деле не черный, а ярко-красный или оранжевый. Так его проще найти среди обломков. Да и выглядит он по-другому: обычно ботовые самописцы делают сферической или цилиндрической формы. Это дает больше шансов на сохранность ценного и хрупкого содержимого устройства.

Устройство черного ящика

Конструкция БУРа обеспечивает защиту не только от удара, но и от высокой температуры – после крушения авиационное топливо гарантировано загорается. Кроме того, черному ящику не страшна вода – ведь многие аварии происходят над водной поверхностью. На этот случай бортовые самописцы дополнительно оснащаются особым маяком, который начинает работать после контакта с жидкостью. Он излучает сигналы на специальной частоте – 37,5 кГц.

Для изготовления корпуса черного ящика обычно используется титан или высокопрочная сталь. Сохранность устройства обеспечивается не только надежностью материала, из которого его изготавливают, но и самим расположением БУРа. Обычно он устанавливается в местах самолета, по статистике наименее страдающих при авариях – в хвосте или в киле.

За последние десятилетия «начинка» бортовых самописцев поменялась кардинально. На первых регистраторах использовались чернила, которые наносились на бумажную ленту. На отечественных бароспидографах К2-713 и К2-717 данные фиксировались путем царапания по специальной бумаге, а на самописце К3-63 для этой цели применялась фотопленка. Существовал также оптический метод записи, на его основе работали регистраторы САРПП-12, САРПП-24 и К12-22. Самописцы, устроенные подобным образом, были сложны, могли сохранять весьма ограниченный объем данных и не отличались надежностью.

В следующем поколении самописцев использовались магнитные носители: лента или металлическая проволока. Это значительно повысило качество фиксации данных и увеличило их объем.

Современные БУРы используют твердотельные накопители. Они очень надежны, потому что вообще не имеют движущихся частей. Грубо говоря, современный черный ящик – это большая и очень вместительная «флешка», помещенная в особо прочный корпус. Еще можно добавить, что для подобных устройств используют специальные микросхемы, способные выдерживать серьезные нагрузки. С каждым годом flash-память становится более дешевой и совершенной, что позволяет сохранять все больше информации.

Записывающее устройство регистратора

Бортовые самописцы обычно оснащаются радиомаяками, что значительно облегчает их поиск, особенно если трагедия случилась в труднодоступной местности, например, в горах или в джунглях. Для автономной работы маяков внутри корпуса помещается аккумулятор.

Информация,записывающаяся на БУР, не шифруется. Идея заключается в том, чтобы данные мог прочитать любой, кому в руки попадет устройство. И когда в СМИ говорят о расшифровке черного ящика, то обычно имеют в виду, данные просто считывают и обрабатывают. Правда, в некоторых случаях носитель приходится физически восстанавливать: несмотря на огромную прочность, самописцы нередко страдают в авиакатастрофах.

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.

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.

Виды самописцев

Существует два вида регистраторов: эксплуатационный и аварийный. Первый из них не является защищённым и применяется для повседневного мониторинга транспортного средства. Персонал железнодорожного, водного и авиационного транспорта считывает информацию с накопителей системы после каждого рейса. Затем полученные данные анализируются на предмет наличия недопустимых экипажем действий во время работы. Например:

• не превышался ли максимальный тангаж или крен, разрешённый производителем;
• не превышалась ли перегрузка на взлёте/посадке;
• не превышалось ли время работы на взлётных или форсажных режимах и т.д.

Также эта информация позволяет отслеживать выработку ресурса летательного аппарата и производить своевременные регламентные работы для снижения частоты отказов транспортной техники и повышения безопасности полётов.

Аварийный самописец отличается очень надёжной защитой. В соответствии с требованиями современного стандарта TSO-C124 он обеспечивает сохранность данных на протяжении получаса непрерывного горения, при ударных перегрузках в 3400 g, пребывании на глубине 6 км в течение 30 дней, а также статических перегрузках в 2 тонны длительностью до 5 минут. Для сравнения: регистраторы предыдущего поколения с магнитными лентами выдерживали ударную перегрузку лишь в 1000 g и длительность горения до 15 минут. Для облегчения поисков аварийные самописцы оснащены гидроакустическими пингерами и радиомаяками.

Какими бывают бортовые самописцы?

Все устройства регистрации делятся на две большие группы:

• самописцы;
• магнитофоны.

Первый тип используется для накопления данных об основных параметрах полета и работы систем самолета, а второй – для записи переговоров пилотов. Обычно речевой самописец фиксирует последние два часа событий, новая информация просто стирает предыдущую. Он располагается либо непосредственно в кабине, либо около нее. Большая длительность записи не требуется, так как основной интерес при расследовании вызывает период непосредственно перед катастрофой.

Согласно другой классификации, устройства регистрации бывают:

• аварийные;
• эксплуатационные;
• испытательные.

Наиболее известен из вышеперечисленных, конечно же, аварийный БУР. С помощью информации, записанной на нем, расследуются аварии, катастрофы, нештатные ситуации. Основная особенность подобных устройств – высокая степень защищенности, что позволяет им «пережить» катастрофу.

Эксплуатационные системы такой защиты не имеют, но зато они фиксируют гораздо больше параметров, чем аварийные. Их число может доходить до 2 тысяч. С помощью этих устройств производится повседневный контроль работы авиатехники. Самописцы данного типа обычно разрушаются во время серьезных аварий.

Самописцы также отличаются по принципу фиксации информации. Ранние модели устройств использовали для этой цели специальную бумагу или фотопленку. Затем в качестве носителя информации стали применять магнитные ленты или металлическую проволоку. В последние годы их заменила флеш-память, что, несомненно, стало настоящим прорывом в данной области. Следует отметить, что регистраторы с магнитными носителями уже повсеместно сняты с производства. Но они до сих пор используются на летательных аппаратах старых моделей.

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.

Экскурс в историю

Как вы думаете, а кто изобрел первый самописец? Считается, что подобное устройство придумал Дэвид Уоррен, австралийский ученый. В 1953 году разбился первый пассажирский реактивный самолет «Комета-1». В этой авиакатастрофе никто не уцелел, и свидетелей трагедии не было, значит, и о причинах крушения говорить не приходилось. Дэвид работал в команде, которая проводила расследование падения. Ему пришла в голову идея о том, что им бы очень могли помочь записи переговоров пилотов, а также показания приборов в момент падения. Тогда можно было бы установить причины крушения лайнера.

модель черного ящика.

В 1960 году в Австралии произошла авиакатастрофа в штате Квинсленд. После нее правительство страны предписало всем авиакомпаниям установить на бортах самописцы. По сути, Австралия стала первой страной в мире, которая издала такой закон.

В настоящее время бортовой самописец — обязательное устройство на любом самолете. Оно помогает установить причины катастроф и предотвратить новые возможные трагедии.

А само название «черный ящик» прибор получил потому, что самые первые его экземпляры запрещали обслуживать техническим работникам. Внутреннее его устройство и принцип работы были строго засекречены. А делалось это авиакомпаниями для обеспечения максимальной объективности расследования авиакатастроф. Такова история первых самописцев.