Непосредственно самописец, в общем-то, прибор нехитрый: он представляет собой массив микросхем флеш-памяти и контроллер и принципиально мало чем отличается от SSD-накопителя в вашем ноутбуке. Правда, флеш-память используется в самописцах относительно недавно, и в воздухе сейчас множество самолетов, оборудованных более старыми моделями, в которых используется магнитная запись - на ленту, как в магнитофонах, либо на проволоку, как в самых первых магнитофонах: проволока прочнее ленты, а значит, надежнее.
Главное же - всю эту начинку как следует защитить: полностью герметичный корпус делается из титана или высокопрочной стали, внутри находится мощный слой теплоизоляции и демпфирующих материалов. По информации сайт, существует специальный стандарт FAA TSO C123b/C124b, которому соответствуют современные самописцы: данные должны оставаться сохранными при перегрузках в 3400G в течение 6,5 мс (падение с любой высоты), полный охват огнем в течение 30 минут (пожар от воспламенения топлива при столкновении самолета с землей) и нахождении на глубине 6 км в течение месяца (при падении самолета в воду в любой точке Мирового океана, кроме впадин, вероятность попасть в которые статистически мала).
Кстати, что касается падения в воду: самописцы оснащаются ультразвуковыми маяками, включающимися при контакте с водой. Маяк излучает сигнал на частоте 37 500 Гц, и, запеленговав этот сигнал, самописец легко найти на дне, откуда его извлекают водолазы или дистанционно управляемые роботы для подводных работ. На земле самописец найти также несложно: обнаружив обломки самолета и зная места размещения самописцев, достаточно, по сути, просто оглядеться вокруг.
На корпусе обязательно имеется надпись «Flight Recorder. Do not open» на английском языке. Часто имеется такая же надпись на французском; могут иметься надписи на других языках.
Где располагаются ящики?
В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях, так как удар принимает на себя обычно передняя часть. Самописцев на борту несколько - так уж заведено в авиации, что все системы резервируются: вероятность того, что ни один из них не удастся обнаружить, а на обнаруженных будут испорчены данные - минимальна.
При этом самописцы различаются еще и по записываемым в них данным..
Аварийные самописцы, которые и ищут после катастроф, бывают параметрическими (FDR) и речевыми (CVR).
Речевой самописец сохраняет помимо переговоров экипажей и диспетчеров также окружающие звуки (всего 4 канала, продолжительность записи - последние 2 часа), а параметрические записывают информацию с различных датчиков - начиная от координат, курса, скоростей и тангажа и заканчивая оборотами каждого из двигателей. Каждый из параметров записывается несколько раз в секунду, а при быстром изменении частота записи возрастает. Запись ведется циклично, как в автомобильных видеорегистраторах: новые данные затирают наиболее старые. При этом длительность цикла составляет 17-25 часов, то есть ее гарантированно хватит на любой полет.
Речевые и параметрические самописцы могут быть объединены в один, однако в любом случае записи имеют точную привязку ко времени. Между тем параметрические самописцы фиксируют далеко не все параметры полета (хотя сейчас их как минимум 88, а совсем недавно, до 2002 года, было только 29), а только те из них, которые могут пригодиться при расследовании катастроф. Полные же «логи» (2 000 параметров) происходящего на борту фиксируют эксплуатационные самописцы: их данные используются для анализа действий пилотов, ремонта и обслуживания самолета и т. п. - они не имеют защиты, и после катастрофы данные с них уже не получить.
Как расшифровать черный ящик?
Необходимость расшифровки данных с черных ящиков - это такой же миф, как то, что ящики черные.
Дело в том, что данные никак не шифруются, и слово «расшифровка» здесь используется в том же значении, что у журналистов расшифровка записи интервью. Журналист слушает диктофон и пишет текст, а комиссия экспертов считывает данные с носителя, обрабатывает их и записывает в удобном для анализа и восприятия виде. То есть никакого шифрования нет: данные можно прочитать в любом аэропорту, защиты данных от чужих глаз не предусмотрено. А поскольку черные ящики предназначены для анализа причин авиакатастроф с целью снижения числа катастроф в дальнейшем, то какой-то специальной защиты от модификации данных нет. В конце концов, если истинные причины катастрофы требуется замолчать или исказить по политическим или еще каким-то причинам, то всегда можно заявить о сильных повреждениях самописцев и невозможности считать все данные.
источник на англ. - Encylopedia Britannica
Правда, при повреждениях (а они не так уж редки - примерно треть всех катастроф) все равно данные можно восстановить - и фрагменты ленты склеиваются, а также обрабатываются специальным составом, и уцелевшим микросхемам подпаивают контакты, чтобы подключить их к считывателю: процесс сложный, он проходит в специальных лабораториях и может затянуться.
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.
Многие люди не в курсе, как выглядит черный ящик самолета. Правильное его название - бортовой самописец , изготавливают устройство шарообразной или цилиндрической формы и окрашивают в яркий цвет, красный или оранжевый. Округлая форма самописца изготавливается для его лучшего противодействия внешней силе, а яркий цвет поможет быстрее разыскать ящик. В этой статье рассказано, что такое черный ящик в самолете и все, что интересно знать про это устройство.
Чёрный ящик самолёта АН-24
По мере развития гражданской авиации участились случаи воздушных катастроф. Появилась необходимость зафиксировать параметры работы техники, с тем, чтобы узнать о причинах и подробностях возникновения аварийных ситуаций. Эта информация очень ценна для предотвращения повторения катастроф, исправления причин поломок авиатехники и гибели людей.
Первый «черный ящик» , фиксирующий параметры полета, появился в 1939 году . Он был сконструирован французскими разработчиками Юссено и Бодуэном и представлял собой светолучевой осциллограф, фиксирующий при полете отражения светового луча на фотопленку. При изменении параметров полета, высоты или скорости самолета, отклонялось определенное зеркальце, которое отбрасывало луч света на пленку. Для того чтобы защитить ее от засветки корпус прибора был выкрашен в черный цвет, так появилось название «черный ящик».
Позже, по мере расследования катастроф, появилось понимание того, что наличие записей экипажа в момент аварии помогли бы в этом. В 1953 году Дэвидом Уорреном, австралийским ученым был предложен прибор, который совмещал параметрический самописец и голосовой. Дэвид для записи использовал магнитную ленту, сам механизм он упаковал в асбестовую обертку, а затем - в стальной корпус. Отсюда появилась другая версия, почему самописец получил такое название.
Название черный ящик возникло потому, что первые устройства имели вид закрытой коробки, содержимое которой нельзя было посмотреть после установки на самолёт. Однако со временем их стали красить в яркие цвета: красный или оранжевый, чтобы легко обнаружить.
Первые ящики содержали самописцы с бумажной лентой и часовым механизмом с подачей бумаги, на которой пером с чернилами записывались показания приборов самолёта. Потом их заменили на фотоосциллографы с записью на фотобумаге, затем на магнитофоны с записью на стальную проволоку, а дальше научились писать на магнитную ленту. И, наконец, в наше время запись показаний идёт на микросхемы, так называемую флеш-память.
В старых моделях самописцев используется магнитная запись на ленту,
Как устроен самописец
Теперь рассмотрим устройство черного ящика самолета. Поскольку во время катастроф чёрный ящик испытывает очень большие механические нагрузки, сравнимые с нагрузками на артиллерийский снаряд и равными силе ударного фронта от взрыва атомной бомбы, корпус устройства и его содержимое должно их выдерживать.
Первые стандарты в этой области имели требования по силе механического ускорения (удара) до 1000 g (где g – ускорение земного притяжения), а сейчас требования к прочности прибора повысились до 3000 g и более. Для уменьшения силы удара корпус регистратора имеет вид шара или цилиндра с торцами в виде полусфер. Защитный корпус изготавливается из высокопрочной стали или из титана . Это ответ на вопрос из чего сделан черный ящик в самолете.
Требования современного стандарта включают следующие внешние воздействия. Кроме огромной силы удара, прибор должен выдерживать получасовой пожар и глубину затопления в море до 6 км в течение месяца. Попадание на более глубокие места в Мировом океане маловероятно.
Внутри черный ящик самолета устроен так: электронные платы прибора установлены на дополнительных амортизаторах. Плата собственно регистратора – это практически то же самое, что SSD-накопитель, как в ноутбуке или во внешнем жёстком диске.
В некоторых, уже устаревших устройствах, по- прежнему установлен магнитофон. Но поскольку они до сих пор соответствуют требованиям стандарта, их продолжают использовать в самолётах.
Кроме регистрации показаний параметров, приборы оснащаются ультразвуковыми маяками, которые облегчают поиск регистраторов под водой. Для поиска в горах имеются световые и радиомаяки . Все они имеют стандартные частоты для отличия от других источников. Все маяки должны проработать достаточно долго, для этого нужны аккумуляторы. Но они становятся необходимы только после аварии, а летать могут много лет. Чтобы за это время не произошёл саморазряд аккумуляторов, они находятся в нерабочем положении и приводятся в рабочее состояние после удара.
По стандарту, на корпусе всегда имеется надпись, возможно, на нескольких языках, Flight Recorder. Do not open» на английском языке – «Самолётный регистратор. Не открывать»
Между катушек можно увидеть тончайшую проволочку — именно на нее пишут речь пилотов «черные ящики» старого образца.
Какие параметры считываются
С тех пор как был создан первый бортовой регистратор, он постоянно усовершенствовался. Первые самописцы могли регистрировать только пять параметров:
- скорость;
- высоту;
- направление;
- ускорение;
- время.
Современные бортовые самописцы, которые устанавливаются на самолетах, могут регистрировать 256 параметров, назовем некоторые:
- давление воздуха;
- расход горючего (мгновенный);
- обороты двигателя;
- ход штурвала;
- истинная и барометрическая высота;
- скорость;
- остаток топлива.
Все эти параметры значительно помогают раскрыть причины аварии самолета.
Устройство черного ящика
Где находится самописец?
Для надёжности, чтобы сохранился хоть один прибор, их устанавливают несколько в разных местах самолёта, в основном в хвосте. Раньше устанавливали один самописец в кабине самолета, а второй - в хвосте. Теперь монтируют оба самописца в хвостовой части летательного аппарата. Дело в том, что по статистике, хвост самолёта меньше страдает даже при развале фюзеляжа на несколько обломков. Как правило, самый сильный удар приходится на нос самолёта.
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.
Направления развития самописцев
Бортовые самописцы всегда будут развиваться и усовершенствоваться по мере технического прогресса. Разработчики видят ближайшую их перспективу в том, что будет проводиться запись как внутри, так и снаружи лайнера, использоваться различные точки обзора. Рассматривается возможность замены всех стрелочных приборов на устройства с современными дисплеями, ведь стрелки во время аварии застывают навсегда. Сейчас стрелочные приборы используются совместно с устройствами, имеющими экран.
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.
Понять, по какой причине произошло крушение самолета Ан-148 в Подмосковье, помогут черные ящики. Что это такое, какого они цвета на самом деле и почему они не разбиваются вместе с самолетом, выяснило .
Что такое черный ящик в самолете?
Такое название получили бортовые регистраторы — устройства, которые записывают параметры работы всех систем самолета на протяжении всего полета, а также переговоры экипажа. На самом деле черные ящики устанавливают не только на самолетах, но и на железнодорожном и водном транспорте. Если вдруг случается какое-либо ЧП, данные бортовых регистраторов помогают выяснить причины происшествия.
Какого цвета черные ящики на самом деле?
На самом деле так называемые черные ящики имеют яркий оранжевый или красный цвет. Именно этот оттенок легче всего обнаружить среди обломков. Более того, "ящики" и форму имеют совсем не ящика, а шара или цилиндра.
Название "черный ящик" это устройство получило из-за его сверхсекретности: первые самописцы могли обслуживать только специальные сотрудники. Все детали были строго засекречены. Такие меры были приняты для того, чтобы обеспечить максимальную объективность при расследовании катастроф.
Почему черный ящик не разрушается вместе с самолетом?
Дело в том, что эти приборы производят из титановых сплавов. Снаружи они покрыты слоем асбеста. В результате получается высокопрочный и жароустойчивый материал.
Чтобы легче было обнаружить бортовые самописцы, в них встраивают радиомаяки и акустические звукоизлучатели. В случае аварии они автоматически включаются.
И все-таки иногда ящики разрушаются. Однако они так устроены, что можно восстановить хотя бы часть информации.
Как устроены черные ящики?
Запись всех данных ведется на флеш-накопители (в современных моделях) либо на магнитные носители (металлическая проволока или магнитная лента). Затем эту информацию можно считать и расшифровать. Кстати, понятие "расшифровать" используется в значении "списать" или "считать" — то есть перевести данные в текст. На самом деле никакой защиты данных от посторонних в черных ящиках не имеется, ведь предназначены они в первую очередь для того, чтобы понять причины катастроф и снизить их количество, а не для того, чтобы утаить данные.
Сколько черных ящиков в самолете и какие они?
Существует два вида бортовых регистраторов: эксплуатационный и аварийный. Эксплуатационный нужен для того, чтобы наземный персонал мог контролировать действия экипажа. Как правило, он не имеет особой защиты и потому часто разрушается. Он располагается в кабине пилотов. Аварийный регистратор, как следует из названия, используют при расследовании катастроф. Надежную защиту имеет как раз он. Этот самописец расположен в хвостовой части самолета. Обычно в лайнере несколько черных ящиков. Предполагается, что в случае катастрофы уцелеет хотя бы один.