Черный ящик

Где еще используют черные ящики?

Бортовой самописец — надёжный способ сохранить параметры передвижения и повысить безопасность сложной техники в будущем. Поэтому он используется не только в самолётах. Железнодорожные составы оснащаются локомотивными скоростемерами, которые работают по тому же принципу, что и самолётный прибор. Они запоминают скорость поезда, маршрут, погодные условия, считывают состояние рельсов. Автомеры устанавливаются в автотранспорте: грузовиках, автобусах, машинах. Это позволяет вовремя производить ремонтные работы техники, следить за безопасностью движения, а в случае спорных вопросов при расследовании использовать полученную информацию.

Современные средства контроля полёта и поездки остаются целыми и невредимыми в двух случаях из трёх. Лишь в самых исключительных случаях комиссия по расследованию может сказать, что чёрный ящик не нашёлся, или информацию с него невозможно считать.

Черный ящик самолета: зачем нужен и какого цвета он на самом деле?

Российский пассажирский самолет Ан-148 рухнул в Подмосковье 11 февраля. Погибли все 65 пассажиров и шесть членов экипажа. Спасатели сообщили, что обломки разбросало на 30 га, но оба черных ящика удалось найти относительно быстро. Ivbg.ru разобрался, что такое черный ящик, как он выглядит и для чего нужен

Что такое черный ящик?

Черным ящиком называют бортовой самописец в самолете. Он фиксирует показания приборов, переговоры пилотов и звуки в салоне. Данные черных ящиков используют для анализа действий экипажа, работоспособности авиатехники и расследований авиакатастроф.

Почему самописец называют черным ящиком?

Черный ящик получил свое названия благодаря создателям. В 1939 году два француза Юссено и Бодуэн представили первую модель самописца. Данные фиксировались с помощью тонкого луча света и обычной фотопленки. Конструкторы выкрашивали ящик в черный цвет, чтобы не засветить пленку. В середине прошлого века самописцы не были обязательным атрибутом авиалайнеров. В 1957 году на смену черной коробке пришел оранжевый цилиндр.

Сколько самописцев в самолете?

До 1957 года черные ящики записывали только показания приборов. Но после до сих пор неразгаданного крушения в 1953 году первого в мире британского реактивного пассажирского лайнера «Комета 1», в котором погибли 35 человек, австралийский ученый Дэвид Уоррен пришел к мысли, что разговоры пилотов могли бы помочь расследованию. Спустя четыре года он представил миру свой самописец, способный фиксировать как параметры приборов, так и переговоры экипажа.

Сегодня существует два вида черный ящиков: эксплуатационный и аварийный. Первый передает показания в диспетчерскую на земле. Второй фиксирует всю информацию циклично – каждые два часа данные перезаписываются. Его устанавливают в хвостовую часть самолета, ибо по статистике хвост реже разрушается при падении. Для надежности в самолете может быть несколько самописцев.

Почему черный ящик не уничтожается при взрыве?

Цилиндрический корпус ящика изготавливают из титана или высокопрочной стали. Требования к техническим характеристикам самописца растут прямо пропорционально с техническим прогрессом. Кроме силы удара о землю, прибор должен выдержать 30 минут непрерывного горения и месячное хранение под водой на глубине шести километров.

Что находится внутри цилиндра?

На самописец устанавливают ультразвуковой маяк, который облегчает поиски под водой. Также на корпусе есть световые и радиомаяки. Эти приборы имеют стандартные частоты подачи сигналов, чтобы не спутать их с другими источниками.

Для автономной работы маяков устанавливаются аккумуляторы. Во время полета они не работают, а самописец получает энергию от систем самолета. Батареи активируются после сильного удара.

Какие параметры записывает прибор?

Первые модели ящика фиксировали лишь скорость, высоту, направление, ускорение и время. Современные приборы фиксируют 256 параметров. Среди них: давление воздуха, расход топлива, ход штурвала, обороты двигателя, барометрическая высота и т.д.

Как расшифровывают данные?

Вопреки широкому мнению, данные самописцев не зашифрованы сложным кодом. Записи сделаны в удобном для восприятия и дальнейшего анализа виде. Ведь главным назначением самописца является помощь в расследовании авиакатастроф. Нередко данные теряются из-за разрушения. В этом случае специалисты восстанавливают потерянную память. Этот процесс и занимает месяцы кропотливой работы.

Что такое черный ящик в самолете

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.

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.

Известные модификации[]

Черный ящик Типа E

Первый Черный ящик. Разработанный Сетом Твайтайтом, он работал как исследовательский инструмент; с помощью Элда, Сет специально добавил опцию «обмена мыслями», которая позволяла пользователям заглянуть в разум и воспоминания другого человека.

Пользователи, как правило, должны были быть подключены к Черному ящику внутри него во время использования, что потребовало достаточно больших размеров ящика, чтобы вместить двух человек. Это могло привести к сбоям или перегреву от чрезмерного использования, требуя тридцатиминутных перезарядок, и их можно использовать только максимум раз в час, иначе был риск  травмировать психики пользователей.

Черный ящик Типа S

Вариация Сета. Тип S был способен посылать духовные данные в специальные пространства, включая параллельные миры; и наоборот, он мог вытягивать духов из альтернативных вселенных, также был создан Сетом, чтобы окончательно доказать существование параллельных миров.

Черный ящик Типа L

Модификация Черного ящика от Левии, установленного на «Восхождении-1». Способный манипулировать духовными данными, Тип L, помимо всего прочего, позволил производить реинкарнацию и перенос душ в новые тела, известный как «Техника обмена тела». Реинкарнация может быть использована для превращения чьих-то духовных данных в человека, лесного духа или даже Бога. Ящик можно было использовать только с согласия всей команды «Восхождения-1», и, кроме того, ее мог использовать только член экипажа или кто-то с ДНК члена экипажа. При неправильном использовании могли происходить сбои или даже взрыв.

Черный ящик Типа S #2

Обновленный вариант ящbка Сета Типа S. Новый тип S был сильно ограничен по сравнению с его первоначальной конструкцией, способной только перемещать духовные данные во внутренний мир человека. Также он был значительно меньше, и он мог поместитьcя в маленькое тело кошки. Устройство, по крайней мере, однажды, сработало, взорвавшись и засосав всех людей, попавших в зону взрыва, во внутренний мир души одного человека.

Черный ящик Сикла

Модификация Черного ящика, который использовалась Сиклом на Райском дворе и другими землянами в других местах. Ящик был оснащен Самописцем Акаши, который собирал данные о памяти душ на Райском дворе, которые затем можно было просматривать с различной скоростью подачи данных человеком, находящимся в большой коробке. Он также был оснащен функцией микрофона для связи между теми, кто находится снаружи и внутри ящика, и содержал аварийные протоколы, чтобы позволить находящемуся внутри ящика, сбежать. Этот вариант также мог перемещать души на большие расстояния, а также отправлять сообщения получателям.

Черный ящик Типа B

Разновидность Черного ящика, разработанная Бегемо Баризоль. Одна из его функций позволяла пользователю читать воспоминания о личности; он также может быть оснащен Самописцем Акаши.

Нео Черный ящик

Вариант Черного ящика, созданный Сетом Твайрайтом. В результате продолжения его исследований в параллельных мирах, он мог привести пользователей в другие миры. Модель Сета была дана Банике Кончите для тестирования и была встроена в восстановленный Театр Зла II. Затем Баника использовала его для выходов в другой мир в поисках пищи.

Сколько на самолете черных ящиков, и где они располагаются?

От расположения бортового устройства регистрации не зависит качество его работы и сохранность при авиакатастрофе. К сожалению, у самолётов нет определённой схемы повреждения при падении, поэтому предугадать самые безопасные места невозможно. Однако, по статистике, хвостовая часть чаще всего остаётся наиболее целой. Как минимум один чёрный ящик располагается именно там. В авиации принято дублировать приборы и перестраховываться, поэтому все судна по правилам оснащаются минимум двумя самописцами. Они могут находиться оба в хвостовом отсеке или разнесены по разным местам самолёта.

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.

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.

Устройство черного ящика

Во время крушения самолет испытывает сильную нагрузку, которую можно сравнить с силой удара артиллерийского снаряда. Эта нагрузка приходится на всю конструкцию транспортного средства. Силу нагрузки на черный ящик можно сравнить со взрывом атомной бомбы. Основываясь на вышесказанном можно сделать вывод, что главной задачей инженеров стала разработка особого корпуса, который сможет выдержать экстремальную нагрузку. При разработке и сертификации данных устройств учитываются определенные стандарты. Требования к прочности первых устройств приравнивались к силе механического ускорения, равного тысяче «g». На сегодняшний день требования к этому показателю увеличились в три раза.

Для того чтобы снизить силу удара об земную поверхность, самописец изготавливается в виде цилиндра или шара. Для изготовления защитного корпуса используются титан и высокопрочные стальные сплавы

Рассматривая вопрос о том, из чего сделан черный ящик в самолете, необходимо обратить внимание на такой параметр, как факторы внешнего воздействия. Как правило, столкновение авиалайнера с землей сопровождается пожаром

Помимо этого, нужно учитывать, что самолет может упасть в море или океан. Это означает, что внешний корпус устройства должен выдерживать экстремальные температуры и давление. Именно поэтому конструкторы используют титан.

Современные регистраторы способны пролежать на дне моря более одного месяца и сохранить все записанные параметры. Внутри корпуса самописца установлены специальные платы, которые можно сравнить с жестким диском современного компьютера. Здесь следует отметить, что в некоторых самолетах до сих пор используются аналоги магнитофонов. Продолжение использования морально устаревших устройств объясняется тем, что они отвечают всем современным стандартам.

В корпус прибора вмонтировано несколько ультразвуковых маячков. Такие устройства используются для того, чтобы упростить поиск самописца, упавшего в воду. Радио и световые маяки позволяют упростить поиск регистратора в горах и скалистой местности. Каждое устройство отвечает всем современным стандартам качества. Для того чтобы обеспечить длительную работу маячков, используются специальные аккумуляторы.

Важно отметить, что сам аварийный маячок требуется лишь в случае крушения воздушного судна. Большинство лайнеров могут летать несколько десятков лет без единого происшествия

Для того, чтобы предупредить разрядку аккумуляторов, в корпус самописца встраивается специальный прибор, активирующий аккумуляторы после удара «ящика» об воду или землю.

В каждом лайнере устанавливается несколько экземпляров подобного оборудования. Такой подход объясняется соображениями безопасности. Как правило, ящик устанавливается в хвостовой части воздушного корабля. Выбор этой части лайнера далеко не случаен. Согласно статистическим данным, хвостовая часть лайнера практически не страдает в случае катастрофы. Эта часть конструкции остается целой даже в том случае, когда сам самолет разваливается на несколько частей.

Все бортовые самописцы изготавливаются по единому стандарту. На корпусе данного устройства размещается надпись «Самолетный регистратор». Чуть ниже размещается отметка, запрещающая вскрывать корпус устройства. Первые бортовые самописцы представляли собой закрытый железный короб, окрашенный в черный цвет. На сегодняшний день конструкторы используют яркие цвета для окраски короба, что значительно упрощает поиск устройства.

В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях

Какую информацию фиксирует прибор

Компании, занимающиеся созданием воздушного транспорта, постоянно ведут работу над модернизацией рассматриваемого прибора. Первые регистраторы фиксировали лишь следующие параметры:

1. Текущую высоту и скорость.
2. Силу ускорения и выбранное направление.
3. Общую продолжительность полета.

Современный черный ящик самолета устроен таким образом, что способен считывать текущую скорость, скорость оборотов двигателя и уровень давления воздуха. Помимо этого, учитывается уровень расхода и количество оставшегося топлива. Все вышеперечисленные показатели, позволяют узнать причины крушения летного средства.

Принцип действия и назначение

Бортовой самописец относится к системе объективного контроля летательного аппарата, собирающей сведения о действиях экипажа, состоянии материальной части, навигационные и иные данные.

К материальной части относятся:

• давление в гидросистемах и топлива в двигателе;
• температура газов в турбине;
• обороты двигателя;
• прочее.

Действия экипажа:

• выпуск и уборка взлетно-посадочной механизации;
• степень отклонения устройств управления;
• нажатия на боевую кнопку.

Навигация:

• курс;
• скорость и высота полета;
• прохождение приводов маяков.

Как правило, на воздушное судно монтируют несколько бортовых самописцев: речевой, который записывает переговоры экипажа, и параметрический – отвечает за запись параметров полета. Помимо этого, большинство современных авиалайнеров обладает двумя комплектами самописцев: эксплуатационный, не обладающий защитным корпусом и предназначенный для ведения контроля за работой системы и экипажем после полета; аварийный – находится в герметичном прочном корпусе. Запись данных может осуществляться на оптических (фотопленка) или магнитных (магнитная лента или металлическая проволока) носителях. На сегодняшний день все большую популярность набирает флэш-память.

Эксплуатационный регистратор не защищен и эксплуатируется при повседневном использовании воздушного судна. Считывание информации производит наземный персонал с накопителей системы контроля после полета. Считанная информация сначала расшифровывается, а затем анализируется с целью определения наличия возможных неправомерных, некорректных или недопустимых действий со стороны экипажа – не был ли превышен максимальный показатели крена или тангажа; не было ли превышение показателя перегрузки на посадке; не превысили ли время работы на форсажах или режимах; прочее. Кроме того, полученная информация позволяет следить за количеством выработанного ресурса ЛА и своевременно провести регламентные работы. Таким образом, снижается частота отказов и повышается надежность авиатехники и безопасность.