История «чёрных ящиков»

То, что в средствах массовой информации обычно называют «чёрный ящик» или «бортовой самописец», на языке авиаторов называется «система аварийной регистрации параметров полёта», сокращённо — САРПП...



Это прибор, точнее система приборов, в которую входит большое количество датчиков, блоков обработки сигналов, накопителей.

Изобретателем первого подобного устройства считается австралийский учёный Дэвид Уоррен.

В мае 1953 года потерпел крушение первый в мире реактивный пассажирский лайнер «Комета-1». В результате катастрофы никто не уцелел, не было свидетелей, и о причинах ничего не было известно. Работая в команде проводившей расследование падений, Дэвид подумал о том, что записи переговоров пилота и членов экипажа, а также показания приборов при падении могли бы помочь в установлении причин падения самолётов.


В 1957 году Дэвид, при помощи двух своих коллег из Научно-исследовательской лаборатории аэронавтики в Мельбурне (Aeronautical Research Laboratory), создал действующую модель «чёрного ящика», который мог записывать информацию и переговоры в течение четырёх часов.

В 1958 году глава Агентства регистрации воздушных судов Великобритании (United Kingdom Air Registration Board), находящийся с визитом в Австралии, увидел машину Дэвида и был очень заинтересован в её дальнейшем продвижении. По его приглашению Дэвид Уоррен отправился в Англию, где в его распоряжение была предоставлена команда учёных для усовершенствования прибора. Новая модель «чёрного ящика» была размещена в ударопрочной и огнеупорной коробке и стала продаваться во многие страны.


В 1960 году, после падения самолёта в штате Квинсленд, суд предписал всем австралийским авиакомпаниям установить «чёрные ящики» на все гражданские самолёты в обязательном порядке. Австралия стала первой страной в мире, применившей такой закон.

В настоящее время «чёрный ящик» является обязательным на всех авиалайнерах. Устройство позволило установить причины множества автокатастроф во всем мире и предотвратить будущие трагедии.


Кстати, название «чёрный ящик» возникло из-за того, что первые подобные устройства строго запрещалось обслуживать наземному техническому персоналу (за исключением контроля работоспособности), а детали его функционирования были строго засекречены. Подобные меры принимались руководством авиакомпаний для того, чтобы обеспечить максимальную объективность при расследовании лётных крушений.

Что такое «Чёрный ящик»

На самом деле устройство, спрятанное в кожухе оранжевого цвета и называемое «чёрный ящик», который обычно демонстрируют по телевидению — это лишь часть САРПП — защищённый бортовой накопитель (ЗБН). На современных самолётах обычно ставится два ЗБН: один из них регистрирует полётные параметры, второй переговоры экипажа. Однако возможны и другие варианты. На некоторых самолётах данные параллельно записываются на два-три ЗБН с тем, чтобы при разрушении одного из них, сохранился другой. Для облегчения поиска «чёрных ящиков» в них встраивают радиомаяки, автоматически включающиеся в случае аварии. Для этой же цели ЗБН имеет яркую оранжевую окраску.


Для сохранности данных при катастрофе, полые части «чёрного ящика» наполняются специальным порошком, способным выдерживать температуру горения авиакеросина (1100°С). Также, благодаря этому порошку, температура внутри «ящика» не поднимается выше 160°С что позволяет сохранить все данные, содержащиеся в «бортовом самописце». Военные самолёты в этом смысле ничем от гражданских не отличаются. Разве что записываются ещё параметры по работе с оружием (пуск ракет, сброс бомб и т. п.), по навигационной аппаратуре и прочее.

Система регистрации полётных параметров самолёта ТУ-154

Самолёт ТУ-154 оснащается бортовым магнитным регистратором МСРП-64 в состав которого входят значительное количество датчиков, блок сбора и преобразования информации (БСПИ), кассетный бортовой накопитель (КБН), защищённый бортовой накопитель (ЗБН) и звуковой регистратор (Марс-БН)


Датчики регистрируют и посылают в БСПИ сведения о следующих параметрах:

Высота барометрическая (т. е. высота над уровнем моря).
Высота истинная (расстояние от самолёта до поверхности по вертикали (земля, кроны деревьев, крыши зданий и т. п.).
Скорость полёта (показание указателя скорости в кабине пилотов).
Угол атаки (под каким углом к плоскости крыла набегает на него поток воздуха).
Боковая перегрузка.
Вертикальная перегрузка.
Угол отклонения правого руля высоты от нейтрали.
Угол отклонения левого руля высоты от нейтрали.
Угол крена машины.
Курс полёта по гирокомпасу.
Тангаж (угол наклона носа самолёта вверх или вниз).
Положение рукоятки управления двигателя — 1.
Мгновенный расход топлива двигателя — 1.
Число оборотов двигателя — 1.
Положение рукоятки управления двигателя — 2.
Мгновенный расход топлива двигателя — 2.
Число оборотов двигателя — 2.
Положение рукоятки управления двигателя — 3.
Мгновенный расход топлива двигателя — 3.
Число оборотов двигателя — 3.
Угловая скорость тангажа (как быстро самолёт опускает (поднимает) нос).
Ход штурвала.
Отклонение педалей.
Отклонение колонки штурвала.
Отклонение правого элерона.
Отклонение левого элерона.
Отклонение руля направления.
Отклонение стабилизатора.
Отклонение закрылков.
Ход траверсы управления по крену.
Ход траверсы управления по курсу.
Ход траверсы управления по тангажу.
Давление воздуха в кабине.
Ход штока триммера.
Отклонение левого элерон-интерцептора.
Отклонение правого элерон-интерцептора.
Напряжение бортовой сети.
Суммарный остаток топлива.

Блок сбора и преобразования информации (БСПИ) полученные данные преобразует в вид, удобный для записи, и направляет их в кассетный бортовой накопитель (КБН), и в защищённый бортовой накопитель (ЗБН).

КБН находится в пилотской кабине и используется в повседневной работе. Катушки с магнитной лентой, на которой записываются параметры полёта доступны и эти записи используют для анализа полётов, разбора действий экипажа, анализа отказов техники и всех других случаях, когда необходимо отследить поведение машины. Пилоты нередко называют КБН «ябедником».


ЗБН находится в хвостовой части машины и экипажу недоступен. ЗБН представляет собой сферу оранжевого цвета, изготовленную из высокопрочных материалов. Она выдерживает перегрузку в 1000g, и 50-минутный нагрев до 1000°C. Ёмкость магнитной ленты и КБН и ЗБН позволяет записывать параметры полёта за последние 17–20 часов. МСРП-64 включается автоматически с момента подачи напряжения на электросеть машины (неважно, от внутренних источников (генераторы, аккумуляторы) или внешних (стационарная сеть аэродрома, машины запуска двигателей и т. п.)) и выключается при выключении бортового электропитания. Т. е. на ленте остаются параметры не только последнего полёта, но и нескольких предыдущих.


При катастрофе самолёта КБН чаще всего разрушается, а ЗБН, расположенный в той части самолёта, которая обычно страдает меньше всего, сохраняется, хотя и не всегда в самом лучшем виде.

Запись магнитной ленты требует расшифровки на компьютере, после чего можно получить обычные графики на бумаге или смоделировать поведение самолёта на экране монитора. Можно также эти данные использовать на тренажёре и получить едва ли не полную картину, происходившего в кабине самолёта во время полёта (показания приборов на каждый момент, положение органов управления).


Кроме ЗБН в хвостовой части самолёта устанавливается звуковой регистратор Марс-БН. Внешне он выглядит также как и ЗБН, но предназначен для записи на магнитную ленту всех переговоров экипажа в последние 30 минут. Впрочем, если быть точным, то Марс-БН записывает речь и звуки с каждой розетки подключения гарнитуры (наушники и микрофон). Естественно, что если, например, с гарнитуры второго пилота говорит не он, а скажем террорист, то будет записана речь террориста.

Причём, каждая розетка пишется на отдельную дорожку. Так, что при одновременной речи с нескольких розеток, каждая из них будет записана чисто и без помех. Обычно на показания «чёрного ящика» уповают как на беспристрастного свидетеля, который все расскажет, все прояснит, назовёт причину катастрофы.


Однако это далеко не всегда так. Во-первых при катастрофах нередко записи повреждаются так, что из них мало что удаётся извлечь. Во-вторых, далеко не все, что хотелось бы знать фиксирует САРПП. Здесь немало технических трудностей.

В настоящее время предлагаются системы, фиксирующие не только речь и звуки с гарнитур, но и звуки, и даже изображение всего происходящего в кабине, пассажирском салоне, впереди самолёта. Также предлагается дублировать все данные на землю с тем, чтобы в случае гибели бортовых накопителей информации, данные все же, были бы сохранены.