 |
Бортовой самописец Уоррена
|
|
|
|
В 1960 г., после катастрофы самолёта в штате Квинсленд, суд предписал (впервые в мире) всем австралийским авиакомпаниям установить «чёрные ящики» на все гражданские самолёты, которые выполняют коммерческие рейсы. Позже речевой и параметрический регистраторы конструктивно разнесли в отдельные устройства: БУР полетной информации устанавливали в хвосте самолета, а звуковой - в кабине экипажа. Однако в авиапроисшествиях кабина обычно разрушается больше, чем хвостовая часть, поэтому речевой регистатор тоже начали устанавливать в хвосте.
Однако потребовалось еще много лет, прежде чем эти устройства стали широко применять в мировой авиации, а в 70-е годы прошлого столетия, после вступления СССР в Международную организацию гражданской авиации (ИКАО), чёрные ящики стали устанавливать на воздушные суда «Аэрофлота». В настоящее время «чёрный ящик» является обязательным для всех воздушных судов (исключением могут быть только самые маленькие). Устройство позволило установить причины многих автокатастроф (отказы бортовой и наземной аппаратуры, несрабатывание технических устройств, человеческий фактор и т.д.) и предотвратить будущие трагедии. БУР содержат бесценную информацию для аналитиков, которая может помочь ответить на главный вопрос – как это произошло?
На самом деле «чёрный ящик» (обычно показывают по телевидению) это только часть САРПП, а именно защищённый бортовой накопитель (ЗБН). Современные воздушные суда обычно оборудованы двумя ЗБН: один - регистрирует параметры полета, а второй - переговоры экипажа, но возможны и другие варианты. Иногда данные параллельно записывают на два-три ЗБН, чтобы увеличить вероятность сохранения информации при авиапроисшествии. Для облегчения поиска ЗБН в них встраивают радиомаяки и/или акустические "пингеры" (облегчают поиск ЗБН под водой), которые автоматически включаются при аварии и начинает ежесекундно выдавать ультразвуковой импульс частотой 37,5 кГц. Для сохранения при катастрофе данных о полете, полые части ЗБН наполняют специальным составом, который выдерживает температуру горения авиакеросина (1100°С), и благодаря этому, температура внутри ЗБН не поднимается выше 160°С, что позволяет сохранить зарегистрированную информацию.
|
|
|
БУР современной компоновки (1 - подводный акустический маяк; 2 - корпус для плат с твердотельными накопителями; 3 - корпус блока питания и аппаратного интерфейса; 4 - надпись «Бортовой регистратор – не вскрывать!»)
Во второй половине XX века в качестве носителя записей использовали фотопленку и бумагу со специальным покрытием и магнитные носители – тонкая проволока (обычно для записи звука), магнитная лента на лавсановой основе и биметаллическая холоднокатанная лента. Революция произошла при появлении БУРов на твердотельной энергонезависимой памяти (флэш-память). Главные преимущества перехода к тведотельным БУР в том, что в них отсутствуют движущиеся части, т.е. система стала более надежной, и в лучшую сторону от магнитных и фотопленок отличается новый носитель информации. Все это позволило повысить требования к оборудованию, например, если БУР с магнитным носителем должен сохранять информацию при полном его охвате огнем 15 минут и выдерживать ударную перегрузку 1000g, то современные БУР должны сохранять данные при 30 минутах полного охвата огнем и ударных перегрузках 3400g в течение 6 мс (международный стандарт TSO-C124). Современные накопители могут без риска потери информации лежать в воде на глубине 6000 м в течение месяца и выдерживать статические перегрузки более 2 т в течение 5 минут.
|
|
|
Твердотельный БУР (1 - платформа, на которой монтируется БУР; 2 - плата с чипами памяти; 3 - термоизоляция; 4 - гидроизоляция; 5 - внешняя оболочка из титана или сверхпрочной стали)
Представление о полете можно получить только после обработки записи регистратора. После каждого полета наземный персонал должен обработать и проанализировать информацию эксплуатационных накопителей (если они имеются). Это дает возможность оценить качество пилотирования экипажа (например, не были ли превышены максимальный крен или тангаж, установленный для данного типа ЛА, перегрузка на посадке, установленное время работы двигателей на форсажном или взлетном режимах и т.д.) и работоспособность бортовых систем и оборудования (выработка ресурса ЛА, своевременно проводить регламентные работы и т.д.). Эти мероприятия позволяют снизить частоту отказов, что повысит надежность авиационной техники и безопасность полетов.
По статистике примерно в 32% случаев летных происшествий происходит полная или частичная потеря информации с БУРов и тогда надо использовать методики восстановления данных. Когда мы говорим, что информация частично утрачена, это означает, что данные есть, но с ними что-то произошло - лента частично размагничена и порвана, плата с твердотельной памятью повреждена и т.п.
Был случай, когда после летного происшествия БУР разлетелся на мелкие куски, а магнитная пленка представляла собой ворох кусочков от нескольких миллиметров до 10 см длиной. Данные восстанавливали по отдельным фрагментам, как пазл. В таких случаях используют метод порошковых фигур (на пленку наносят каплю коллоидной суспензии ферромагнитного порошка (Fe3O4). Там, где есть ‘единицы’ и ‘нули’, возникают импульсы, под действием которых порошок проседает. Так получают графический образ магнитной записи, который используют для восстановления данные) или магнитооптической визуализации (на пленку накладывают специальное стекло и в поляризованном свете получают картинку записи). Но все это возможно при наличии остаточной намагниченности пленки.
В одном из летных происшествий (катастрофа МиГ-31, Сахалин) самолет упал в море, пролежал там 22 дня, а затем его подняли. Как известно, вода несжимаема, и падение на нее со скоростью в сотни км/ч приводит к сильным разрушениямсамолета. БУР от столкновения с обломками самолета разгерметизировался и затонул. В том случае, если вода попала внутрь БУР, то его надо доставить в лабораториию в емкости с той водой, в которой он лежал, что и было сделано. Пленку достают, отмывают, информацию с нее сразу считывают, т.к. уже через несколько часов лента начинает покрываться точками ржавчины – рузультат воздействия на магнитный слой кислорода воздуха и морской соли.
|
|
|
Очень редко приходиться работать с сильно поврежденными твердотельными накопителями. Обычно, если твердотельный БУР разрушен, а кристалл памяти целый, но оборваны какие-то контакты, то их подпаивают, затем чип вставляют в переходник-адаптер, и дальше информацию считывают в обычном порядке. Однако сейчас разрабатывают технологии восстановления данных с чипов флэш-памяти, которые пострадали от пожара или сильно разрушены.
«Черные ящики» в ближайшем будущем могут уйти в прошлое, т.к. имеют следующие недостатки:
- обработать данные о полете можно только после посадки воздушного судна, когда с БУР сняли носители информации;
- в полете может что-то происходить и это может требовать немедленного вмешательства с Земли, а о происходящем на борту узнают только после окончания полета;
- если воздушное судно разрушено, то возникают проблемы по поиску черного ящика, т.е. информация о полете может быть потеряна.
Технический прогресс сделал БУРы более компактными, легкими и надежными, но достигнут ли их предел совершенства? Чего еще не хватает современным БУРам, чтобы максимально облегчить и упростить расследование авиационных происшествий? Один из ответов является очевидным – видеозапись! Регистраторы, которые записывают видео, уже появились и их необходимость связана прежде всего с тем, что сравнительно недаво воздушные суда начали оборудовать вместо стрелочных приборов ЖК-дисплеями. Раньше при столкновении воздушного судна с препятствием стрелки оставляли на шкале прибора отпечаток и расследователи катастрофы могли точно узнать, что показывал прибор в последнее мгновение. Понятно, что изображение на ЖК-дисплее таких следов не оставляет. Поэтому было предложено выполнять видеозапись приборных досок в кабине экипажа, т.е. выполнять двойной контроль (любые дополнительные меры контроля всегда полезны) - запись параметров полета и их отражение на приборах и ЖК-дисплеях. Конечно при этом будет выполняться видеосъемка всего происходящего в кабине и пилоты сопротивляются этому вторжению в их личное пространство, но вряд ли их возражения будут приняты, когда речь идет о судьбе сотен пассажиров.
|
|
|
За последние 50 лет известно десяток случаев, когда после катастрофы самолета «черные ящики» обнаружить не удавалось. Почти все эти случаи связаны с падением самолета в море в районе больших глубин. Одна из таких трагедий произошла около года назад, когда французский лайнер, следовавший рейсом из Рио-де-Жанейро в Париж, упал в Атлантику. Тогда не раз обсуждался вопрос о том, нельзя ли делать бортовые регистраторы плавучими. Правильный ответ таков: можно, и давно делают. Например, еще в советское время в нашей стране выпускались плавучие БУРы для палубной авиации. Практически после всех аварий удавалось обнаружить самописцы на поверхности воды и считать с них информацию. Десятки лет подобные устройства выпускают и применяют в ВВС на Западе, например, свой DFIRS (развертываемый аварийный регистрационный комплекс) производит американская фирма DRS Technologies. Так почему же подобные приборы не ставятся на гражданские лайнеры? Разгадка кроется в сфере экономики. Дело в том, что БУР непросто сделать плавучим – ведь в случае катастрофы он с большой долей вероятности уйдет на дно, увлекаемый обломками лайнера. Значит, в момент столкновения с водой регистратор нужно отстрелить и выбросить за пределы места аварии, примерно как это делает катапульта пилота. При срабатывании датчика, фиксирующего удар о препятствие, регистратор выпускает аэродинамические плоскости, что позволяет ему пролететь расстояние, на котором его уже не достанет взрыв, и достаточно мягко спланировать на воду (или землю). Нетрудно понять, что принятие «на вооружение» гражданской авиацией такой сложной системы приведет к значительным дополнительным затратам.
На сегодняшний день в регистраторы на магнитной ленте сняты с производства, но еще достаточно воздушных судов, которые оборудованы БУРами старого типа.
Международная ассоциация воздушного транспорта совместно с тремя неправительственными организациями сделала первый шаг к созданию глобальной системы слежения за полетом самолетов.
|
|
|
С конца прошлого века специалисты думают над тем, как сделать, чтобы информация «черных ящиков» передавалась на Землю не постфактум, а в режиме реального времени - по спутниковым каналам. Это позволило бы своевременно реагировать на критические ситуации в полете. Если на воздушном судне есть какие-то неисправности, то после посадки не требуется дополнительного времени на обработку данных, анализ результатов и поиск необходимых запчастей, а технический персонал готов сразу приступить к устранению неисправностей. Есть вероятность, что в новом оборудовании будет голосовой канал, который можно будет использовать как спутниковый телефон, а также тревожная кнопка для сообщения о чрезвычайных ситуациях, которые не связаны с неисправностями техники.
Несколько подобных разработок уже существуют и похожую систему используют военные, но в системе онлайн слежения имеются следующие проблемы:
- вопрос принятия отраслевых стандартов;
- постоянная передача по спутниковым каналам с каждого воздушного судна такого объема информации, который необходим для расследования причины авиапроисшествия;
- обеспечение хранения больших объемов информации;
- высокая стоимость системы сбора, обработки и передачи информации по спутниковым каналам (сотни тысяч долларов на каждое воздушное судно);
- сохранность данных и охрана информации от хакерских атак.
Понятно, что любая высокотехнологичная система не может быть дешевой. Хотя, специалисты говорят, что для многоместных воздушных судов разница в цене не будет очень заметной, а частные сильно подорожают.
Возможно, информация будет передаваться через спутники «Иридиум» - они имеют глобальное покрытие, но сколько их потребуется, чтобы следить за каждым самолетом, пока неясно. Кроме того, диапазон их частот очень узок для передачи данных. Сейчас специалисты работают над усовершенствованием технологии компрессии.
Изобретение Уоррена продолжает набирать популярность и после его смерти. "Черные ящики" устанавливают не только на воздушные, но и на морские суда, железнодорожный транспорт. В некоторых странах – даже на автомобили. Ведь только бортовые самописцы позволяют раскрыть тайны катастроф и аварий.
Европейская комиссия выступила с предложением об установке "черных ящиков" в автобусах и такси. С их помощью в Евросоюзе планируют за 10 лет сократить количество дорожных аварий вдвое.
"Сто человек ежедневно погибает в Европе на дорогах", - напомнил член Еврокомиссии Сийм Каллас, курирующий транспорт. "С 2001 года нам удалось сделать большой шаг вперед - мы спасли около 80000 жизней, но было бы неправильно говорить, что дело сделано".
"Водители не должны беспокоиться по поводу установки "черных ящиков". Если их правильно использовать, эти устройства могут доказать невиновность водителя в спорных случаях", - прокомментировал инициативу Еврокомиссии представитель британского парламентского комитета по транспортной безопасности Роберт Гиффорд.
|
|
|
