Бортовой самописец

Бортово́й самопи́сец (в отечественной авиации — бортовое устройство регистрации, БУР; на водном транспорте — регистратор данных рейса, РДР; разг. чёрный ящик) — конечное устройство системы регистрации, в основном используемое в авиации для записи основных параметров полёта, внутренних показателей функционирования систем летательного аппарата, переговоров экипажа и т. д. Информация из бортовых самописцев повседневно используется для контроля действий экипажа и работоспособности авиатехники после каждого полёта, а в особых случаях — при расследовании лётных происшествий. Сама система объективного контроля состоит из большой группы датчиков (собственных и внешних), блоков обработки информации и отдельного регистрирующего устройства (накопителя информации).

Аварийный речевой самописец. Надписи на французском и английском языках гласят: «Бортовой самописец. Не открывать». Белый цилиндр сбоку — гидроакустический маяк («пингер»)

В начале XXI века, в связи с развитием элементной базы и удешевлением электронных компонентов, бортовые самописцы постепенно получают распространение и в иных областях — в частности, на водном, железнодорожном и автомобильном транспорте.

Назначение и принцип действия
Устройство аварийного бортового самописца.

Бортовой самописец является частью системы объективного контроля воздушного судна, которая собирает сведения о состоянии материальной части (давление топлива на входе в двигатель, давление в гидросистемах, обороты двигателей, температура газов за турбиной и т. д.), о действиях экипажа (степень отклонения органов управления, уборка и выпуск взлётно-посадочной механизации, нажатия на боевую кнопку), навигационные (скорость и высоту полёта, курс, прохождение приводных маяков) и другие данные.

Обычно на воздушное судно устанавливаются два бортовых самописца: речевой, записывающий переговоры экипажа, и параметрический, фиксирующий параметры полёта. Кроме того, многие современные авиалайнеры имеют два комплекта самописцев: эксплуатационный (не имеющий защитного корпуса и предназначенный для контроля работы систем и экипажа после полёта) и аварийный (в прочном герметичном корпусе). Запись информации может производиться на оптические (фотоплёнка) либо магнитные (металлическая проволока или магнитная лента) носители; в последнее время широко применяется флеш-память.

Эксплуатационный регистратор

Эксплуатационный регистратор (англ. quick access recorder[1][2]) не защищён и применяется при повседневной эксплуатации воздушного судна. Наземный персонал производит считывание информации с эксплуатационных накопителей системы объективного контроля после каждого полёта. Считанная информация расшифровывается и анализируется с целью определить, не производил ли экипаж на протяжении полёта недопустимых действий или эволюций — не был ли превышен максимальный крен или тангаж, разрешённый производителем; не была ли превышена перегрузка на посадке, не превышено ли установленное время работы на форсажных или взлётных режимах и т. д. Эти данные также позволяют следить за выработкой ресурса летательного аппарата и своевременно производить регламентные работы, тем самым позволяя снизить частоту отказов и повысить надёжность авиационной техники и безопасность полётов.

Аварийный регистратор
Аварийный регистратор полётных данных системы МСРП-12-96

В отличие от эксплуатационных регистраторов, аварийные самописцы надёжно защищены: так, по требованиям современного стандарта TSO-C124 они должны обеспечивать сохранность данных после 30 минут полного охвата огнём, при пребывании на глубине 6000 м в течение месяца, и при воздействии ударных перегрузок в 3400 g в течение 6 мс и статических перегрузок свыше 2 т на протяжении 5 минут.[3] Самописцы предыдущих поколений с магнитными носителями могли выдерживать ударную перегрузку в 1000 g и сохранять информацию при полном охвате огнём в течение 15 минут.[3]

Для облегчения поиска самописцев в них встраивают радиомаяки и гидроакустические «пингеры», автоматически включающиеся в случае аварии (последние облегчают поиск самописцев под водой)[3].

Нередко в средствах массовой информации аварийные бортовые самописцы называют «чёрными ящиками». Однако на самом деле корпуса таких самописцев обычно имеют форму шара или цилиндра, поскольку оболочки такой формы лучше сопротивляются внешнему давлению, и окрашиваются в яркий оранжевый или красный цвет для облегчения их обнаружения среди обломков на месте авиационного происшествия.

Конструкция

Конструктивно бортовой самописец представляет собой комплект из взаимосвязанных трех основных блоков[4]:

  • блок сбора полетной информации (БСПИ);
  • защищённый бортовой накопитель (ЗБН);
  • пульт управления и индикации.

БСПИ собирает данные от бортовых систем и датчиков и подготавливает данные для записи на носитель в составе ЗБН. Корпус ЗБН выполняется из прочного материала с защитными покрытиями, благодаря чему он способен сохранить носитель полётных данных даже при сильном ударе воздушного судна о поверхность земли или воды при авиационном происшествии.

Аварийные самописцы: параметрический и речевой

Многие годы параметрический и речевой регистраторы были конструктивно разделены: первый размещался в основном в хвосте самолёта (на хвостовой балке вертолёта), а второй — в кабине лётного экипажа. Однако для лучшей сохранности речевой самописец со временем также часто размещался в хвостовой части фюзеляжа, что требовало, однако, прокладки к нему протяженной электрической проводки[3].

Современный совмещённый самописец параметрической и звуковой информации (CVDR)

Современные требования предусматривают выполнение цифровых регистраторов преимущественно совмещёнными , когда одно устройство объединяет функции параметрического и звукового самописцев, а также и видеорегистратора[5].

История
Дэвид Уоррен, изобретатель аварийного речевого самописца, с прототипом своего изобретения.

Один из первых эксплуатационных регистраторов полётной информации был создан французами Юссено (François Hussenot) и Бодуэном (Paul Beaudouin) в 1939 году. Он представлял собой многоканальный светолучевой осциллограф — изменение каждого параметра полёта (высоты, скорости и т. д.) вызывало отклонение соответствующего зеркальца, отражавшего тонкий луч света на движущуюся фотоплёнку. По одной из версий, отсюда и произошло название «чёрный ящик» — корпус самописца был выкрашен в чёрный цвет для защиты фотоплёнки от засветки.[3] В 1947 году изобретатели организовали компанию Société Française des Instruments de Mesure, ставшую известным производителем оборудования — в том числе и бортовых самописцев, — в дальнейшем влившуюся в концерн Safran SA.

В 1953 году австралийский учёный Дэвид Уоррен, принимавший участие в расследовании катастрофы первого в мире британского реактивного пассажирского лайнера De Havilland Comet, пришёл к мысли, что запись переговоров экипажа в аварийной ситуации могла бы значительно помочь в подобных расследованиях.[6] Предложенное им устройство сочетало в себе параметрический и голосовой самописцы, и использовало магнитную ленту для записи информации, что позволяло использовать её многократно. Регистратор Уоррена был обёрнут асбестом и упакован в прочный стальной корпус, откуда возможно другое происхождение термина «чёрный ящик» — так называют объект, выполняющий определённые функции, внутренняя структура которого неизвестна или не принципиальна.[7] Первый прототип устройства был представлен в 1956 году; в 1960 году распоряжением правительства Австралии установка аварийных самописцев на все пассажирские самолёты стала обязательной, вскоре этому примеру последовали и другие страны[8].

В СССР работы по созданию и внедрению систем сбора и регистрации полетной информации были начаты в 1960-х годах. Приказом по Минавиапрому СССР в 1965 Лётно-исследовательскому институту (ЛИИ) было поручено определить состав контролируемых параметров, методов контроля, провести испытания опытных образцов бортовых самописцев. К первому поколению относятся системы САРПП-12 для маневренных ЛА (с регистрацией на фотопленку 12 аналоговых параметров и ряда меток разовых команд) и МСРП-12 для неманёвренных ЛА (с регистрацией 12 основных параметров на магнитную пленку). САРПП-12 представляет собой просто приспособленный для штатного применения оптический осциллограф К10-53, помещенный в защитный контейнер. Защиту фотопленки с информацией от механических повреждений обеспечивает специальная броневая кассета. Однако кассета была практически не защищена от температурного воздействия. Накопитель МСРП-12 более защищен. Его лентопротяжный механизм расположен в броневом контейнере с дополнительной теплоизоляцией, выдерживающим ударную перегрузку до 10 g, статическую нагрузку 9800 Н и температуру 1000 °C в течение 10 минут. При становлении технологий бортовых самописцев характерным было приспособление для задач аварийной регистрации полетной информации серийной контрольно-записывающей аппаратуры общего назначения. Для анализа параметров полета использовалась ручная наземная обработка записанной информации. Например, плёнка САРПП-12 после ее проявления и печати в укрупненном масштабе обрабатывалась с использованием градуировочных графиков, а магнитная лента МСРП-12 сначала дешифровалась на наземном устройстве обработки (ДУМС). По мере развития вычислительной техники стала очевидной обязательность автоматизированных систем обработки зарегистрированных данных[9].

Позднее были созданы и прошли испытания в ЛИИ системы контроля и регистрации второго поколения: типа «Тестер» (разработчик НПО «Электронприбор», г. Киев, главный конструктор И. А. Ястребов) и МСРП-64 (разработчик НПО «Сфера», г. Ленинград, главный конструктор В. Ф. Буралкин). C 1974 года новые регистраторы начали устанавливать на маневренных («Тестер») и неманевренных (МСРП-64) самолетах. Эти системы регистрации обеспечивали: увеличенное число контролируемых и регистрируемых параметров, большую продолжительность непрерывной записи информации, повышенную точность регистрации, возможность автоматизированной обработки полетных данных, записанных на магнитном носителе в двоичном коде, а также улучшенные характеристики защищенного бортового накопителя, в особенности термобронеконтейнера, что обеспечило лучшую сохраняемость информации при авиационном происшествии[9].

После одной из катастроф самолёта Ан-24 в результате сваливания на глиссаде специалистами ЛИИ по записям МСРП-12 были проанализированы около 100 случайно выбранных полетов и выявлены грубейшие нарушения, массово допускаемые экипажами (снятия винтов с упора для снижения скорости при заходе на посадку, подныривания под глиссаду и др.). В итоге руководством отрасли было принято решение создать автоматизированные технологии контроля действий экипажа по полётной информации. В 1974 году была создана первая отечественная компьютерная программа автоматизированного контроля полётных данных штатных устройств регистрации. Она заложила основы будущих программ экспресс-анализа, которые сейчас в обязательном порядке применяются для объективного контроля полётов. Первоначально такие программы для самолетов Ил-18, Су-15, Ту-154 предусматривали контроль свыше 80 событий (нарушений работоспособности бортовых систем и отклонений в действиях лётного экипажа). В настоящее время при экспресс-анализе число событий на гражданских и военных самолётах превышает 200. В начальный период внедрения разработанные методы объективного контроля полётов в эксплуатации обеспечили (в период 1974-1984 годов) снижение числа ошибок лётного экипажа в 5-6 раз, а инцидентов в 3-4 раза[9].

См. также

Примечания
  1. Виктор Филиппов. Железный свидетель. Известия (19 октября 2008). Дата обращения: 21 февраля 2015.
  2. Оксана Бида. Тайны оранжевого «чёрного ящика». Новая (27 февраля 2008). Дата обращения: 21 февраля 2015.
  3. Олег Макаров. Свидетели из железа: чёрный ящик // Популярная Механика : журнал. — 2010. — № 8 (август).
  4. ОСТ 1 00774-98 Система сбора и обработки полётной информации самолётов (вертолётов). Общие технические требования. — Москва: НИИСУ, 1998. — 21 с.
  5. Приложение 6 - Эксплуатация воздушных судов - Часть I - Международный воздушный транспорт - Самолёты. ИКАО. Дата обращения: 17 мая 2020.
  6. Black box inventor dies, age 85. Telegraph (21 июля 2010). Дата обращения: 2 августа 2010. Архивировано 31 мая 2012 года.
  7. A Brief History of Black Boxes : [англ.] // Time : журнал. — 2009. — № July 20. — С. 22.
  8. Скончался изобретатель «черного ящика» Дэвид Уоррен. Lenta.ru (21 июля 2010). Дата обращения: 17 декабря 2019.
  9. Баев Н. А., Биндер А. Н., Деркач О. Я., Каплан В. Л., Петров А. Н., Полтавец В. А., Свинарчук А. И., Шмаков В. М., Ялоза Ю. А. Эксплуатационно-технические характеристики и обеспечение эксплуатации авиационной техники / Под ред. А. Н. Петрова. — Москва: Широкий взгляд, 2012. — 140 с. — ISBN 9785904465032.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.