» » Як влаштований «чорний ящик», і чому його важко розшифрувати

Як влаштований «чорний ящик», і чому його важко розшифрувати

49 0
Як влаштований «чорний ящик», і чому його важко розшифрувати

Вони буденно стоять на лабораторних столах - одні зовсім як нові, інші зі слідами тривалого перебування в землі, треті деформовані або обгорілі. Тільки приклеєні до них паперові бірки нагадують про трагедії, про які так багато писали в газетах.

«Вони» - це бортові пристрої реєстрації, БПРи. Саме так на мові професіоналів називають ті самі «чорні ящики», до пошуків яких приступають відразу ж після чергової драми в повітрі. Про те, що ящики ніякі не чорні, а помаранчеві, знають сьогодні навіть маленькі діти. Цікавіше інше - ці по суті своїй нескладні, але не по-людськи витривалі прилади зазнали в останні роки серйозні конструктивні перетворення, радикально змінили зовнішній вигляд і стали більш надійними.

Родом з Австралії

Бортові пристрої реєстрації накопичують два типи даних - параметричну інформацію (крен, тангажу, швидкість, висота, перевантаження, відхилення рулів, параметри роботи двигунів і т. Д.) І запис переговорів з пілотської кабіни. Ще в 1930-х був виданий забавний патент на пристрій звукозапису для кабін літаків. У міцному захисному кожусі поміщалося щось на кшталт фонографа Едісона - валик, на якому нарізалася доріжка. У реальності, однак, пристрої запису параметричних даних випередили «звук». Французи Уссено і Бодуен в 1939 році створили реєстратор польотної інформації на основі фотоплівки. На ній малював графіки промінь світла від відхиляється дзеркала. За однією з версій, назва «чорний ящик» якраз і сходить до експериментів з фотоплівкою, адже світлочутливі матеріали, як відомо, люблять темряву. У 1950-х австралійський інженер Девід Уоррен розробив реєстратор, який записує одночасно звук з кабіни і параметри польоту. У 1960-х бури Уоррена стали встановлювати на лайнери, які вчиняють комерційні рейси. Згодом мовної і параметричний реєстратори були конструктивно рознесені в окремі пристрої: БПР для польотної інформації ставили в хвіст літака, а реєстратор звуку поміщали в кабіні. Але оскільки в авіаподіях кабіна зазвичай руйнується більше, ніж хвостова частина, згодом мовнй реєстратор також відправили в хвіст.

Знаходження і дослідження «чорного ящика» - лише перший етап розслідування авіаподії. Далі слід викладка уламків, або макетування літака.Знаходження і дослідження «чорного ящика» - лише перший етап розслідування авіаподії. Далі слід викладка уламків, або макетування літака.


Всю другу половину XX століття в якості носія записів виступали як фотоплівка і папір зі спеціальним покриттям, так і магнітні носії - тонка дріт (зазвичай застосовувалася для запису звуку), магнітна стрічка на лавсанової основі, биметаллическая холоднокатана стрічка. Революція відбулася лише з появою бурових на твердотільної незалежній пам'яті, тобто на основі флеш-пам'яті. Головний плюс переходу до флеш-пам'яті полягає в тому, що в Бураха нового покоління немає рухомих частин, а значить, вся система надійніше. В кращу сторону від магнітних і фотоплівок відрізняється і сам носій інформації. В результаті стало можливим підвищити вимоги до обладнання. Так, наприклад, якщо бури з магнітними носіями повинні були зберігати інформацію при 100% -ному охопленні вогнем лише 15 хвилин і витримувати ударну перевантаження 1000G, то сьогоднішні пристрої випускаються відповідно до міжнародного стандарту TSO-C124, який передбачає збереження даних при 30 хвилинах повного охоплення вогнем і ударних перевантаженнях 3400G протягом 6 мс. Сьогоднішні накопичувачі можуть без ризику втрати інформації лежати на глибині 6000 м протягом місяця і витримувати статичні перевантаження більше 2 т протягом 5 хвилин.

Дані з купи

На сьогоднішній день і в Росії, і за кордоном реєстратори на магнітній стрічці зняті з виробництва, проте повітряних суден, на яких встановлені бури старого типу, ще досить. І експертам Міждержавного Авіаційного комітету, що розслідує авіаподії, доводиться працювати з апаратурою різних поколінь.

Як влаштований «чорний ящик», і чому його важко розшифрувати


«За статистикою, приблизно в 32% випадків відбувається повна або часткова втрата інформації з БПР, - розповідає Юрій Попов, доктор технічних наук, начальник відділу досліджень параметричної та звукової інформації МАК. - І тоді нам доводиться задіяти методики відновлення даних.

Коли ми говоримо, що інформація частково втрачена, це означає, що дані є, але з ними щось сталося. Або стрічка частково розмагнічена і порвана, або плата з твердотільної пам'яттю пошкоджена і т. П. У мене був випадок на Далекому Сході, коли після аварії БПР розлетівся на дрібні шматки, а магнітна плівка представляла собою купу шматочків від декількох міліметрів до 10 см завдовжки. Довелося відновлювати дані, як пазл, за окремими фрагментами. Для таких випадків ми використовуємо метод порошкових фігур або метод магнитооптической візуалізації. У першому випадку на плівку наносять краплю колоїдної суспензії феромагнітного порошку (Fe3O4). Там, де є «одиниці» і «нулі», виникають імпульси, і під їх дією порошок просідає. Так виходить графічний образ магнітного запису, спираючись на який можна відновити дані. При другому методі ми накладаємо спеціальне скло на плівку, і в поляризованому світлі виникає картинка запису. Але все це можливо, якщо у плівки збереглася хоча б залишкова намагніченість.

Сучасний БПР на флеш-пам'яті На фото - «чорний ящик» типової сучасної компоновки. Особливо варто звернути увагу на встановлений горизонтально білий циліндр. Це підводний акустичний маяк. При попаданні бура під воду маяк активізується і починає щомиті видавати ультразвуковий імпульс частотою 37,5 кГц.Сучасний БПР на флеш-пам'яті На фото - «чорний ящик» типової сучасної компоновки. Особливо варто звернути увагу на встановлений горизонтально білий циліндр. Це підводний акустичний маяк. При попаданні бура під воду маяк активізується і починає щомиті видавати ультразвуковий імпульс частотою 37,5 кГц.


Одне з подій, які я розслідував, стосувалося катастрофи МіГ-31 на Сахаліні. Літак впав в море, де пролежав 22 дня, потім його витягли. Вода, як відомо, нестислива, і падіння на неї зі швидкістю в сотні км / год призводить до сильного руйнування літака. Від зіткнення з уламками БПР розгерметизувався і затонув. Якщо вода потрапила всередину, то реєстратор необхідно доставити в лабораторію в ємності з тієї самої водою, в якій він лежав, що і було зроблено. Плівку дістали, відмили, інформацію з неї зчитали, але вже на наступний день стрічка покрилася точками іржі - кисень повітря разом з морською сіллю почали свою чорну справу.

До сих пір нам не доводилося працювати з сильно пошкодженими твердотільними накопичувачами. Зазвичай, якщо БПР зруйнований, а кристал пам'яті цілий, але обірвані якісь контакти, вони підпоюють, потім чіп вставляється в перехідник-адаптер, і далі все зчитується звичайним порядком. Однак я знаю, що розробляються технології відновлення даних з чіпів флеш-пам'яті, які постраждали від пожежі або сильно зруйнованих ».

При з'ясуванні причин авіаподії дані бурового вивчають технічні експерти, пілоти, штурмани, диспетчери. Кожен з них може внести в розслідування щось своє.При з'ясуванні причин авіаподії дані бурового вивчають технічні експерти, пілоти, штурмани, диспетчери. Кожен з них може внести в розслідування щось своє.


Останнє кіно

Технічний прогрес зробив «чорні ящики» більш компактними, легкими і надійними пристроями, але досягнуто межі досконалості? Чого ще не вистачає нинішнім бурам, щоб максимально полегшити і спростити розслідування авіаційних подій? Один відповідь напрошується сам собою - відео! «Реєстратори, що записують відео, вже з'явилися, - каже Юрій Попов. - Необхідність в них пов'язана перш за все з тим, що в порівняно недавню епоху ми перейшли від стрілочних приладів до відображення інформації на РК-дисплеях. При аварії, тобто при зіткненні літака з перешкодою, стрілки залишали на шкалі відбиток, і ми могли точно знати, що показував прилад в останню мить перед загибеллю літака. Зрозуміло, що зображення на РК-дисплеї таких слідів не залишає. Тому з'явилася пропозиція знімати приладові дошки на відео, здійснюючи подвійний контроль: безпосередній запис параметрів польоту плюс їх відображення на приладах. Звичайно, зніматися буде і те, що відбувається в кабіні. І хоч інші пілоти побачить в цьому вторгнення в їх особистий простір, їх заперечення навряд чи будуть прийняті. Коли мова йде про долю сотень пасажирів, будь-які додаткові заходи контролю виявляться корисними ».

Робот підводникРобот підводник

Дістати БПРи з дна моря - завдання складне і не завжди посильна навіть для такої техніки, як цей підводний робот. З іншого боку, збереження «чорного ящика» безпосередньо безпеку польоту не підвищує - у разі катастрофи його дані стануть лише гірким уроком на майбутнє. А оскільки втрата бура все ж велика рідкість, то городити дорогий город з відстрілювати «чорними ящиками» не стали, хоча розмови на цю тему час від часу виникають знову. Ще одна ідея, інтерес до якої прокинувся на хвилі катастрофи в Атлантиці, полягає в тому, щоб всі дані, зазвичай записуються реєстратором, передавати в реальному часі по супутниковому радіоканалі на землю. Фахівці, втім, оцінюють цю ідею досить скептично, знову ж в силу потенційно високу ціну.


За останні півстоліття відомо з десяток випадків, коли після катастрофи літака «чорні ящики» виявити не вдавалося. Майже всі ці випадки пов'язані з падінням літака в море в районі великих глибин. Одна з таких трагедій сталася трохи більше року тому, коли французький лайнер, який прямував рейсом з Ріо-де-Жанейро в Париж, впав в Атлантику. Тоді в інтернеті і в пресі не раз обговорювалося питання про те, чи не можна робити бортові реєстратори плавучими. Правильна відповідь така: можна, і давно роблять. Наприклад, ще за радянських часів в нашій країні випускалися плавучі бури для палубної авіації. Практично після всіх аварій вдавалося виявити самописці на поверхні води і вважати з них інформацію. Десятки років подібні пристрої випускають і застосовують (також у військовій сфері) на Заході, наприклад, свій DFIRS (розгортається аварійний реєстраційний комплекс) виробляє американська фірма DRS Technologies. Так чому ж подібні прилади не ставляться на цивільні лайнери? Розгадка, схоже, криється в сфері економіки. Справа в тому, що БУР непросто зробити плавучим - адже в разі катастрофи він з великою часткою ймовірності піде на дно, захоплюємося уламками лайнера. Значить, в самий момент зіткнення з водою реєстратор потрібно відстрелити і викинути за межі місця аварії, приблизно як це відбувається з пілотської катапультою. При спрацьовуванні датчика, який фіксує удар об перешкоду, реєстратор випускає аеродинамічні площині, що дозволяє йому пролетіти відстань, на якому його вже не дістане вибух, і досить м'яко спланувати на воду (або на землю). Неважко зрозуміти, що прийняття «на озброєння» цивільною авіацією такої складної системи призведе до значних додаткових витрат.

Стаття «Свідки з заліза» опублікована в журналі «Популярна механіка» (№8, серпень 2010).

Джерело: Популярна механіка

Neonila Головні редактори

Автор: Неоніла Семенюк

Про автора: Вчитель фізики Широківської ЗШ І-ІІІ ступенів
Переможець конкурсу "Вчитель-новатор 2016"

Коментарів поки ще немає, додайте свій!

Ваш аватар
Ви ввішли як Гість   
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent