"Черные ящики": можно ли придумать что-то лучшее?

Технология сбора и хранения полетной информации с помощью "черных ящиков" существует уже довольно давно, но можно ли обойтись без нее при расследовании авиапроисшествий? Скорее всего нет, но как же часто мы слышим о том, что "черные ящики" не нашли или нашли в очень плохом состоянии и информации оттуда получили очень мало. Вот тут мы подробно обсуждали, какая информация там может хранится и какие могут быть повреждения Не пора ли заменить "неразрушимые" и устаревшие "ящики" на что-то более современное?

Вот какая информация есть на этот счет ...



На фото: модель черного ящика марки Lockheed 1958 года. (Фото: HANDOUT / Reuters).


Для того чтобы обнаружить обломки пассажирского лайнера Airbus A320 египетской компании EgyptAir, разбившегося в Средиземном море в мае этого года, потребовался почти месяц. На то, чтобы поднять с глубины в 3 км регистраторы полетных данных, ушло еще несколько дней.
Эти устройства, в просторечии именуемые "черными ящиками", содержат информацию, необходимую для установления причин авиационных происшествий.

Возникает вопрос: сейчас, когда НАСА управляет движением марсоходов с расстояния в десятки миллионов километров, а информация о пробках на дорогах доступна на любом смартфоне, почему не отслеживать местонахождение коммерческих авиалайнеров в реальном времени, почему не организовать отправку текущих данных о состоянии самолета на землю?

Действительно, трудно примириться с мыслью о том, что родственникам погибших пассажиров порой приходится ждать информации месяцами, а то и больше — как в случае с рейсом MH370 авиакомпании Malaysia Airlines, который исчез в марте 2014 года.

Органы по регулированию гражданской авиации, государственные структуры и сами авиаперевозчики рассматривают возможность изменений в этой области.Но бортовые регистраторы пока заменить нечем, несмотря на то, что принцип их работы основан на старой технологии.



На фото: часть старого речевого бортового самописца российского производства, который записывал звук из кабины пилотов на ленту. Один из первых прототипов черного ящика хранил данные в виде фотографий на пленке длиной 8 метров. Бортовые самописцы, похожие на современные, записывающие как параметры полета, так и голоса пилотов, появились в пятидесятых годах. (Фото: WOLFGANG RATTAY / REUTERS).


Как работает "черный ящик"

Аварийный регистратор полетных данных походит размерами на коробку из-под обуви, весит около 4,5 кг и стоит почти 15 тысяч фунтов стерлингов. Обычно он устанавливается в хвостовой части воздушного судна, которая меньше подвержена ударному воздействию в случае столкновения с землей. Устройство оборудовано гидроакустическим маяком, который автоматически включается при контакте с водой и может работать на протяжении 90 дней на глубинах до 6 км.

Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) требует, чтобы воздушные суда были оборудованы двумя регистраторами, один из которых — так называемый параметрический регистратор — хранит данные о 88 различных параметрах полета (в том числе о курсе, высоте и скорости воздушного судна) за последние 25 часов эксплуатации.

Второй тип устройства — речевой регистратор, на котором хранятся последние два часа переговоров экипажа с диспетчерами, а также все звуки в кабине пилотов, включая аварийную сигнализацию.


Почему не отслеживать местонахождение коммерческих авиалайнеров в реальном времени?

"Благодаря параметрическому регистратору мы знаем, как произошла авария, а речевой помогает нам разобраться, почему она произошла", — говорит Грег Маршалл, вице-президент по глобальным программам в Flight Safety Foundation, неправительственной организации, разрабатывающей рекомендации по безопасности полетов.

Широко используемый термин "черный ящик" неверен: в действительности аварийные регистраторы окрашены в оранжевый цвет.

Возможно, разговорное название связано с тем, что при пожаре корпус регистратора может закоптиться.
Или же оно отражает особенность конструкции самых первых регистраторов, применявшихся еще в 1930-х гг.: для хранения информации в них использовалась фотопленка, которой требовалось отсутствие света.

А может, здесь есть намек на то, что ни само устройство, ни принцип работы "черного ящика" не имеют значения; самое главное — информация, которая в нем содержится.


Поврежденный бортовой самописец, записывающий на ленту разговоры в кабине пилотов. Некоторые черные ящики снабжены специальными устройствами, которые издают низкочастотные сигналы, с помощью которых их можно легко обнаружить под водой. (Фото: WOLFGANG RATTAY / REUTERS).

Практически невозможно разрушить

Аппаратура параметрического регистратора представляет собой блоки элементов памяти, способные хранить терабайты информации. Данные о параметрах полета стекаются в так называемый блок сбора полетной информации, из которого затем направляются в память регистратора.

Сходным образом работает речевой регистратор: на нем хранится важная для следователей звуковая информация, поступающая с гарнитур пилотов и с микрофона, регистрирующего звуки и шумы в кабине. Конструкция регистраторов призвана максимально обезопасить элементы памяти от внешних воздействий.Аварийный регистратор рассчитан на термическое воздействие в течение часа при температуре до 1100°C

Аппаратура заключена в алюминиевый контейнер, залитый сверху толстым слоем изоляционного материала, который способен выдерживать высокие температуры, а внешний корпус устройства сделан из титанового сплава или нержавеющей стали.Устройство в сборе, известное как защищенный накопитель информации, проходит тщательные испытания.

Поскольку регистратор должен выдерживать разрушительные последствия авиакатастрофы, его конструкция рассчитана на ударные нагрузки до 3400 g (то есть в 3400 раз выше силы земного притяжения), а также на термическое воздействие в течение часа при температуре до 1100°C. В ходе испытаний регистратор опускают в соленую воду на срок до 30 дней, погружают в авиационный керосин, а также в течение пяти минут подвергают давлению в 350 кг на квадратный сантиметр.

Наконец, проверяется прочность внешнего корпуса: с трехметровой высоты на него сбрасывают стальной стержень с прикрепленным к нему 230-килограммовым грузом.Способность внешнего корпуса выдерживать подобные воздействия очень важна, поскольку он защищает хрупкую "начинку", которая, помимо элементов памяти, включает и автономный источник питания.

Благодаря такой высокой степени защиты регистраторы обычно находят после катастрофы в рабочем состоянии. Именно поэтому они по-прежнему повсеместно применяются в авиации.



Параметрический бортовой самописец начала 90-х годов. (Фото: HANDOUT / Reuters).

История создания

Необходимость в сборе полетных данных возникла около 60 лет назад, по мере роста объемов авиаперевозок.

"До появления аварийных регистраторов о причинах некоторых авиапроисшествий можно было лишь строить предположения, — говорит Маршалл. — Сегодня хранящаяся на них информация чрезвычайно важна для следователей. Она помогает существенно ускорить ход расследования и определить сопутствующие факторы, а также позволяет органам регулирования оперативно принимать меры по повышению безопасности полетов".
Впервые оборудование больших пассажирских самолетов аварийными регистраторами стало обязательным в США в 1958 году, после нескольких катастроф британских самолетов de Havilland Comet — первых серийных реактивных пассажирских лайнеров.

Как выяснилось, в процессе эксплуатации фюзеляж переставал выдерживать перепады давления за бортом, и самолеты начинали разрушаться в воздухе, приводя к гибели всех пассажиров и членов экипажа.

Британские авиационные власти пришли к этому выводу, проведя испытания планера на земле, но масштаб катастроф сделал очевидной необходимость сбора большего объема информации.

Первые образцы бортовых регистраторов записывали лишь пять параметров: курс, высоту, скорость, время и вертикальное ускорение. Информация записывалась на металлическую фольгу.В 1960-х американские власти потребовали дополнительной установки на гражданские самолеты речевых регистраторов. К тому времени в качестве носителя информации стали использовать магнитную ленту.

В 1980-х авиация начала переходить с аналоговых приборов на цифровые, и появилась возможность собирать дополнительные полетные данные. Однако объем доступной информации ограничивался возможностями ее хранения.

Проблему решило появление твердотельных накопителей. Помимо большего объема памяти, их еще и труднее повредить, поскольку у них нет движущихся частей.За последние 30 лет технологии значительно ушли вперед, но в авиации до сих пор применяются твердотельные накопители, которые еще нужно найти и извлечь с места катастрофы.



Черный ящик с самолета Миг-23 из частной коллекции в Чехии. (Фото: DAVID W CERNY / REUTERS).


Помощь в расследованиях

В редких случаях аварийные регистраторы или не находят вовсе, или находят в разрушенном состоянии.Помимо так и не найденного MH370, следователям не удалось обнаружить регистраторы двух самолетов, врезавшихся в здания Всемирного торгового центра в Нью-Йорке 11 сентября 2001 года.

"В нашей работе такие случаи — исключение", — говорит Сара Маккомб, возглавляющая отдел бортовых регистраторов в американском Национальном совете по безопасности на транспорте (NTSB), занимающем расследованием авиапроисшествий.
"И, если только речь не идет о регистраторе старого типа, случаи, когда извлечь данные из поврежденного устройства не представляется возможным, также редки".

Иногда информация, извлеченная из бортовых регистраторов, сразу дает следователям четкое представление о том, что произошло.

Когда самолет A320 немецкой авиакомпании Germanwings разбился во французских Альпах в марте 2015 г., данные параметрического регистратора показали, что второй пилот преднамеренно начал снижение и увеличил скорость перед столкновением с горой.

На аудиозаписи с речевого регистратора было слышно, как командир корабля стучит снаружи в запертую дверь кабины со словами "Ради бога, откройте дверь!", а пассажиры в салоне кричат от страха.

Этой информации следователям было вполне достаточно, чтобы прийти к выводу, что второй пилот Андреас Любиц заперся один в кабине и намеренно разбил самолет.

И все же не стоит забывать, что технология, используемая в современных бортовых регистраторов, разработана в 1990-х. Хотя объем памяти твердотельных накопителей информации постоянно растет, существуют и альтернативные решения. На некоторых типах военных самолетов аварийные регистраторы, заключенные в нетонущий корпус, отстреливаются в момент столкновения. Даже если обломки погрузятся на дно при падении в воду, регистратор останется на плаву.

На коммерческих авиалайнерах уже реализована технология автоматической передачи на землю части текущих параметров (таких как координаты самолета и информация о состоянии боровых систем), но некоторые поборники безопасности требуют большего.Пожалуй, самые ожесточенные споры вызывает предложение оснастить кабины пилотов камерами наблюдения.

"Современные бортовые регистраторы доказали свою высокую эффективность, — говорит Маккомб. — Но NTSB продолжает вырабатывать рекомендации по внедрению новых технологий, таких как видеозапись, сбор дополнительных полетных данных и установку быстросъемных регистраторов. По нашему мнению, эти меры могли бы увеличить эффективность сбора информации об авиапроисшествиях".



Современный регистратор данных полета. (Фото: WOLFGANG RATTAY / REUTERS).

Почему бы не перейти на новые технологии?

На законодательном уровне внедрение подобных инициатив представляется сложным, затратным и нескорым делом. Ведь с введением новых правил авиакомпаниям придется заменять или соответствующим образом дооборудовать существующие парки самолетов. Кроме того, хотя уже сейчас передача части полетной информации на землю технически осуществима, объем информации, которая фиксируется бортовыми регистраторами, слишком велик: его постоянная передача по спутниковой связи и хранение на земле стоили бы очень дорого.

Некоторые инициативы вызывают резко негативную реакцию. С 2000 года NTSB рекомендует установку камер видеонаблюдения в кабинах, но неизменно сталкивается с сопротивлением профсоюзов летного состава, которые утверждают, что такая мера нарушает права экипажей и членов их семей.

Один из доводов против видеозаписи происходящего в кабине заключается в том, что в случае катастрофы семьям погибших придется смириться с тем, что последние минуты жизни их близких станут достоянием общественности.

"Мы продолжаем рекомендовать установку видеокамер, но далеко в этом направлении не продвинулись, — говорит Маккомб. — Пилоты активно сопротивляются этой идее".

FAA, в свою очередь, не планирует никаких изменений в том, что касается записи полетных данных. Что же до технологии отслеживания местоположения летательных аппаратов, агентство "продолжает сотрудничество с представителями отрасли и с международными партнерами в области разработки рекомендаций по применению современных технологий, которые могли бы оказаться полезными при расследовании авиапроисшествий".

Впрочем, ситуация меняется, пусть и медленно. В марте этого года Международная организация гражданской авиации (ИКАО) приняла резолюцию, направленную на облегчение поиска и расшифровки аварийных регистраторов.

А в конце 2015 года организация порекомендовала законодательно обязать авиаперевозчиков обеспечить к 2018 году возможность получения информации о текущем местонахождении самолетов с 15-минутными интервалами в штатных условиях полета, а к 2021 году — с минутными интервалами в случае нештатной ситуации.

Хотя ИКАО не обладает правом законодательной инициативы, правительства входящих в организацию стран разрабатывают обязательные к выполнению требования, основываясь на ее стандартах и рекомендациях. Некоторые авиаперевозчики и авиапроизводители проявляют собственную инициативу в области авиационной безопасности.

Авиакомпания Qatar Airlines в этом году обнародовала планы внедрения системы передачи данных с самолетов на наземные станции, а ряд разработчиков уже предлагает услуги по установке подобного оборудования на гражданские воздушные суда.

В 2015 году французский авиастроительный концерн Airbus объявил о том, что ведет переговоры с Европейским агентством авиационной безопасности EASA на предмет оборудования авиалайнеров отстреливаемыми аварийными регистраторами.

И все же можно с уверенностью предположить, что авиационный транспорт нескоро расстанется с "черными ящиками". Эти надежные устройства, способные выжить в самых экстремальных условиях и помогающие следователям установить причины авиапроисшествий, останутся с нами надолго.

источники
http://www.bbc.com/russian/vert-aut-37756129
http://www.bbc.com/autos/story/20161005-inside-an-aeroplanes-black-box

Напоминаю вам трагическую историю про Ту-104 и человек - "черный ящик"