«Черный ящик» — это бортовое устройство регистрации, БУР. Именно так на языке профессионалов называют те самые «черные ящики», к поискам которых приступают сразу же после очередной драмы в воздухе.
Про то, что ящики никакие не черные, а оранжевые, знают сегодня даже маленькие дети. Интереснее другое — эти по сути своей несложные, но нечеловечески выносливые приборы претерпели в последние годы серьезные конструктивные преобразования, радикально поменяли внешний вид и стали более надежными.
Родом из Австралии
Бортовые устройства регистрации накапливают два типа данных — параметрическую информацию (крен, тангаж, скорость, высота, перегрузки, отклонение рулей, параметры работы двигателей и т. д.) и запись переговоров из пилотской кабины. Еще в 1930-х был выдан забавный патент на устройство звукозаписи для кабин самолетов. В прочном защитном кожухе помещалось нечто вроде фонографа Эдисона — валик, на котором нарезалась дорожка. В реальности, однако, устройства записи параметрических данных опередили «звук». Французы Уссено и Бодуэн в 1939 году создали регистратор полетной информации на основе фотопленки. На ней рисовал графики луч света от отклоняющегося зеркала. По одной из версий, название «черный ящик» как раз и восходит к экспериментам с фотопленкой, ведь светочувствительные материалы, как известно, любят темноту. В 1950-х австралийский инженер Дэвид Уоррен разработал регистратор, записывающий одновременно звук из кабины и параметры полета. В 1960-х БУРы Уоррена стали устанавливать на лайнеры, совершающие коммерческие рейсы. Впоследствии речевой и параметрический регистраторы были конструктивно разнесены в отдельные устройства: БУР для полетной информации ставили в хвост самолета, а регистратор звука помещали в кабине. Но поскольку в авиапроисшествиях кабина обычно разрушается больше, чем хвостовая часть, со временем речевой регистратор также отправили в хвост.
Нахождение и исследование «черного ящика» — лишь первый этап расследования авиапроисшествия. Далее следует выкладка обломков, или макетирование самолета.
Всю вторую половину XX века в качестве носителя записей выступали как фотопленка и бумага со специальным покрытием, так и магнитные носители — тонкая проволока (обычно применявшаяся для записи звука), магнитная лента на лавсановой основе, биметаллическая холоднокатаная лента. Революция произошла лишь с появлением БУРов на твердотельной энергонезависимой памяти, то есть на основе флэш-памяти. Главный плюс перехода к флэш-памяти заключается в том, что в БУРах нового поколения нет движущихся частей, а значит, вся система надежней. В лучшую сторону от магнитных и фотопленок отличается и сам носитель информации. В результате стало возможным повысить требования к оборудованию. Так, например, если БУРы с магнитными носителями должны были хранить информацию при 100%-ном охвате огнем лишь 15 минут и выдерживать ударную перегрузку 1000G, то сегодняшние устройства выпускаются в соответствии с международным стандартом TSO-C124, предусматривающем сохранность данных при 30 минутах полного охвата огнем и ударных перегрузках 3400G в течение 6 мс. Сегодняшние накопители могут без риска утраты информации лежать на глубине 6000 м в течение месяца и выдерживать статические перегрузки более 2 т в течение 5 минут.
Данные из вороха
На сегодняшний день регистраторы на магнитной ленте сняты с производства, однако воздушных судов, на которых установлены БУРы старого типа, еще достаточно.
По статистике примерно в 32% случаев происходит полная или частичная потеря информации с БУРов и тогда приходится задействовать методики восстановления данных.
Когда мы говорим, что информация частично утрачена, это означает, что данные есть, но с ними что-то произошло. Или лента частично размагничена и порвана, или плата с твердотельной памятью повреждена и т. п. Иногда приходится восстанавливать данные, как пазл, по отдельным фрагментам. Для таких случаев используется метод порошковых фигур или метод магнитооптической визуализации. В первом случае на пленку наносят каплю коллоидной суспензии ферромагнитного порошка (Fe3O4). Там, где есть ‘единицы’ и ‘нули’, возникают импульсы, и под их действием порошок проседает. Так получается графический образ магнитной записи, опираясь на который можно восстановить данные. При втором методе накладывается специальное стекло на пленку, и в поляризованном свете возникает картинка записи. Но все это возможно, если у пленки сохранилась хотя бы остаточная намагниченность.
Современный БУР на флэш-памяти На фото — «черный ящик» типичной современной компоновки. Особо стоит обратить внимание на установленный горизонтально белый цилиндр. Это подводный акустический маяк. При попадании БУРа под воду маяк активизируется и начинает ежесекундно выдавать ультразвуковой импульс частотой 37,5 кГц.
Например одно из происшествий касалось катастрофы МиГ-31 на Сахалине. Самолет упал в море, где пролежал 22 дня, затем его вытащили. Вода, как известно, несжимаема, и падение на нее со скоростью в сотни км/ч приводит к сильному разрушению самолета. От столкновения с обломками БУР разгерметизировался и затонул. Если вода попала внутрь, то регистратор необходимо доставить в лабораторию в емкости с той самой водой, в которой он лежал, что и было сделано. Пленку достали, отмыли, информацию с нее считали, но уже на следующий день лента покрылась точками ржавчины — кислород воздуха вместе с морской солью начали свое черное дело.
При выяснении причин авиапроисшествия данные БУРов изучают технические эксперты, пилоты, штурманы, диспетчеры. Каждый из них может внести в расследование что-то свое.
Последнее кино
Технический прогресс сделал «черные ящики» более компактными, легкими и надежными устройствами, но достигнут ли предел совершенства? Чего еще не хватает нынешним БУРам, чтобы максимально облегчить и упростить расследование авиационных происшествий? Один ответ напрашивается сам собой — видео! Регистраторы, записывающие видео, уже появились. Появилось предложение снимать приборные доски на видео, осуществляя двойной контроль: непосредственная запись параметров полета плюс их отражение на приборах. Конечно, сниматься будет и происходящее в кабине. И хоть иные пилоты усмотрят в этом вторжение в их личное пространство, их возражения вряд ли будут приняты. Когда речь идет о судьбе сотен пассажиров, любые дополнительные меры контроля окажутся полезными.
Достать БУРы со дна моря — задача сложная и не всегда посильная даже для такой техники, как этот подводный робот. С другой стороны, сохранность «черного ящика» непосредственно безопасность полета не повышает — в случае катастрофы его данные станут лишь горьким уроком на будущее. А поскольку утрата БУРа все же большая редкость, то городить дорогостоящий огород с отстреливаемыми «черными ящиками» не стали, хотя разговоры на эту тему время от времени возникают вновь. Еще одна идея, интерес к которой пробудился на волне катастрофы в Атлантике, заключается в том, чтобы все данные, обычно записываемые регистратором, передавать в реальном времени по спутниковому радиоканалу на землю. Специалисты, впрочем, оценивают эту идею довольно скептически, опять же в силу потенциально высокой цены.
За последние полвека известно с 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 чуть больше года назад, когда французский лайнер, следовавший рейсом из Рио-де-Жанейро в Париж, рухнул в Атлантику. Тогда в интернете и в прессе 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 (также в военной сфере) 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, похоже, 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 самый момент столкновения с водой регистратор нужно отстрелить и выбросить за пределы места аварии, примерно как это происходит с пилотской катапультой. 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 на землю). Нетрудно понять, что принятие «на вооружение» гражданской авиацией такой сложной системы приведет к значительным дополнительным затратам.
