| |
ОРАНЖЕВЫЙ «ЧЁРНЫЙ ЯЩИК»
В сообщениях об авиационных катастрофах часто мелькает фраза:
«Ведутся поиски „чёрного ящика"». Что же представляет собой «чёрный ящик» и зачем его ишут?
Сам термин «чёрный ящик» заимствован из кибернетики (науки об управлении, связи и переработке
информации). Так обозначается некий объект, внутреннее устройство которого неизвестно.
В авиации же это название одного из многих приборов, которые во время полёта собирают и
обрабатывают данные о функционировании техники, действиях экипажа, скорости и т. д. Все
вместе они составляют бортовую систему регистрации параметров полёта.
|
|
 |
| Рассказать, как
действует такая система, можно на примере магнитного регистратора МРСП-64.Регистратор
включает в себя 64 датчика, устройства для сбора и преобразования информации, кассетный
и защищенный накопители и пульт управления.
Датчики определяют высоту, скорость, курс самолёта, положение штурвала, педалей,
углы отклонения элеронов, рулей высоты и направления, режим работы различных систем
(частоту вращения роторов двигателей, расход топлива) и т. д. Измеряемую величину
датчики преобразуют в импульс тока. Вот как работает, например, датчик высоты полёта.
Это барометр, мембрана которого соединена с подвижным контактом потенциометра — переменного
сопротивления. При изменении высоты, а значит, и атмосферного давления мембрана
прогибается, перемещая движок потенциометра и меняя таким образом напряжение на выходе
датчика. Число оборотов турбины двигателя «подсчитывает» специальный прибор. Небольшой
магнит, прикреплённый к валу турбины, вращаясь, вызывает появление импульса тока. Похожим
образом устроен и датчик расхода топлива, только там тур-бинку с магнитом врашает поток
керосина в трубопроводе. Для каждого датчика установлено соответствие между величиной
замеряемого параметра и выходным напряжением. Полученные непрерывно меняющиеся электрические
сигналы принято называть аналоговыми. Существует ещё один тип сигналов — двоичные, типа
«да-нет». Они отражают одно из двух состояний какой-либо системы, например шасси выпущено
или нет, закрылки убраны или нет. Все сигналы поступают в электронный коммутатор. Условно
его можно описать как ряд расположенных по кругу неподвижных контактов, каждый из которых
соединён со «своим» датчиком. Их роль играют электронные «ключи» — схемы на полупроводниках.
Они последовательно подключаются к центральному контакту, вращающемуся с постоянной скоростью.
Один оборот— полный иикл подключений — называется кадром. Кадр МРСП-64 содержит 64 канала.
Аналоговый сигнал, таким образом, поступает в коммутатор через определённые промежутки времени.
Для медленно меняющихся величин — высоты или скорости — частота опроса может быть невелика.
По-иному обстоит дело с быстро меняющимися параметрами, скажем вертикальной перегрузкой.
Этот показатель особенно важен при приземлении. В момент касания земли вертикальная перегрузка
у самолёта резко возрастает, и, чтобы получить её максимальное значение, нужно увеличить
частоту опроса. В регистраторе МРСП-64 для медленно меняющихся параметров принята частота 2 Гц
(подвижный контакт совершает два оборота в секунду), а для быстро меняющихся — 8 Гц.
Из коммутатора через выходной контакт сигнал попадает в аналогоцифровой преобразователь.
Здесь полученная в виде электрических импульсов информаиия переводится в цифровую запись.
В МРСП-64 используют код, при котором все величины представлены целыми числами от 0 до 255.
Точность регистрации составляет 1/255, что соответствует возможной ошибке в 0,5 %. Оценить
точность всей измерительной системы — задача достаточно сложная; для её решения требуются
иногда лётные испытания. Большинство параметров измеряется с погрешностью до нескольких процентов.
Перед началом полёта экипаж с пульта управления вводит в кадр дату, номер рейса, бортовой
номер летательного аппарата и текущее время. На пульте есть сигнализация, свидетельствующая
о нормальной работе регистратора.
Преобразованная информация поступает в защищенный бортовой накопитель (ЗБН) и кассетный
бортовой накопитель (КБН).
|
| Защищенный бортовой накопитель, собственно, и есть «чёрный ящик». Вот только он не
чёрный, а... оранжевый. Яркая окраска необходима, чтобы его было легче найти на месте
катастрофы. «Чёрный ящик» — это контейнер обтекаемой формы, внутри которого находится
лентопротяжный механизм, магнитные головки и катушки с магнитной лентой. Катушки расположены
одна под другой, и лента перематывается с верхней на нижнюю или с нижней на верхнюю.
Каждая вмешает информацию о 17—20 ч полёта. Как только лента перемотается с одной катушки,
направление её движения автоматически меняется, и запись продолжается, а данные о последних
17—20 ч сохраняются.
ЗБН называется защищенным не случайно. Контейнер сделан из высокопрочных материалов и
покрыт теплозащитным слоем, чтобы даже в экстремальных условиях записанная информация уцелела.
В соответствии с требованиями Норм лётной годности ЗБН выдерживает ударную нагрузку до 1000 g
(единица ускорения силы тяжести g = 9,8 м/с2) и температуру до 1100 °С в течение 50 мин
на 50 % своей поверхности. После таких воздействий контейнер из оранжевого часто становится
действительно чёрным...
Обычно ЗБН устанавливают в хвостовой части самолёта, насколько возможно далеко от
двигателей и потении альных очагов пожара. Питается прибор от аккумулятора, напряжение в
котором сохраняется даже при выключении всех бортовых генераторов. Накопитель автоматически
включается в начале полёта и выключается в конце. Словом, предусмотрено всё, чтобы сохранить
информацию в любой ситуации. ЗБН открывают редко — только когда проверяют состояние систем
самолёта через каждые несколько сот часов работы. Аля записи текущей информации (только
скорость, высота и некоторые другие параметры) служит КБН; его кассету снять легко — как
с обычного магнитофона. На многих самолётах и вертолётах установлен ещё один оранжевый «чёрный
ящик» — звуковой регистратор. Наиболее распространённый тип — «Марс-БН». Он записывает
переговоры членов экипажа друг с другом и с землёй; сохраняются данные о последних 30 мин.
Прослушивают такие записи на специальных магнитофонах, на которых можно выделять сигналы с
определённым спектром частот, многократно прослушивать особо интересный участок разговора
и выполнять некоторые другие операции. Лля воспроизведения, обработки и анализа информации о
параметрах полёта нужна более сложная техника, в частности ЭВМ. Информацию с бортового накопителя
переписывают на жёсткий диск, затем обрабатывают и получают таблицы или графики изменения
параметров. По ним судят о работе техники и действиях экипажа, рассчитывают траекторию полёта.
Один час полёта может быть прочитан примерно за минуту. Анализ данных проводят специалисты
высочайшей квалификации. Подобная информация нужна не только для того, чтобы выяснить причины
аварии, но и для решения повседневных задач, например для оценки ресурса летательного
аппарата. |
