ЧЁРНЫЙ ЯЩИК НА БОРТУ ВС

Чёрный ящик не чёрный. Он ярко-оранжевый или красный, и так было всегда, с самого первого прототипа.

Название пришло из сленга Королевских военно-воздушных сил Великобритании, где «чёрным ящиком» называли любое электронное оборудование. Корпуса же самописцев специально красят в яркий цвет, чтобы их было легче найти среди обломков.

Есть и вторая версия происхождения названия: журналисты в интервью 1958 года обозначили так объект, который выполняет важную функцию, но его внутреннее устройство слишком сложно для понимания.

В отечественной авиации у прибора есть официальное имя: бортовое устройство регистрации, сокращённо БУР. А вся система целиком называется системой аварийной регистрации параметров полёта.

То, что в новостях показывают как «чёрный ящик», на самом деле два независимых устройства с разными задачами.

Современные регистраторы полётных данных фиксируют до тысячи параметров одновременно, создавая детальную картину того, как вёл себя самолёт в каждую секунду. Речевой самописец хранит минимум два часа записи, постоянно перезаписывая старые данные новыми.

Микрофоны в кабине разведены по каналам: отдельный на каждого пилота, один на зону между креслами и один на общий фон. Данные поступают по цифровым интерфейсам ARINC 429 или более современному AFDX. Система включается автоматически при подаче питания и работает до выключения двигателей.

Сейчас в отрасли обсуждают увеличение времени записи речевого самописца с 2 до 25 часов. Логика простая: на дальнемагистральных рейсах проблема может накапливаться постепенно, и следователям нужен весь контекст полёта, а не только последние минуты.

Здесь начинается самое интересное с инженерной точки зрения. Корпус изготавливается из титана или нержавеющей стали и покрывается теплоизоляцией. Внутри модуль памяти, защищённый несколькими слоями изоляции.

Требования к аварийному самописцу по стандарту TSO-C124

• Самописец должен выдержать удар силой в 3400 g, температуру до 1100 °C в течение часа и давление на глубине до 6000 м под водой

• Чтобы почувствовать масштаб цифры 3400 g, полезно сравнение: перегрузка при посадке истребителя на палубу авианосца составляет около 4 g. Разница почти в тысячу раз.

• Температура 1100 градусов выбрана не случайно. Это температура горения авиационного керосина.

Есть наглядный эксперимент, который любят показывать на выставках. Обычное куриное яйцо помещают в контейнер, засыпают тем же теплоизолирующим порошком, что используется в самописце, и отправляют в печь на открытый огонь при 1100 градусах. Через двадцать минут яйцо достают из контейнера сырым.

На корпусе закреплён подводный маяк, который активируется при контакте с водой. Он передаёт ультразвуковой сигнал раз в секунду на частоте 37,5 килогерц в течение 30 дней и должен обнаруживаться на глубине не менее четырёх километров. Любопытно, что аналогичного маяка для катастроф на суше не существует.

Изобретателем бортового самописца считается австралиец Дэвид Уоррен. По образованию он был химиком, а не авиационным инженером.

Уоррен родился в 1925 году на острове Грут-Айленд в семье миссионеров. Когда ему было девять лет, его отец погиб в катастрофе самолёта de Havilland DH.86. При этом сам Уоррен в поздних интервью настаивал: обстоятельства гибели отца не привели его к изобретению. Скорее сработал прощальный подарок отца, детекторный радиоприёмник, который пробудил интерес к науке.

В 1953 году Уоррена включили в группу по расследованию катастроф de Havilland Comet, первого в мире коммерческого реактивного лайнера. Обе катастрофы не оставили выживших, и причины были неясны.

Тогда он вспомнил устройство, которое видел неделей ранее на выставке в Сиднее: Minifon, немецкий карманный диктофон на батарейках. Его продавали бизнесменам для диктовки и, что называется, шпионам для работы. Уоррен подумал, насколько полезной такая запись была бы на борту.

В апреле 1954 года Уоррен представил четырёхстраничный технический меморандум под номером 142. Он предлагал записывать разговоры в кабине и разместить прибор в хвостовой части, которая с наименьшей вероятностью получит серьёзные повреждения.

Начальнику идея не понравилась. Уоррену сказали передать её другой группе и заняться топливными баками, его профильной темой.

В 1955 году у него появился новый руководитель, Том Кибл, который идею поддержал. К 1958 году прототип был готов: устройство записывало данные на намагниченную стальную проволоку диаметром 0,05 миллиметра, хранило до четырёх часов записи голоса и показания приборов с частотой восемь замеров в секунду.

Реакция оказалась ещё жёстче. Гражданские власти заявили, что прибор не имеет прямого применения в гражданских самолётах. Военные решили, что самописец даст больше экспрессивных выражений, чем объяснений. Но самое резкое возражение пришло от Федерации пилотов:

«Устройство будет подобно шпиону, летающему рядом. Ни один самолёт в Австралии не поднимется в воздух с Большим Братом на борту» Федерация пилотов Австралии, конец 1950-х.

История могла на этом закончиться. Но прототип во время неофициального визита в лабораторию случайно увидел Роберт Хардингем, секретарь регистрационной комиссии воздушного транспорта. Он был настолько впечатлён, что Уоррена отправили первым же рейсом в Англию.

Британская реакция оказалась противоположной австралийской: производители и авиаоператоры предложили поддержку, устройство показали в вечерних новостях BBC.

Систему так и не запатентовали. Права на производство получила британская фирма S. Davall & Sons, чей самописец «красное яйцо» в итоге занял большую долю рынка. Уоррен не получил за изобретение денег и шутил по этому поводу: правительство получило всё, что хотело, а его хотя бы не оштрафовали за неудачные идеи, которых было куда больше, чем удачных.

В январе 1963 года Австралия стала первой страной в мире, обязавшей оснащать самолёты самописцами. США приняли первые правила в 1964 году, Великобритания в 1965.

Уоррен умер в 2010 году в возрасте 85 лет. По его просьбе на гробу закрепили ярко-оранжевую табличку с надписью «Изобретатель бортового самописца. Не открывать».

Идея записывать параметры полёта витала в воздухе, и над ней работали в разных странах почти одновременно.

•Франсуа Юссено и Поль Бодуэн: во Франции в 1939 году разработали устройство, записывавшее данные о полёте на фотоплёнку.

•Лен Харрисон и Вик Хазбенд: в Англии создали самописец, который стилусом наносил данные приборов на медную фольгу. Голос он не писал.

•Вьехо Хиетала: финский авиационный инженер в 1942 году построил самописец, который сам прозвал «Мата Хари».

•Джеймс Райан: профессор Университета Миннесоты подал патент на устройство VGA 4 августа 1953 года. Оно записывало изменения скорости, перегрузок и высоты на алюминиевой пластине. Тот же человек изобрёл втягивающийся автомобильный ремень безопасности.

•Гарри Стевинсон: в Канаде решал другую задачу: как найти упавший самолёт. Его радиомаяк выбрасывался при падении и подавал сигнал бедствия.

Все эти разработки шли параллельно, и вопрос «кто был первым» в истории техники почти всегда остаётся дискуссионным.

Главная ценность самописца в том, чтобы понять причину и не допустить повторения. Вот три расследования, каждое из которых изменило отрасль.

Air France 447, 2009 год

Самолёт упал в Атлантический океан, самописцы нашли только через два года. Данные показали комбинацию причин: обледенение датчиков скорости, дезориентация экипажа и неправильные действия пилотов. Результат расследования: изменились требования к обучению пилотов управлению самолётом в режиме отказа автоматики.

Malaysia Airlines MH370, 2014 год

Самолёт исчез, и чёрные ящики не найдены до сих пор. Отсутствие данных сделало расследование одним из самых сложных в истории. Именно этот случай ускорил внедрение систем передачи данных в реальном времени, чтобы информация о полёте попадала на землю ещё до того, как самописец окажется на дне океана.

Ethiopian Airlines, Boeing 737 MAX, 2019 год

Данные регистратора полётных данных позволили быстро установить связь с более ранней катастрофой Lion Air и выявить проблему в системе MCAS. Результатом стал глобальный запрет эксплуатации всего типа 737 MAX и масштабная переработка программного обеспечения.

Обратите внимание на логику всех трёх случаев. Самописец не спас те рейсы. Но он изменил обучение пилотов, ускорил появление новых технологий передачи данных и остановил эксплуатацию целого типа воздушных судов до устранения проблемы. Именно так работает накопление безопасности в авиации.

При всей надёжности у технологии есть ограничения, о которых честно говорят сами специалисты.

•Поиск в океане может занять годы, а подводный маяк работает только тридцать дней. После этого самописец практически неотличим от обломков на дне.
•Память может быть повреждена, особенно если устройство пролежало в солёной воде несколько недель. Восстановление данных иногда занимает месяцы.
•Расшифровка требует знания конструкции конкретного типа воздушного судна, его систем и алгоритмов работы автоматики. Это отдельная квалификация.
•Речевой самописец пишет только звук. Действия пилотов приходится реконструировать косвенно.

Отдельно существует юридическая сторона: записи из кабины защищены законом и не публикуются полностью, чтобы не создавать прецедент давления на экипажи.

Дэвиду Уоррену говорили, что его идея не нужна, что она превратит кабину в место слежки и что ему лучше заниматься топливными баками. Сегодня без этого прибора не летает ни один коммерческий самолёт в мире.

Чёрный ящик не предотвращает катастрофу. Он делает другое: превращает трагедию в знание, а знание в изменённые правила, доработанные конструкции и переписанные инструкции. Каждый безопасный рейс сегодня частично оплачен расследованиями прошлого.