Кіріспе

Ұшуды тіркеу құрылғысы – авиациялық апаттар мен оқиғаларды тергеуді жеңілдету үшін ұшақта орнатылатын электрондық тіркеу құрылғысы. Бұл құрылғы көбінесе «қара қорап» деп аталады, бірақ бұл ескірген және қате атау – қазір оларды апаттан кейін іздеуді жеңілдету үшін жарық қызғылт сары түспен бояу қажет. Ұшуды тіркеу құрылғысының екі түрі бар: ұшу деректерін тіркегіш (FDR) секунд сайын ондаған параметрлерді тіркеу арқылы ұшудың соңғы тарихын сақтайды; кабинадағы дауысты тіркегіш (CVR) кабинадағы дыбыстарды, соның ішінде ұшқыштардың сөйлескендерін тіркеу арқылы сақтайды. Екі құрылғы да бір құрылғыға біріктірілуі мүмкін. FDR және CVR ұшақтың ұшу тарихын объективті түрде құжаттайды, бұл кейінгі тергеуге көмектеседі. Халықаралық азаматтық авиация ұйымының бақылауымен, екі ұшуды тіркеу құрылғысы да ауыр авиациялық апат кезінде туындауы мүмкін жағдайларға төтеп беруге тиіс. Осы себепті, олар әдетте EUROCAE ED 112 стандарты бойынша 3400 g күшін және жоғары температураны выдержип беруге арналған. Олар 1967 жылдан бері АҚШ-тағы коммерциялық ұшақтарда міндетті болып табылады. 2014 жылы Malaysia Airlines рейсі 370-нің түсініксіз жоғалуынан кейін, сарапшылар деректерді тікелей жерге таратуды, сондай-ақ су асты локаторларының батареясын ұзартуды ұсынды.

Алғашқы жобалары

Франсуа Хуссенот пен Пол Бодуан 1939 жылы Францияның Мариньян әуе сынақ орталығында «HB типі» ұшу тіркегішімен жасаған ең алғашқы және дәлелденген әрекеттердің бірі болды; олар негізінен фотосурет негізіндегі ұшу тіркегіштері еді, өйткені жазба ұзын және ені фотопленкаға түсірілген. Жасырын кескін жазылатын деректердің шамасына (биіктік, жылдамдық және т.б.) сәйкес еңкейтілген айнамен бұрылған жұқа жарық сәулесі арқылы жасалды. 1947 жылы Хуссенот Бодуанмен және басқа серіктесімен бірге өзінің «хуссенограф» деп аталатын өнертабысын сату үшін Société Française des Instruments de Mesure компаниясын құрды. Бұл компания кейіннен әуе кемелерінде ғана емес, пойыздарда және басқа да көлік құралдарында қолданылатын деректерді тіркеу құрылғыларының маңызды жеткізушісі болды. SFIM бүгінде Safran тобының құрамына кіреді және әлі де ұшу тіркегіштері нарығында өкілдік етеді. Фильмдік технологияның артықшылығы – оны кейін оңай дамытуға болады және ойнату құрылғысының қажеті болмай, ұшу параметрлерінің тұрақты және визуалды кері байланысын қамтамасыз етеді. Екінші жағынан, магниттік таспалардан немесе кейінірек флэш-жад негізіндегі технологиядан айырмашылығы, фотопленканы өшіріп, қайта пайдалануға болмайды, сондықтан оны мерзімді түрде ауыстыру қажет. Бұл технология бір реттік пайдалануға арналған, көбінесе жоспарланған сынақ ұшулары кезінде қолданылды: ол әдеттегі коммерциялық рейстер кезінде азаматтық ұшақтарға орнатылмады. Сондай-ақ, кабинадағы әңгімелер жаздырылмады. Ұшу деректерін тіркеудің тағы бір түрі Ұлыбританияда Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде жасалды. Лен Харрисон мен Вик Хасбанд апатқа және өртке төтеп бере алатын, ұшу деректерін сақтай алатын құрылғыны жасады. Бұл құрылғы қазіргі заманғы тіркегіштердің алдағысы болды, себебі ол әуе экипажы төзе алмайтын жағдайларға төтеп бере алды. Ол жаздыру ортасы ретінде мыс фольганы қолданды, түрлі аспаптарға немесе ұшақ басқару элементтеріне сәйкес келетін түрлі стильдер фольгаға іздер қалдырды. Фольга уақыт аралығында мерзімді түрде жылжытылды, ұшақтың аспаптарының көрсеткіштері мен басқару параметрлерінің тарихын көрсетті. Бұл құрылғы Фарнборо қаласында Әуе кемелерін өндіру министрлігі үшін жасалды. Соғыс аяқталғаннан кейін министрлік Харрисон мен Хасбандты өз өнертабыстарын оған беруге мәжбүр етті және министрлік оны британдық патент 19330/45 бойынша патенттеді. «Мата Хари» деп аталған алғашқы заманауи ұшу деректерін тіркеу құрылғысын 1942 жылы фин авиация инженері Веййо Хиетала жасаған. Бұл қара, жоғары технологиялық механикалық қорап фин әуе күштері жөндеген немесе Финляндияның Тампере қаласындағы негізгі авиациялық зауытында құрастырған ұшақтардың сынақ ұшулары кезінде қажетті барлық деректерді тіркеуге қабілетті болды. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде британдық және американдық әскери-әуе күштері ұшақтардың дауыстық тіркегіштерін сәтті сынақтан өткізді. 1943 жылдың тамызында АҚШ Әскери-әуе күштері нацистер басып алған Франциядағы ұрыс миссиясында болған B 17 бомбалаушы ұшағының экипажының телефондық әңгімелерін жазу үшін магниттік сыммен жазғышпен тәжірибе жүргізді. Жазу екі күннен кейін АҚШ-қа радио арқылы таратылды.

Австралиялық үлгілер

1953 жылы Мельбурн қаласындағы Қорғаныс ғылымы және технология ұйымының Аэронавтикалық зерттеу зертханаларында (ARL) жұмыс істеген кезде, ол азаматтық ұшақтарды ескере отырып, апаттан кейін зерттеу жұмыстарын жүргізу мақсатында жасалған. Деректерді тіркеу құралдарын тасымалдау Ұлыбритания тіркелген ұшақтар үшін екі кезеңде міндетті болды: біріншісі, 1965 жылы жаңа турбиналық қозғалтқыштары бар, ауырлығы артық қоғамдық көлік санатындағы ұшақтар үшін міндетті болды, ал 1966 жылы поршенді қозғалтқыштары бар тасымалдау ұшақтары үшін қосымша талап қойылды, бұрынғы талап барлық реактивті тасымалдау ұшақтарына дейін кеңейтілді. Ұлыбританияда ұшақ апатынан алынған деректерді алғаш рет қолданудың бірі – 1967 жылы Стокпорт әуе апатына қатысқан British Midland Argonaut ұшағында болған Royston "Midas" дерек жазу құралынан алынған мәліметтер болды.

Американдық үлгілер

Ұшуды тіркеу құрылғысын АҚШ-та профессор Джеймс Дж. "Краш" Райан, 1931-1963 жылдары Миннесота университетінің механика ғылымының профессоры ойлап тапты және патенттеді. Райанның "Ұшуды жазу" патенті 1953 жылдың тамызында тіркелді және 1960 жылдың 8 қарашасында АҚШ патенті №2,959,459 ретінде бекітілді. Райанның "Ұшуды жазу аппараттары және осыған ұқсас" үшін екінші патенті – 1963 жылдың 22 қаңтарында тіркелген АҚШ патенті №3,075,192. Райанның ұшу деректерін жазудың алғашқы прототипі 2013 жылғы қаңтардағы "Авиация тарихы" журналындағы Скотт М. Фишердің "Қара қораптың әкесі" мақаласында сипатталған. Райан, сонымен қатар, қазір автомобильдерде міндетті түрде орнатылатын кері тартылатын қауіпсіздік белбеуінің авторы, 1946 жылы ұшуды тіркеу идеясы бойынша жұмыс істей бастады және 1948 жылы Азаматтық авиация басқармасының әуедегі апаттарды азайту мақсатымен жұмыс процедураларын белгілеу туралы сұранысына жауап ретінде бұл құрылғыны ойлап тапты. Сұраныс ұшу деректерін жинақтау құралына қатысты болды. Алғашқы құрылғы "General Mills Flight Recorder" деп аталды. Ұшуды тіркеуші және ұшуды тіркеуші кодтау аппаратының артықшылықтары Райанның "Ұшуды тіркеушілермен әуе компаниясы операцияларындағы үнем" атты зерттемесінде баяндалды, ол 1956 жылы Конгресс жазбасына енгізілді. Райанның ұшуды тіркеу аппараты ұшақтың ұшу деректерін – қозғалтқыш түтінінің температурасы, жанармай ағыны, ұшақтың жылдамдығы, биіктігі, басқару беттерінің орналасуы және төмендеу жылдамдығы сияқты мәліметтерді үздіксіз тіркеді. "Кабина дыбыс жазғышы" (КДЖ) құрылғысын Lockheed Aircraft Corporation компаниясының авиациялық инженеры Эдмунд А. Бонифасс-младший жеке ойлап тапты және патент алды. Ол 1961 жылдың 2 ақпанында АҚШ патенттік кеңсесіне "ұшақ кабинасының дыбыс жазғышы" ретінде өтініш берді. Бұл 1961 жылғы өнертапқышқа кейбіреулер "жеке өмірге қол сұғу" деп қарады. Кейіннен Бонифасс 1963 жылдың 4 ақпанында серіппелі қосқышпен жабдықталған "Кабина дыбыс жазғышы" (АҚШ патенті №3,327,067) үшін жаңа өтініш берді, бұл ұшқышқа қауіпсіз ұшу мен қонудан кейін дыбыс жазбасын жоюға мүмкіндік берді. Бонифасс 1940 жылдардағы ұшақ апаттарын тергеуге және екі Lockheed Electra турбовинтті ұшағының (1959 жылы Braniff Airlines компаниясының 542 рейсі және 1961 жылы Northwest Orient Airlines компаниясының 710 рейсі) ұшу биіктігінде бір қанатын жоғалту оқиғаларын тергеуге қатысты. Бұл оны ұшқыштар қанат жоғалғанға дейін және төмендеу кезінде не айтқанын, сондай-ақ қанат жоғалғанға дейін немесе кезінде болған кез келген дыбыстар мен жарылыстардың сипатын білуге ​​ынталандырды. Оның патенты ұшқыштардың сөздерін және қозғалтқыш немесе басқа да дыбыстарды жазуға арналған құрылғыны "ұшу кезіндегі жазғы құрылғымен бірге соққыға төтеп беретін, отқа төзімді және су өткізбейтін" және "апат кезіндегі қатты температураға төтеп бере алатын" ыдысқа орналастыруды көздеді. КДЖ – аналогты құрылғы, ол кабинада естілетін барлық дыбыстарды (жарылыс, дауыс және ұшақтың конструкциялық элементтерінің жарылуы мен сынуының шуы) үздіксіз жою/жазу циклін (ұзақтығы 30 минут немесе одан да көп) қамтамасыз етті.

Терминология

"Қара қорап" термині Екінші дүниежүзілік соғыста британдықтар қолданған сөз тіркесі. Бұл құпия электрондық құрылғылар жарық шағылдырмайтын қара қораптарға немесе корпусқа орнатылған. "Қара жәшіктер" туралы алғашқы мәлімет 1945 жылғы мамырдағы "Flight" журналындағы "Авиакомпаниялар үшін радар" мақаласында келтірілген, онда RAF радары мен навигациялық құралдарын азаматтық ұшақтарға қолдану сипатталған: "Қара жәшіктерді" сақтау және одан да маңыздысы, сыртқы антенналардың жұмысына тигізетін зиянды әсері әлі де радио және радар мәселесі болып табылады". (Ғылым мен техникада "қара қорап" термині басқа мағынада қолданылады, ол жүйенің кіріс және шығыстары арқылы ғана сипаттайды, ал ішкі жұмысы туралы ешқандай ақпарат берілмейді.) 1943 жылы RAF және АҚШ Әуе күштерінің бомбалаушыларында магниттік таспа мен сымды дауыс жазғыштар сынақтан өткізілді, бұл одақтас ұшақтарында қолданылатын электрондық құрылғылар жиынтығын толықтырды. 1944 жылы авиация жазушылары осы жазба құрылғыларын коммерциялық ұшақтардағы оқиғаларды тергеуге көмектесу үшін пайдалануды болжады. 1958 жылы заманауи ұшу тіркегіштерді Британдық әуе зерттеулер кеңесіне ұсынғанда, "қара қорап" термині сарапшылар арасында қолданысқа енген. 1967 жылы, ұшу тіркегіштерді жетекші авиациялық елдер міндетті еткен кезде, бұл сөз тіркесі кеңінен таралды: "Осылай аталатын 'қара қораптар' шындығында флуоресцентті қызғылт сары түсті". Құрылғылардың ресми атаулары – ұшу деректерін жазу және кабинадағы дауысты жазу. Жазғыштарды апаттан кейін қиратылған жерде анықтау үшін жарқыраған қызғылт сары түсті қораптарға орналастыру керек. Қазіргі заманғы ұшу деректерін жазу құрылғылары әдетте берік, коррозияға төзімді, жоғары температураға төзімді оқшаулаумен екі рет қапталған болаттан немесе титаннан жасалған. Қазіргі заманғы ұшу деректерін жазу құрылғыларына су астында анықтауға көмектесетін ультрадыбыстық "сигнал" беретін су астындағы маяк қоса беріледі. Бұл маяктар 30 күнге дейін жұмыс істейді және 2023 жылы FAA ұшу-қону жолағындағы жағдайларды зерттеуге көмектесу үшін талаптарды 25 сағатқа дейін ұзартуды ұсынды. 2024 жылғы қаңтарда Аляска Эйрлайнздің 1282 рейсіне қатысты баспасөз конференциясында Ұлттық көлік қауіпсіздігі жөніндегі кеңестің (NTSB) төрағасы Дженнифер Хоменди барлық қолданыстағы құрылғыларға 2 сағаттан гөрі 25 сағатқа дейін сақтау мерзімін ұзартуға шақырды, жаңадан шығарылған құрылғыларға ғана емес. Стандартты кабинадағы дауысты жазу құрылғысы екі сағат бойы төрт арнадан дыбыс деректерін жаза алады. Бастапқы талап бойынша кабинадағы дауысты жазу құрылғысы 30 минут жазуға тиіс болған, бірақ кейінгі тергеулерге қажетті дыбыс деректерінің маңызды бөлігі жазу аяқталуына 30 минуттан астам уақыт қалғанда болғандықтан, бұл жеткіліксіз болып табылған. Алғашқы кабинадағы дауысты жазу құрылғылары аналогты сыммен жазылған, кейін аналогты магниттік таспамен ауыстырылған. Кейбір таспалық құрылғыларда екі катушка болған, таспа екі шетінен автоматты түрде кері бұрылған. Алғашқы үлгі – 1957 жылы австралиялық Дэвид Уоррен мен аспап жасаушы Тайч Мирфилд жасаған ARL ұшу жады бірлігі. Басқа құрылғыларда бір катушка қолданылған, таспа 8 тректік картридждегідей үздіксіз циклға тізілген. Таспа айналып тұрып, ескі дыбыс ақпараты әр 30 минут сайын жаңартылып отырған. Магниттік таспадан дыбысты қалпына келтіру, егер жазғыш судан табылса және корпусы бұзылса, көбінесе қиынға соғады. Сондықтан, соңғы үлгілерде қатты күйдегі жад қолданылады және ақауларға төзімді цифрлық жазу әдістері қолданылады, бұл оларды соққыға, дірілге және ылғалға төзімді етеді. Қатты күйдегі жазғыштардың қуаттылығы төмен болғандықтан, қазір құрылғыларға батареяны қосу мүмкін, сонда жазу ұшу аяқталғанға дейін жалғаса береді, тіпті ұшақтың электр жүйесі істен шыққан жағдайда да. Ұшу деректерін жазу құрылғысы сияқты, кабинадағы дауысты жазу құрылғысы да ұшақ фюзеляжының артқы бөлігіне орнатылады, сонда апат кезінде оның сақталу ықтималдығы жоғары болады. және басқалары. Қатты күйдегі жазғыштар 1990 жылы коммерциялық тұрғыдан тиімді болды, олардың артықшылығы жоспарлы техникалық қызмет көрсетуді қажет етпеу және деректерді оңай алу. Бұл 1995 жылы екі сағаттық дауыс жазбасына дейін ұзартылды.

Қосымша жабдықтар

1970 жылдан бері көптеген ірі азаматтық авиациялық ұшақтары "жылдам қолжетімді тіркегіш" (QAR) құрылғысымен қосымша жабдықталды. Бұл құрылғы деректерді алынып қойылатын жад құрылғысына жазады. FDR және CVR деректеріне қол жеткізу қиын, себебі олар апат кезінде сақталу мүмкіндігі жоғары жерлерге орнатылуы тиіс; сондай-ақ, жазбаларды оқу үшін арнайы құрал-жабдықтар қажет. QAR жад құрылғысын оңай алып тастауға болады және оны стандартты үстел компьютеріне қосылған құралдармен оқуға арналған. Көптеген әуе компаниялары жылдам қолжетімді жазбаларды "оқиғалар" үшін тексеріп отырады, ал оқиға – бұл қалыпты жұмыс параметрлерінен айтарлықтай ауытқу. Бұл, апат немесе инцидент болмас бұрын, жұмыс істеудегі мәселелерді анықтап, жоюға мүмкіндік береді. Ұшу деректерін жинау блогы (FDAU) – бірнеше сенсорлар мен авиациялық жүйелерден түрлі дискретті, аналогты және цифрлық параметрлерді қабылдап, оларды FDR-ге және орнатылған болса, QAR-ға жіберуге арналған блок. FDAU-дан FDR-ге ақпарат нақты деректер блогы арқылы жіберіледі, бұл деректер блогы ұшақ өндірушісіне байланысты. Көптеген қазіргі заманғы ұшақ жүйелері цифрлық немесе цифрлық басқарылатын жүйелер болып табылады. Көбінесе цифрлық жүйеде жүйенің жұмысы туралы ақпаратты жазатын кіріктірілген сынақ құралы болады. Бұл ақпаратқа апатты немесе инцидентті тергеуге көмектесу үшін де қол жеткізуге болады.

Сипаттамалар

Бүгінгі FDR дизайны ұшуды тіркеу құралдарына қатысты халықаралық деңгейде мойындалған стандарттар мен ұсынылатын тәжірибелерге сәйкес келеді, бұл стандарттар ICAO 6-қосымшасында қамтылған. Онда Еуропалық азаматтық авиация жабдықтары ұйымында кездесетіндей, өнеркәсіптік апатқа төзімділік және өрттен қорғау сипаттамалары келтірілген. Сонымен қатар, тесілуге қарсы тұру, статикалық қирау, жоғары және төмен температурадағы өрт, терең теңіз қысымы, теңіз суына батыру және сұйықтыққа батыру талаптары да бар. EUROCAE ED 112 («Апаттан қорғалған бортындағы жазу жүйелерінің минималды операциялық өнімділік спецификациясы») ұшу деректерін, кабинадағы дыбысты, бейнелерді және CNS/ATM цифрлық хабарламаларын жазу үшін ұшу тіркегіштері қажетті барлық ұшақтар үшін орындалуға тиіс минималды спецификацияны анықтайды және апаттар мен инциденттерді тергеу үшін қолданылады. ARINC стандарттарын Әуе компанияларының электрондық инженерия комитеті (AEEC) әзірлейді. 700 сериялы стандарттар көлік санатындағы ұшақтарға орнатылатын авиациялық жабдықтардың түрін, өлшемдерін және функциясын сипаттайды. FDR ARINC 747 сипаттамасымен, ал CVR ARINC 757 сипаттамасымен анықталады. Нигериялық экипаждардың оқиғадан кейін дауыстық деректерді қайта жазуына байланысты 2023 жылы барлық операторларға жолданған хатта осы практикаға тыйым салынғаны еске салынды.

Қашықтағы жазулар

NTSB 1999 жылы операторлардан CVDR жүйелерінің екі жиынтығын орнатуды талап етті, екінші CVDR ұшақ жерге немесе суға соқтығысып бұрын шығарылуға арналған. Лақтыру, сенсорлық ақпарат негізінде аварияның жақындап келе жатқанын анықтаған компьютерлік жүйе арқылы басталады. Ашылатын жазу құрылғысы пилот кабинасының дауыс/ұшу деректерін жазу құрылғысын және авариялық локаторды таратушыны (ELT) бір құрылғыда біріктіреді. Құрылғы ұшақтан шығып, суға түсіп, жерге түскенде зақымданбау үшін немесе су бетінде шексіз уақыт бойы жүзу үшін жасалған. Ол дереу қалпына келтіруге көмектесу үшін спутниктік технологиямен жабдықталған. CVDR технологиясын АҚШ Әскери-теңіз күштері 1993 жылдан бері пайдалануда. 2003 жылдың 26 маусымында Конгрессмен Дэвид Прайс (D NC) және Конгрессмен Джон Дункан (R Tenn.) екі партиялық күш-жігермен, тергеушілердің көлік санатындағы ұшақтарға қатысты апаттардан кейін дереу ақпарат алуын қамтамасыз ету мақсатында ұсынды. 2015 жылдың 8 қаңтарында, ұшу деректерін жазу құрылғылары табылмастан бұрын, аты-жөні жарияланбаған ИКАО өкілі: «Қозғалмалы жазу құрылғыларын мұқият қарау уақыты келді» деді. ИКАО-ның тағы бір өкілі, халық назары «коммерциялық ұшақтардағы шығарылатын жазу құрылғыларына қолдау көрсетуге серпіліс берді» деді. Alaska Airlines рейсі 1282 апатында пилот кабинасының дауыс жазу құрылғысы дұрыс жұмыс істеді, бірақ деректер CVR қосылып, жұмыс істеп тұрғандықтан қайта жазылды. Апаттық деректер, техникалық қызметкерлер ұшаққа кіріп, CVR-ді өшіре алғанша, апаттан кейінгі екі сағаттан астам дыбыстармен жазылып тасталды.

Сурет жазу құрылғылары

ҰҚТБ ірі көлік ұшақтарының кабинасындағы бейне тіркегіштерді орнатуды ұсынды, бұл апаттарды тергеу кезінде қолданыстағы CVR және FDR деректерін толықтыратын қосымша ақпарат береді. Сондай-ақ, олар CVR немесе FDR талап етілмейтін шағын ұшақтарға да бейне тіркегіштерді орнатуды ұсынды.

Мәдени сілтемелер

Rammstein тобының Reise, Reise альбомының суреті CVR сияқты жасалған; сонымен қатар, апаттан алынған дыбыс жазбасын да қамтиды. Дыбыс жазбасы 1985 жылғы 12 тамыздағы апатта 520 адамның қаза тапқан Жапон әуе компаниясының 123 рейсінің CVR-ының соңғы 1–2 минутынан алынған; JAL123 – тарихтағы ең көп адам өлген бір ғана ұшақ апаты. Collective:Unconscious атты сахналық өнер ұжымының мүшелері Charlie Victor Romeo атты пьесаны қойып, сценарийін тоғыз ұшақ апатының CVR дауыстық жазбаларының түйіндемелеріне негіздеген. Пьесада Айова штатының Сиук-Сити қаласының жанындағы жүгері егісіне құлаған United Airlines 232 рейсі көрсетілген, ол бір қозғалтқышының және көптеген басқару құралдарының ауыр бұзылуынан кейін болған. Stand-up комедияда, қара жәшіктер апаттан аман қалатынын ескере отырып, ұшақтың барлығын қара жәшіктерді жасауға қолданылатын материалдан неге жасамайды деген көптеген әзілдер айтылған. Бұл туралы 2001 жылғы Крис Роктың Down to Earth фильмінде де айтылған, бірақ бұл әзілдің бастапқы авторы Джордж Карлин деп есептеледі.