Почему так много времени нужно, чтобы расшифровать черный ящик? Как устроен «чёрный ящик», и почему его трудно расшифровать Особенности подключения отечественных устройств

«По статистике примерно в 32% случаев происходит полная или частичная потеря информации с БУРов, — рассказывает Юрий Попов, доктор технических наук, начальник отдела исследований параметрической и звуковой информации МАК. — И тогда нам 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. У меня был случай на Дальнем Востоке, когда после аварии БУР разлетелся на мелкие куски, а магнитная пленка представляла собой ворох кусочков от нескольких миллиметров до 10 см длиной. Пришлось восстанавливать данные, как пазл, по отдельным фрагментам. Для таких случаев мы используем 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 мы накладываем 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.

Одно из происшествий, которые я расследовал, 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.

До сих пор нам не приходилось работать с сильно поврежденными твердотельными накопителями. Обычно, если БУР разрушен, а кристалл памяти целый, но оборваны какие-то контакты, они подпаиваются, затем чип вставляется в переходник-адаптер, и дальше все считывается обычным порядком. Однако я знаю, что разрабатываются технологии восстановления данных с чипов флэш-памяти, пострадавших от пожара или сильно разрушенных».

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, — говорит Юрий Попов. — Необходимость в них связана прежде всего с тем, что в сравнительно недавнюю эпоху мы перешли от стрелочных приборов к отображению информации на ЖК-дисплеях. При аварии, то есть при столкновении самолета с препятствием, стрелки оставляли на шкале отпечаток, и мы могли точно знать, что показывал прибор в последнее мгновение перед гибелью самолета. Понятно, что изображение на ЖК-дисплее таких следов не оставляет. Поэтому 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.

Непосредственно самописец, в общем-то, прибор нехитрый: он представляет собой массив микросхем флеш-памяти и контроллер и принципиально мало чем отличается от SSD-накопителя в вашем ноутбуке. Правда, флеш-память используется в самописцах относительно недавно, и в воздухе сейчас множество самолетов, оборудованных более старыми моделями, в которых используется магнитная запись - на ленту, как в магнитофонах, либо на проволоку, как в самых первых магнитофонах: проволока прочнее ленты, а значит, надежнее.

Главное же - всю эту начинку как следует защитить: полностью герметичный корпус делается из титана или высокопрочной стали, внутри находится мощный слой теплоизоляции и демпфирующих материалов. По информации сайт, существует специальный стандарт FAA TSO C123b/C124b, которому соответствуют современные самописцы: данные должны оставаться сохранными при перегрузках в 3400G в течение 6,5 мс (падение с любой высоты), полный охват огнем в течение 30 минут (пожар от воспламенения топлива при столкновении самолета с землей) и нахождении на глубине 6 км в течение месяца (при падении самолета в воду в любой точке Мирового океана, кроме впадин, вероятность попасть в которые статистически мала).

Кстати, что касается падения в воду: самописцы оснащаются ультразвуковыми маяками, включающимися при контакте с водой. Маяк излучает сигнал на частоте 37 500 Гц, и, запеленговав этот сигнал, самописец легко найти на дне, откуда его извлекают водолазы или дистанционно управляемые роботы для подводных работ. На земле самописец найти также несложно: обнаружив обломки самолета и зная места размещения самописцев, достаточно, по сути, просто оглядеться вокруг.

На корпусе обязательно имеется надпись «Flight Recorder. Do not open» на английском языке. Часто имеется такая же надпись на французском; могут иметься надписи на других языках.

Где располагаются ящики?

В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях, так как удар принимает на себя обычно передняя часть. Самописцев на борту несколько - так уж заведено в авиации, что все системы резервируются: вероятность того, что ни один из них не удастся обнаружить, а на обнаруженных будут испорчены данные - минимальна.

При этом самописцы различаются еще и по записываемым в них данным..

Аварийные самописцы, которые и ищут после катастроф, бывают параметрическими (FDR) и речевыми (CVR).

Речевой самописец сохраняет помимо переговоров экипажей и диспетчеров также окружающие звуки (всего 4 канала, продолжительность записи - последние 2 часа), а параметрические записывают информацию с различных датчиков - начиная от координат, курса, скоростей и тангажа и заканчивая оборотами каждого из двигателей. Каждый из параметров записывается несколько раз в секунду, а при быстром изменении частота записи возрастает. Запись ведется циклично, как в автомобильных видеорегистраторах: новые данные затирают наиболее старые. При этом длительность цикла составляет 17-25 часов, то есть ее гарантированно хватит на любой полет.

Речевые и параметрические самописцы могут быть объединены в один, однако в любом случае записи имеют точную привязку ко времени. Между тем параметрические самописцы фиксируют далеко не все параметры полета (хотя сейчас их как минимум 88, а совсем недавно, до 2002 года, было только 29), а только те из них, которые могут пригодиться при расследовании катастроф. Полные же «логи» (2 000 параметров) происходящего на борту фиксируют эксплуатационные самописцы: их данные используются для анализа действий пилотов, ремонта и обслуживания самолета и т. п. - они не имеют защиты, и после катастрофы данные с них уже не получить.

Как расшифровать черный ящик?

Необходимость расшифровки данных с черных ящиков - это такой же миф, как то, что ящики черные.

Дело в том, что данные никак не шифруются, и слово «расшифровка» здесь используется в том же значении, что у журналистов расшифровка записи интервью. Журналист слушает диктофон и пишет текст, а комиссия экспертов считывает данные с носителя, обрабатывает их и записывает в удобном для анализа и восприятия виде. То есть никакого шифрования нет: данные можно прочитать в любом аэропорту, защиты данных от чужих глаз не предусмотрено. А поскольку черные ящики предназначены для анализа причин авиакатастроф с целью снижения числа катастроф в дальнейшем, то какой-то специальной защиты от модификации данных нет. В конце концов, если истинные причины катастрофы требуется замолчать или исказить по политическим или еще каким-то причинам, то всегда можно заявить о сильных повреждениях самописцев и невозможности считать все данные.

источник на англ. - Encylopedia Britannica

Правда, при повреждениях (а они не так уж редки - примерно треть всех катастроф) все равно данные можно восстановить - и фрагменты ленты склеиваются, а также обрабатываются специальным составом, и уцелевшим микросхемам подпаивают контакты, чтобы подключить их к считывателю: процесс сложный, он проходит в специальных лабораториях и может затянуться.

Словосочетание «черный ящик» звучит из телеэфира в двух случаях: когда идет передача «Что? Где? Когда?» и когда где-то происходит авиакатастрофа. Парадокс в том, что если в телепередаче черный ящик - это и в самом деле черный ящик, то в самолете это не ящик и он не черный.

Бортовой самописец - именно так на самом деле называется устройство - обычно делают красного или оранжевого цвета, а форму придают шарообразную или цилиндрическую. Объяснение очень простое: округлая форма лучше противостоит внешним воздействиям, неизбежным при падении самолета, а яркий цвет облегчает поиски. Разберемся, как устроен черный ящик самолета, а также как расшифровывается информация.

Что в ящике?

1. Непосредственно самописец, в общем-то, прибор нехитрый: он представляет собой массив микросхем флеш-памяти и контроллер и принципиально мало чем отличается от SSD-накопителя в вашем ноутбуке. Правда, флеш-память используется в самописцах относительно недавно, и в воздухе сейчас множество самолетов, оборудованных более старыми моделями, в которых используется магнитная запись - на ленту, как в магнитофонах, либо на проволоку, как в самых первых магнитофонах: проволока прочнее ленты, а значит, надежнее. В любом случае, чёрный ящик должен быть в наличии в любом самолёте. Будь то пассажирский или грузовой самолёт, предназначенный для авиаперевозки контейнеров, которые можно приобрести .

2. Главное же - всю эту начинку как следует защитить: полностью герметичный корпус делается из титана или высокопрочной стали, внутри находится мощный слой теплоизоляции и демпфирующих материалов.

Существует специальный стандарт FAA TSO C123b/C124b, которому соответствуют современные самописцы: данные должны оставаться сохранными при перегрузках в 3400G в течение 6,5 мс (падение с любой высоты), полный охват огнем в течение 30 минут (пожар от воспламенения топлива при столкновении самолета с землей) и нахождении на глубине 6 км в течение месяца (при падении самолета в воду в любой точке Мирового океана, кроме впадин, вероятность попасть в которые статистически мала).

3. Кстати, что касается падения в воду: самописцы оснащаются ультразвуковыми маяками, включающимися при контакте с водой. Маяк излучает сигнал на частоте 37 500 Гц, и, запеленговав этот сигнал, самописец легко найти на дне, откуда его извлекают водолазы или дистанционно управляемые роботы для подводных работ. На земле самописец найти также несложно: обнаружив обломки самолета и зная места размещения самописцев, достаточно, по сути, просто оглядеться вокруг.

4. На корпусе обязательно имеется надпись «Flight Recorder. Do not open» на английском языке. Часто имеется такая же надпись на французском; могут иметься надписи на других языках.

Где располагаются ящики?

6. В самолете располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях, так как удар принимает на себя обычно передняя часть. Самописцев на борту несколько - так уж заведено в авиации, что все системы резервируются: вероятность того, что ни один из них не удастся обнаружить, а на обнаруженных будут испорчены данные - минимальна.

7. При этом самописцы различаются еще и по записываемым в них данным.

Аварийные самописцы, которые и ищут после катастроф, бывают параметрическими (FDR) и речевыми (CVR).

Речевой самописец сохраняет помимо переговоров экипажей и диспетчеров также окружающие звуки (всего 4 канала, продолжительность записи - последние 2 часа), а параметрические записывают информацию с различных датчиков - начиная от координат, курса, скоростей и тангажа и заканчивая оборотами каждого из двигателей. Каждый из параметров записывается несколько раз в секунду, а при быстром изменении частота записи возрастает. Запись ведется циклично, как в автомобильных видеорегистраторах: новые данные затирают наиболее старые. При этом длительность цикла составляет 17-25 часов, то есть ее гарантированно хватит на любой полет.

Речевые и параметрические самописцы могут быть объединены в один, однако в любом случае записи имеют точную привязку ко времени. Между тем параметрические самописцы фиксируют далеко не все параметры полета (хотя сейчас их как минимум 88, а совсем недавно, до 2002 года, было только 29), а только те из них, которые могут пригодиться при расследовании катастроф. Полные же «логи» (2 000 параметров) происходящего на борту фиксируют эксплуатационные самописцы: их данные используются для анализа действий пилотов, ремонта и обслуживания самолета и т. п. - они не имеют защиты, и после катастрофы данные с них уже не получить.

Необходимость расшифровки данных с черных ящиков - это такой же миф, как то, что ящики черные.

8. Дело в том, что данные никак не шифруются, и слово «расшифровка» здесь используется в том же значении, что у журналистов расшифровка записи интервью. Журналист слушает диктофон и пишет текст, а комиссия экспертов считывает данные с носителя, обрабатывает их и записывает в удобном для анализа и восприятия виде. То есть никакого шифрования нет: данные можно прочитать в любом аэропорту, защиты данных от чужих глаз не предусмотрено. А поскольку черные ящики предназначены для анализа причин авиакатастроф с целью снижения числа катастроф в дальнейшем, то какой-то специальной защиты от модификации данных нет. В конце концов, если истинные причины катастрофы требуется замолчать или исказить по политическим или еще каким-то причинам, то всегда можно заявить о сильных повреждениях самописцев и невозможности считать все данные.

Как расшифровать черный ящик?

Правда, при повреждениях (а они не так уж редки - примерно треть всех катастроф) все равно данные можно восстановить - и фрагменты ленты склеиваются, а также обрабатываются специальным составом, и уцелевшим микросхемам подпаивают контакты, чтобы подключить их к считывателю: процесс сложный, он проходит в специальных лабораториях и может затянуться.

Почему «черный ящик»?

9. Почему бортовые самописцы называют «черными ящиками»? Версий несколько. Например, название могло пойти со времен Второй мировой войны, когда на военные самолеты начали устанавливать первые электронные модули: они действительно выглядели как ящики черного цвета. Или, например, первые самописцы еще до войны использовали для записи фотопленку, поэтому не должны были пропускать свет. Нельзя, впрочем, исключать и влияние «Что? Где? Когда?»: черным ящиком в обиходе называется прибор, принцип работы которого (что в черном ящике) не имеет значения, важен лишь получаемый результат. Самописцы на гражданские самолеты стали массово устанавливать с начала 1960-х годов.

10. Бортовым самописцам есть куда развиваться. По прогнозам, самая очевидная и ближайшая перспектива - это запись видео с разных точек обзора внутри и снаружи самолета. Некоторые эксперты заявляют, что это поможет, помимо прочих преимуществ, решить проблему перехода от стрелочных приборов в кабине пилота к дисплеям: мол, старые приборы при аварии «застывают» на последних показаниях, а дисплеи - нет. Однако не стоит забывать, что стрелочные приборы используются и сейчас в дополнение к дисплеям на случай отказа последних.

11. Также рассматриваются перспективы установки отстреливаемых плавучих самописцев: специальные датчики будут фиксировать столкновение самолета с препятствием, и самописец в этот момент будет «катапультироваться» чуть ли не с парашютом - принцип примерно такой же, как у подушек безопасности в автомобиле. Кроме того, в будущем самолеты смогут в режиме реального времени транслировать все записываемые черными ящиками данные на удаленные сервера - тогда и искать и декодировать самописцы не понадобится.

“Черные ящики” самолета

Словосочетание «черный ящик» звучит из телеэфира в двух случаях: когда идет передача «Что? Где? Когда?» и когда где-то происходит авиакатастрофа. Парадокс в том, что если в телепередаче черный ящик - это и в самом деле черный ящик, то в самолете это не ящик и он не черный. Бортовой самописец (именно так на самом деле называется устройство) обычно делают красного или оранжевого цвета, а форму придают шарообразную или цилиндрическую. Объяснение очень простое: округлая форма лучше противостоит внешним воздействиям, неизбежным при падении самолета, а яркий цвет облегчает поиски. Давайте вместе разбиремся в устройстве самописцев, а также расшифровке информации.

Что в ящике?

Непосредственно самописец, в общем-то, прибор нехитрый: он представляет собой массив микросхем флеш-памяти и контроллер и принципиально мало чем отличается от SSD-накопителя в вашем ноутбуке. Правда, флеш-память используется в самописцах относительно недавно, и в воздухе сейчас множество самолетов, оборудованных более старыми моделями, в которых используется магнитная запись - на ленту, как в магнитофонах, либо на проволоку, как в самых первых магнитофонах: проволока прочнее ленты, а значит, надежнее.

Главное же - всю эту начинку как следует защитить: полностью герметичный корпус делается из титана или высокопрочной стали, внутри находится мощный слой теплоизоляции и демпфирующих материалов. Есть специальный стандарт FAA TSO C123b/C124b, которому соответствуют современные самописцы: данные должны оставаться сохранными при перегрузках в 3400G в течение 6,5 мс (падение с любой высоты), полный охват огнем в течение 30 минут (пожар от воспламенения топлива при столкновении самолета с землей) и нахождении на глубине 6 км в течение месяца (при падении самолета в воду в любой точке Мирового океана, кроме впадин, вероятность попасть в которые статистически мала).

Кстати, что касается падения в воду: самописцы оснащаются ультразвуковыми маяками, включающимися при контакте с водой. Маяк излучает сигнал на частоте 37 500 Гц, и, запеленговав этот сигнал, самописец легко найти на дне, откуда его извлекают водолазы или дистанционно управляемые роботы для подводных работ. На земле самописец найти также несложно: обнаружив обломки самолета и зная места размещения самописцев, достаточно, по сути, просто оглядеться вокруг.

На корпусе обязательно имеется надпись «Flight Recorder. Do not open» на английском языке. Часто имеется такая же надпись на французском; могут иметься надписи на других языках.

Где располагаются ящики?

В самолете «черные ящики» располагаются, как правило, в хвостовой части фюзеляжа, которая статистически меньше и реже всего повреждается при авариях, так как удар принимает на себя обычно передняя часть. Самописцев на борту несколько - так уж заведено в авиации, что все системы резервируются: вероятность того, что ни один из них не удастся обнаружить, а на обнаруженных будут испорчены данные - минимальна.

При этом самописцы различаются еще и по записываемым в них данным. Аварийные самописцы, которые и ищут после катастроф, бывают параметрическими (FDR) и речевыми (CVR) .

Речевой самописец сохраняет помимо переговоров экипажей и диспетчеров также окружающие звуки (всего 4 канала, продолжительность записи - последние 2 часа), а параметрические записывают информацию с различных датчиков - начиная от координат, курса, скоростей и тангажа и заканчивая оборотами каждого из двигателей. Каждый из параметров записывается несколько раз в секунду, а при быстром изменении частота записи возрастает. Запись ведется циклично, как в автомобильных видеорегистраторах: новые данные затирают наиболее старые. При этом длительность цикла составляет 17-25 часов, то есть ее гарантированно хватит на любой полет.

Речевые и параметрические самописцы могут быть объединены в один, однако в любом случае записи имеют точную привязку ко времени. Между тем параметрические самописцы фиксируют далеко не все параметры полета (хотя сейчас их как минимум 88, а совсем недавно, до 2002 года, было только 29), а только те из них, которые могут пригодиться при расследовании катастроф. Полные же «логи» (2 000 параметров) происходящего на борту фиксируют эксплуатационные самописцы: их данные используются для анализа действий пилотов, ремонта и обслуживания самолета и т. п. - они не имеют защиты, и после катастрофы данные с них уже не получить.

Как расшифровать черный ящик?

Необходимость расшифровки данных с черных ящиков - это такой же миф, как то, что ящики черные.

Дело в том, что данные никак не шифруются, и слово «расшифровка» здесь используется в том же значении, что у журналистов расшифровка записи интервью. Журналист слушает диктофон и пишет текст, а комиссия экспертов считывает данные с носителя, обрабатывает их и записывает в удобном для анализа и восприятия виде. То есть никакого шифрования нет: данные можно прочитать в любом аэропорту, защиты данных от чужих глаз не предусмотрено. А поскольку черные ящики предназначены для анализа причин авиакатастроф с целью снижения числа катастроф в дальнейшем, то какой-то специальной защиты от модификации данных нет. В конце концов, если истинные причины катастрофы требуется замолчать или исказить по политическим или еще каким-то причинам, то всегда можно заявить о сильных повреждениях самописцев и невозможности считать все данные.

Правда, при повреждениях (а они не так уж редки - примерно треть всех катастроф) все равно данные можно восстановить - и фрагменты ленты склеиваются, а также обрабатываются специальным составом, и уцелевшим микросхемам подпаивают контакты, чтобы подключить их к считывателю: процесс сложный, он проходит в специальных лабораториях и может затянуться.

Почему «черный ящик»?

Почему бортовые самописцы называют «черными ящиками»? Версий несколько. Например, название могло пойти со времен Второй мировой войны, когда на военные самолеты начали устанавливать первые электронные модули: они действительно выглядели как ящики черного цвета. Или, например, первые самописцы еще до войны использовали для записи фотопленку, поэтому не должны были пропускать свет. Нельзя, впрочем, исключать и влияние «Что? Где? Когда?»: черным ящиком в обиходе называется прибор, принцип работы которого (что в черном ящике) не имеет значения, важен лишь получаемый результат. Самописцы на гражданские самолеты стали массово устанавливать с начала 1960-х годов.

Бортовым самописцам есть куда развиваться. По прогнозам специалистов, самая очевидная и ближайшая перспектива - это запись видео с разных точек обзора внутри и снаружи самолета. Некоторые эксперты заявляют, что это поможет, помимо прочих преимуществ, решить проблему перехода от стрелочных приборов в кабине пилота к дисплеям: мол, старые приборы при аварии «застывают» на последних показаниях, а дисплеи - нет. Однако не стоит забывать, что стрелочные приборы используются и сейчас в дополнение к дисплеям на случай отказа последних.

Также рассматриваются перспективы установки отстреливаемых плавучих самописцев: специальные датчики будут фиксировать столкновение самолета с препятствием, и самописец в этот момент будет «катапультироваться» чуть ли не с парашютом - принцип примерно такой же, как у подушек безопасности в автомобиле. Кроме того, в будущем самолеты смогут в режиме реального времени транслировать все записываемые черными ящиками данные на удаленные сервера - тогда и искать и декодировать самописцы не понадобится.

Расшифровка осциллограмм — это тщательное изучение отсканированной вагоном кинопленки. В статье рассмотрим что такое и для чего нужна расшифровка осциллограмм.

заключается в визуальном просмотре записей, отыскании на них сигналов, которые могут быть сигналами от рельсовых повреждений, в установлении характера этих повреждений по некоторым характерным признакам форм сигналов и определении путевых координат выявленных дефектов. По результатам расшифровки составляется ведомость, по которой линейные работники производят смену выявленных остродефектных рельсов, либо производят натурный осмотр и вторичный контроль тех рельсов, степень дефектности которых невозможно было определить при расшифровке осциллограмм.

Расшифровка осциллограмм - одна из наиболее ответственных операций в общей технологии контроля рельсов вагонами-дефектоско­пами. Она требует от оператора большой сосредоточенности, внимания, навыков по отысканию сигналов, особенно в зоне рельсовых стыков и на сильно поврежденных рельсах, постоянного изучения форм сигналов и тех повреждений рельсов, которыми вызваны эти сигналы.

Поэтому, как правило, расшифровка осциллограмм должна производиться двумя операторами одновременно, которые взаимно дополняют и контролируют друг друга.

Практикой выработаны следующие основные правила расшифровки осциллограмм. Кинопленка всегда должна рассматриваться со стороны эмульсии в направлении счета километров. Особенно внимательно должна просматриваться зона рельсовых стыков, в которой чаще всего возникают дефекты 21, сигналы от которых нередко почти сливаются с сигналами от начала и конца стыковых накладок.

При заполнении ведомости выявленных дефектных рельсов указывается номер пути, километра, звена и нити пути, а также точные координаты дефекта в пределах звена по сигналам от прокладок. Счет звеньев производится, как правило, по той нити пути, на которой обнаружен дефект.

За первое звено принимается то, на котором имеется сигнал от «упорки» (подкладки, пришитой к шпале и упирающейся одним концом в шейку рельса). Во избежание могущих быть ошибок при счете звеньев на пути в ведомости указываются дополнительные ориентиры: переезды, укороченные звенья, мосты и т. д.

Форма импульсных сигналов, возникающих в искателях, определя­ется характером изменения магнитного поля (потока) над рельсом.

Подкладки вызывают местное довольно плавное уменьшение магнитного поля на сравнительно большой протяженности по длине рельса Поэтому сигналы от них представляют собой знакопеременные, почти симметричные импульсы с относительно большой длительностью и малой амплитудой.

При рассмотрении кинопленки по направлению движения эти импульсы начинаются отрицательной (направленной вниз) амплитудой, заканчиваются положительной (направленной вверх). Сигналы чередуются с определенной последовательностью, так что осциллограммы представляют собой непрерывную волнистую линию. Переход импульсов через нулевую линию соответствует середине подкладок (шпал).

Начало и конец стыковых накладок дают практически одно полярные отрицательный и положительный импульсы соответственно со значительно большей, чем от подкладок, амплитудой и меньшей длитель­ностью.

Стыковой зазор дает кратковременный знакопеременный сигнал начинающийся с положительной полуволны амплитуда сигналов от стыков в несколько десятков раз больше, чем от подкладок (рис. 1).

Рис. 1. Магнитный поток в рельсе и напряжение в искательной катушке

На фоне сигналов от подкладок возникают сигналы от различного рода повреждений и дефектов головки рельсов. Характерным для этих сигналов является сравнительно небольшая их длительность (в 10-15 раз меньше, чем длительность сигналов от подкладок). Ам­плитуда этих сигналов зависит от степени развития дефекта.

Но даже сравнительно небольшие дефекты и поверхностные повреждения ме­талла дают сигналы, сравнимые по амплитуде с сигналами подкладок. Это объясняется тем, что поля дефектов имеют в несколько раз мень­шую протяженность по длине рельса по сравнению с полями подкла­док, и, следовательно, большую производную по времени, т. е. большей величины импульсы э. д. с.

Сигналы от неопасных поверхностных повреждений характери­зуются большим разнообразием форм и практически очень трудно по форме сигнала определить характер повреждения, да это оператору и не требуется, так как рельсы с такими повреждениями в большинстве случаев не относятся к разряду дефектных.

Сигналы от дефектов рельсов характеризуются сравнительно небольшим количеством характерных импульсов э. д. с. благодаря чему их удается визуально выделять среди множества других сигналов При этом точность оценки показаний дефектоскопа во многом зависит от величины сигналов.

Сравнительно не трудно разделять сигналы от дефектов и поверхностных повреждений с относительной амплитудой 4-5 А п и более, где А п - амплитуда сигналов от подкладок. Разделять сигналы с меньшей амплитудой (1,5-3 А п) значительно сложнее вследствие того, что в ряде случаев они не отличаются по форме.

Сигналы же с относительной амплитудой менее 1,5 А п по су­ществующим правилам расшифровка осциллограмм могут вообще не приниматься во внимание по этой причине, хотя это вовсе не означает что такие малые сигналы совершенно невозможно разделить.

В ряде случаев опытным шифровальщикам удается производить оценку и малых сигналов, однако достоверность такой оценки, как правило, невысока и всегда требуется производить вторичный контроль рельсов по таким сигналам.

Поперечным контактно-усталостным трещинам в головке (дефект 21) соответствует несколько разновидностей форм сигналов, которые в известной мере отражают степень развития дефекта. Наиболее типичные сигналы от таких дефектов приведены на рис. 2.

Одной из наиболее характерных особенностей их является резко выраженная асимметрия амплитуда отрицательной части сигнала обычно в 3-4 и более раз превышает максимальную положительную амплитуду.

В большинстве случаев внутренние дефекты записываются сигналами формы а и б с относительной амплитудой до 3-4 А п. Дефекты с выходом обычно фиксируются сигналами типа в и г, относительная амплитуда которых, как правило, больше 3-4 А п.

Сильно развитые дефекты с выходом, поражающие большую часть головки, а также заходящие в шейку, записываются сигналами типа д и е. Сигналами типа е записываются также поперечные изломы рельсов. Амплитуда сигналов типа д и е обычно во много раз превышает амплитуду сигналов от подкладок.

Рис. 2. Типичные сигналы от дефектов 21.2

Второй очень важный отличительный признак формы сигналов дефектов 21 - соотношение амплитуд положительных частей сигнала; амплитуда правой части всегда больше или в крайнем случае равна амплитуде левой части.

Исключения из этого правила составляют: сигналы от сильноразвитых дефектов с выходом (сигналы д и е), от большинства дефектов при скорости движения ниже 15-20 км/ч, когда дефект «неправильно» ориентирован, т. е. трещина имеет наклон в направлении движения не сверху вниз, а наоборот.

Это может про­исходить в перекантованных рельсах и на однопутных участках пути, когда контроль осуществляется не в преимущественном направлении движения грузовых поездов.

В случае внутренних дефектов, сигналы от которых обычно сравнимы по величине с сигналами поверхностных повреждений, отмеченные отклонения в соотношении амплитуд левой и правой части сигнала создают серьезные трудности в расшифровке осциллограмм.

Дело в том, что значительное число сигналов от поверхностных повреждений отличаются от сигналов дефектов 21 только тем, что у них левая положительная амплитуда больше правой. А так как таких сигналов на кинопленке встречается очень много, то оператор обычно не обращает на них внимания, за исключением тех, амплитуда которых во много раз превосходит уровень фона.

Продольные горизонтальные расслоения головки (дефект З0Г) записываются отрицательными симметричными сигналами, амплитуда и длительность которых зависит от степени развития дефекта и длины трещины.

При большой длине трещины в средней части сигнала образуется потемнение, которое характеризует кратковременную остановку процесса изменения э. д. с. в искателе над средней частью дефекта. Образцы сигналов от дефектов З0Г приведены на рис. 3.

Рис 3. Образец записи дефекта 30Г.2 на кинопленке

Аналогичными сигналами записываются продольные вертикальные расслоения головки (дефект З0В). В случае большой протяженности трещины в средней части сигнала обычно имеется ряд небольших сигналов разнообразной формы, вызванных неровностями расслоения.

При обнаружении в процессе просмотра осциллограмм сигнала, который по внешним признакам может быть сигналом от дефекта, оператор внимательно должен рассмотреть его через лупу 5-10-кратного увеличения с тем, чтобы по совокупности описанных выше и ряду других менее характерных признаков произвести его оценку.

В случае сильноразвитого дефекта, сигнал от которого в большинстве случаев обладает всеми ярко выраженными для его однозначной оценки признаками, этого обычно бывает вполне достаточно. При слаборазвитом дефекте, сигнал от которого, как правило, невелик и не имеет еще характерных признаков формы, для окончательной оценки необходимо привлекать кинопленку предыдущих проездов поданному участку.

Если на кинопленке данного проезда сигнал имеет ряд признаков сигнала от дефекта и увеличился по сравнению с со­ответствующим сигналом на кинопленке предыдущего проезда, то он вызван дефектом, который за прошедший период времени между проездами развился и дал больший по величине сигнал.

Если же на кинопленке предыдущего проезда сигнал был такой же по величине или вырос незначительно, то следует привлечь кинопленку еще более раннего проезда и сопоставить сигналы с ней. Наилучшие результаты при этом достигаются, если кинопленка предыдущего проезда имеет 20-25-дневную давность на участках с грузонапряженностью до 60-70 млн. и 12-15-дневную давность на более грузонапряженных линиях.

Если на кинопленке предыдущего проезда не было сигнала, то рельс обычно дается для осмотра и вторичного контроля. Это связано с тем, что сигналы, очень похожие на сигналы от дефектов 21, могут возникать в искателе при попадании под него посторонних предметов.

В этом случае при предыдущем проезде сигналы на осциллограмме будут отсутствовать. Однако не исключено, что если дефект 21 развивался в рельсе очень интенсивно, а кинопленка предыдущего проезда была большой давности, то на ней сигнал также может отсутствовать. Поэтому в данной ситуации рельс необходимо тщательно осмотреть и вторично проконтролировать его съемными дефектоскопами.

Для вторичного контроля рельсов по показаниям могут быть использованы все типы съемных рельсовых дефекто­скопов. При этом дефектоскоп МРД должен быть обязательно снабжен подголовочным искателем, при помощи которого следует тщательно обследовать подозреваемое сечение головки рельса.

В случае обнаружения при расшифровке осциллограмм лопнувших рельсов или же рельсов с сильноразвитым дефектом 21 с выходом, которые создают прямую угрозу для безопасности движения поездов, работники вагона-дефектоскопа обязаны об этом немедленно поставить в известность местных работников пути для принятия мер.