Для объективного анализа причин и предупреждения аварий и инцидентов, а также для контроля бортовых систем, прогнозирования их состояния и оценки действий экипажа используются специальные бортовые устройства контроля. Эти средства фиксируют и сохраняют данные об условиях полета, параметрах движения воздушного судна, состоянии его двигателей и оборудования, а также о действиях пилотов. Важно отметить, что сами устройства лишь записывают информацию, а ее анализ проводится уже на земле после выполнения полетного задания, в ходе оперативной обработки.
Исторический контекст и нормативное регулирование
Первые отечественные регистрирующие устройства, способные записывать всего 2-3 параметра, появились на самолетах еще в 1940-х годах. Широкое же внедрение бортовых устройств регистрации (БУР) изначально было связано с опытно-испытательными полетами. Однако со временем их применение стало обязательным и для всех серийных летательных аппаратов. В мае 1965 года Международная организация гражданской авиации (ИКАО) рекомендовала всем государствам активно внедрять и использовать БУР. Особенно активно этот процесс развивался в СССР с середины 1970-х годов после вступления страны в ИКАО, поскольку полеты по международным линиям разрешались только при наличии средств объективного контроля.
Назначение и классификация БУР
Бортовые устройства регистрации являются частью единого комплекса, включающего также наземные системы для оперативной обработки информации. Эти системы позволяют проводить механико-техническую и аэродинамическую диагностику, анализировать причины инцидентов и аварий, а также оценивать качество пилотирования. Необходимость в БУР подчеркивается статистикой: в 20-22% случаев причины происшествий остаются неустановленными. Для их выяснения критически важна информация о действиях экипажа, поведении самолета и работоспособности его систем.
Ключевое отличие БУР от систем встроенного контроля заключается в том, что процессы измерения и анализа данных разделены во времени. БУР предназначены исключительно для записи и сохранения информации.
Современные БУР классифицируются по нескольким признакам:
1. По функциональному назначению:
- Аварийные: Записывают минимальный набор параметров, необходимый для расследования катастроф, и имеют защищенный накопитель.
- Эксплуатационные: Регистрируют значительно больше параметров для повседневного контроля, но не имеют специальной защиты.
- Испытательные: Используются при летных испытаниях новой авиатехники.
2. По принципу записи данных:
- Механические (бароспидографы/самописцы): Например, К2-713, К3-63. Запись осуществляется методом царапания по специальной бумаге или пленке.
- Оптические (осциллографические): Например, САРПП-12, К12-22. Используют фотопленку и световой луч для записи.
- Магнитные: Например, МСРП-12, «Тестер УЗ». В качестве носителя применяют магнитную ленту или проволоку.
3. По форме записи данных:
- Аналоговые: К ним относятся механические и оптические системы (К2-713, САРПП-12). Обработка данных — ручная.
- Дискретные: В основном это магнитные системы (МСРП-12). Запись ведется в импульсном или цифровом коде, что позволяет автоматизировать обработку.
Подробный разбор оптической системы САРПП-12
В качестве примера рассмотрим оптическую систему регистрации САРПП-12. Это бесшкальная система, требующая тарировочных графиков для расшифровки данных.
Принцип работы: Измеряемый параметр (высота, скорость и т.д.) датчиком преобразуется в электрический сигнал. Этот сигнал поступает на вибратор в накопителе информации, где закрепленное на рамке зеркало отклоняется на определенный угол. Световой луч, отраженный от зеркала, через оптическую систему попадает на движущуюся фотопленку, оставляя на ней непрерывную кривую. Ордината любой точки этой кривой соответствует значению параметра в конкретный момент времени.
Регистрируемые параметры системы САРПП-12ГМ (для самолета МиГ-23):
Непрерывные параметры:
- Высота полета (барометрическая): 250–25000 м.
- Скорость полета (приборная): 200–1500 км/ч.
- Вертикальные перегрузки: от -3.5 до +10 ед.
- Горизонтальные перегрузки: до +1.5 ед.
- Частота вращения ротора двигателя: 10–110%.
- Угловое положение стабилизатора: ±30°.
Разовые команды (8 из 9 возможных каналов): Давление в гидросистемах, нажатие боевой кнопки, включение режимов «Максимал» и «Форсаж», срабатывание сигнализаторов критического угла атаки и высокой температуры, включение САУ.
Состав комплекта: Включает накопитель информации К12-5Г1М, согласующее устройство УсС-4-2М, датчики высоты, скорости, перегрузок, положения стабилизатора и частоты вращения двигателя.
Эксплуатация, тарирование и дешифрирование
Перед полетом необходимо проверить систему, установить скорость протяжки пленки (1 или 2.5 мм/с) и прописать «механические нули» — исходное положение вибраторов. Система включается автоматически при отрыве самолета от ВПП.
Для корректной расшифровки система требует периодического тарирования (каждые 6 месяцев). В процессе тарирования снимается зависимость между реальным значением параметра и ординатой его записи на пленке, на основе чего строится тарировочный график.
Дешифрирование (расшифровка) записанной на фотопленке информации — трудоемкий процесс. Он выполняется с помощью проекционной аппаратуры («Микрофот», ЭДИ-452), которая увеличивает изображение в 10 раз. Специалисты измеряют ординаты кривых, а затем с помощью тарировочных графиков переводят их в реальные значения параметров. Для наглядности часто строится сводный график изменения всех параметров во времени.
Недостатки системы САРПП-12: ограниченное число регистрируемых параметров, невысокая точность (погрешность до 5%), невозможность автоматизации обработки и необходимость ручных подготовительных процедур перед каждым полетом.
Несмотря на эти недостатки, системы типа САРПП-12 сыграли важную роль в развитии объективного контроля в авиации, проложив путь к современным цифровым бортовым самописцам.