Прогресс в мире «черных ящиков»
Что пытаются разыскать эксперты среди дымящихся обломков разбившегося авиалайнера? В первую очередь, конечно же, «черные ящики» - бортовые устройства регистрации полетной информации. Если запись сохранилась, она может очень много рассказать опытному эксперту об обстоятельствах происшествия и его причинах. К сожалению, записи бывают часто повреждены ударом или безнадежно испорчены пожаром. Как сохранить бесценную запись, уберечь ее от пожара и ударов, как повысить ее информационную ценность?
Этим и другим тайнам «черных ящиков» была посвящена международная научно-практическая конференция «Состояние и перспективы развития бортовых регистраторов и использование полетной информации в целях повышения безопасности полетов», которая прошла 18 - 19 июня 2008 г. в Межгосударственном авиационном комитете (МАК). В конференции приняли участие 130 специалистов в области разработки и эксплуатации бортовых регистрирующих устройств, представляющих МАК, авиастроительные компании, авиакомпании, объединенную авиастроительную корпорацию (ОАК), фирмы - разработчики бортовых самописцев, авиационные регулирующие органы, научно-исследовательские институты и научно-производственные объединения из России, Украины, Белоруссии, Узбекистана, Республики Молдова и США.
Конференция вызвала огромный интерес у специалистов, и это неудивительно – ведь последняя конференция на эту тему проводилась у нас в стране 15 лет тому назад. За это время авиация ушла далеко вперед, изменились технология, стандарты и процессы регистрации и обработки записей. У разработчиков и эксплуатантов бортовых устройств регистрации накопилось много вопросов друг к другу и к федеральным регулирующим органам.
В докладах и в ходе дискуссии участники конференции обсуждали проблемы, накопившиеся в области разработки, эксплуатации, и особенно внедрения современных бортовых регистраторов и переоборудования существующего парка воздушных судов (ВС). Было отмечено, что темпы внедрения современных самописцев крайне низкие, они не отвечают современным, а тем более перспективным требованиям к оборудованию бортовыми регистраторами ВС и обеспечению безопасности полетов, возрастающему объему авиаперевозок, современному научно-техническому потенциалу отечественных разработчиков и производителей.
На конференции прозвучали: доклад МАК о предложениях «Рабочей группы по самописцам» ИКАО и перспективах развития стандартов и рекомендаций; доклады НПО «Прибор» (Санкт-Петербург) о перспективных разработках бортовых регистраторов и проблемах их внедрения, методах восстановления информации разрушенных регистраторов, перспективной разработке термозащиты для модулей памяти регистраторов; доклады ОАО «Прибор» (Санкт-Петербург), ОКБ «Авиаавтоматика», (Курск) и ФГУП Гос НИИАС о разработке стендов расследования летных происшествий для защищенных бортовых регистраторов и современных бортовых комплексах эксплуатационного контроля и аварийной регистрации; подробнейшие доклады мировых лидеров на рынке бортовых регистраторов и авиационного оборудования – компаний Honeywell и L-3 Communications (США) о производстве твердотельных регистраторов, последних разработках и перспективах развития регистраторов с учетом внедрения новых требований FAA; доклад ОАО «ТЕХПРИБОР» (Санкт-Петербург) об опыте разработки и внедрения в эксплуатацию современных твердотельных эксплуатационных бортовых регистраторов БЭР-1 на самолетах Ту-154, Ту- 134; доклад АНТК им. О. К. Антонова об опыте внедрения современных бортовых регистраторов на самолетах Ан-140, Ан-148; доклады ООО «Центр речевых технологий» (Санкт-Петербург) о применении методов повышения разборчивости переговоров и методах идентификации абонентов; доклад компании «Иста» (Санкт-Петербург) о наземной системе обработки звуковой информации с бортовых регистраторов «Сапфир-МАК»; доклад ЦИАМ им. П. И. Баранова об эксплуатации бортового регистратора СДК-8 для вертолета Ми-8; доклады о применении параметрического анализа и идентификации ЛТХ воздушных судов НЦПЛГ ГосНИИ ГА, НПП «Топаз», ВВИА им. Н. Е. Жуковского.
В докладах отмечалось, что параллельно с ростом требований в авиастроении меняются нормы и стандарты в области бортовых устройств регистрации полетной информации. Сейчас разработку, установку и эксплуатацию бортовых регистраторов регламентирует ряд документов, в том числе Приложения 6 и 13 Чикагской конвенции по гражданской авиации ИКАО, нормы летной годности FAR, JAR, стандарты TSO, документы EuroCAE, ARINC, а в России – ФАП и ОСТ 100774-98. Специалисты МАК входят в рабочую группу по самописцам ИКАО, где разрабатываются предложения по развитию и внедрению новых стандартов и рекомендаций.
Как сказал Зайко С. В. (зам. председателя комиссии по научно-техническому обеспечению расследования АП МАК), на последнем заседании рабочей группы в Китае, в апреле 2008 г., были рассмотрены предложения по изменению нормативов Приложений 6 и 13 ИКАО. В частности, группа экспертов пришла к соглашению о необходимости внесения в Приложение 6 ИКАО стандарта, предусматривающего установку бортовых регистраторов параметрической и звуковой информации на самолетах массой менее 5 700 кг, сертификаты годности которым будут выданы после 2016 г. Все самолеты, сертификаты годности которым были выданы после 1 января 1989 г., должны быть оснащены бортовыми параметрическими самописцами. При этом самолеты с максимальной взлетной массой более 27 000 кг должны быть оборудованы самописцами типа I, с массой менее 27 000 кг, но более 5 700 кг, - самописцами типа II. Для многомоторных реактивных самолетов с массой менее 5 700 кг рекомендовано оснащение самописцами типа IIA. (Самописцы различаются в основном по числу регистрируемых параметров). Кроме речевых и параметрических самописцев в недалеком будущем появятся и регистраторы видеоинформации. Группа экспертов рекомендовала оборудовать все самолеты с взлетной массой свыше 5 700 кг видеорегистраторами AIR (Airborne Image Recorders) с 1 января 2016 г. При радиообмене не избежать ошибок в восприятии человеческой речи. Это обстоятельство вызвало появление еще одного предложения – уточнить требования к регистрации сообщений УВД, передаваемых в электронной форме по телекоммуникационным каналам (Data-link recorders).
Как известно, в Приложении 6 указана величина обязательного сохранения продолжительности записи звуковой регистрации в течение 30 минут. Как показала практика расследований АП, этой величины иногда оказывается недостаточно. И вот тому пример. 28 июля 2002 г. произошла катастрофа самолета Ил-86, который выполнял полет по маршруту Москва – Санкт- Петербург. Полет длился всего 82 сек. Сразу после отрыва от ВПП нос самолета стал задираться вверх из-за самопроизвольной перестановки стабилизатора на кабрирование с 3 до 12 град. Последние 40 сек машина набирала высоту с постоянно растущим углом атаки и креном. На 81-й сек, когда крен достиг критической величины, произошел помпаж двух двигателей и самолет рухнул на землю. В катастрофе погибло 14 человек. Возник пожар, который уничтожил практически весь самолет, кроме хвостовой части, где работал бортовой самописец. Самописец работал от аккумуляторов, исправно записывал всю информацию и когда прошло 30 мин, стал стирать все данные. Никто не догадался его отключить и самая ценная информация последних минут полета пропала. Поэтому группой экспертов было внесено предложение увеличить продолжительность записи звуковой регистрации с 30 мин до двух часов.
При расследовании происшествий эксперты не раз сталкивались с отсутствием записи переговоров экипажа в последние, самые важные минуты жизни самолета из-за повреждения или разрушения сети электроснабжения. Классическим примером могла бы послужить катастрофа самолета MD-11 авиакомпании Swissair 2 февраля 1989 г. Через 53 мин после вылета из Нью-Йорка в кабине почувствовался запах от горящей электропроводки, а еще через 14 мин параметрический самописец стал регистрировать отказы бортовых систем. Пожар на борту разрастался, и еще через минуту была потеряна радиосвязь с самолетом, и самописцы прекратили работу. Через 5,5 мин после этого самолет упал в море. В катастрофе погибло 254 пассажира и 14 членов экипажа. Регистраторы запитывались от общей шины переменного тока и при ее отказе запись прекратилась, пропала ценная информация о событиях на борту горящего самолета. Отмечались и другие происшествия подобного рода. Поэтому рабочая группа внесла предложение обеспечить бортовые звуковые регистраторы автономными независимыми источниками бесперебойного питания, способными вести запись в течение 10 мин после прекращения работы основной системы энергоснабжения. По опыту этих 10 мин вполне достаточно. Это требование должно войти в силу с 1 января 2016 г.
Даже по действующим нормам ИКАО не все отечественные ВС оборудованы должным образом бортовыми регистраторами. А между тем эксплуатация ВС, не оснащенных звуковыми самописцами, на международных трассах запрещена. В настоящее время весь парк средних и тяжелых ВС, а также большинство вертолетов российской ГА оснащено бортовыми устройствами типа МСРП-12-96, МСРП-64, МСРП-256, МСРП-А-01, МСРП-А-02, БУР-1 и БУР-3, САРПП-12, некоторые из которых морально устарели, а некоторые исчерпали свой ресурс. Самописцы МСРП-12-96, МСРП -64 и МСРП-256, которые до 1995 г. производились в Эстонии, на предприятии «Таркон», сейчас не поставляются. Выпуск специальной магнитной ленты на полиимидной основе для ленточных накопителей информации типа МЛП тоже прекращен. Это рождает проблемы, связанные с эксплуатацией таких систем. В 2000 г. на межведомственном совещании НПО «Прибор» (Санкт-Петербург) было предложено рассмотреть возможность замены лент для самописцев аналогами производства немецких и американских фирм. Но и этот путь оказался тупиковым в связи с переходом этих фирм на твердотельные накопители. Металлические ленты для накопителей типа ЗБН (защищенные бортовые накопители) мелкими партиями до поры до времени выпускал петербургский сталепрокатный завод. В феврале 2008 г. этот завод сообщил о невозможности продолжать выпуск этой ленты. Сейчас в эксплуатации находится порядка 3000 ЗБН, и что делать, когда лента кончится, никто не знает. Проводится совещание за совещанием, но вопрос не решается.
В 1999 г. в Монреале на специальном совещании ИКАО были внесены поправки к Приложению 6. В рекомендательной части было предложено прекратить эксплуатацию аналоговых самописцев полетных данных, использующих в своей работе метод частотной модуляции, к коим относится и наша система МСРП-12-96. С 1 января 2003 г. было предложено прекратить использование самописцев полетных данных, записанных на фотопленке. К ним относится САРПП-12. И это понятно, - при катастрофах вертолетов, оснащенных САРПП-12, в большинстве случаев информация не сохранятся. Встает вопрос о замене защищенных бортовых накопителях (ЗБН), использующих в качестве носителя информации пленку (ЗБН-1-1), на новые ЗБН, использующие твердотельный носитель (ЗБН-1-3 сер. 3).
Выполнение требований МАК, отечественных правил АП-21 и международных стандартов реализуется путем замены ленточных накопителей полетной информации на твердотельные. В этой связи НПО «Прибор», разработчик систем регистрации параметрической полетной информации, проводит модернизацию самописцев, внедрило в производство ряд накопителей с твердотельной памятью, защищенных типа ЗБН-1-3 сер. 3 и эксплуатационных накопителей типа ТБН-К-4 и др. для замены старых ленточных накопителей эксплуатационных типа МЛП-14-6 и КБН в составе систем МСРП.
Еще один продукт НПО «Прибор» - бортовое устройство регистрации БУР – СЛ-1 сер. 9, предназначено для замены систем регистрации параметров САРПП-12 и МСРП-12-96. В них запись информации производится на защищенный модуль памяти.
Установка всех этих типов отечественных твердотельных накопителей не требует доработки портов. Как пояснил Александр Иванов (НПО «Прибор»), если менять старый ленточный ЗБН на твердотельный ЗБН, никаких доработок не требуется. Применение новых накопителей имеет еще одно достоинство – им не требуется проведение регламентных работ, они более надежны. Вот только один пример. Наработка на отказ у САРПП-12 составляет 500 ч, а у БУР-СЛ-9 – 20000 ч. Твердотельные накопители ЗБН-1-3 сер. 3 внедрены на современных самолетах Ту-204-300, Ту-334, Ил-96-300, Ту-154М, Ил-114, Ил-76ТД-90ВД, вертолетах Ми-171, Ми-8АМТ, Ка-32 и др.
С 2000 г. НПО «Прибор» выиграло конкурс и начало заниматься устройствами регистрации речевой записи. Самописец РЗБН-1 производства НПО «Прибор» прошел все необходимые испытания, АР МАК выдано на него Свидетельство о годности. Он соответствует всем международным нормам, внедрен на самолетах Ил-96-300/-400, Ил-76ТД-90ВД, Бе-200, Ту-154М и др. Этот самописец заменит старые МС-61, Марс-БМ, ОПАЛ, П503 и др.
Блок БУР-СЛ-1 сер. 9 устанавливается на самолеты SSJ-100 и вертолеты Ми-8Т, блок БУР-СЛ-1 сер.7 – на самолеты М101Т («Гжель») и Ан-24, БУР-СЛ-1 сер. 3 – на вертолет Ми-34. Блоки БУР-СА устанавливается на самолеты Бе-103 и Ил-103. При расследовании обстоятельств катастрофы самолета Бе-103 оказалось, что внешние конструкции блока БУР-СА были повреждены и сгорели, сам защищенный накопитель остался цел, был подключен и информация на все 100% была расшифрована.
Первое внедрение твердотельных накопителей ТБН-К-4 на Ил-76 было проведено в 1999 г., но парк оснащается ими крайне медленно. Сегодня в эксплуатации находятся 64 Ил- 62, оборудованные устаревшими ленточными системами МСРП-12-96. Но заявок на их переоборудование не поступало, хотя по требованиям ИКАО они должны быть сняты и заменены на твердотельный вариант. По переоборудованию Ил-86 в 2003-2007 гг. составлялись разные варианты решений, которые по разным причинам не были реализованы. Соответственно самолеты Ил-86 до сих пор так и не оборудуются твердотельными накопителями. На самолетах нового поколения положение лучше. На новых серийных самолетах Ил-96-300/-400, Ту-204-214, Ил-114, Бе-200 ставятся системы регистрации в той или иной комплектации с отечественными твердотельными накопителями. По тем же машинам более раннего выпуска переоборудовано примерно 25% парка. Работа идет, но медленно. Сказывается пассивность наших разработчиков и авиакомпаний, переживающих трудные времена.
Рабочая группа внесла предложение о прекращении эксплуатации бортовых регистраторов с записью на магнитную ленту, начиная с 1 января 2010 г. и в качестве стандарта с 2016 г. Вводится стандарт о прекращении эксплуатации регистраторов МСРП-12 с 1 января 2012 г., а запись с использованием фотопленки (САРПП-12) прекращена с 2003 г. Несмотря на запрет, некоторые ВС до сих пор оборудованы запрещенным самописцем САРПП-12. Однажды это привело к скандалу в Норвегии, где приземлился российский вертолет, оборудованный САРПП-12. Пришлось оправдываться перед норвежскими властями в нарушении требований Приложения 6. По состоянию на 2006 г. самыми популярными самописцами в российской ГА были МСРП-12 (ими оснащено 23% парка, в том числе самолеты Ан-12 и Ан-24) и БУР-1…3 (38%), МСРП-64 было оснащено 32% и твердотельными самописцами всего 5% парка ВС. Идет списание устаревших бортовых регистраторов, но не слишком быстро. Нежелание переходить на современные регистраторы связано с тем, что часть ВС уже близка к выработке ресурса и переоборудовать их накладно. К 2010 г. ожидается существенное увеличение доли твердотельных регистраторов, но, к сожалению, в основном за счет закупок иностранной авиатехники. И опять-таки, к сожалению, к 2010 г. нельзя ожидать прекращения эксплуатации ленточных накопителей, если не принять срочных мер по модернизации парка бортовых регистраторов. Переоборудование надо начинать уже сейчас, - 2010 г. не за горами. Во всяком случае, для ВС, выполняющих полеты за границу, это надо делать в первую очередь.
Некоторые из предложений рабочей группы уже включены в правила FAA по внедрению стандартов ARINC 767, предусматривающих комбинацию параметрической и речевой информации в одном комбинированном самописце, цифровую передачу данных, запись аудио и видео- информации в пилотской и пассажирской кабинах ВС. Правила FAA требуют с 7 апреля 2010 г. обязательную установку источника независимого энергоснабжения бортовых регистраторов полетной информации и речевых регистраторов с 2-часовой продолжительностью записи на всех ВС транспортной категории.
Фирма Honeywell, мировой лидер в области автоматизации, провела презентацию линейки существующего и перспективного оборудования для регистрации полетных данных. Все представленные системы регистрации SSFDR (Solid State Flight Data Recorders) оснащены твердотельными накопителями информации. Устройства регистрации способны считывать информацию, обрабатывать ее, обладают высокой надежностью и малым весом. По словам представителя фирмы Honeywell Олега Александрова, средняя наработка на отказ систем регистрации параметрической информации SSFDR составляет 50 тысяч ч. Выпускаемые фирмой твердотельные самописцы звуковой информации SSCVR обладают возможностью записи речи от 30 мин до 2 ч, их характеристики превышают требования стандартов EuroCAE ED-55 и ED-56A, они сертифицированы на ряде типов ВС. Фирма стремится к универсальности применения оборудования – одни и те же твердотельные накопители применяются для разных систем регистрации. Активно внедряются комбинированные самописцы Combi, совмещающие параметрическую и звуковою записи. Недавно фирма приступила к разработке регистраторов 5-го поколения. На них увеличена скорость и продолжительность записи полетной информации, улучшен интерфейс с наземным оборудованием для перезаписи речевой и параметрической информации, используется система цифровой передачи данных для общения с УВД Data Link, введена система независимого питания. Системы 5-го поколения будут устанавливаться на новых самолетах с апреля 2010 г., а с 2012 г. все ВС авиакомпаний США должны переоборудоваться на новые самописцы согласно «дорожной карте», предусматривающей установку регистраторов CVR с двухчасовой записью звуковой информации.
Линейку авиационных самописцев параметрической и речевой информации фирмы L-3 Commucications представил инженер Dick Brown. Фирма является ведущим производителем твердотельных регистраторов речевой и параметрической информации. Она разработала свой первый твердотельный регистратор полетной параметрической информации в 1990 г., а годом позже – регистратор речевой информации. За время своего существования она поставила 70 000 регистраторов полетной информации. Визитная карточка фирмы и свидетельство ее высокого признания во всем мире - регистратор полетной информации, установленный на флагмане мировой ГА – самолете А380. В продуктовый ряд фирмы входят твердотельные регистраторы речевой и параметрической информации FA 2100 CVR и FDR, многоцелевой регистратор FA 2500, микрорегистратор быстрого доступа mQAR, потребляющий мощность всего1,6 Вт и обеспечивающий выгрузку данных со скоростью 2,5 Мб/сек., наземное оборудование вывода и считывания информации ROSE. Новинка фирмы – комбинированный регистратор параметрической и речевой информации CVDR, соответствующий стандартам ARINC, EuroCAE ED-55, ED-112 и работающий от бортовой сети постоянного (28 В) и переменного (115 В, 400 Гц) тока. Еще один комбинированный регистратор (CVDR) – MADRAS, тоже соответствующий перечисленным стандартам ARINC и EuroCAE. При весе около 7 кг и потребляемой мощности 40 Вт, он обеспечивает 2 ч аудиозаписи и не менее 25 ч регистрации полетных данных. Регистратор разработан на базе самописцев FA2100 FDR и CVR.
Соударение самолета с землей сопровождается огромными перегрузками и часто пожаром, что приводит к повреждениям самописцев и порче носителей информации. Можно представить, что происходит в кабине экипажа в последние минуты полета. Завывание систем сигнализации, треск ломающихся переборок, рев двигателей, крики, отрывистые команды. Как разобраться во всей этой какофонии эксперту, тщетно пытающемуся идентифицировать голоса и составить картину происшествия? Ученые и инженеры давно пытались найти способы шумоочистки драгоценных фонограмм переговоров в кабине экипажа от нагромождения посторонних шумов и звуков. И вот их старания увенчались успехом. Разработан спектрально-формантный метод голосовой идентификации личности при расследовании АП. Его создали специалисты ООО «Центра речевых технологий» (ЦРТ). Метод позволяет довести качество и разборчивость речевого сигнала до уровня комфортного прослушивания, уменьшить ошибки текстовой расшифровки. По словам Геннадия Зубова, представлявшего ЦРТ, шумоочистка позволяет снизить вероятность ошибки при идентификации речи, по крайней мере, на 15%. Средства и методы шумоочистки, разработанные ЦРТ, применялись при реставрации записей магнитофонных лент подводной лодки «Курск». Они пригодны для облегчения расшифровки записи авиационного речевого самописца. Из шумового спектра звуков в кабине летящего самолета, по словам Г. Зубова, в принципе можно, например, шум двигателя или набегающего потока воздуха на любом режиме полета для данного типа ВС. А это значительно облегчит работу оператора, расследующего обстоятельства АП.
Участники конференции высказывали свои предложения относительно объединения усилий в области организации регулярного информационного обмена между участниками рынка и необходимости государственной поддержки программы переоборудования парка ВС, которые были прокомментированы, в том числе, представителем Федеральной службы по надзору в сфере транспорта Министерства транспорта Российской Федерации. В кулуарах конференции эксплуатанты авиационной техники имели редкую возможность пообщаться с разработчиками ВС и бортовых регистраторов, высказать свои претензии, пожелания и предложения, установить рабочие контакты. Все участники конференции отметили необходимость проведения подобных мероприятий на регулярной основе.