Как стать автором
Обновить
182.34
Рейтинг
ua-hosting.company
Хостинг-провайдер: серверы в NL до 300 Гбит/с

Изобретателю «черного ящика» говорили отказаться от безумной идеи

Блог компании ua-hosting.company Научно-популярное
Перевод
Автор оригинала: Allison Marsh
Изобретателю «черного ящика» говорили отказаться от идеи и продолжать заниматься проблемой топливных баков. К счастью, Дэвид Уоррен продолжил работу над своей идеей о защищенном от крушения бортовом самописце.

imageМаринко Койдановский/Музей прикладного искусства и наук. Подарок компании W Vinten Limited, 1992 г. Этот бортовой самописец «красное яйцо», построенный компанией S. Davall & Sons в Мидлсексе, Англия, по проекту Дэвида Уоррена, записывал разговоры в кабине пилота и другие данные о полете для помощи в расследовании авиакатастроф.

В апреле 1954 года Дэвид Уоррен представил четырехстраничный доклад «Технический меморандум машиностроения 142: Аппарат для содействия в расследовании авиакатастроф». Уоррен описывал волнующий рост числа крупных авиакатастроф, упомянув две аварии, произошедшие в том году с самолетом de Havilland DH.106 Comet, первым в мире коммерческим реактивным авиалайнером. В обеих катастрофах никто не выжил.

Далее Уоррен объяснил, что последние минуты перед трагедией могут дать важные данные для экспертов-криминалистов, пытающихся определить причину катастрофы. Он предложил использовать прибор, который записывал бы разговоры и сигналы в кабине пилотов на проволочный диктофон. Чтобы облегчить восстановление прибора после катастрофы, он рекомендовал разместить его в той части самолета, которая с наименьшей вероятностью получит значительные повреждения, а именно в хвосте. К большому удивлению Уоррена, его начальнику эта идея не понравилась. Так началась одна из глав в истории изобретения ныне всем известного «черного ящика», называемого также как бортовой самописец.

Вдохновением для создания бортового самописца послужил портативный диктофон


Дэвид Уоррен родился в 1925 году на острове Грут-Айленд в северной части Австралии, в семье миссионеров. Когда ему было девять лет, его отец погиб в катастрофе самолета de Havilland DH.86 во время путешествия в новый округ в Сиднее. В более поздних интервью Уоррен настаивал на том, что обстоятельства смерти отца не привели его к изобретению регистратора полётных данных. Скорее, именно прощальный подарок отца, детекторный радиоприемник, пробудил его интерес к науке и инженерии.

Уоррен готовился к получению лицензии радиолюбителя, но запрет на радио во время Второй мировой войны заставил его перенаправить свои усилия на изучение химии. Он получил степень бакалавра наук в Сиднейском университете и степень доктора химии со специализацией по топливу и энергии в Имперском колледже Лондона. Затем он провел три года в качестве научного сотрудника на ракетном полигоне Вумера, занимаясь ракетными двигателями, военном и гражданском аэрокосмическом объекте на юге Австралии, после чего поступил на работу в Лабораторию аэронавтических исследований (ЛАИ), входящую в состав Министерства обороны Австралии, где и оставался до конца своей карьеры.

Учитывая опыт Уоррена в проектировании топливных баков, ЛАИ определила его в группу по расследованию двух недавних авиакатастроф de Havilland Comet в 1953 году. Уоррен вспомнил об устройстве, которое он увидел за неделю до этого на первой послевоенной выставке в Сиднее: Minifon, немецком устройстве, которое было представлено, как первый карманный диктофон. Портативный аппарат на батарейках предназначался для бизнесменов (для диктовки) и шпионов (для шпионажа), но Уоррен начал думать, насколько полезным он мог бы быть для самолетов.

image
Эндрю Де Ла Рю/Fairfax Media/Getty Images.
Дэвид Уоррен держит Minifon, портативный диктофон.


Но когда Уоррен представил своему начальнику Технический меморандум 142, описывающий использование провода для записи нескольких минут разговора в кабине пилота, его босс не проявил особого энтузиазма. Уоррену сказали передать эту идею другой группе и «заняться топливными баками», как процитировали Уоррена в статье BBC News в 2019 году.

Уоррена было нелегко отговорить. В 1955 у него появился новый начальник по имени Том Кибл, которому он снова предложил свою идею. Кибл поддержал его и попросил предоставить больше информации. В ответ Уоррен представил гораздо более подробный отчет "Технический меморандум 180 по машиностроению: Испытания по разработке аппарата для содействия в расследовании авиакатастроф". В нем он описал серию полетов, организованных Департаментом гражданской авиации, где он тестировал использование стационарных микрофонов в кабине для записи речи между пилотами. Хотя он пришел к выводу, что уровень фонового шума в большинстве военных и первых коммерческих самолетов ограничивает такой подход, в современных герметичных кабинах Minifon Type 54 может записывать разговор с разборчивостью от 80 до 100 процентов.

Киблу понравилось то, что он прочитал, и он сказал Уоррену подготовить техническую задачу для прототипа. ЛАИ заключила контракт с Теоном «Тичем» Мирфилдом, приборостроителем из Мельбурна, на создание первого рабочего прототипа.

image
Джон Брумфилд/Музеи Виктории.
Первый прототип бортового самописца Уоррена был первоначально отклонен в Австралии, но был с радостью принят в Великобритании.


Завершенный в 1958 году ARL Flight Memory recorder использовал в качестве носителя записи намагниченную стальную проволоку диаметром 0,05 миллиметра. Он мог хранить до 4 часов записи голоса, а также показания различных приборов, таких как скорость полета, высота над уровнем моря и давление в кабине, с частотой дискретизации восемь показаний в секунду. Запись продолжалась в цикле, при повторной записи вся информация стиралась. (Прототип сейчас находится в коллекции Музея Виктории).

Реакция на прототип была неутешительной. Согласно отчету Уоррена и его коллеги Кена Фрейзера за 1998 год, гражданские власти заявили, что «прибор доктора Уоррена не имеет непосредственного прямого применения в гражданских самолетах». Королевские ВВС Австралии также решили, что «такой прибор не нужен — самописец даст больше экспрессивных выражений, чем объяснений». Больше всего осуждения исходило от Федерации пилотов, которая заявила, что устройство будет подобно «шпиону, летающему рядом — ни один самолет в Австралии не поднимется в воздух с „Большим братом“ на борту».

Казалось, перспектив нет и не будет, история с бортовым самописцем была обречена на провал. Но Роберт Хардингем, секретарь регистрационной комиссии воздушного транспорта, случайно увидел прототип во время неофициального визита в ЛАИ и был настолько впечатлен, что Уоррена отправили первым же рейсом в Англию для демонстрации устройства. Британская реакция была ошеломляющей, производители и авиаоператоры предложили ему свою поддержку. Устройство Уоррена было показано в вечерних новостях BBC и в Radio Newsreel. Хотя за прибором и закрепилось название «черный ящик», первые, да и все последующие, регистраторы окрашены в оранжевый цвет. «Черный ящик» — это сленг Королевских ВВС для обозначения электронного оборудования. На самом деле, корпуса самописцев обычно имеют ярко-красный или оранжевый цвет, чтобы их было легче найти после аварии.

По возвращении в Австралию Уоррен был назначен ЛАИ в команду, в которую входили Фрейзер, Лейн Сир и Уолтер Босвелл для доработки прототипа до предсерийного стандарта. Усовершенствования включали в себя увеличение частоты дискретизации приборов до 24 показаний в секунду и возможность продолжать запись после потери электрического питания самолета.

Сама система ЛАИ никогда не была запатентована и не пошла в производство, но британская фирма S. Davall & Sons обратилась к ЛАИ за правами на производство. Аварийный самописец Davall «красное яйцо» в конечном итоге завоевал большую долю рынка записи полетных данных. Уоррен помог хранителям Музея прикладных искусств и наук в Сиднее найти и собрать «красное яйцо», показанное вверху. Оно датируется началом 1960-х годов и использовалось для демонстрации функций бортовых самописцев сотрудникам авиакомпаний. Передняя и задняя части были отрезаны, чтобы было видно внутренний механизм.

Между тем, Австралия стала первой страной, которая в январе 1963 года обязала все самолеты использовать записи как данных, так и голоса. Это решение было принято судьей после смертельной авиакатастроы в Квинсленде в 1960 году. В США первые правила «черного ящика» были приняты в 1964 и вступили в силу три года спустя. Великобритания ввела свои требования в 1965.

Другие новшества в конструкции бортового самописца


Уоррен умер в 2010 году, и в большинстве некрологов его называют изобретателем «черного ящика». Так оно и было. Но постоянные читатели этой колонки уже знают, что «первый» — это труднодоказуемое утверждение, особенно когда работа ведется военными тайно в военное время. Например, магнетрон с резонатором был разработан британцами во время Второй мировой войны. Но примерно в то же время он также был разработан в США, Советском Союзе, Японии и других странах.

В случае с бортовым самописцем на роль изобретателя могут претендовать и несколько других людей. Задолго до того, как Уоррен заметил Minifon, Франсуа Юссено и Поль Бодуэн, работавшие в летно-испытательном центре Мариньян во Франции в 1939 году, разработали устройство, которое записывало данные о полете на фотопленку. Тем временем в Англии Лен Харрисон и Вик Хазбенд создали самописец, который с помощью стилуса на медной фольге записывал данные приборов и управления самолетом, но не голоса. Финский авиационный инженер Вьехо Хиетала в 1942 году создал самописец, который он прозвал «Мата Хари». А ВВС США использовали магнитный провод для записи разговоров на борту бомбардировщика B-17, пролетавшего над оккупированной нацистами Францией.

В начале 1950-х годов Джеймс Райан, профессор машиностроения в Университете Миннесоты, заключил партнерство с механическим подразделением компании General Mills для разработки бортового самописца. Аппарат Райана, который он назвал VGA, записывал изменения скорости, гравитационных сил и высоты полета самолета на алюминиевой пластине. Он подал заявку на патент США 4 августа 1953 года, и он был выдан 8 ноября 1960 года. General Mills продала VGA компании Lockheed Aircraft Co. (Интересный факт: Райан также изобрел втягивающийся ремень безопасности и выступал за автомобильную безопасность).

Тем временем в Канаде, в Лаборатории авиаисследований Национального института аэронавтики, Гарри Стевинсон решал проблему поиска упавших самолетов, выживших в снегу и проблему сложной местности. В конце 1940-х годов он начал работу над своим индикатором аварийного положения и продолжал совершенствовать его до 1960-х годов. ИАП представлял собой радиомаяк, который выбрасывался из самолета при падении и посылал сигнал бедствия, чтобы помочь спасателям сузить круг поиска. ВВС США широко использовали его во время войны во Вьетнаме. Маяк также помогал в восстановлении бортовых самописцев, когда они стали обязательными. Интересно, что современные бортовые самописцы обязаны иметь подводный маяк, который подает импульс один раз в секунду на частоте 37,5 килогерц в течение 30 дней и должен обнаруживаться на глубине не менее 14 000 футов (4 267 метров). Но аналогичных маяков для катастроф на суше нет.

image
Слева: Джон Леви/AFP/Getty Images; Справа: Билл Костроун/AFP/Getty Images После того, как самолет рейса 800 TWA взорвался у побережья Лонг-Айленда в Нью-Йорке 17 июля 1996 года, два его бортовых самописца были извлечены со дна океана.

Бортовой самописец кажется таким логичным изобретением, что неудивительно, что так много инженеров работало над его разновидностями по всему миру примерно в одно и то же время. В наши дни всеобщее внедрение устройства означает, что после крушения самолета все надеются, как можно скоре найти «черные ящики», чтобы попытаться разобраться в трагедии. Но иногда устройства так и не удается найти, как в случае с рейсом 370 малазийских авиалиний, который потерпел крушение в Индийском океане в марте 2014 года. Сейчас звучат призывы усовершенствовать «черный ящик», например, сделать так, чтобы самолеты передавали данные о полете непосредственно в облако, о чем Кришна М. Кави писал в 2010 году в своей статье для IEEE Spectrum "За пределами «черного ящика». Хотя самолет и является один из самых безопасных видов транспорта, но это не означает, что мы должны прекратить попытки сделать их более безопасными.

Немного рекламы


Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас, оформив заказ или порекомендовав знакомым, облачные VPS для разработчиков от $4.99, уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps от $19 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле в дата-центре Equinix Tier IV в Амстердаме? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
Теги: авиацияизобретениеистория созданияисторияавиакатастрофа
Хабы: Блог компании ua-hosting.company Научно-популярное
Всего голосов 20: ↑16 и ↓4 +12
Комментарии 13
Комментарии Комментарии 13

Похожие публикации

Лучшие публикации за сутки

Информация

Дата основания
Местоположение
Латвия
Сайт
ua-hosting.company
Численность
11–30 человек
Дата регистрации
Представитель
HostingManager

Блог на Хабре