Контрольно-проверочная аппаратура (кпа) регистратора

Рис.1. Структура использования БУР

Как следует из схемы, БУР входят в единый комплекс системы регистрации и обработки получаемой от БУР информации, при этом система обработки информации обычно является наземной. Система обработки информации представляет собой специальные дешифрирующие и вычислительные устройства, с помощью которых обычно производят допусковый контроль для анализа причин инцидентов, аварий и катастроф, оценки качества пилотирования и ТС оборудования при выполнении полетов. Полученные результаты используют для статистической обработки, что позволяет провести анализ инцидентов, аварий и катастроф, определить пути и способы совершенствования авиационной техники (АТ), системы технической эксплуатации, подготовки летного и технического состава.

На основании данных БУР ПИ решают такие задачи:

- анализ причин и предупреждение летных происшествий (ЛП). Способствует сокращению числа происшествий с неустановленными причинами, что позволяет предотвратить их повторение и повысить БП;

- техническая диагностика бортовых систем и оборудования. Достоинство: базируется на ПИ, которая получена в естественных условиях работы оборудования;

- оценка правильности действий экипажа при выполнении полета или обучении летного состава.

По результатам централизованной статистической обработки данных, которые получены при решении перечисленных выше задач, можно разработать рекомендации по совершенствованию АТ и условий ее применения, техники пилотирования, оптимизации сроков и объема технического обслуживания (ТО) оборудования (снижение трудоемкости ТО, повышение готовности и надежности АТ, прогнозирования состояния АТ и т.д.).

Отличие БУР от систем встроенного контроля состоит в том, что регистрация контролируемых параметров происходит в полете, а обработка информации БУР и получение результатов на земле, т.е. эти 2 процесса разнесены во времени. Поэтому ценность результатов будет тем выше, чем более оперативно после полета они будут получены.

Назначение и классификация. БУР ПИ называют устройства, которые обеспечивают прием, преобразование и регистрацию на носитель информационных сигналов для последующего многократного использования и хранения. В состав БУР ПИ обычно входят первичные измерительные преобразователи (ПИП) для снятия данных с ОК, блок управления со средствами преобразования поступающих на него информационных сигналов и блок регистрации (накопитель).

Управлять процессом регистрации данных (старт/останов записи, изменение состава кадра и т.д.) можно путем анализа значений регистрируемых параметров (давление, перемещение, температура и др.).

Достоверность результатов контроля информации БУР ПИ зависит от многих факторов - разрядности и частоты опроса параметров, помехозащищенности используемого кода, перечня регистрируемых параметров и т.д. По мере развития БУР ПИ их характеристики улучшаются - увеличивается количество и точность регистрации (статическая, динамическая) параметров, улучшаются показатели эксплуатационной технологичности. Современные БУР ПИ используют методы уплотнения информации, для чего в их состав вводят БЦВМ. Увеличение числа цифровых элементов в системах ВС, применение автономных цифровых ПИП позволяют организовать связь БУР ПИ и ОК посредством цифровой шины, что повышает надежность и улучшает весовые характеристики БУР ПИ. Электрические сигналы являются универсальными носителями информации, которые подают на вход большинства регистрирующих устройств.

Существующие типы БУР ПИ классифицируют по таким признакам:

- целевое назначение:

- аварийные. Предназначены для установления причин ЛП. Все ВС ГА оснащены аварийными БУР ПИ. По современным требованиям БУР ПИ такого типа должны регистрировать не менее 40 АП (высота, скорость, перегрузки, углы отклонения рулей, элеронов и т.д.) и 60 РК (САУ включена, Шасси выпущены, Закрылки отклонены, Остаток топлива минимален и т.д.);

Контейнер с накопителем должен обеспечивать сохранность записи о полете при воздействии на него ударных нагрузок до 200 g с длительностью импульса до 10 мс, температуры 1000°С в течение 15 мин., агрессивных жидкостей (2 ч) и морской воды (5 суток). С этой целью применяют специальные средства защиты и спасения ПИ - высокопрочный, жаростойкий и теплозащищенный контейнер, средства плавучести и устройства для замедления скорости падения;

- эксплуатационные. Предназначены для регулярного контроля действий экипажа и состояния АТ, что требует регистрации большого количества параметров (400..1000). Защита накопителя ПИ отсутствует. Специфическое требование - большая длительность непрерывной записи (более 10 ч) и возможность быстрой замены или перезаписи носителя информации;

- комбинированные. Сочетают функции аварийного и эксплуатационного БУР ПИ. Выпускают в варианте защищенного накопителя или одновременного наличия защищенного и незащищенного накопителя;

- испытательные. Применяют при летных испытаниях ВС. Отличительная особенность - большое количество регистрируемых параметров (более 1000), что требует большого количества ПИП на борту ВС (планер, силовая установка, оборудование и т.д.). В таких БУР ПИ можно менять состав и частоту опроса ПИП и телеметрически передавать данные о полете на землю.

- способу записи БУР ПИ:

- механические. Устройство записи ПИ механически воздействует на поверхность носителя ПИ (бумага, фольга, пленка) и деформирует ее или подвижный элемент устройства записи производит нанесение на него красящего вещества. Недостаток способа записи - низкая плотность и точность записи, проблемы при регистрации высокочастотных сигналов, большой удельный объем и масса на 1 параметр и трудность автоматизации обработки ПИ. (Применяют в бароспидографах, трехкомпонентном самописце К3-63 и др.);

- оптические. Построены на базе шлейфовых осциллографов. Запись на светочувствительный носитель (бумага, пленка) производит световой луч. Достоинство - простота и наглядность представления результатов. Недостаток – невысокая точность и плотность записи, быстрый рост массы БУР ПИ при увеличении количества регистрируемых параметров, проблемы автоматизации обработки ПИ;

- магнитные. Обеспечивает высокую точность записи большого количества параметров при небольшом удельном объеме и массе на 1 параметр. В качестве носителя ПИ используют магнитную ленту, что позволяет делать многодорожечную запись и автоматизировать обработку ПИ с помощью ЦВМ.

- форма представления информации:

- непрерывные и дискретные во времени. Регистрируемый сигнал можно квантовать по времени и уровню. В зависимости от того, используют квантование по времени или нет, сигналы делят на непрерывные и дискретные во времени.

Если в каждый момент времени значение регистрируемого параметра однозначно соответствует значению сигнала на носителе, то такой сигнал и соответствующее регистрирующее устройство называют непрерывным во времени. Если приведенное выше условие не выполняется, то сигнал и использующее его регистрирующее устройство называют дискретным. К дискретным относят импульсные БУР ПИ, в которых применяют импульсную (широтно-,время- и фазово-импульсную модуляции и др.) или кодово-импульсную модуляцию.

В настоящее время в ГА применяют БУР ПИ следующих типов:

- аналоговые непрерывного действия (К3-63, САРПП-12ДМ);

- аналого-импульсные (МСРП-12-96);

- цифровые импульсные (кодово-импульсные) (например, МСРП-64-2, МСРП-256, Тестер-У3 и т.д.).

Требования к составу регистрируемых параметров. Количество и состав регистрируемых параметров определяют в основном назначением БУР ПИ (аварийный, эксплуатационный, испытательный) и типом ВС.

В общем случае БУР ПИ предназначены для автоматического измерения и записи таких параметров:

- режимы полета, включая параметры пространственного положения и траектории полета ВС (барометрическая и геометрическая высоты, приборная и истинная воздушная скорости полета, число Маха, перегрузка, углы атаки, скольжения, крена, курса и тангажа, угловые скорости рыскания, крена и тангажа, углы отклонений от глиссады и курса, сигналы пролета ДПРМ и БПРМ и др.);

- действий экипажа (углы отклонения и усилия на штурвале и педалях, углы положения РУД, сигналы выпуска и уборки шасси и механизации крыла, включения и выключения оборудования и др.);

- состояния и работы силовой установки (температура газов, скорость вращения роторов низкого/высокого давления), бортовых систем и оборудования (давление в гидросистеме, углы отклонения руля высоты и направления, стабилизатора, элеронов, закрылков, спойлеров, напряжения бортсети, параметры работы бортовых систем и др.);

- состояние внешней среды (плотность, температура, обледенение и др.);

- служебных данных - номер ВС и рейса, дата (число, месяц, год), астрономическое время (часы, минуты);

- параметров состояния членов экипажа (частота пульса и дыхания, температура тела и др.).

Организация обработки и использование полетной информации. Обработка данных БУР ПИ состоит в декодировании, дешифрировании и анализе результатов обработки.

Декодирование выполняют с целью преобразования и представления ПИ в виде удобном для дешифровки и анализа. Декодирование необходимо потому, что БУР ПИ с магнитным способом записи представляют ПИ в виде время-импульсного/цифрового кода, который имеет специфику для визуального восприятия. Декодирование производят с помощью специализированных декодирующих устройств (МСРП-12-96 - ДУМС-4, МСРП-64 - НДУ-8 и т.д.) или НСАО ПИ.

После декодирования ПИ устройствами ДУМС и НДУ-8 ее воспроизводят осциллографом (К20-22, Нева-МТ и др.) на фотобумагу, а при использовании НСАО ПИ выдают на устройство документирования (например, для НСАО ПИ типа «Луч» на специализированный графопостроитель и АЦПУ).

Расшифровку выполняют после декодирования ПИ для определения на выбранных временных интервалах значений АП и РК. Расшифровку ПИ проводят по записям на фотопленках, осциллограммах и графиках. При подготовке записей для расшифровки надо убедиться в том, что масштаб времени и размещение параметров выбраны рационально.

Расшифровку записей с фотопленок САРПП-12 производят с помощью проекционного устройства (Микрофот, дешифратора ЭДИ-452). Физические значения АП определяют с помощью градуировочных графиков или планшета с подвижными градуировочными шкалами. По результатам расшифровки заполняют соответствующие бланки и строят графики изменения физических значений основных параметров полета.

Перспективными направлениями развития БУР ПИ являются улучшение их характеристик (число регистрируемых параметров, точность регистрации, длительность записи, уменьшение массы и габаритов и т.д.) и повышение эффективности обработка ПИ за счет использования БЦВМ.

В комплексных системах рационально объединяют БУР ПИ и устройства контроля, которые обеспечивают централизованную обработку ПИ в полете и выдачи экипажу в особых случаях предупреждений и рекомендаций. Основными составными частями комплексных БУР ПИ являются:

- комплекс ПИП устройств встроенного контроля и автоматов безопасности;

- бортовое устройство ЛО;

- блок речевых сообщений и визуальной индикации;

- БУР ПИ; бортовое устройство запоминания и печати событий;

- устройство записи звуковой информации.

Алгоритмы бортового устройства функционируют в реальном масштабе времени, а логические функции разрабатывают для критических и предкритических режимов полета. Результаты обработки выдают на носитель БУР ПИ и в виде бланка на бортовое печатающее устройство. Таким образом, по окончании полета имеется документ для принятия решения о выпуске ВС в очередной полет или выполнении профилактических работ. При этом отпадает необходимость в проведении многих наземных проверок АТ, что дает возможность перейти к более совершенным формам ТО ВС.

Этапы развития авиационных регистраторов. Существует большое разнообразие бортовых и наземных авиационных БУР, которые сохраняют информацию с целью расследования инцидентов. Первичными источниками информации являются защищенные бортовые БУР ПИ с быстрым доступом к данным и наземные регистраторы радарного управления воздушного движения и радиосвязи. Вторичными источниками информации при расследовании катастроф могут быть, например, самолетные системы с устройствами внутренней памяти и записью оперативных сообщений в полете. Современные БУР ПИ на энергонезависимых чипах памяти выдерживают высокую нагрузку. Кроме аварийных БУР ПИ, были созданы устройства для получения диагностической информации, которую можно использовать при ТО и расследовании авиационных инцидентов.

Остановимся кратко на этапах развития требований к БУР ПИ и технологии обработки ПИ.

Защищенные регистраторы полета

Первый бортовой регистратор параметрической информации. Потребность создания защищенного регистрирующего устройства стала очевидной после ряда авиакатастроф на авиалиниях в начале 1940 г. Это подтолкнуло Администрацию Гражданской Авиации США (CAA - Civil Aviation Authority) на разработку Правил Гражданской Авиации (Civil Aviation Regulations) и создание аврийных БУР ПИ, но эти работы было прерваны Второй Мировой Войной. Однако БУР ПИ не был создан и позже по различным причинам - в 1944 г. САА отказалась от проекта; в 1947 г. САА инициировала проект еще раз, но БУР ПИ не был создан и проект был закрыт в 1948 г.

Рис. 2. Схемное решение для типового осциллографического БУР ПИ на фольге

С 1948 по 1957 гг. представители САА и авиационной промышленности исследовали возможности технологии регистрации и пытались разработать новые требования к БУР ПИ. Убедившись, что соответствующие регистрирующие устройства можно создать, CAA в 1957 г. издала 3-й вариант правил для БУР ПИ. Эти правила относились к транспортным самолетам с массой более 12500 фунтов (5670 кг) и высотой полета выше 25000 фт (7620 м) на которые надо было установить защищенные БУР ПИ до 01.07.1958 и регистрировать высоту, скорости, курс и вертикальные ускорения. Это ознаменовало появление первого защищенного БУР ПИ.

Первый бортовой речевой магнитофон (CVR - Cockpit Voice Recorder). Руководствуясь рекомендацией САА записывать разговоры экипажа для расследования инцидентов, Федеральная Авиационная Администрация США (FAA - Federal Aviation Administration) в 1960 г. исследовала эту проблему и установила возможность создания БУР РИ. FAA разработала требования к БУР РИ и крайние сроки их установки в кабину экипажа транспортных самолетов (газотурбинные - 07.1966, негерметизируемые с 4-мя поршневыми двигателями - 01.1967).

Изменения правил для бортовых регистраторов полетных данных (FDR – Flight Data Recorder). 1972 г. Требования к БУР ПИ оставались практически постоянными до 10.12.1972, когда они были исправлены под расширенный перечень параметров для цифрового БУР ПИ (DFDR - Digital Flight Data Recorder) для транспортных самолетов сертифицированных после 30.09.1969. Новые требования рекомендовали добавить в существующий перечень дополнительные параметры - углы наклона и крена самолета; осевую тягу двигателя; положение закрылков; сигналы управления полетом или положение поверхностей управления; боковое ускорение; положение стабилизатора и реверс двигателей (изменение правил касалось Боинг-747, но не относились к Боинг-707, 727 и 737, DC-8 и 9, которые сертифицировали до 1969 г., поэтому существующие и недавно выполненные модификации этих типов ВС, использовали правила для FDR, которые были приняты в 1957 г.). Требования к БУР ПИ практически не изменяли до выпуска новых правил в 1987/88 гг.

1987/88 г. За 30 лет после выпуска правил для FDR в 1957 г., Совет Национальной Безопасности на Транспорте (NTSB - National Transportation Safety Board) и его предшественник выпустили много рекомендаций по безопасности для FAA с целью обновления стандартов для БУР полетных данных, чтобы они соответствовали требованиям для расследования инцидентов. Рекомендации требуют:

1. замену осциллографического БУР ПИ (фольга) на цифровой;

2. перечень параметров БУР ПИ транспортных самолетов расширяют с 5 до 11 параметров;

3. расширенны требования на параметры для недавно созданных транспортных самолетов;

4. использование «горячих» микрофонов экипажем на высоте менее 18000 фт. (5480 м);

5. регистрацию «горячих» микрофонных каналов на БУР РИ;

6. разработку требований к БУР РИ и ПИ для некоторых воздушных такси и корпоративных самолетов.

В качестве причины непринятия рекомендаций FAA ссылалась на недостаток средств для решения этой проблемы. После ряда инцидентов с многочисленными жертвами в начале 1980 г., FAA выпустил в 1987 и 1988 гг. изменения правил к БУР данных о полете, которые требуют:

1. замену осциллографических регистраторов с фольгой на БУР ПИ до 26.05.1989;

2. число обязательных параметров для типов самолетов, сертифицированных до 01.10.1969, должен быть увеличен и включать углы наклона и крена, продольное ускорение, осевую нагрузку двигателей, управление колонкой или углом наклона управляемой поверхности. Контрольная дата 26.05.1995;

3. транспортные самолеты (20 и более пассажиров), произведенные после 01.10.1991, должны записывать 28 параметров в цифровом формате;

4. транспортные самолеты (20 и более пассажиров), имеющие шину цифровых данных, должны записывать 28 параметров в цифровом формате;

5. все газотурбинные самолеты-такси (10..19 пассажиров), которые произведены после 01.10.1991, должны иметь БУР ПИ на 17 параметров;

6. требования к БУР РИ были распространены на многодвигательные газотурбинные самолеты (более 5 пассажиров и 2 пилота);

7. экипажи должны использовать «горячие» микрофонные системы БУР РИ на высоте ниже 18000 фт. (5480 м).

1997 г. После катастроф Боинг-737 (рейс 585, Колорадо-Спрингс, 06.1989; рейс 427, Питсбург, Пенсильвания, 09.1994) NTSB дополнила требования к параметрам БУР ПИ:

1. дополнительная регистрация входных сигналов управления полетом и перемещений управляющих поверхностей для большинства ВС (до 01.01.1998);

2. усиление требований к параметрам для транспортных самолетов (выпущены после 01.01.1996);

3. модификация перечня параметров БУР ПИ Боинг-737 для записи бокового ускорения, входных сигналов управления полетом и перемещений управляющих поверхностей (до 31.12.1995).

FAA выпустила извещение 08.1996, а правила - 08.1997. Окончательный вариант правил соответствовал требованиям безопасности, но дата их введения была пролонгирована по отношению к рекомендованной NTSB, т.к. FAA не устраивали сроки введения рекомендацией к Боингу-737 (конец 1995 г). В окончательные требования были введены пункты о записи входных сигналов управления полетом и положения управляющих поверхностей. Окончательный вариант правил содержал следующее:

1. транспортные самолеты, сертифицированные до 01.10.1969 и изготовленные до 11.10.1991, должны записывать не менее первых 18 из 22 параметров из списка правил до 18.08.2001;

2. транспортные самолеты, изготовленные в период 11.10.1991.. 18.08.2001, должны записывать не менее первых 34 параметра из списка правил до 18.10.2001;

3. транспортные самолеты, изготовленные после 18.10.2000, должны записывать не менее 57 первых параметров БУР ПИ из списка правил;

4. транспортные самолеты, изготовленные после 18.10.2002, должны записывать не менее 88 параметров БУР ПИ из списка правил.

Определенные требования к параметрам приведены в табл. 1 (Требования к параметрам БУР ПИ).

03.1999 г. Новые рекомендации для БУР полетных данных были предложены NTSB Канады (TSB) и США, а причиной их разработки стал инцидент с MD-11 SwissAir (рейс 111 «Нью-Йорк–Женева», 02.09.98). После команды «Дым в салоне» самолет разбился о воду (Галифакс, провинция Новая Шотландия, Канада), погибли 229 пассажира и экипаж. Расследование было затруднено из-за отсутствия данных БУР РИ и ПИ, которые прекратили работу за 6 мин. до удара о воду. Эта катастрофа была одной из последних, где расследование было затруднено из-за потери информации БУР полетных данных из-за его обесточивания. Модернизация БУР полетных данных и электропитания обеспечило его питание от независимого источника в течение 10 мин. после обесточивания бортсети. Создание комбинированного БУР РИ и ПИ также позволило устанавливать их на новые самолеты (один БУР около кабины - уменьшает вероятность механического/ электрического прерывания сигналов и электропитания; второй в дальней хвостовая части - повышает выживаемость).

В результате NTSB США и TSB Канады выпустили в 09.03.1999 рекомендации по безопасности:

1. доработать полупроводниковый БУР РИ емкостью 2 ч. независимым электропитанием (обеспечивает автономное электропитание в течение 10 мин.) и микрофоном зоны до 01.01.2005;

2. на всех недавно произведенных самолетах автономные БУР РИ и ПИ должны быть заменены на 2 комбинированных БУР РИ и ПИ до 01.01.2003;

3. электропитание БУР РИ, БУР ПИ и комбинированных БУР обеспечивают высоконадежные генераторы.

Бортовые устройства регистрации параметрической информации. Появление БУР ПИ связано с первыми полетами самолетов. Полет братьев Райт был задокументирован с помощью простейшего БУР ПИ, который записывал обороты винта, расстояние и длительность полета. Самолет Spirit of St.Louis был оборудован более совершенным БУР ПИ, который использовал барограф для записи значений барометрического давления (высоты) на вращающийся бумажный цилиндр (рис. 3).

Рис. 3. БУР ПИ самолета Spirit of St. Louis

Первые БУР ПИ были незащищенными и их создавали только для регистрации данных об исторических явлениях, а не катастрофах.

Первый защищенный БУР ПИ (1953 г.) использовал ланцеты для осциллографической записи (царапанье) параметров на металлическую фольгу. Относительное время полета определяли косвенно по длине использованной для записи фольги (скорость перемещения фольги 6 дюймов/ч - 15.24 см/ч). Расшифровщики при работе с графиками параметров использовали микроскоп, а затем пересчитывали отклонение сигналов от базовых линий в физические единицы, что было трудоемко и требовало от исследователя специальных знаний.

Правила 1957 г. стали толчком для установки БУР ПИ на ВС (до 06.1958) и создания рынка БУР ПИ, что привлекло других изготовителей, которые использовали осциллографические БУР ПИ с металлической фольгой (рис. 4, 5).

Рис. 4. Ранний Lockheed модель 109

Рис. 5. Sundstrand модель 542 FDR, 1/2 длинных формата ATR

Стандарт Technical Standards Order (TSO C-51) определял диапазон точности, типовые параметры для записи (высота, воздушная скорость, курс, вертикальное ускорение, время), требования по ударной нагрузке (100 g) и нахождения в огне (1100°C в течение 30 мин.). TSO определил 3 основных типа БУР ПИ:

- 1 - БУР ПИ не катапультируют, нет ограничений на размещение;

- 2 - БУР ПИ не катапультируют, время пребывания в огне не менее 15 мин., ограничение на расположение в фюзеляже и от топливных баков;

- 3 - БУР ПИ катапультируют, время пребывания в огне не менее 1,5 мин., нет ограничений на размещение.

Первые БУР ПИ были типа 1 и их устанавливали в зоне кабины или нише главной стойки шасси. Однако, такое размещение БУР ПИ связано с риском попадания в зону пожара или удара, что может быть причиной его уничтожения или серьезного повреждения.

БУР ПИ типа 2 и 3 никогда не устанавливали на коммерческие транспортные средства, а катапультируемые БУР ПИ применяют в военной авиации.

В начале 1960 г. CAА рекомендовала FAA сделать дополнительную защиту БУР ПИ от удара и пожара, а для максимальной защиты записи рекомендовала размещать их в кормовой части фюзеляжа. В результате, FAA выпустила изменения Правил, которые уточнили расположение БУР ПИ в хвостовой части и обновила стандарт TSO C-51 в виде стандарта C-51a. Обновленный TSO увеличил ударную нагрузку от 100 до 1000 g, ввел статическую нагрузку, ударное воздействие и погружение самолета в жидкость. Критерий на пожаростойкость не был изменен. Однако ни один TSO не имел протокола для испытаний, чтобы гарантировать общепринятые и повторяемые условия испытаний.

Одновременно с БУР ПИ, которые использовали в качестве носителя информации фольгу (США), получили развитие БУР ПИ, где носителем информации была тонкая стальная проволока (Англия). В проволочных БУР ПИ впервые использовали цифровое импульсное кодирование данных, а использование при проектировании новых технологий сделало его достаточно надежным. Проволочный носитель информации был невосприимчив к огню, но имел проблемы при воздействии на него удара - проволока часто рвалась, запутывалась, что затрудняло расшифровку (восстановление частей требовало их сборку в нужном порядке).

В конце 1940 г. Франция создала БУР ПИ, который использовал фотосистему для записи данных на светочувствительную бумагу. Этот способ имел серьезные недостатки - слабая пожароустойчивость и вероятность потери данных при воздействии света. Позже был освоен осциллографический метод записи на фольгу.

Введение БУР РИ (1960 г.) и ПИ (1970 г.) сделало магнитный тип записи основным до момента ввода в 80-е годы БУР полетных данных (БУР ПД), которые выдерживают высокие нагрузки. Изготовители БУР использовали разнообразные ленты и лентопротяжные механизмы. Чаще всего использовали для лент синтетические материалы майлар и каптон и металлы. Лентопротяжные механизмы имели разную конструкцию, например, ЛПМ с компланарным и коаксиальным расположением катушек, бесконечные петли пакетов катушек и т.д. Объем записи БУР РИ - 30 мин. (4 канала), а БУР ПИ - 25 ч., при этом новую информацию записывают вместо самой старой по принципу бесконечной петли..

БУР с магнитной лентой чувствительны к воздействию огня после катастрофы. TSO предъявляет жесткие требования к интенсивности огня. Опыт эксплуатации показал, что магнитные ленты уязвимы к продолжительному воздействию огня, а металлические - к удару, что ведет к раскручиванию и потере данных.

Система цифровой регистрации параметров полета (рис. 6) обеспечивает авиакомпании записями параметров полета.

Система регистрации параметров полета состоит из бортового цифрового регистратора (БЦРПД) и цифрового блока сбора полетных данных (ЦБСПД), модуля бортового регистратора, ПИП и может включать дополнительные регистраторы, принтеры и панели управления. Данные от ПИП поступают для обработки в ЦБСПД, а затем в БЦРПД для хранения (сохраняются данные за последние 25ч полета).

Рис. 6. Цифровая система регистрации параметров полета

Бортовой цифровой регистратор полетных данных (БЦРПД) записывает и сохраняет параметры о полете.

На передней стороне БЦРПД расположены:

- сигнализация неисправностей - желтый индикатор BITE;

- разъем для соединения БЦРПД с оборудованием проверки работоспособности и съема данных на самолете.

Защищенная часть БЦРПД предохраняется от воздействия тепла и удара.

БЦРПД оборудован маяком для определения его местоположения под водой.

Цифровой блок сбора полетной информации обеспечивает сбор данных от самолетных ПИП, их предварительную обработку, мультиплексирование и преобразование в стандартный цифровой формат. ЦБСПД обрабатывает данные и передает их для записи в БЦРПД в виде двухчастотного Гарвардского кода.

Питание блока: ~115В (однофазное) и постоянное напряжение.

На блоке расположены:

- индикатор неисправности. Выдает код состояния и неисправности (3 цифры);

- кнопка считывания (удерживают до окончания операции) запускает индикатор неисправностей;

- индикатор сбоя. Желтый цвет сигнализирует о неисправности обязательных параметров ЦБСПД;

- индикатор предупредительной сигнализации. Желтый цвет сигнализирует о неисправности ЦБСПД;

- индикатор сбоя БЦРПД. Желтый цвет сигнализирует о неисправности БЦРПД.

Модуль бортового регистратора индицирует экипажу ВС о работе БЦРПД и обеспечивает возможность наземной обработки (рис. 7).

Лампа ВЫКЛ (OFF) загорается при выключенном БЦРПД или обнаружении неисправности БЦРПД или ЦБСПД (схема BITE).

Кнопка управления позволяет тестировать систему БЦРПД, когда самолет находится на земле с выключенными двигателями.

Переключатель тестирования и защиты должен быть при тестировании в положении ТЕСТ, а его конструкция исключает возможность оставления в положении ТЕСТ после тестирования.

Модуль запитан ~115В 400Гц, 28В постоянного тока.

Рис. 7. Модуль бортового система регистратора

Принтер предназначен для распечатки отчетов системы (рис. 8). Вес принтера ~3. Напряжение питания ~115В. Управление и индикация:

- SLEW - движение бумаги при загрузке;

- REPT - повторная печать последних напечатанных сообщений;

- ALRT/RST - повторная установка при прерываниях, отмена индикации MSG;

- TEST - запуск 5 внутренних тестов (ПЗУ, оперативная память, напряжения питания печатающей головки и шагового двигателя, вход-ная шина) и вызов тестовой печати;

- светодиоды FAULT и MSG загораются в начале и гаснут в конце тестирования. При неисправности выдается таблица тестирования;

- PAPER - механический индикатор остатка бумаги;

- FAULT - сигнализирует о неисправностях при внутреннем тестировании;

- MSG – загорается при получении сообщения и гаснет, если не нажат выключатель ALRT/RST или отсутствует сообщение.

Рис. 8. Принтер

Принтер открывают поворотом рукоятки в сторону ОТКРЫТО (OPEN). Для замены бумаги надо нажать на кнопку выдачи бумаги, вынуть пустую бобину и вставить ее в новый рулон. Рулон бумаги с теплочувствительной стороны вставляют в принтер по направляющим до щелчка. После этого надо закрыть и заблокировать дверь, нажать кнопку ПРОГОН БУМАГИ (SLEW) для проверки плавности подачи бумаги.

Датчики. ПИП замеряют изменения положения различных органов управления полетом и рулевых поверхностей, непрерывно передают замеренные данные в БУР ПИ.

Цифровой метод регистрации БУР ПИ (DFDR) и подобный ему БУР быстрого доступа (QAR), были разработаны почти одновременно и используют одинаковую технику для регистрации. Ранние образцы QAR записывали намного больше параметров, чем DFDR. Как вспомогательный БУР, QAR не проектировали для выживания после сильных ударов и пожара, хотя он мог выдерживать серьезные аварии.

Обычно DFDR и QAR имеют блок сбора полетной информации (FDAU - Flight Data Acquisition Unit) для связи ПИП и БУР ПИ. FDAU преобразует аналоговые сигналы от ПИП в цифровые данные, которые мультиплексируют в поток данных и записывают на носитель информации. По стандарту формат потока данных для большинства ленточных DFDR равен 64 12-разрядных слова в секунду. Емкость записи ленты DFDR ограничена ее длиной и форматом кадра. Емкость ленты DFDR была достаточна для первого поколения широкофюзеляжных самолетов, но была быстро исчерпалась при появлении Боинг-767 и A320 с цифровой авиаэлектроникой.

Речевые регистраторы. В ответ на рекомендации САА, в 1960 г. FAA провела изучение возможности регистрации переговоров экипажа и использования этих записей при разборе инцидентов. Несмотря на то, что уровень помех в кабине очень затруднял запись речевой информации, но к 1960 г. была разработана технология регистрации переговоров экипажа с помощью БУР РИ. Оборудование БУР РИ должно отвечать следующим требованиям:

1. записывать переговоры каждого члена экипажа в кабине, с землей и по внутренней связи ВС. Количество каналов должно обеспечивать одновременную запись одного члена экипажа по одному каналу;

2. сохранность записи переговоров экипажа за последние 30 мин.;

3. при остановке БУР РИ после аварии должна оставаться запись последних 30 мин. разговора;

4. БУР РИ должен выдержать условия катастрофы приведенные в TSO-C51.

	Требования к БУР ПИ	Требования БУР ПИ	Требования БУР ПИ
Огонь	1100°C и покрывает 50% поверхн. в течении 30 мин.	1100°C и покрывает 50% поверхн. В течении 30 мин.	1100°C и покрывает 50% поверх. в течении 30 мин.
удар приземления	100 g	100 g	1000 g в течении 5ms
Статич.нагрузка	Нет	Нет	5000 фунтов в течение 5 мин. на каждой оси
Погружение в жидкость	Нет	Нет	погружение самолета в жидкость (вода, топливо и т.п.) в течение 24 ч.
Погружение в воду	морск.вода в течение 48 ч.	Морск.вода в течение 36 ч.	морская вода в течение 30 дней
Проникновения	Нет	Нет	500 Ib опущенного с высоты от 10 футов

5. запись разговоров должна быть понятна при окружающем шуме кабины или возможна ее фильтрация при обработке на земле;

6. БУР РИ должен записывать голоса экипажа с радиокоммуникаций, телеграфных систем и без использования ларингофонов;

7. БУР РИ должен иметь индикатор сигнализирующий экипаж о своей работе.

FАA выпустила правила, которые предписывали использование БУР РИ на транспортных самолетах, и издала TSO C-84, который установил аварийную выживаемость от огня и стандарты на оборудование.

БУР РИ (рис. 9) расположен в кормовой части грузового отсека и обеспечивает запись переговоров экипажа с сохранением не менее 30 последних минут.

Система получает звуковые сигналы от "горячего микрофона" и из кабины экипажа. Этапы полета "самолет на земле" и "стоянка-тормоз" используют для стирания больших объемов речевой информации.

Рис. 9. Расположение и блок схема БУР РИ

Пульт управления БУР РИ контролирует и тестирует отдельные модули БУР РИ, фиксирует звуки в кабине экипажа и управляет стиранием записанной информации с носителя (рис. 10).

Снятие звуков из кабины пилотов производит микрофон.

При нажатии переключателя «стереть» за 0,5с стирается память твердотельного накопителя, если самолет запаркован на земле.

Рис. 10. Пульт управлени я БУР РИ

При нажатии переключателя «тест» одновременно тестируют все 4-е канала регистрации. Об успешном тестировании всех каналов регистрации сигнализирует индикатор. Для контроля каналов регистрации используют телефонный разъем.

Модуль речевого регистратора позволяет делать 120 мин. записи 4 звуковых каналов. Регистратор имеет огнеупорный модуль повышенной прочности (ОМПП, FCSSU), в котором находится полупроводниковая память для хранения аудиозаписи. Модуль также имеет систему тестирования, схему контроля и вспомогательную электронику. На передней панели регистратора расположен подводный локационный маяк.

Подводный локационный маяк (UNDERWATER LOCATOR BEACON) - акустический маяк с питанием от батареи, который активизируется при погружении в воду. В этом состоянии маяк излучает сигнал в течение 30 дней.

Блок-схема системы речевой регистрации (рис. 11). Звук при записи поступает от цифровой системы управления звукозаписи (3 канала) и микрофона пульта управления в кабине экипажа (канал 4). БУР РИ запитана ~115В.

При нажатии переключателя «сти-рание» за 0,5с происходит полная про-тирка памяти, если самолет запаркован.

Рис. 11. Блок схема регистрации речи БУР РИ

Сигналы всех каналов регистрации доступны в телефонных разъемах пульта управления и БУР РИ.

Тест панели управления начинается с теста БУР РИ. Регистратор выдает сигналы о результатах тестирования на панель управления тестирующего счетчика, панель управления и разъемы наушников БУР РИ.

Функция «запись». Сигнал с микрофона подается на предусилитель БУР РИ. Перемычка обратной связи в пульте управления обеспечивает регулировку усиления предусилителя. Звуки от бортинженера и экипажа поступают через электронное устройство в модуль, а затем в звуковой процессор, где его преобразуют в цифровой сигнал, который выдают в процессор памяти. Процессор кодирует данные и выдает их в модуль полупроводниковой памяти для хранения.

Процессор и модуль полупроводниковой памяти помещены в огнеупорный модуль повышенной прочности (ОМПП, FCSSU), который защищен корпусами внутренней термической изоляции и внешним из нержавеющей стали.

Функция «контроль». Комбинированный звук 4-х каналов можно контролировать во время записи с помощью наушников, подключенных в телефонный разъем на внешней стороне регистратора или пульте управления.

Функция «запись». При нажатии переключателя «стереть» происходит стирание памяти твердого накопителя за 0,5с в случае, если самолет находится на земле на парковке. При этом замкнуты реле «стояночные тормоза» и «воздух/земля» и от БУР РИ в пульт управления выдается сигнал стирания.

Для очистки всей полупроводниковой памяти нужно около 2с после нажатия переключателя «стереть» на пульте управления. После этого на протяжении всего цикла стирания (~13с) в наушниках присутствует фон 400 Гц.

Функция «тестирование». При нажатии переключателя «тест» пульта управления начинается тестирование системы (проводится ~5с). На вход БУР РИ (блок управления) поступает сигнал запуска тестирования, который выдается на процессоры звука и памяти. Звуковой процессор генерирует и выдает по очереди в каждый канал тестовый сигнал на 620 Гц для тестирования схем звуковых каналов. Этот сигнал можно услышать через БУР РИ и на разъемах наушников пульта управления. Фон 620 Гц будет слышен с интервалами в течение 4..5с, где каждый интервал соответствует тестированию одного из 4-х каналов. Тестовый сигнал обрабатывают и сохраняют в памяти, а потом считывают для проверки частоты и амплитуды. БУР РИ также выдает сигнал на пульт управления для индикации - при положительном исходе тестирования указатель на пульте управления отклонится в зеленую область. Выключение переключателя «тест» закончит подачу сигнала запуска тестирования и тестирование будет закончено.

Рис. 12. Блок схема БУР РИ

Цифровые авиационные системы Появление в начале 1980-х годов в ГА цифровых авиационных систем значительно увеличило объем информации для регистрации БУР ПИ. Цифровая авиаэлектроника вызвала появление шин цифровых данных для обмена между системами. Благодаря этому огромное количество информации от самолетных систем, которая просто циркулирует по шинам данных, стала доступной для FDR и QAR. Появление шин цифровых данных послужило причиной появления FDAU (DFDAU), которые выполняют одинаковые функции за исключением того, что DFDAU может снимать данные с шин данных и аналоговых датчиков.

Бортовые устройства регистрации полетных данных, выдерживающие высокую нагрузку (рис. 13). Появление бортовых устройств регистраии полетных данных (БУР ПД), которые выдерживают высокую нагрузку (1980 г.), стал важным шагом в развитии технологии регистрации информации о полете. Использование устройств памяти, которые выдерживают высокую нагрузку, в БУР ПД увеличило объем регистрируемой информации, повысило выживаемость при аварии/пожаре и надежность.

Рис. 13. Типовой полупроводниковый CVR и DFDR

Сейчас можно иметь 2-х часовой БУР ПД, который может записать до 256 12-разрядных слов данных в секунду, что равно 4-х кратной емкости ленточных FDR. Достигнутая за эти годы выживаемость при аварии/пожаре стала новым стандартом выживаемости. Отсутствие движущихся частей позволило повысить надежность БУР ПД при ударной нагрузке.

Энергонезависимые устройства памяти. Современное ВС имеет в составе бортового оборудования целый ряд микропроцессорных электронных устройств. Одним из таких устройств является энергонезависимая память (NVM), которая накапливает информацию об обращениях экипажа к навигационной базе данных и системные сообщения о дефектах электронных устройств. Эксперты по ЛП оценили NVM как важный источник информации, но это устройство не имеет защиты от удара и пожара, поэтому нет гарантии сохранения информации после катастрофы.

Поврежденные NVM, могут потребовать отправки к изготовителю, где эксперты определят объем и сложность повреждений, демонтируют устройство и восстановят информацию с помощью специалльного оборудования и программного обеспечения. Возможно, достаточно заменить поврежденный соединитель или схему управления, но при этом надо быть очень осторожными, чтобы не потерять восстанавливаемые данные.

Бортовые устройства регистрации видеоизображения (БУР ВИ). Эксперты по расследованию ЛП признали, что в дополнение к регистрации параметров полета и звука надо иметь изображение обстановки в кабине экипажа, которая является логическим шагом в эволюции бортовых устройств регистрации. Реализация этой идеи с помощью ударостойких носителей информации стало экономически возможным только недавно.

В комплексе записи звука, данных и изображения дадут экспертам по ЛП данные для более качественного анализа условий происшествия и расширения рамок расследования, которые связаны с человеческим фактором. Кроме того, записи изображения могут дать такую информацию из кабины экипажа, которую нельзя записать другим способом.

Ряд полномочных органов по расследованию ЛП внесли рекомендации о записи изображения для дополнения информации бортовых устройств регистрации полетных данных (БУР ПД). Технология внедрения таких систем была продемонстрирована, а затем была выпущена спецификация минимальных рабочих характеристик (Eurocae ED-112, март 2003 г.) в отношении БУР ВИ.

Eurocae ED-112 классифицирет БУР ВИ следующим образом:

- класс А. Для получения данных, которые дополняют обычные бортовые самописцы (например, для фиксации субъективных факторов, движений в кабине экипажа и т.д.);

- класс В. Удовлетворяет требованиям к записям изображения индикатора сообщений систем CNS/ATM;

- класс C. Регистрация полетных данных в случаях, когда регистрировать их с помощью БУР ПД очень дорого;

- класса D. Регистрация изображения индикаторов на лобовом стекле;

- класса Е. Регистрация других изображений, которые выдают экипажу (например, грузовой/пассажирский отсек).

БУР ВИ (особенно класса С) могут быть альтернативой БУР ПД на небольших ВС с точки зрения расходов на установку. В этой связи эксперты ИКАО по бортовым самописцам предложила поправки к Приложению 6 "Эксплуатация воздушных судов", которые позволяют использовать при определенных обстоятельствах БУР ВИ вместо БУР ПД.

Хотя эта группа экспертов ИКАО признала достоинства регистрации изображения (апрель 2007 г.), но выразила обеспокоенность, что внедрение этой технологии будет иметь сильное сопротивление, если ее использование не будет ограничено только расследованием ЛП. Например, они признали привлекательность записей БУР ВИ класса А для средств массовой информации, которые захотят использовать их в целях, не имеющих отношения к расследованию ЛП. В тоже время, БУР ВИ класса С, поле обзора которого охватывает только индикаторы/приборную панель, будет воспринят спокойно, т.к. будет предоставлять экспертам важную дополнительную информацию. Надо отметить, что пилоты нормально относятся к использованию БУР ВИ класса С, т.к. он производит запись того, что видят на приборах члены экипажа, а не того, что предположительно выдают бортовые системы, согласно данных БУР ПИ.

Выводы. Начиная с 1940 г. стало очевидно, что ЛП подрывают доверие к ГА. Для исправления этой ситуации необходимо быстро и точно определить причину ЛП и принять меры к ее устранению. С этой целью нужно было оборудовать ВС БУР РИ и ПИ, чтобы при расследовании инцидентов иметь более полную информацию для определения их причин. Первые БУР ПИ позволили экспертам по расследованию ЛП оценить их потенциал, но эти БУР имели малый объем и невысокое качество информации, поэтому достоверность результатов экспертиз была невысока.

Развитие ГА и возрастающие потребности экспертов по расследованию ЛП выдвигают новые требования к технологии регистрации полетных данных. Существенно на изменение конструкции БУР повлияло появление цифровых устройств (1970 г.). Объем и качество данных БУР ПИ и РИ позволил экспертам по расследованию ЛП глубже оценить обстоятельства, которые сопровождали инцидент, и это стимулировало широкое использование цифровых БУР. При расследовании инцидентов к информации БУР ПИ и РИ в ближайшем будущем будет добавлено телеизображение кабины экипажа, что позволит эффективнее проводить профилактические мероприятия по предотвращению инцидентов.

Этапы развития средств регистрации ГА Украины. В 50-е годы некоторые типы самолетов в Украине и за рубежом начали оборудовать аппаратурой регистрации параметров полета и использовать эти данные при расследовании авиационных происшествий. После разработки в ряде стран обязательных требований (конец 50-х - начало 60-х годов) на установку аварийных БУР ПИ на ВС, началась разработка необходимой аппаратуры. Первоначально для этих целей использовали БУР ПИ, которые применяли при летных испытаниях и являлись оптическими и/или механическими устройствами. В оптической аппаратуре используют принцип записи световым лучом на фотобумаге/фотопленке параметров в аналоговом виде (в виде графиков). Механическая аппаратура выполняет запись путем царапания алмазным/твердосплавным пером графиков параметров на фотопленке или алюминиевой фольге.

Самописец САРПП-12 предназначен для записи в полете 6 АП и 9 РК. Запись производят на фотопленку светолучевым электрическим осциллографом. Фотопленка длиной 12 м помещена в бронеконтейнере, который защищает ее от повреждения. БУР устанавливают на вертолет Ми-8 и самолет Л-410. В настоящее время САРПП-12 заменяют на цифровой магнитный БУР ПИ МСРП-МВЛ.

Самописец К3-63 регистрирует в полете высоту, приборную скорость и вертикальную перегрузку. Регистрация параметров происходит путем царапания резцом по фотопленке графиков параметров. К3-63 устанавливали практически на все типы ВС, а накопленную информацию использовали для определения максимальной вертикальной перегрузки, действующую на ВС. В настоящее время он морально устарел и снят с эксплуатации в ГА.

Основные недостатки оптических и механических БУР ПИ это небольшое количество регистрируемых параметров, малая продолжительность записи (необходимо перезаряжать носитель после каждого полета), аналоговый вид записи (обусловливает большие погрешности регистрации и затрудняет использование ЦВМ для обработки информации) и отсутствие термозащиты носителя (приводит к повреждению носителя при пожаре).

Усложнение пилотажно-навигационного оборудования ВС и расширение функций бортовых систем требуют увеличения объема регистрируемой в полете информации для расследования причин авиационных происшествий и эксплуатационного контроля. Эти обстоятельства привели к пересмотру требований к БУР ПИ. Так, если в 50-х годах обязательной была регистрация 5..6 параметров, к концу 60-х годов их количество увеличилось до 15..20, то в настоящее время их количество исчисляется сотнями.

Аварийные БУР ПИ стали обязательным оборудованием ВС. Установка аварийной системы регламентирована требованиями ЕНЛГС к погрешности и частоте опроса быстроменяющихся параметров. К аварийным БУР ПИ предъявляют жесткие требования по обеспечению сохранности информации при авиационных происшествиях. По нормам ИКАО не менее 95% информации должно сохраняться при комплексном воздействии таких разрушающих факторов:

- температуры 1100°С в течение 15 мин;

- ударной нагрузки в 9800Н;

- бензина, керосина, гидравлических и огнегасящих жидкостей в течение 2 сут;

- морской воды в течение 2 суток и т.д.

Высокие требования предъявляют к БУР по надежности и ресурсу. Проведенные научно-исследовательские и конструкторские работы по разработке систем регистрации, удовлетворяющих перечисленным требованиям, привели к созданию магнитных БУР.

МСРП-12 является одним из первых аварийных магнитных БУР ПИ, который регистрирует 12 АП и 24 РК. Информация регистрируется широтно-импульсным кодом на магнитной ленте, помещенной в защищенный контейнер. Запись выполняют с непрерывным стиранием так, что на ленте остается информация последних 90..120 мин. полета. Основными недостатками этой системы является малое количество регистрируемых параметров, аналоговая форма записи информации, малая продолжительность записи и большая погрешность регистрации.

МСРП-12-96 является модифицированным вариантом системы МСРП-12. Его устанавливают на ВС местных воздушных линий (Ан-26, Ан-24, Як-40) и тяжелых вертолетах.

МСРП-64-2. Создание самолетов Ту-134, Ту-154, Ил-62, Як-42, которые оснащены сложным бортовым оборудованием (например, САУ) поставило требования к созданию более информативного БУР ПИ, который должен был обеспечить не только расследование происшествий, но и эксплуатационный контроль оборудования и контроль действий экипажа по управлению ВС. При реализации этих требований была создана система регистрации МСРП-64-2, которая имеет 64 измерительных канала и выполняет 128 измерений за 1с. Измеряемую информацию преобразуют в 8-разрядный импульсный код и записывают на магнитную ленту аварийного и эксплуатационного накопителей. Система регистрирует кроме измерительной информации служебную - дата полета, время, номер рейса и бортовой номер. Для сокращения времени смены носителя в эксплуатационном накопителе был создан КБН. Продолжительность записи на аварийном накопителе составляет 26 ч., а на КБН – 17..20 ч.

Создание аэробуса Ил-86 выдвинуло более жесткие требования к обеспечению БП и переходу к эксплуатации по ТС. Для реализации технологии эксплуатации Ил-86 по состоянию разработана система регистрации МСРП-256, которая имеет 256 измерительных каналов, опрашиваемых с частотой 1 Гц.

Системы сбора и регистрации полетной информации на современных ВС. С целью дальнейшего совершенствования БУР многие страны проводят поиски схемно-конструктивных решений для аппаратуры регистрации нового поколения на новой элементной базе (интегральные схемы, микропроцессорная техника и т.д.). Для унификации и стандартизации требований к таким системам международный комитет ARINC разработал специальный документ ARINC-573, который содержит рекомендации по их структуре, основным параметрам проектных решений. В 1979 г. рекомендации ARINC-573 были пересмотрены и дополнены в виде документа ARINC-717. В Украине соответственно был разработан отраслевой стандарт «Системы регистрации и обработки ПИ», который определил базовую комплектацию БУР.

Базовая комплектация БУР предназначена в основном для накопления информации, которая необходима для расследования авиационных происшествий.

Установка базовой комплектации БУР на ВС является обязательной. В БУР ПИ, который обеспечивает коммутацию сигналов и преобразование их в цифровой код, объединены функции сбора и преобразования сигналов от ПИП, реализована программируемая частота и определен порядок опроса систем ПИП с целью унификации БУР для различных типов ВС. Посредством ПУ осуществляется ввод дополнительной информации и управление БУР.

Для решения задач контроля состояния систем ВС и действий экипажа БУР можно комплектовать дополнительными блоками:

- эксплуатационный КБН. Обеспечивает быструю смену магнитного носителя для его доставки к месту расшифровки;

- бортовая система анализа ПИ (БСА ПИ). Решает задачи эксплуатационного контроля ВС и анализа действий экипажа в полете (состоит из БЦВМ и АЦПУ);

- устройством оперативного документирования (УОД). Обеспечивает печать на бумажной ленте сообщений об опасных отказах систем и агрегатов ВС, о грубых нарушениях техники пилотирования.

Отпечатанная информации передается в наземные службы для принятия решения о выпуске ВС в полет.

Вместо ПУ в системе можно установить пульт управления и индикаций (ПУИ), выполняющий такие функции:

- выборку и индикацию на экране дисплея значений параметров;

- ввод служебной информации и констант, необходимых при анализе ПИ;

- формирование команд на печать данных.

Cтруктурная схема БУР расширенной комплектации показана на рис. 14.

Система состоит из блоков базовой комплектации и наращиваемых блоков. Обмен информацией между блоками обеспечивает мультиплексная шина. Характеристики шины соответствуют ГОСТ 18977-80, что позволяет подключать любой набор ВУ. Кроме того, использование интерфейсной шины позволяет значительно уменьшить вес системы регистрации, т.к. ~40% их массы составляют соединительные провода. Для увеличения информативности системы в ее состав могут входить дополнительные блоки БСПИ, аналогичные блоку базовой комплектации или специализированные, например, для регистрации параметров двигателя.

Рис. 14. Cтруктурная схема БУР расширенной комплектации

Для ВС разных типов и классов целесообразно создавать различные варианты комплектаций системы регистрации и обработки ПИ. На выбор варианта комплектации влияют не только технические характеристики ВС, но и выбранная технология его эксплуатации. Так, систему фирмы «Teledyne» устанавливают на самолеты В-747, DC-10, L-1011, А-300 и используют более 30 авиакомпаний, а системы фирмы «Hamition standart» – более 20.

Современные отечественные гражданские ВС оборудуют цифровыми БУР ПИ типа МСРП с накопителями на магнитной ленте. Эти БУР ПИ обычно включают в себя 2 накопителя: защищенный от высоких температур и больших перегрузок и легкосъемный. Защищенные накопители предназначены для расследования авиационных происшествий, а информация легкосъемных накопителей, используется для контроля действий экипажа и качества функционирования систем ВС в штатных полетах. Обработка этой информации по алгоритмам диагностирования обычно выполняют на наземных диагностических комплексах. Поскольку стоимость ПИ чрезвычайно высока, информативность бортовых систем регистрации ограничена по числу регистрируемых параметров. Кроме того, обработка информации осуществляется на земле по окончании полета, что снижает оперативность использования АСК. Указанных недостатков в значительной мере лишена НБАСК с БЦВМ, которая используется для экспресс-анализа и уплотнения информации, регистрируемой эксплуатационным накопителем, а также для управления частотой опроса контролируемых параметров.

БЦВМ позволяет уже на борту решать задачу приведения всех отсчетов значений контролируемых параметров внутри кадра записи к единому моменту времени. Эта задача возникла из-за использования ПИ для диагностики динамических систем с быстроменяющимися параметрами. Для определения состояния таких систем обычно применяют диагностические признаки, составленные из нескольких аналитически связанных параметров. Коммутатор подключает ПИП этих параметров к системе регистрации последовательно с постоянной периодичностью. Временной промежуток между отсчетами 2-х параметров в одном цикле опроса может достигать значительной величины, например, в МСРП-64-2 - 0,5с. Если при вычислении диагностических признаков, представляющих собой, например, комбинацию параметров длиннопериодического движения самолета, временным сдвигом отсчетов параметров можно пренебречь, то при анализе признаков, в состав которых входят быстро изменяющиеся параметры короткопериодического движения, такое допущение очень снижает достоверность диагноза. В основе приведения регистрируемых бортовой системой значении наблюдений параметров к единому моменту времени лежит воспроизведение характера процесса изменения параметра по значениям этих наблюдений за несколько циклов опроса. Если значения регистрируют 1 раз в каждом кадре, то для восстановления процесса необходимо обрабатывать информацию из нескольких кадров, что снижает оперативность экспресс-анализа и связано с усилением вычислительных возможностей наземных диагностических комплексов. Задача усложняется, если регистрируется уплотненная информация. Наличие БЦВМ позволяет решить задачу приведения последовательных отсчетов к единому моменту времени перед регистрацией информации на бортовой накопитель.

Применение в составе наземного диагностического комплекса ЦВМ позволяет решать задачи различных классов, основной исходной информацией в которых являются регистрируемые в полете параметры. К таким задачам относят:

- воспроизведение значений параметров в виде графиков и таблиц (автоматизированная обработка ПИ);

- логическую обработку и допусковый контроль определяющих параметров (задача экспресс-анализа);

- статистическое оценивание и проверка статистических гипотез (задача статистической обработки);

- вычисление значений диагностических признаков и их совокупностей, а также показателей качества путем обработки регистрируемых в одном полете параметров и их оценок по детерминированным алгоритмам (задача формирования «портрета полета");

- вычисление обобщенных показателей по результатам контроля многих полетов (задача обобщения), классификация, прогнозирование качества функционирования объекта контроля и т.д.

Основными потребителями результатов контроля полетов являются инженерно-авиационная и летная службы авиапредприятия, но эту информацию можно использовать для совершенствования работы других служб и хозяйственной деятельности предприятия в целом. Например, по информации, которая характеризует расход топлива, можно установить статистические нормы расхода и обоснованно планировать его поставки. Информация БУР может использовать служба УВД для выявления отклонений в деятельности диспетчеров. В свою очередь, наземный диагностический комплекс может централизованно получать информацию необходимую для контроля полетов, от автоматизированных систем более высокого иерархического уровня. Примерами такой информации являются данные о метеообстановке, наработке контролируемых систем ВС, норм расхода топлива т.д. Поэтому эффективность наземного диагностического комплекса может быть повышена путем автоматизации обмена информацией с другими АСУ авиапредприятия.

Аварийно-эксплуатационный кассетный регистратор полетной информации для легких ЛА (БУР-4)

Назначение. Область применения

Бортовое устройство регистрации (БУР-4) является малогабаритным аварийно-эксплуатационным регистратором ПИ с легкосъемной кассетой и рассчитано на оснащение легких самолетов и вертолетов.

Состав

Блок сбора информации БСИ (1,1кг, 205´154´95 мм)

Блок регистрации БР-4 (1,5 кг, 153´167´90 мм)

Пульт управления ПУ-4 (0,4 кг, 120´105´113 мм)

Кассета БК-4 (0,5 кг, 108´111´27,5 мм)

Рис. 1. Внешний вид БУР-4

БУР-4 обеспечивает сбор и регистрацию в полете параметрическом информации и сохранение ее при летном происшествии. Возможность программирования количества входов и частоты опроса делает БУР-4 универсальным. Информацию с кассеты воспроизводят и дешифруют с помощью переносного наземного устройства воспроизведения НУВ-4.

БУР-4 предназначено для решения задач:

- контроля за действиями экипажа при выполнении задания;

- контроля технического состояния систем самолета (вертолета), силовой установки и оборудования;

- накопления данных о полете, работе контролируемых систем и действий экипажа для последующей обработки;

- установления причин летного происшествия и предпосылок к нему.

Технические характеристики

Время сохраняемой информации – 1,5 часа

Скорость приема информации - 32 (64) слова/с

Количество разрядов в слове - 10

Вид записи - последовательный

Магнитная лента - металлическая

Количество входов 4..64

Погрешность преобразования - ±1%

Напряжение питания - = 18..31В

Потребляемая мощность - 40 Bт

Масса - 3,5 кг

Наземное устройство воспроизведения полетной информации (НУВ-4)

Назначение. Область применения

Наземное устройство воспроизведения НУВ-4 предназначено для ускоренного воспроизведения ПИ, записанной бортовым устройством регистрации БУР-4, и представления ее в виде графиков полета и бланков экспресс-анализа. Благодаря небольшой массе и транспортабельности, НУВ-4 можно использовать для обработки информации на временных аэродромах.

Для оценки технической эксплуатации самолетов и состояния авиатехники используют графики и бланки экспресс-анализа с НУВ-4, сохраняемые в течение определенного времени на авиапредприятии. Накопленную информацию можно использовать для расследования причин летных происшествий и предпосылок к нем.

Состав

Блок воспроизведения БВ-4 (25 кг, 544´459´209 мм)

Тестовая кассета БК-4 (0,5 кг, 108´111´ 7,5 мм)

Технические характеристики

Время воспроизведении 1 часа записи – 3..5 мин.

Ширина носители графиков - 210 мм

Скорость выдачи графиков - 3..25 мм/с

Разрешающая способность графопостроителя - 0.6 мм

Количество одновременно выводимых графиков - 1..16

Напряжение питания - = 18..31В, ~110В, ~220В

Потребляемая мощность - 100 Bт

Масса - 25 кг

Рис. 2. Внешний вид НУВ-4

Дата добавления: 2015-07-08