Принцип работы и расшифровки "черных ящикорв"

Здесь расследовали гибель Гагарина, выясняли причину падения транспортного Ан-124 на жилые дома под Иркутском в декабре 1997-го. Сейчас здесь разбираются в причине гибели казахского МиГ-31, учебного Ка-52, напугавшего несколько месяцев назад жителей московского Жулебина.

— На самом деле «черные ящики» — лишь винтик в механизме расследования авиапроисшествий, прелюдия. В нашем центре исследуют все агрегаты упавших самолетов. Но именно «черные ящики» подсказывают специалистам направление, в котором нужно двигаться, — говорит ведущий сотрудник НИЦ ЭРАТ Юрий Попов. — Поэтому именно с изучения показаний регистраторов начинается расследование любой авиакатастрофы.

В огне не горит и в воде не тонет

На стенде лаборатории исследования речевой информации в ряд выставлены «черные ящики» — оранжевые сферы, капсулы, цилиндры. Идеально гладкие, с выведенными на ярких боках надписями: «Аварийный самописец. Не вскрывать».

Рядом — аналогичные, но привезенные с мест авиакатастроф. После падения с многокилометровой высоты и нескольких часов в очаге пожара титановая броня толщиной в пару сантиметров сжалась и треснула — будто брошенная в огонь консервная банка. Искореженные, с покрытыми сажей боками — такими регистраторы находят среди обломков разбившихся самолетов.

— Понятно, что оранжевая сфера — лишь панцирь для самого прибора. Регистратор располагается внутри, — ведущий научный сотрудник НИЦ ЭРАТ Василий Свинцов подходит к металлическому оранжевому шару, отворачивает винты, поднимает крышку. Во вскрытом состоянии контейнер становится похож на кастрюлю или скороварку. Кстати, ассоциации с кухонной утварью возникли не только у корреспондента «МК». На авиационном сленге этот тип регистраторов уже давно окрестили «горшками».

Броню для самописцев отливают из титана или сверхпрочной стали. Полость между корпусом и механической начинкой заполняют специальным пластиком.

— При попадании в огонь этот материал вспенивается, обеспечивая защиту от высокой температуры. Раньше для этих же целей использовали огнеупорный асбест, — объясняет Василий Петрович.

На самом деле шаровидную форму имеют только первые из массово производимых в СССР бортовых систем регистрации — именно так на языке авиаторов называют «черные ящики».

— Почему-то считалось, что именно такая конструкция обеспечивает прибору наибольшую прочность. На практике это не подтвердилось: больше чем в половине случаев после серьезного авиапроисшествия такой бронеколпак раскалывался на части, как яичная скорлупа. Понятно, что и пленка внутри не сохранялась. Сейчас от них постепенно отказываются. Из гражданских бортов такие установлены лишь на Ту-134, из военных — на Ан-12, Ан-22, некоторых моделях вертолетов.

Броня современных регистраторов имеет форму цилиндра, капсулы или даже параллелепипеда.

— Модификаций огромное количество. Каждый производитель разрабатывает форму исходя из места, где регистратор будет установлен. Например, первое поколение иностранных было выполнено в форме таблетки, затем ввели модели в виде буханки дарницкого хлеба. Сейчас все чаще их помещают в цилиндрический корпус, — объясняет ведущий научный сотрудник НИЦ ЭРАТ Юрий Попов. — Броня используемых в наши дни самописцев уже в разы прочнее: после перехода на флеш-носители, которые занимают меньше места, появилась возможность больший объем отдать под бронезащиту.

Современные регистраторы способны в течение часа находиться в огне при температуре 1100 градусов. Они спокойно пролежат больше месяца в воде на шестикилометровой глубине. Корпусу нипочем удар падающего груза весом в 226 килограммов с наконечником диаметром всего в шесть миллиметров.

Но и этого недостаточно. Недавняя катастрофа в Казани — лишнее тому подтверждение.

Голос на проволоке

Почему же оранжевые сферы и цилиндры окрестили «черными ящиками»? Версий существует несколько.

— Возможно, название перекочевало из кибернетики, где это понятие обозначает объект, внутреннее устройство которого неизвестно. Кроме того, в первых моделях регистраторов информация сохранялась на фотопленке. Чтобы не засветить носитель, детали прибора были окрашены в черный цвет, — перечисляет версии Юрий Васильевич. — Но скорее всего так регистраторы назвали журналисты. Увидев покрытый сажей и извлеченный из кожуха самописец, кто-то из репортеров придумал для прибора простой и образный эвфемизм.

Что же скрывается под титановым панцирем? Существует два типа самописцев — параметрические и речевые. Первые регистрируют показания всех систем воздушного судна, начиная от скорости-высоты и заканчивая давлением в двигателе и положением закрылков. Сейчас в этом списке более тысячи параметров. Речевой же самописец по сути представляет собой магнитофон и записывает все переговоры в кабине воздушного судна — как между членами экипажа, так и с наземными службами.

Большинство современных лайнеров оснащены цифровыми регистраторами. Информацию они сохраняют на твердотельном накопителе, или, проще говоря, флеш-карте.

— Если аналоговые регистраторы представляли собой два разных устройства, один из которых устанавливали в хвостовой части судна, другой — в кабине пилотов, то современные технологии позволяют писать параметрическую и речевую информацию на один носитель, — объясняет Юрий Васильевич. — Впрочем, даже в этом случае на один борт устанавливают два устройства: основное и резервное.

В скором времени на твердотельные регистраторы должны перейти все гражданские суда — этого требует Международная организация гражданской авиации, ИКАО.

Но еще как минимум лет пять аналоговые регистраторы останутся в строю.

— Запись в них ведется на тончайшую стальную проволоку, диаметром всего пять сотых миллиметра, или же на магнитную ленту, — объясняет Юрий Попов. — Из военных такими оснащены Ан-24, Ан-26, штурмовики Су-25, бомбардировщики Ту-95. В гражданской авиации такие самописцы остались на Ту-134, Ту-154. Поэтому экспертам и нашего института, и МАКа приходится иметь дело с двумя типами устройств.

Сам Юрий Васильевич успел поработать как с военными «черными ящиками», так и с гражданскими. В течение пяти лет он возглавлял отдел параметрической и звуковой обработки информации в МАКе. Но, поработав на «гражданке», решил вернуться в военный институт, откуда ушел в середине двухтысячных.

— Юрий Васильевич, а технология расшифровки информации у вас и в МАКе отличается?

— По большому счету нет. Но экспертам Авиационного комитета все же больше приходится иметь дело с твердотельными накопителями.

Откуда у регистратора растет борода?

К тому моменту, как из новостей мы узнаём об очередной авиакатастрофе, в военном или гражданском ведомстве уже сформирована комиссия по ее расследованию. Каждому происшествию в воздухе присваивается определенный шифр.

— Некритичный отказ техники обозначается буквами АВ. Аббревиатура АВС говорит о том, что авиапроисшествие срочное, с человеческими жертвами или потерей воздушного судна, — растолковывает использующуюся у военных терминологию Василий Свинцов. — Буквы же АВЛ напротив оперативного задания означают, что на место крушения отправляют летающую лабораторию.

Кстати, таким бортом располагает только этот институт. Вылететь к месту катастрофы (на авиационном сленге — «на яму») специалисты могут в любое время дня и ночи. Но необходимость в этом есть не всегда.

— Если «черные ящики» не повреждены, получить данные с них можно в ближайшей к месту аварии авиационной части. Там же их могут расшифровать, — объясняет Василий Петрович.

В лаборатории НИЦ ЭРАТ накопители попадают лишь с сильными повреждениями.

— Вот посмотрите, с какими записями нам приходится иметь дело, — Василий Петрович показывает комки проволоки, внешне напоминающие мочалку. — Мы эти мотки называем бородой. И это счастье, если пленка всего лишь спутана, а не разорвана на десятки отрезков…

Для перевозки поврежденного носителя информации разработан специальный футляр. Но зачастую на месте трагедии его не оказывается. Не раз ценнейшие записи доставляли экспертам в обычных коробках или дорожных сумках.

Но самого большого внимания требуют «черные ящики», извлеченные с морского дна.

— Регистратор может месяц пролежать под водой. Но стоит только извлечь из него запись не в лабораторных условиях — и расшифровке она скорее всего уже не поддастся. Такие регистраторы доставляют к нам в емкости с той водой, в которой его нашли, — объясняет Василий Свинцов.

— И часто вам приходится восстанавливать такие записи?

— Редко, но приходилось. Например, я занимался восстановлением самописцев южнокорейского «Боинга-737». В ночь на 1 сентября 1983 года этот борт, летевший из Нью-Йорка в Сеул, отклонился от курса, нарушил воздушное пространство СССР и был сбит нашим перехватчиком в районе Сахалина. Самописцы на дне Японского моря мы искали довольно долго. Отчасти потому, что просто не представляли, как могли выглядеть заграничные регистраторы. Помню, несколько раз из-под воды мы доставали обычные плееры… Когда же наконец обнаружили регистраторы, стало ясно, что запись речевой информации велась на обычную магнитную ленту. Ее мы прослушали на магнитофоне «Комета». Правда, чтобы дорожки на американской ленте совпали с дорожками на отечественном магнитофоне, пришлось подкладывать под магнитные головки лезвия.

Записи «лечат» керосином и паяльником

Процесс восстановления данных занимает от нескольких дней до нескольких месяцев. Причем проще всего «воскрешению» поддаются побывавшие в огне проволочные носители. Ватой, смоченной в обычном керосине, с них просто снимают копоть. Но восстановить запись можно лишь в том случае, если температура пламени не превышала 650 градусов.

— Десять градусов выше этой критической отметки — и запись будет утрачена безвозвратно. При такой температуре проволока просто размагничивается, — объясняет Василий Петрович. — Определить это мы можем на глаз: если «щечки» кассеты оплавлены, значит, на записи уже ничего не осталось.

Еще менее устойчива к воздействию высоких температур магнитная лента. Уже при 150 градусах начинает «закипать» верхний слой. Такая запись восстановлению не подлежит.

— Если же проволоку от удара разорвало на несколько отрезков, то их сперва наматывают на небольшие специальные устройства. Занимаются этим чаще всего женщины: работа настолько ювелирная, что грубыми мужскими пальцами ее не выполнить. К тому же только у представительниц слабого пола хватает терпения… — замечают эксперты.

Затем обрывки проволоки начинают связывать — начало одного с концом предыдущего.

— С отрезками короче двадцати сантиметров мы даже не работаем. Дело в том, что в эту длину как раз и умещаются 3–4 произнесенных человеком звука. Даже если бы мы попытались связывать такие кусочки, смысла фразы мы бы все равно не уловили. Получился бы набор звуков.

Порванную магнитную пленку «лечат» по той же методике, что и ленту в бытовых кассетах.

— Места разрыва просто склеиваются скотчем. Но воспроизвести такую пленку можно только один раз. Поэтому все записи мы переписываем на лабораторную кассету. Ее оставляем в архиве как средство объективного контроля.

Твердотельные накопители к механическим повреждениям более устойчивы. Главным образом из-за того, что помимо общей брони имеют еще и персональную оболочку. К тому же статичная система по определению надежнее. Но и они при падении с огромной высоты чаще всего повреждаются.

— Работы по восстановлению информации зависят от характера повреждений, — объясняет Юрий Попов. — В случае если плата сохранилась, ее извлекают из накопителя и устанавливают в другой. Если же плата повреждена, пытаются выпаять отдельные микросхемы и укрепить их на новую плату.

В конечном счете, независимо от того, имеют эксперты дело с аналоговым или цифровым регистратором, запись попадает в компьютер. С помощью специальной программы ее очищают от посторонних шумов — насколько это возможно. Но пройдет еще несколько дней, а то и недель, прежде чем стенограмма переговоров пилотов ляжет на стол следователя.

«Идеальный слух не нужен. Важнее — опыт...»

Казалось бы, что может быть проще: прослушал запись и перенес ее на бумагу. Но, даже расшифровывая лекцию или интервью, некоторые фрагменты порой приходится перематывать по нескольку раз: то собеседник перейдет на шепот, то завоет сигнализация припаркованной неподалеку машины. А теперь представьте обстановку в кабине пилотов за несколько минут до столкновения с землей: ревет аварийная сирена, кричат не своим голосом диспетчеры, матерятся пилоты…

И в этом гомоне экспертам нужно расслышать каждое слово.

— Давайте проведем эксперимент, — предлагают собеседники. — Мы вам дадим прослушать несколько минут записи речевика с горящего самолета. Потом сравним услышанное вами с протоколом стенограммы.

Чтобы было проще, мне даже обрисовали картину происшествия: при заходе на посадку самолет задел снежный бруствер на полосе. Удар был несильным, но его хватило, чтобы пробить топливный бак. Начался пожар. Но экипаж судна пока аварийной ситуации не заметил. Происходящее увидели лишь наземные службы.

Первые слова штурмана я услышала довольно четко: «Высота триста шестьдесят». Но уже следующая фраза утонула в скрежете ларингофона — такие же звуки издает сильно поцарапанная пластинка.

— Не поняли? А штурман всего лишь объявил высоту: триста полсотни, — перевел Василий Петрович.

Сквозь скрежет я расслышала еще пару фраз. «Что это было?» — спросил пилот. Видимо, он почувствовал удар.

На этом моя «работа» закончилась. Голоса утонули в свисте сирены. Из связной речи можно было вычленить лишь истошный крик руководителя полетов: «Пожар, пожар...»

Василий Петрович показывает мне протокол: время в нем указано вплоть до долей секунд.

Пилот (П): Я не понял, что у них на полосе?

Руководитель полетов (РП): Пожар, пожар.

П: Не понял...

РП: Выключай двигатели, выключай двигатели!

П: (неразборчиво)

РП: Покидай самолет, тормози, покидай самолет! Туши, сбрасывай...

Увидев, из какой какофонии экспертам удается вычленить слова, может показаться, что здесь работают люди с идеальным слухом. Им бы не в лаборатории трудиться, а в оркестровой яме Большого театра. Но, как выяснилось, слух при такой работе — не главное.

— Гораздо важнее знание авиационной терминологии. В МАКе мы даже проводили эксперимент: одну и ту же запись давали прослушать девушкам, имеющим музыкальное образование, и профессиональным летчикам. Нетрудно представить, что дамы, хоть и обладали идеальным слухом, не расшифровали почти ничего, — вспоминает Юрий Попов.

Но порой и эксперты бессильны. В сложных случаях им на помощь приходят лингвисты.

— Помню, во время расшифровки одной из записей мы никак не могли понять последние слова пилота. А ведь это ключевой момент. Запись пришлось отправлять в Институт криминалистики, где работают одни из лучших лингвистов, — вспоминает Василий Петрович. — Результатов ждали месяц. Когда же протокол наконец пришел к нам, оказалось, что последними словами пилота была нецензурная брань…

— А догадаться по созвучию специалисты не могут?

— Нет, нужно расслышать каждое слово. В некоторых случаях оно может быть ключом к дальнейшему расследованию. Если же эксперты будут искать созвучия, над каждым из них нужно ставить еще одного специалиста, который бы проверял догадки коллеги. Хотя иногда так и делается: в спорных ситуациях запись прослушивают сразу несколько специалистов. Потом выбирают совпавший у большинства вариант, — рассказывает Попов.

Понять смысл сказанного мало. Нужно еще и безошибочно определить, кому из членов экипажа принадлежит тот или иной речевой фрагмент.

— Обычно с этой целью в лабораторию приглашают людей, которые имели опыт общения с экипажем. Причем обязательно по самолетному переговорному устройству. Близкие родственники и друзья тут не помогут: СПУ сильно искажает голос, — рассказывает Василий Свинцов.

Но в момент развития аварийной ситуации эмоциональная напряженность речи столь высока, что «плывут» все ее характеристики: меняется тембр, тональность… Иногда диспетчер просто не узнает голос пилота. Плюс к этому одной частотой могут пользоваться сразу несколько бортов. Поэтому в НИЦ ЭРАТ был разработан уникальный метод идентификации «абонентов».

— Чтобы выйти на связь, нужно нажать тангенту — кнопку переключения с приема на передачу. В эфире звучит щелчок, после которого человек может говорить. Если этот щелчок расшифровать на осциллографе, выясняется, что кривая каждого устройства уникальна — как отпечатки пальцев у человека. По кривой тангенты мы можем безошибочно определить, кому принадлежит данный речевой фрагмент, — объясняет Василий Свинцов. — Кстати, эту технологию мы передали в МАК.

— Информацию с какого регистратора проще расшифровать: параметрического или речевого?

— Конечно, параметрического, — уверенно говорит Юрий Попов, поработавший с двумя типами устройств. — Эксперту лишь нужно перенести информацию в компьютер, программа же сделает все за тебя. Данные в итоге выходят в виде графиков. В идентификации речи пока без человека не обойтись. Но работать с речевыми регистраторами сложно еще и с психологической точки зрения. По сотне раз слышать последние слова пилотов не каждый может. К этому нужно привыкнуть.

— А что обычно экипаж говорит за секунду до столкновения с землей? Считается, что они обращаются к семье, близким...

— Это все выдумки. Обычно ругаются. Грубо...