Niniejsza notka jest moją czwartą notką poświęconą analizie pracy rejestratora CVR samolotu PLF w Smoleńsku. Wcześniej w notce:
https://www.salon24.pl/u/gwant/778681,tu154m-systemy-rejestracji-fdr-i-cvr
przedstawiłem zasadnicze informacje dotyczące budowy systemu rejestracji parametrów lotu i dźwięku w kabinie pilotów samolotu TU154M. W notce:
https://www.salon24.pl/u/gwant/780901,tu154m-zapis-i-odczyt-czwartej-sciezki-rejestratora-mars-bm
przedstawiłem problemy dotyczące rejestracji i odczytu czwartej ścieżki rejestratora CVR samolotu PLF101 w Smoleńsku. Opisałem tam, co mogło być przyczyną problemów z odczytem impulsów kodu czasu podczas wizyty polskich ekspertów w dniach od 18 do 27 lutego 2014 roku w Moskwie.
W notce:
https://www.salon24.pl/u/gwant/780238,tu154m-rejestratory-cvr-i-fdr-analiza-przypadkow
można znaleźć analizę jednego z przypadków, gdy nastąpiło zakłócenie odliczania impulsów synchronizujących zapisywanych na czwartej ścieżce rejestratora CVR samolotu PLF101 w Smoleńsku. Opisany stan dotyczył zakłóceń zapisu, jakie pojawiły się w chwili, gdy samolot wchodził w ostatni czwarty zakręt. Porównanie zapisu z innymi danymi dotyczącymi lotu pozwoliło ustalić, że przyczyną błędnego odliczania impulsów przez urządzenie USS-16 był zwiększony pobór mocy przez mechanizmy wykonawcze systemu sterowania samolotu. To spowodowało powstanie zakłóceń w zasilaniu USS-16, na które to urządzenie okazało się nieodporne – w liczniku modulo 64 przeskakiwały stany inaczej niż to wynikało z normalnej sekwencji.
Po wyjściu z zakrętu odliczanie impulsów synchronizujących wróciło do normy. Tak było aż do momentu, gdy samolot zderzył się z feralną brzozą. Jak widać na rysunku 1, sam moment zderzenia o godzinie 08:40:59.353 nie jest związany z widocznymi zakłóceniami w odliczaniu impulsów.
Rys 1. Impulsy synchronizujące CVR w czasie zderzenia z brzozą
Problemy z regularnością odliczania impulsów synchronizujących zapisywanych na czwartej ścieżce zaczynają się od momentu, gdy w wyniku zderzenia samolot zaczął się przechylać. W przebiegu z rysunku 2 widać, że paczka impulsów z czasu około 08:41:00.1 jest niepełna – liczy tylko 10 impulsów zamiast 11. Dalsze zakłócenia można zauważyć, gdy samolot zbliżył się do zerwanej linii energetycznej. Paczka z czasu 8:41:00.5 pojawia się o około 15 ms za wcześnie i liczy tylko 8 impulsów. W obu przypadkach jest to rezultat błędów w odliczaniu sekwencji stanów przez urządzenie USS-16.
Rys 2. Impulsy synchronizujące CVR odnotowane po zderzeniu z brzozą
Przedstawiona na rysunku 3 paczka impulsów z czasu, gdy odnotowano zdarzenie TAWS#38 (8:41:1.143) pojawiła się za wcześnie o około 60 ms i ma o 1 impuls za mało.
Rys 3. Impulsy synchronizujące CVR odnotowane w okolicy TAWS#38
Kolejne paczki przedstawione na rysunku 4 mają prawidłowy zestaw po 11 impulsów, ale ta rozpoczynająca się około 08:41:02.265 pojawia się znowu o około 60 ms za szybko.
Rys 4. Okolice „szarej strefy” w zapisie parametrów lotu
MAK, który sporządził swój raport w oparciu o analizy wykresów otrzymanych w wyniku deszyfracji zapisów z magnetofonu MŁP-14-5 przez program WinArm32, umieścił w interesującym nas przedziale czasowym jedną z tzw. „szarych stref”, jak na rysunku 5. Taka „szara strefa” oznacza, że program nie odnotował obecności wszystkich 64 pomiarów parametrów w przedziale wyznaczonym kolejnymi impulsami synchronizującymi ramkę, czyli że nieprawidłowy przeskok między stanami wystąpił także w urządzeniu UP-2-2. Analiza schematu urządzenia UP-2-2 oraz powiązania z nim urządzenia USS-16 wskazuje jednak, że ich liczniki modulo 64 odliczające kanały i impulsy synchronizujące są niezależne i tym samym nie da się udowodnić, że przyczyną obu błędów jest odliczanie stanów w liczniku modulo 1024 w UP-2-2 (patrz pierwsza wskazana notka).
Rys 5. Szara strefa na wykresach MAK
Kolejne błędy w odliczaniu stanów przez USS-16, przejawiające się nieprawidłowymi odstępami i liczbą impulsów widać na rysunku 6.
Rys 6. Impulsy synchronizujące CVR przy końcu lotu
Na chwilę przed upadkiem samolotu USS-16 rozpoczyna kolejną paczkę impulsów za wcześnie, ale jest ona zbudowana prawidłowo: liczy 11 impulsów. Ostatnia zapisana paczka pojawia się o około 150 ms za wcześnie i ogranicza się do pojedynczego impulsu.
Rys 7. Koniec zapisu
Urządzenia UP-2-2 oraz USS-16 zaangażowane w odliczanie impulsów synchronizacyjnych były umieszczone w przedniej części samolotu, a magnetofon rejestrujący te impulsy na jego końcu. Z przedstawionych przebiegów można wyciągnąć wniosek, że w przewodach sygnałowych łączących te urządzenia, ani w liniach zasilających do momentu uderzenia o ziemię około 8:41:03.9 nie doszło do trwałych uszkodzeń ani zwarć. To co widać, to zaburzenia funkcjonalne wynikające z wahań napięcia zasilania, spowodowanych zwiększonym poborem mocy przez mechanizmy wykonawcze układu sterowania samolotu. Ten zwiększony pobór mocy był spowodowany próbami opanowania lotu samolotu przez pilotów oraz wspomagające ich systemy sterowania. Zasilacze urządzeń zaangażowanych w odliczanie impulsów synchronizujących okazały się nieodporne na te wahania napięć i błędnie odliczały sekwencje stanów, co skutkowało nieprawidłowym odmierzaniem odstępów czasowych.
Uzupełnienie dnia 30.01.2020
Uzupełnieniem tego, co napisałem wcześniej jest schemat układów zapisujących impulsy synchronizujące w kanale czwartym, przedstawiony na rysunku 8 oraz oryginalny opis tego schematu jak niżej.
Rys 8. Schemat układów zapisujących impulsy synchronizujące w kanale 4.
На вход импульсного канала записи сигнал поступает с выходов 1 и 2 согласующего устройства Ус С-16 аппаратуры МСРП-64.
Импульсный канал записи выполнен в виде двух ключевых усилителей с раздельными входами и объединенным выходом. Он обеспечивает запись посылок по двум уровням (с возвратом к нулю).
Ключевой усилитель, собранный на транзисторах ТЗ и Т4, предназначен для записи посылок тактовой частоты. Ключевой усилитель, собранный на транзисторах Т5, Т6 и Т7 предназначен для записи посылок информации — кода времени.
Посылки тактовой частоты положительной полярности амплитудой 3—5 В поступают (вывод 2) на базу транзистора ТЗ через резистор R8. Транзисторы ТЗ и Т4 открываются. Посылки тока через ограничительный резистор R18 поступают на головку записи.
Посылки информации кода времени положительной полярности амплитудой 3—5 В поступают (вывод 1) на базу транзистора Т5 через резистор R13. На выходе транзистора Т5 включен симметричный эмиттерный повторитель, собранный на транзисторах Т6 и Т7. С выхода эмиттерного повторителя импульсы отрицательной полярности через конденсаторы С7 и С8. диод Д4 и ограничительный резистор R17 также поступает на головку записи.
