黑匣子简介
黑匣子指的是飞行参数记录装置,表面是涂有耐热明亮的橙色涂料,确保能比较容易发现。飞机上的黑匣子通常同时安装两种:航班数据记录仪(flightdatarecorder,FDR)和驾驶舱录音机(cockpitvoicerecorder,CVR)。根据民航要求,黑匣子必须保留断电前至少25小时的飞行数据和2小时的音频数据,记录的数据不可更改。其中FDR飞行数据包括,飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、舵面位置等;CVR音频数据包括主驾驶员、副驾驶员和观察员的声音,及驾驶舱里的全部声音。黑匣子是长方体,大小跟三、四块砖头垒起来差不多大。根据相关法规EUROCAEED-112(EuropeanOrganizationforCivilAviationEquipment)的要求,黑匣子需要能承受超过自身重力3400倍的冲击和超过1000℃温度的影响。
黑匣子资料
中文名:黑匣子
外文名:black box
发展概况
黑匣子的诞生最早可以追溯到二战时期。1908年,世界上发生了第一起军用飞机事故。之后,随着飞行事故增加,人们迫切需要一种分析事故原因的仪器。
1939年,2名法国工程师发明了基于照相原理的记录器,随后1名英国工程师发明了钢丝记录器。不过,这些记录器仅用于记录试飞过程数据,并不具备抗毁功能,也不适用于飞行事故的调查。
直到1953年,美国洛马公司生产了109-C型飞行数据记录器,才具备了抗毁功能。当时,这型数据记录器仅装配在军用运输机等大型飞机上。
20世纪50年代,澳大利亚工程师大卫·沃伦设计了一款既能记录仪器数据、还能记录座舱声音的仪器,这便是黑匣子的原型。从此以后,民航飞机才逐渐“享受”到了原本只有军机才拥有的“待遇”,装配了民用飞机黑匣子。
在实际应用中,军用飞机和民用飞机黑匣子的外观和功能差别并不大。从20世纪60年代起,为了便于搜寻和发现空难现场中的黑匣子,世界上几乎每家航空公司都使用了橙色飞行数据记录器。
当飞机不幸失事后,外观醒目的橙色记录器易于发现。此外,部分黑匣子的外壳表面还会标注“FLIGHTRECORDER,DO NOT OPEN”(飞行记录仪,不能打开)的字样,并贴有反光标识,以增加夜间被寻获的概率。
在亮丽鲜艳的“外衣”下,包裹着黑匣子最为核心的部件——存储器。现在较为常见的黑匣子外形尺寸相当于一个菠萝大小,而其存储器只有拇指大小,两者体积相差100倍以上。虽然外形减小了,但存储器实现的功能却越来越强大,可存储25个小时的飞行数据和2个小时的驾驶舱语音数据。
存储器的发展是一个漫长的过程,也是人类与飞行事故作斗争的过程。从莱特兄弟发明飞机后的50年里,设计师们使用了滚动纸筒、钢丝、铝箔带、磁带等各种记录数据载体,但均因体积大、记录数据少、抗毁性差等各种原因被历史淘汰。
20世纪90年代,随着计算机以及通信技术的发展,固态记录器研制成功,世界各国战斗机才普遍开始安装飞行数据记录器。
随着科技发展,记录数据参数已经从最早的几项数据发展到了上千项,飞机在飞行时的速度、时间、位置、发动机转速以及机舱内的对话信息都会被黑匣子完整记录下来。黑匣子的应用范围也变得更加广泛,在导弹、车辆、军舰上也可以找到它的身影。固态存储硬盘黑匣子总装示意图
外形
黑匣子的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料,表面涂有耐热明亮的橙色涂料,通常安装在飞机尾部最安全的部位。记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪,类似于计算机里的存储芯片,防止黑匣子在空难中遭到损坏。
黑匣子是长方体,大小跟三、四块砖头垒起来差不多大。根据相关法规EUROCAE ED-112 (European Organization for Civil Aviation Equipment)的要求,黑匣子需要能承受超过自身重力3400倍的冲击和超过1000℃温度的影响。
工作原理
飞机上的黑匣子通常同时安装两种:航班数据记录仪(flight data recorder, FDR)和驾驶舱录音机(cockpit voice recorder, CVR)。其中FDR飞行数据包括,飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、舵面位置等;CVR音频数据包括主驾驶员、副驾驶员和观察员的声音,及驾驶舱里的全部声音。
航班数据记录仪(FDR)安装在飞机尾部,因为经过科学家对多起飞行事故分析,发现飞行器的机尾部分不容易损坏,而驾驶舱录音机(CVR)安装在飞机驾驶舱,有利于记录飞行员语音信号。
飞机通电后,黑匣子将自动启动工作,记录飞机相关系统运行和状态信息、飞行人员操作信息等,不受操作人员控制。FDR黑匣子通常还会有一个水下定位的信标灯,当黑匣子浸没在水中时,信标灯会自动激发发出一种超声波“ping”,其频率固定为37.5KHz,有特定的接收装置,以帮助水下的搜寻定位。