示意圖

原標(biāo)題：黑匣子：空難“見證者”的前世今生

新聞提示

馬航MH370客機(jī)失聯(lián)后，多國(guó)開展聯(lián)合搜尋至今未果,。一天天過(guò)去了,，作為解開失事之謎關(guān)鍵證據(jù)的黑匣子，并未因其電量幾近耗盡而“沉寂”,。中國(guó)“海巡01”和澳大利亞“海盾號(hào)”相繼在南印度洋水域偵聽到疑似黑匣子的脈沖信號(hào),，讓人們?nèi)计鹦碌南Ｍ?。黑匣子是什么？它是如何破解飛機(jī)失事之謎,？它對(duì)改進(jìn)飛行和提升空軍部隊(duì)訓(xùn)練質(zhì)量有何意義,？本報(bào)邀請(qǐng)空軍裝備研究院高級(jí)工程師楊全法對(duì)此進(jìn)行了解析。

名出有因

黑匣子不“黑”

黑匣子其實(shí)是航空飛行記錄器的俗稱,。它并非黑色,，而是國(guó)際通用的橘紅色，并涂有反射條帶,。之所以叫黑匣子,，一種說(shuō)法是飛機(jī)失事后它被火燒后呈黑色；另一種說(shuō)法是它里面存儲(chǔ)的東西對(duì)飛機(jī)事故的鑒定意義重大,，過(guò)于神秘,。

1953年，世界上第一架噴氣式民航班機(jī)“彗星”號(hào)墜毀,，澳大利亞航空燃料專家戴維·沃倫參加調(diào)查,。鑒于該事故沒有目擊者和幸存者，沃倫設(shè)想將飛行員的對(duì)話和飛行數(shù)據(jù)保存在抗墜毀和防火裝置中,，就可為飛機(jī)失事提供調(diào)查線索,。1956年，沃倫設(shè)計(jì)出能保存4小時(shí)語(yǔ)音和飛行數(shù)據(jù)的世界上第一個(gè)黑匣子,。

黑匣子一般由基座和墜毀生存單元構(gòu)成，其外形像個(gè)平板拖車,。其中“車頭”和“平板”部分一起構(gòu)成基座,，“平板”上的圓柱體是裝有水下定位信標(biāo)機(jī)的墜毀生存單元?；蛪嫐鎲卧獌?nèi)部安裝有各種電路板,，及時(shí)接收飛機(jī)飛行中各種傳感器收集的信息，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)連續(xù)進(jìn)行記錄,。墜毀生存單元是黑匣子的核心部件,，它內(nèi)部安裝有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡，存儲(chǔ)卡被多個(gè)保護(hù)層包裹,，這種保護(hù)使它防撞擊,、耐高溫、防腐蝕,。

早期的黑匣子僅能記錄5個(gè)參數(shù),，抗沖擊能力為100g（g，重力加速度單位）,。隨著科技的迅速發(fā)展,，黑匣子也在不斷更新?lián)Q代,。按照參數(shù)記錄容量、記錄介質(zhì),、墜毀生存能力等指標(biāo),，目前“黑匣子”大致可劃分為四代：

第一代為箔帶記錄器，記錄5個(gè)參數(shù),，墜毀生存指標(biāo)為抗沖擊100g,、火燒1100攝氏度30分鐘，目前已淘汰,。

第二代為磁帶記錄器,，上世紀(jì)60年代末開始使用，記錄參數(shù)從幾十個(gè)到上百個(gè),，墜毀生存指標(biāo)為抗沖擊1000g,、火燒1100攝氏度30分鐘、海水浸泡36小時(shí),，目前已基本淘汰,。

第三代為半導(dǎo)體固態(tài)記錄器，上世紀(jì)90年代初開始使用,，記錄參數(shù)從幾十到數(shù)百個(gè),，墜毀生存指標(biāo)與第二代相同，目前部分型號(hào)仍在使用,。

第四代為增強(qiáng)型半導(dǎo)體固態(tài)記錄器,，上世紀(jì)末開始使用，具備更強(qiáng)的模擬,、數(shù)字和總線信號(hào)接口能力,，墜毀生存指標(biāo)為抗沖擊3400g、火燒1100攝氏度1小時(shí),、海水浸泡36小時(shí),，廣泛配裝各型飛機(jī)。

事后追查

破解失事之謎的鑰匙

黑匣子自誕生之日起就一直安裝在飛機(jī)上,，因此被稱為“現(xiàn)代航空史上最古老的裝置”,，為世界航空飛行安全做出了不可估量的貢獻(xiàn)。

目前,，民用,、軍用飛機(jī)安裝的黑匣子包括：飛行數(shù)據(jù)記錄儀（FDR）和艙聲錄音器（CVR）。前者用于記錄飛機(jī)飛行高度,、速度,、航向及飛機(jī)的飛行狀況、機(jī)上設(shè)備工作情況等,，記錄時(shí)間可達(dá)25小時(shí),；后者用于記錄人員話音和駕駛艙內(nèi)音響,，記錄時(shí)間一般為30分鐘到2個(gè)小時(shí)。它的外觀一般為長(zhǎng)方體,，大小約等于四,、五塊磚頭壘在一起，具有極強(qiáng)的抗沖擊,、耐火燒,、耐海水及腐蝕性液體（或煤油）浸泡等能力，能夠在飛機(jī)失事時(shí)完好保存里面的記錄數(shù)據(jù),。

空難發(fā)生后,，如果飛機(jī)墜入水中，黑匣子上安裝的信標(biāo)機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng),，向四面八方發(fā)射出特定頻率（例如37.5千赫）的無(wú)線電信號(hào),。搜尋人員找到黑匣子后，采用最安全的方式將其護(hù)送到專業(yè)譯碼機(jī)構(gòu),，由專業(yè)人員對(duì)破損的黑匣子完成飛行信息下載后,，再由飛機(jī)、飛行,、事故分析等各類專家一起對(duì)信息進(jìn)行判讀,、分析。

黑匣子作為飛行事故調(diào)查最主要的客觀證據(jù)來(lái)源已被舉世公認(rèn),，世界上大部分的空難原因都是通過(guò)黑匣子找出的,。飛行事故發(fā)生的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，由于黑匣子詳細(xì)記錄了飛行員操縱和飛機(jī)各系統(tǒng)工作狀態(tài)的變化信息,，能夠完整反映事故發(fā)生的全過(guò)程情況,，有準(zhǔn)確、完整的事故發(fā)生鏈,，是飛機(jī)失事時(shí)最好的“見證者”,。

20世紀(jì)90年代,，俄羅斯的一架商用運(yùn)輸機(jī)在爬升到萬(wàn)米高空后,，在毫無(wú)征兆的情況下突然做了一個(gè)急速俯沖動(dòng)作，最終失事墜毀,。起初,，調(diào)查人員根本無(wú)法解釋飛機(jī)的這個(gè)詭異動(dòng)作。直到通過(guò)對(duì)艙聲錄音器的分析才獲知,，原來(lái)是機(jī)長(zhǎng)把自己年幼的兒子帶進(jìn)了駕駛艙,，并允許他隨意操縱駕駛桿，才導(dǎo)致了空難的發(fā)生,。2013年7月6日,，韓亞航空214號(hào)班機(jī)墜落在舊金山機(jī)場(chǎng),，黑匣子內(nèi)的艙音記錄為“墜機(jī)前7秒，要求加速,；墜機(jī)前4秒,，失速警告；墜機(jī)前1.5秒,，要求重新起飛”。最后根據(jù)黑匣子進(jìn)行調(diào)查時(shí),，判斷為飛行員因緊張未能控制航速所致,。

功能拓展

用途多樣前景廣闊

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和改進(jìn)，黑匣子不僅對(duì)事故原因調(diào)查,、定性及善后處理發(fā)揮著舉足輕重的作用,，而且在飛機(jī)日常維護(hù)、飛行訓(xùn)練監(jiān)控評(píng)估等領(lǐng)域也大有用武之地,，應(yīng)用范圍不斷拓展,。

許多航空公司利用黑匣子數(shù)據(jù)開展“飛行品質(zhì)評(píng)估”工作，促進(jìn)了安全飛行,，降低了事故發(fā)生率,。與此同時(shí)，一些國(guó)家的空軍也依托黑匣子數(shù)據(jù),，通過(guò)判讀每個(gè)飛行架次或每個(gè)飛行日的情況,，分析飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及其他系統(tǒng)工作狀態(tài)，根據(jù)危及安全的程度進(jìn)行故障分級(jí)告警,，并給出地面處置建議,，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理重大故障隱患提供了技術(shù)支撐,。

黑匣子記錄的信息是飛行訓(xùn)練實(shí)施情況的客觀反映,，通過(guò)判讀分析黑匣子數(shù)據(jù)，可以全面掌握飛行人員的課目實(shí)施情況,，包括操縱動(dòng)作,、技術(shù)水平、裝備使用,、遵章守紀(jì),、任務(wù)完成和訓(xùn)練組織等，為改進(jìn)組訓(xùn)模式提供了基本依據(jù),。如我航空兵部隊(duì)裝備的“飛行質(zhì)量安全監(jiān)控評(píng)估系統(tǒng)”,，依托黑匣子數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：飛行安全監(jiān)控，通過(guò)回放,，能夠查找飛行過(guò)程中的危險(xiǎn)動(dòng)作,、操縱偏差,、設(shè)備使用錯(cuò)誤等異常狀態(tài)，并進(jìn)行告警,。訓(xùn)練質(zhì)量評(píng)估,，可以對(duì)典型飛行動(dòng)作的進(jìn)入狀態(tài)、完成過(guò)程,、完成時(shí)間等動(dòng)作質(zhì)量進(jìn)行分析評(píng)判,。作戰(zhàn)訓(xùn)練戰(zhàn)術(shù)評(píng)估，既能夠顯示紅藍(lán)雙方飛機(jī)的空中態(tài)勢(shì)等信息,，也可以自動(dòng)判斷武器發(fā)射是否有效,、目標(biāo)飛機(jī)是否有效規(guī)避，判別每個(gè)回合戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗的結(jié)果,，實(shí)現(xiàn)雙方優(yōu)劣的客觀評(píng)估,。飛行訓(xùn)練信息統(tǒng)計(jì)分析，能夠?qū)τ?xùn)練進(jìn)度,、技術(shù)保持情況等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,，主要包括單位和個(gè)人的飛行起落、訓(xùn)練強(qiáng)度及異常告警發(fā)布等,。

實(shí)踐也表明,，目前黑匣子仍存在一些缺陷。例如嚴(yán)重墜機(jī)事故中黑匣子會(huì)遭到破壞,；發(fā)生斷電事故黑匣子無(wú)法記錄最后階段的數(shù)據(jù)等,。國(guó)際民航組織的專家提出了一些改進(jìn)建議，如提高FDR,、CVR的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求,；將“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”和“艙聲錄音器”合二為一，并在飛機(jī)上安裝雙套裝置,；配置獨(dú)立電源,，該電源在飛機(jī)供電中斷后可自動(dòng)啟動(dòng)，并保證記錄儀和錄音器繼續(xù)工作半小時(shí),；增加視頻記錄器等等。

延伸閱讀

法航空難：黑匣子兩年后現(xiàn)身數(shù)據(jù)完好

2009年6月1日,，一架從巴西飛往巴黎,、載有216名乘客和12名機(jī)組人員的法航447航班在當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨1時(shí)30分左右與地面失去聯(lián)系,。

法國(guó)和巴西兩國(guó)隨即展開了聯(lián)合搜救行動(dòng),，6天后發(fā)現(xiàn)部分飛機(jī)殘骸和遇難者遺體。直到2011年5月,，才在巴西東北方向離海岸數(shù)百公里,、水平面以下3900米的海域找到黑匣子,。幸運(yùn)的是，此時(shí)黑匣子里的數(shù)據(jù)依然保存完好,。2012年7月,，法國(guó)民航安全調(diào)查分析局公布最終調(diào)查報(bào)告，認(rèn)定技術(shù)故障和人為因素導(dǎo)致客機(jī)失事,。