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第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

“3·21”东航MU5735航空器飞行事故引发全网关注。昨晚国家应急处置指挥部确认,航班上人员已全部遇难,在这里请允许小编向在这次空难中遇难的同胞们默哀……为了还原整个空难事件的细节,分析事故的成因,“黑匣子”成为了一个重要的突破口,若能找到失事飞机的黑匣子,并成功进行解码,或许我们就能最大程度地获取这次空难事故的真正 .....

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“3·21”东航MU5735航空器飞行事故引发全网关注。昨晚国家应急处置指挥部确认,航班上人员已全部遇难,在这里请允许小编向在这次空难中遇难的同胞们默哀……

第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

为了还原整个空难事件的细节,分析事故的成因,“黑匣子”成为了一个重要的突破口,若能找到失事飞机的黑匣子,并成功进行解码,或许我们就能最大程度地获取这次空难事故的真正原因。

截至发稿前,两部黑匣子已全部找到,有关技术人正全力进行解码。

大家都知道黑匣子是航空器的重要组件,记录着航空器飞行过程中大量的数据,但你真的了解黑匣子吗?今天我们就一起来揭开“黑匣子”的神秘面纱。

01

黑匣子,并不黑

黑匣子其实是飞行记录仪的俗称,是安装在航空器上,用于航空事故调查、维修、飞行试验用途的设备。

最初飞机内所有的电子仪器都是放置在大小、形状统一的黑色方盒里。1954年,在驾驶座机舱内装设声音记录器的构想被提出,出于要给声音记录器最高等级的保护,就把它装在了最坚固的黑色方盒中,black box的名称就此而来。所以说,黑匣子最初设计出来就是黑色的,也算是名副其实。

后来,黑匣子表面被漆成了亮红色或者橘色,贴上了反光条并标注了“FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN”的字样,这样可以起到醒目的效果,便于在搜寻过程中更容易找到。

第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

虽然外观有所改变,但“黑匣子”的名字却一直沿用了下来。并且随着科技的不断发展与进步,与黑匣子的相关技术也愈发成熟。航空器遭遇灾难后,黑匣子提供的重要数据极大地帮助了人们分析事故的成因,也为航空器的改良提供了方向和指导。所以今天的航空器都强制安装“黑匣子”。

02

黑匣子的构造不简单

航空器上的飞行记录仪都包含两个不同的部分,分别是飞行数据记录器和驾驶舱通话记录器。

飞行数据记录器能记录飞机的系统工作状况和引擎工作参数等飞行参数,内容包括:空中飞行速度、高度、航向、发动机推力资料、俯仰与滚动资料、纵向加速度资料及许多参数资料。计录器是由马达带动的8条磁道,磁带全长约140米,可记录60多种资料25小时。

驾驶舱通话记录器又称座舱通话记录器,仪器上的四条音轨分别记录飞行员与航空管制员的通话,正、副驾驶员之间的对话、机组员对乘客的广播,以及驾驶舱内各种声音。记录的时间约2小时,录完后,会自动倒带从头录起。若发生空难,之前的两个小时会被完整保留,并持续发出讯号,直到断电为止。

第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

由于黑匣子里保存的数据过于重要,而一般我们需要解码黑匣子时都是在发生空难后,所以如何在空难发生时最大程度地保护黑匣子不被损坏,是制造黑匣子需要考虑和攻克的难题。

抗强力撞击

发生空难时,航空器一般都会以非常快的速度下降,在撞击地面时会产生一个非常大的冲击力,所以黑匣子的外壳使用的是钛钢金属,能承受3400g的巨大压力,这里的g是指重力加速度,也就是说在重力的3400倍情形下,也可以指储存数据的芯片不会有太大的损坏。

耐高温

由于航空器撞击地面时会发生爆炸引发大火,所以黑匣子需要有一层耐高温的保护层。选用的耐高温材料需要能够在1100℃高温下保持30分钟。

防水抗水压

航空器在遇到空难时有一定概率会落入水中,所以黑匣子也需要具有防水的功能。我们知道液体内的压强随深度的增加而增加,所以一般需要保护壳需要能够承受20000英尺水深处的水压。

能发射信号

为了能够使地面搜救人员第一时间找到黑匣子,失事后掉落的黑匣子会自动发射无线电信号,引导救援人员找到它。如果飞机发生意外坠入水中,记录器上的水下定位信标遇水就会被自动激活,发射频率为 37.5KHz 的无线电信号。信标每秒钟发射一次信号,发射时长可达 30 天。搜寻人员可使用信号接收装置来探测信标的位置。

装在航空器的尾部

一般航空器发生空难时,头部向下接触地面的情形较多,所以为了减少对黑匣子的直接伤害,黑匣子一般装配在航空器的尾部,下图是以民航飞机为例的一个示意图。

第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

03

黑匣子解码不容易

即便我们对黑匣子的数据储存单元进行了重重包装和保护,理论上已经尽可能地保证了储存单元不易被损坏,但实际情况下由于坠落地点的不同,地面搜救的难易程度也大不相同。

如果找到黑匣子所用的时间越长,那么黑匣子在恶劣环境下所处的时间也就越长,储存单元被损坏的概率也就越大。

第二个黑匣子已经找到!黑匣子到底是什么?

所以即便我们成功地找到了黑匣子,也不能保证里面的数据能够100%地保留下来。损坏越严重的黑匣子,解码难度越大,所需的时间也就越长。

此次MU5735航空器的两部黑匣子目前均被找到,我们都希望黑匣子里的数据能够成功被读取和解码,还原本次事故的来龙去脉。

最后,小编向所有参与地面搜救的工作人员道一句辛苦,没有你们的日夜奋战就没有如此迅速的进展,让我们静待事故的真相。

参考资料

飞行记录仪 - 维基百科

Gorlick M M。 The flight recorder: An architectural aid for system monitoring//Proceedings of the 1991 ACM/ONR workshop on Parallel and distributed debugging。 1991: 175-181。

拆解神秘的飞机黑匣子,看看里面的PCB和元器件都长什么样?- 网易@感知芯视界

科普:为什么要找到黑匣子 - 中国民航网

本文转自中科院物理所