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一文读懂空难的见证者—“黑匣子”

Update:2022-03-25 Views:6640

“黑匣子”(英文:black box),是飞机专用的电子记录设备之一。黑匣子有两个,为驾驶舱话音记录器(Cockpit Voice Recorder)和飞行数据记录器(Flight Data Recorder)。飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的语音对话和两小时的飞行高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间,还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来,需要时把所记录的内容解码,供飞行实验、事故分析之用。

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,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。

飞机上飞行数据记录系统(FDRS,Flight Data Recorder System)和座舱音频记录系统(CVR,Cockpit Voice Recorder)简称为“飞参”,主要是由采集器和记录器组成。

黑匣子作为一种事关飞行安全的重要航空电子设备,具有抗强冲击、抗穿透、抗高温火烧、抗深海压力、耐海水浸泡、耐腐蚀性液体浸泡等特种防护能力,能在各种飞机事故中保存其内部存储的信息。

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、飞行人员操作信息以及机上相关音视频信息,不受人员控制。根据民航要求,黑匣子的数据信息是实时采集于飞机传感器和相关系统,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。

一般来说,飞行数据黑匣子安装在飞机尾部,使飞机坠毁时对其的破坏降到最低。座舱音频黑匣子安装在飞机前部,有利于语音信号的采集和记录。黑匣子连接飞机应急供电电源,确保能工作到最后时刻。

黑匣子制造商Honeywell的发言人Ron Crotty曾表示,电子记录仪的可靠性要远远高于磁带记录仪。电子记录仪使用堆叠排列的内存芯片,所以它们没有任何的可移动装置,这样也就减少了日常的维护工作和事故发生过程中突然中断的几率。

CVR和FDR采集的数据都记录在坠毁生存记忆单元(CSMU)中的堆叠内存片中。根据L-3通讯公司制造的记录仪,CSMU呈圆柱体。堆叠内存片直径大约1.75 英寸(4.45cm),高1英寸(2.54cm)。

内存片具有足够的数字存储空间来记录CVR提供的2小时的音频信息和FDR提供的25小时的飞行数据。

飞机上安装了采集数据的传感器。这些传感器探测飞机的加速度、空速、海拔高度、机翼设置、外界温度、机舱温度和压力、发动机性能等等。磁带记录仪可以追踪大约100个参数,而电子记录仪则可以记录更大的飞机上超过700个参数。

所有这些传感器采集来的数据都被送到飞机前端的飞行数据获取单元(FDAU)。这一仪器常常安放在驾驶员座舱下的电子设备隔离舱中。飞行数据获取单元在整个数据记录过程中起到中间管理者的作用,也就是从传感器获取信息,然后送往黑匣子。

黑匣子一般由一到两个从发动机引擎获取能源的动力发生器驱动。一个是28伏特的直流电源,另一个是115伏特、400赫兹的交流电源。L-3通讯公司的工程主管Frank Doran表示,这些都是标准的飞机电源配置。

CVR

座舱话音记录仪(CVR)实际上就是一个无线电通话记录器,可以记录飞机上的各种通话。这一仪器上的4条音轨分别记录飞行员与地面指挥机构的通话,正、副驾 驶员之间的对话,机长、空姐对乘客的讲话、爆炸、发动机声音异常,以及驾驶舱内各种声音。黑匣子能够向调查者提供飞机出事故前各系统的运转情况。因为空难发生在短暂的瞬间,有时飞行员和全部乘务员同时遇难,调查事故的原因会有很大困难,座舱语言记录仪能帮助人们根据机上人员的各种对话分析事故原因,以便对事故作出正确的结论。

座舱话音记录器主要记录机组人员和地面人员的通话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种音响(包括飞机发动机 的运转声音)等。它的工作原理类似普通磁带录音机,磁带周而复始运行不停地洗旧录新,总是录留下最后半小时的各种声音。一次飞行通常要经历8个阶段(起 飞、初始爬升、爬升、巡航、下降、开始进场、最后进场、着陆),每一阶段的情况,都逃不过黑匣子的“耳朵”。

FDR

飞行数据记录仪(FDR)主要记录飞机的各种飞行数据,包括飞行姿态、飞行轨迹(航迹)、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力,如阻力、升力、推力等,共约200多种数据,可保留20多小时的飞行参数。超过这个时间,数据记录仪就自动吐故纳新,旧数据被新数据覆盖。

飞行数据记录仪可以向人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里,飞机的飞行状况、机上设备的工作情况等。它能将飞机的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林威治时间,还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来。

记录飞机系统的运转数据。传感器从不同的区域连接到飞行数据获取单元,再连接到FDR。当一个开关动作时,都将被FDR记录下来。电子记录仪由于数据传输快,从而比磁带记录仪记录更多的参数。电子FDR可以记录25小时的飞行数据。每一个FDR记录的附加参数都可能提供调查员们事故的更多的线索。

此次失事的东航MU5735航班的“黑匣子”是长度大约为60厘米、宽和高各位20厘米的长方体,并且由于此次飞机失事现场情况复杂、地理位置特殊,主要的搜索工作还需要依靠人目视来进行寻找。希望在接下来我们能尽快掌握到有效数据,还原始末,告慰同胞。


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