黑匣子到底是什么設(shè)備，為什么這么重要？為什么在空難救援行動(dòng)中，除了尋找幸存者，另外一個(gè)救援重點(diǎn)就是不惜代價(jià)、不遺余力、千方百計(jì)地搜尋黑匣子？黑匣子里究竟暗藏著什么秘密？對(duì)破解空難之謎將起到怎樣的作用？

今天，文檔君就來(lái)揭秘黑匣子！相信通過(guò)以下9個(gè)問(wèn)題，能為大家答疑解惑。

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黑匣子，也叫飛行記錄儀（FLIGHT RECORDER），安裝在航空器上，是用于航空事故調(diào)查、維修、飛行試驗(yàn)的設(shè)備。

一套完整的黑匣子系統(tǒng)主要由兩部分組成：

飛行數(shù)據(jù)記錄器（Flight Data Recorder，F(xiàn)DR）：記錄各類飛行數(shù)據(jù)。

駕駛艙話音記錄器（Cockpit Voice Recorder，CVR）：記錄飛機(jī)上的各種通話。

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雖然大家都稱呼它為黑匣子，但其實(shí)是一個(gè)典型的“用詞不當(dāng)”。實(shí)際上，它的表面被漆成亮紅色或者橘色，貼上了反光條并標(biāo)注了“FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN”（飛行記錄儀，請(qǐng)勿開(kāi)啟）的字樣。這樣可以起到醒目的效果，便于在搜尋過(guò)程中更容易被找到。

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黑匣子，誕生于1953年，距今已有70年的歷史。

二戰(zhàn)以后，英國(guó)人將噴氣技術(shù)用于民用飛機(jī)。德·哈維蘭公司設(shè)計(jì)出了最早的噴氣式客機(jī)，命名為“彗星號(hào)”。但在1953年~1954年，彗星號(hào)客機(jī)接連發(fā)生了幾次墜毀事故，造成重大傷亡，導(dǎo)致彗星客機(jī)停飛。

作為英聯(lián)邦成員，澳大利亞的民航部門(mén)也召集了專家，討論事故發(fā)生的可能原因。在所有的與會(huì)專家中，來(lái)自澳大利亞墨爾本航空研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家戴維·沃倫博士認(rèn)為，大多數(shù)的會(huì)議和調(diào)查無(wú)法得出結(jié)論，最能解釋飛機(jī)遭遇到什么情況的人都已經(jīng)身亡，無(wú)法提供任何線索。沃倫意識(shí)到，如果飛機(jī)上有能夠記錄飛行過(guò)程的設(shè)備，問(wèn)題就會(huì)變得更容易解決。

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在隨后的幾年，沃倫和他的同事經(jīng)過(guò)一次次的試驗(yàn)和一次次的失敗，終于在1956年研制成功了可保持4個(gè)小時(shí)語(yǔ)音和飛行數(shù)據(jù)的黑匣子雛形，然而澳大利亞航空部門(mén)對(duì)此反應(yīng)冷淡。

與澳大利亞的冷淡態(tài)度形成鮮明對(duì)比的是，黑匣子在其他國(guó)家（例如英國(guó)），卻受到歡迎。

直到1977年，黑匣子才真正引起了全世界的關(guān)注。那一年，兩架波音747型客機(jī)在西班牙特內(nèi)里費(fèi)島機(jī)場(chǎng)的跑道上相撞，造成了583人喪生，數(shù)百人受傷，這是飛機(jī)航行史上最嚴(yán)重的空難之一。多虧了有黑匣子的記錄，這起事故很快就真相大白。通過(guò)回放黑匣子記錄的當(dāng)時(shí)駕駛艙內(nèi)的錄音，人們發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這場(chǎng)災(zāi)難的主要原因是飛行員之間的誤會(huì)以及對(duì)塔臺(tái)給出指令的錯(cuò)誤理解。如果沒(méi)有黑匣子，人們也許永遠(yuǎn)無(wú)法獲得這些至關(guān)重要的信息， 黑匣子為空難調(diào)查員提供了準(zhǔn)確的調(diào)查方向。

航空器遭遇災(zāi)難后，黑匣子提供的重要數(shù)據(jù)極大地幫助了人們分析事故的原因，也為航空器的改良提供了方向和指導(dǎo)。今天的航空器都強(qiáng)制安裝黑匣子。黑匣子由最初的在金屬箔帶上用針留下劃痕來(lái)反映數(shù)據(jù)變化曲線，到使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和記錄視頻信息，記錄的參數(shù)數(shù)量也多達(dá)幾千個(gè)，并且能夠通過(guò)衛(wèi)星等數(shù)據(jù)鏈定期傳輸黑匣子的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

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“黑匣子”一詞是二戰(zhàn)時(shí)期英國(guó)的用語(yǔ)，起源于英國(guó)和盟軍戰(zhàn)斗機(jī)的無(wú)線電、雷達(dá)和電子導(dǎo)航輔助設(shè)備的發(fā)展。這些往往是秘密的電子設(shè)備實(shí)際上被包裹在不反光的黑盒子或外殼中，因此被稱為“黑匣子”。

當(dāng)戴維·沃倫博士在英國(guó)演示飛行記錄儀原型時(shí)，英國(guó)媒體都爭(zhēng)相報(bào)道此事。當(dāng)時(shí)的飛行記錄儀并沒(méi)有名字，或許是在電子技術(shù)中，把只注重其輸入和輸出的信號(hào)而不關(guān)注其內(nèi)部情況的儀器統(tǒng)統(tǒng)稱為“黑匣子”，又或是為了吸引人眼球，英國(guó)媒體將飛行記錄儀稱作“黑匣子”。而這一叫，就一直叫到了現(xiàn)在。

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黑匣子通常安裝在機(jī)尾。因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)飛行事故的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的尾部相對(duì)位置較高，飛機(jī)墜毀后通常不易完全損毀，安裝在機(jī)尾內(nèi)的一些機(jī)載儀器設(shè)備也不易損壞，所以就將黑匣子安裝在機(jī)尾位置內(nèi)。

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黑匣子一般包含以下組件：

• 電源
• 防沖擊存儲(chǔ)單元
• 飛機(jī)接口電路板
• 水下定位信標(biāo)

黑匣子最大的特點(diǎn)就是堅(jiān)固耐用，只有特殊的材料才能滿足這一要求。以飛行數(shù)據(jù)記錄器的防沖擊存儲(chǔ)單元為例，其最核心部件就是固態(tài)存儲(chǔ)單元，外部被三層防護(hù)材料包裹，具有極強(qiáng)的抗穿刺、耐高溫性能。

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最外層是鈦鋼材質(zhì)的防沖擊保護(hù)殼。鈦密度小，強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與酸反應(yīng)。鈦的熔點(diǎn)高，導(dǎo)熱性能差，對(duì)外界的高溫具有較強(qiáng)的抵抗能力。

中間層是絕緣層，由玻璃纖維等復(fù)合材料構(gòu)成。玻璃纖維也有耐熱、耐腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，還另具有絕緣的特性。玻璃纖維不同于碳纖維，其主要成分是二氧化硅、氧化鈣、氧化鋁等，能在高溫狀態(tài)下有效抵抗外來(lái)尖銳異物的沖擊。

內(nèi)層是隔熱層，由石蠟材質(zhì)構(gòu)成。石蠟是一種潛熱儲(chǔ)能材料，從固態(tài)變成液態(tài)時(shí)能吸收大量的熱量，相變潛熱大，同時(shí)容積變化小，不會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象。石蠟不僅是優(yōu)質(zhì)的降溫材料，還是很好的絕緣材料，融化后可用于電器元件的絕緣保護(hù)。

隔熱層的里面就是包含著固態(tài)存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)電路板。目前有的黑匣子已使用軍工級(jí)別的固態(tài)存儲(chǔ)芯片，黑匣子的電路板也不簡(jiǎn)單，能承受一定的沖擊和溫度，可以說(shuō)是把防護(hù)能力“練到家了”。

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由于飛機(jī)失事后有的遭遇嚴(yán)重撞擊，有的遭遇火災(zāi)，有的遭遇海水浸泡，有的遭遇化學(xué)溶液的侵蝕，還有的遭遇強(qiáng)雷擊，因此，對(duì)飛機(jī)“黑匣子”的設(shè)計(jì)與制造有一系列高技術(shù)要求。這樣，即便失事飛機(jī)已完全損壞，“黑匣子”里的記錄數(shù)據(jù)也能保存完好，這些技術(shù)要求包括：

• 抗強(qiáng)力撞擊：黑匣子的外殼使用的是鈦鋼金屬，能承受3400g（重力加速度單位）的巨大壓力，相當(dāng)于黑匣子能承受每小時(shí)500公里的速度的撞擊。
• 耐高溫：在1100攝氏度高溫火焰中，承受時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘到1小時(shí)。
• 防水抗水壓：防水，外殼能承受6000米的海水水深的水壓。
• 能發(fā)射信號(hào)：失事后掉落的黑匣子會(huì)自動(dòng)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，引導(dǎo)救援人員找到它。如果飛機(jī)發(fā)生意外墜入水中，記錄器上的水下定位信標(biāo)遇水就會(huì)被自動(dòng)激活，信標(biāo)每秒鐘發(fā)射一次信號(hào)，發(fā)射時(shí)長(zhǎng)可達(dá)30天。

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早期的記錄器只能記錄20多種數(shù)據(jù)，按照民航規(guī)章的基本要求，飛行數(shù)據(jù)記錄器至少應(yīng)該記錄88個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù)型號(hào)不同，有的還能記錄更多內(nèi)容。記錄的時(shí)間范圍是最近的25小時(shí)，25小時(shí)以前的記錄就被抹掉。

參照MH/T2004-2004《飛行數(shù)據(jù)記錄器譯碼參數(shù)規(guī)范》，這88個(gè)數(shù)據(jù)包括氣壓高度、加速度、姿態(tài)、推力、油量、操縱面的位置等。

黑匣子中的駕駛艙話音記錄器只能記錄兩小時(shí)的駕駛艙聲音記錄。它不僅記錄機(jī)組人員之間的對(duì)話以及他們與塔臺(tái)的對(duì)話，還記錄了背景噪音。例如座位往后推的聲音，可以告訴調(diào)查人員機(jī)長(zhǎng)離開(kāi)飛行駕駛艙的時(shí)間，這為調(diào)查提供“德國(guó)之翼”9525號(hào)空難事件提供了關(guān)鍵線索。

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黑匣子在打撈出水后（以2018年印尼獅航集團(tuán)（LION AIR）的JT610 波音737空難為例）要立即放在干凈的淡水中，防止海水干燥后，鹽和礦物質(zhì)對(duì)設(shè)備造成的腐蝕。損壞越嚴(yán)重的黑匣子，解碼難度越大，所需的時(shí)間也就越長(zhǎng)。

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作為飛機(jī)數(shù)據(jù)客觀、真實(shí)、全面的記錄者，黑匣子是飛機(jī)失事后查明事故原因的最可靠、最科學(xué)、最有效的手段。伴隨著航空事業(yè)的發(fā)展，黑匣子在飛機(jī)日常安全維護(hù)、飛行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、消除事故隱患以及故障定位方面也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，甚至可以說(shuō)充當(dāng)著飛行過(guò)程中不可或缺的角色。

通過(guò)今天的科普，想必大家對(duì)黑匣子應(yīng)該有一個(gè)初步的了解。如果大家還有更多對(duì)黑匣子的疑問(wèn)，歡迎在評(píng)論區(qū)留言。