飞机的结构很复杂,黑匣子仅仅是其中很小很小的一个部件罢了,但是它的效果却是巨大的。如果说飞机平安无事,正常的运作,那么黑匣子就是简单的作为一个记载设备存在于飞机中。一旦飞机出现毛病,乃至严重到坠毁,那么黑匣子就是给我们研讨飞机详细毛病和失事原因的仅有途径了。所以说,黑匣子前期其实是“马后炮”,只要出事之后,才能发挥它应有的功用。现在许多未出事故飞机黑匣子中的数据都被复制出来,当做飞行训练的参阅教程。
那么说了这么多,大家必定很疑惑,什么是黑匣子?黑匣子其实是飞机专用的电子记录设备之一。一般黑匣子会有两个,一个是驾驶舱话音记录器,另一个是飞行数据记录器。飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与黑匣子衔接,所以黑匣子可以记录各种仪器的数据。
黑匣子其实不是黑色的,为什么还叫黑匣子?
尽管我们管这个飞行参数记录器称之为黑匣子,可是其表面并不是黑色,大部分都是红色、橙色等等十分艳丽的色彩,有些黑匣子外壳会贴有反光条,并写有“FLIGHT RECORDER,DO NOT OPEN(飞行记录器,请勿打开)”。这是为了一旦发生空难坠机,我们可以通过艳丽的表面色彩快速找到黑匣子。
想要知道黑匣子的称号由来,咱们就要看看黑匣子的发展。
1954年,人们构想在驾驶座机舱内装设声音记录器,当时飞机内一切的电子仪器都是放置在大小、形状都统一的黑色方盒子里。
1957年美国联邦航空总署规定,但凡重量超过9.09公吨以上的飞机都必须装设这些加强保护的飞行纪录器。
8年后,航空局决定将黑匣子漆成亮红色或橘色,这样在飞机失事的时分,表面夺目的黑匣子就会比较容易被找到。
到了1965年,几乎全世界的每一家航空公司都改用色彩艳丽的飞行纪录器,可是名字仍然是黑匣子。
黑匣子的安装位置
黑匣子通常装置在机尾,具体位置是在后面垂直尾翼的下方。垂直尾翼这边有个辅佐动力单元,黑匣子就安放在旁边。由于科学家通过对多起飞行事故分析,发现飞机的机尾部分不容易损坏,并且这边除了电缆很少有繁琐的仪器,所以黑匣子会装置在这里。假如出现事故,黑匣子能够更高程度的保存下来,取出数据进行事故分析。
黑匣子的重要性
首先,黑匣子是记载飞行数据和驾驶舱通话的设备,它可以记载飞机停止作业前25小时的飞行数据以及30分钟到2小时不等的通讯录音。飞行的数据包含飞行高度、速度、航向、爬高率、下降率、加速状况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间、飞机系统作业状况和发动机作业参数等,通讯录音主要是记载机舱内机长、副驾驶和机组人员间的通话信息。
世界上所有的空难发生原因都是经过黑匣子分析出来的,因而它就成了空难事故的见证和“前车之鉴”,可以防止同样事故再次发生,更好地采纳安全措施。黑匣子虽然在平常不起眼,可是却是飞机上一个非常重要的部件,也是飞机出事后唯一重要的部件。
黑匣子在第二次世界大战期间被广泛的应用在军用飞机上。二战之后,黑匣子开始应用到民用航空飞机上。自此黑匣子正式成为了普及的记载设备。接着,咱们来看看黑匣子现已更新换代成什么样了。
黑匣子出现之前
1939年,法国航空工程师弗朗西斯·于斯诺和保罗·博杜安发明了一种记载设备,能够把飞机飞行时的速度、高度等几项最重要的信息用相似摄影的原理记载在88毫米胶卷上。降落后拿出胶卷,就能复原出飞行时的状况了。可是胶片是一次性运用的,成本十分高,而且这种设备只适用于顺利降落的飞机,假如飞机掉落就会破坏胶片,所以这种记载方法仅仅用在新型号飞机的试飞上。
第一代黑匣子
二战期间,英国工程师改进了飞行参数记载设备,用钢针在铜箔上刻下各种参数的变化曲线。这样哪怕飞机着火、坠毁,也能找回当时的数据。不过铜箔比较重,记载的数据量也非常有限,价钱不菲,所以只用在了军用飞机上。这就是第一代的黑匣子,它仅能记载航向、高度、空速、垂直过载和时间等5个飞行参数。
第二代黑匣子
1956年,首个用于民航客机的飞行数据记载设备在澳大利亚诞生。它的发明者戴维·瓦伦博士在研究航空燃油的同时发明了第二代的改进型黑匣子。新版黑匣子的作业原理类似于一般磁带机,但在磁带机外面加装了具有抗冲击、耐火烧等才能的保护壳。第二代黑匣子一般能够记载几十个参数,并一起呈现了座舱音频记载器。
第三代黑匣子
第三代黑匣子出现于上世纪90时代。随着微电子技术的日新月异,黑匣子开始采用半导体存储器记载数据。第三代黑匣子记载参数一般在几百个,功能已从飞行事故查询,逐步延伸到日常飞行员监控、飞机故障诊断与维护。
现代黑匣子
新一代黑匣子可以记载视频信息,记载的参数数量也多达几千个,而且可以经过卫星等数据链定时传输黑匣子的重要数据。但由于通讯带宽和信号盲点以及气候环境等影响,数据实时传输方法无法彻底替代传统黑匣子的效果。此外,新式抛放式黑匣子也已经出现,它可以在飞机坠毁时主动与机体分离,并具有水上漂浮和无线电、卫星定位功能。
随着人们对航空飞行使用需求的不断提高,不管是军用飞机还是民航飞机,黑匣子这个设备的更新换代也十分频频。短短的60余年时间中已经更新了四、五代的黑匣子。前期的黑匣子只能记载5个参数,误差很大,现在的黑匣子能够记载2小时的CVR声响和25小时的FDR飞行数据,已经明显的提高了空难和事故分析的精准度。
另外,美国运输安全委员会还推荐在飞机上安装第三个黑匣子:除了记录飞行参数和驾驶舱声音外,通过一个摄像头,把驾驶舱内的实时画面记录下来,以便更好地分析事故原因。
发展仍在继续:“云”匣子是未来
当然,黑匣子的发展仍然在持续中,并且黑匣子也接受了新的使命。黑匣子现在许多技术的使用仍是延续上个世纪的理念,列如脱离飞机进入水中之后发射超声波脉冲信号,并且信号电池的寿命十分短。马航MH370航班和2009年法国航空的两次空难,让我们发现了在寻觅黑匣子方面的不足,尤其是空难之后黑匣子掉入海中,寻找更是困难。所以现在呼声最高的是让黑匣子参加“云”端,让数据可以实时传输出来,这样往后的空难和事故的分析会更加简单,也不需要再为了寻觅黑匣子而烦恼。
尽管想象是很好的,但是现在施行“云”匣子这个概念依然有非常大的阻力。在技术层面上,现在肯定可以完成黑匣子数据传输到“云”端,不过还要考虑的问题是将通话上传之后,会不会泄露个人隐私。还有,现在全球每天有9.3万架次航班在飞行,这么多数据的上传和存储,成本太高了。
假如一架飞机不幸发生了一起空难,飞机坠毁了,这时肯定是需要分析飞机失事的具体原因,就需要找到黑匣子,然后解读里面的数据和录音。但是怎么才能找到黑匣子呢?
黑匣子在陆地上:相对找回困难较小
一旦飞机遭遇空难,空难的地点在陆地上,搜救队可以根据飞机坠落的具体位置搜寻黑匣子。由于黑匣子不能够发送无线电信号,所以在陆地上的找回工作主要是靠搜救队人力搜索。黑匣子的外表色彩比较鲜艳,搜救队可以根据这个特征在搜索黑匣子,这就是陆地上找回黑匣子的唯一方法了。
在陆地搜索黑匣子,有的时候坠机的地点在山区中,因为交通和人员进入比较麻烦,需要启用搜索直升机等等机械单位的帮助,所以找回的工作会比较困难。
黑匣子在水中(主要是海里):相对找回困难较大
最复杂的,就是飞机空难在水中发生,这对于找回黑匣子来说,是非常困难的事情。当然,水中发生的空难大部分情况下都是在海里。海水看似很平静,但是海平面以下会有很多的暗流和洋流,也就是海水其实也是不断运动的。
当飞机发生空难之后,黑匣子外部加装的水下信标只要一碰到水,水会使其线路发生短路,蜂鸣器将会发出37.5kHz频率的超声波脉冲,可以自动持续30天。这种响声即使是在水下,距它8公里的地方也清晰可辨。30天后电池耗尽,信号也就跟着消失了。
但是由于海洋深不见底,很多地方的地势高低不定,很有可能会落入非常深的海沟中,或者被海水中的洋流和暗流冲到其它地方,这样就会加大搜索黑匣子的难度,所以至今马航MH370航班的黑匣子还未找到。还有,马航MH370的坠落地点不定,在海中只能够使用声纳系统、探测仪、并且在一定区域内进行探测,搜索完一个区域再换下一个区域,工作量太大了。
当然,还有另一种可能性,就是飞机在坠地之前发生严重的爆炸,造成黑匣子损坏,这样就没有可能再找回黑匣子了。
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