苦苦搜尋的飛機(jī)黑匣子里,究竟承載著空難的什么?

(圖源:NTSB)
? ? ? ? 昨日16時(shí)30分左右,在東航MU5735航班主要撞擊點(diǎn)附近,救援人員發(fā)現(xiàn)該飛機(jī)上的其中一部黑匣子。經(jīng)初步檢查,該黑匣子為駕駛艙語音記錄器。
? ? ? ??關(guān)于飛機(jī)的黑匣子(Black Box),大家應(yīng)該或多或少都聽說過。雖然它的名字叫做“黑匣子”,但其外觀并不是黑色的,而是被涂成更加鮮艷醒目的橙色,便于在飛機(jī)發(fā)生事故后能夠盡快找到。為什么大家都在搜尋黑匣子呢?黑匣子內(nèi)的數(shù)據(jù)對于調(diào)查航空事故的原因又起著怎樣的作用呢?今天,通通就帶你一起了解黑匣子。

? ? ? ??首先,飛機(jī)黑匣子是飛行數(shù)據(jù)記錄器(Flight Data Recorder)和駕駛艙語音記錄器(Cockpit Voice Recorder)的統(tǒng)稱。在波音737飛機(jī)上,F(xiàn)DR與CVR各安裝了1臺。人們通過分析以往的空難發(fā)現(xiàn),飛機(jī)尾部受到的撞擊力往往要小一些,所以大多數(shù)機(jī)型都將黑匣子安裝在飛機(jī)靠近尾部的位置。在波音737飛機(jī)上,F(xiàn)DR安裝在兩個(gè)后登機(jī)門之間的頂部面板里;CVR安裝在后貨艙的設(shè)備架上,二者均不在駕駛艙內(nèi)。


? ? ? ??由于黑匣子需要在非常極端的條件下“存活”,極強(qiáng)的防水性、抗沖擊性和隔熱性就成為了它們必備的性能。按照黑匣子的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),它們能承受高達(dá)3400倍自身重量的沖擊,也能夠抵抗約6100米水深的水壓,以及能在1100度大高溫中燃燒半小時(shí)不損壞。這是什么概念呢?普通人在承受5G以上數(shù)秒,便會(huì)發(fā)生昏厥;F1賽車在超過350公里/小時(shí)的速度下撞墻,瞬間G值能夠達(dá)到200G以上。盡管已經(jīng)設(shè)計(jì)了如此高的性能,在空難現(xiàn)場尋獲的黑匣子外殼往往都已嚴(yán)重變形,由此可見撞擊力量有多么驚人。
? ? ? ??或許有人了解到,黑匣子具有定位功能,那為什么大家還要花費(fèi)這么長的時(shí)間來尋找它呢?是的,黑匣子的確有定位功能,但定位器只能在水下工作。在FDR和CVR組件上,都有一個(gè)圓柱形的裝置,叫做水下定位裝置(Underwater Locating Device)或水下定位信標(biāo)(Underwater Locator Beacon);同時(shí),抗沖擊外殼內(nèi)裝有一顆電池,只有在落水以后才能接通電路開始工作。ULD/ULB工作時(shí),會(huì)以一定頻率發(fā)出脈沖波,便于搜救人員尋找。在電池電量和結(jié)構(gòu)可靠性的妥協(xié)之下,ULD/ULB只能保證大約30天的工作時(shí)間,且發(fā)出的脈沖波也只有大約4公里的可被探測距離。受制于現(xiàn)有技術(shù),如果飛機(jī)墜毀在陸地上,搜尋黑匣子可能就只能靠救援隊(duì)目視搜尋了。

? ? ? ??黑匣子如此重要,那么它到底儲(chǔ)存了什么信息呢?CVR作為“錄音機(jī)”,可以同時(shí)記錄機(jī)長、副駕駛、觀察員的麥克風(fēng)和耳機(jī)內(nèi)的所有聲音。在飛機(jī)駕駛艙頭頂面板上還設(shè)有一個(gè)麥克風(fēng),用于記錄駕駛艙內(nèi)包括飛機(jī)發(fā)出的提示音、警告音等環(huán)境音。有了CVR,我們可以聽到駕駛艙成員的溝通、語氣,了解他們所作出的決策,這對還原情景十分重要。FDR記錄的數(shù)據(jù)更加豐富,從飛行數(shù)據(jù)到導(dǎo)航數(shù)據(jù),從飛機(jī)系統(tǒng)電門位置到飛行員操縱桿扳動(dòng)的角度……駕駛艙里的一切儀表和操縱數(shù)據(jù),都在FDR“監(jiān)控”之下。有些時(shí)候,地面維修人員會(huì)調(diào)用FDR數(shù)據(jù),還原飛機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)的狀態(tài),便于分析和排除故障。反觀我們通過手機(jī)軟件所看到的若干飛行數(shù)據(jù),在強(qiáng)大的FDR面前,我們能看到的真的只是冰山一角。

? ? ? ??波音737上的CVR只能記錄飛機(jī)運(yùn)行最后120分鐘的語音,前期錄制的內(nèi)容將被自動(dòng)抹除;而FDR也僅能夠記錄下飛機(jī)運(yùn)行長達(dá)25個(gè)小時(shí)的飛行數(shù)據(jù)。為什么不讓黑匣子再“強(qiáng)大”一點(diǎn)呢?其實(shí)這些技術(shù)指標(biāo)都是在諸多空難中總結(jié)出來的。我們的確需要保存有效數(shù)據(jù),但又不能過分增加儲(chǔ)存介質(zhì)影響其本身的體積和重量,同時(shí)還要與超強(qiáng)的抗沖擊性能妥協(xié)。目前,新一代的波音787飛機(jī)已經(jīng)將傳統(tǒng)的FDR和CVR功能整合到了一部黑匣子中,并采用了飛機(jī)前段和尾段各安裝一部的布局,兩部黑匣子記錄的數(shù)據(jù)也完全一致。這樣,當(dāng)空難不幸發(fā)生時(shí),只要尋獲其中任意一部黑匣子,就可以獲取到完整的數(shù)據(jù),進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余度和安全性。
? ? ? ? 航空工程師為了黑匣子考慮了這么多因素,就是為了能夠在災(zāi)難后獲得信息、總結(jié)教訓(xùn)、汲取經(jīng)驗(yàn),在最大程度上避免事故再次發(fā)生。但我們?nèi)詿崆邢M?,能夠看到飛機(jī)起落安妥,而不愿在殘?jiān)珨啾诶?,刨出支離破碎的黑匣子。
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