大连某航修厂高级工程师张明为您解读——
黑匣子里的“黑科技”
“飞行员和管制员均未遵守标准规则。”这是日前巴基斯坦航空部长针对空客A320型客机坠毁问题给予的回应。
发生在今年5月22日的空难事故终于揭开了谜底。得出这个结论,依据是失事飞机黑匣子读取的数据。作为每起飞行事故中出现频率最高的词汇,黑匣子成为破解空难之谜的关键。
那么,黑匣子到底是什么?
它真正的名字是飞行数据记录器。顾名思义,它是一种将飞机飞行数据采集并存储下来的仪器,当需要了解飞行情况时,可以通过重放设备把这些信息读取出来。
当然,黑匣子不只是民航客机的“专利”。在军用飞机中,也装有黑匣子。无论是人们耳熟能详的F-16、幻影-2000等战斗机,还是C-135、P-3C等军用运输机和反潜机上,都装有黑匣子。为了提高飞行数据幸存率,F-16C上还装了两个黑匣子。
黑匣子并不黑,橙色“外衣”硬内核
黑色的,方盒子,易打开?提起黑匣子,不少人的脑海里会这样去联想。
然而,这并不是黑匣子的“真面目”。
其实,黑匣子并不黑,外形也不像个匣子。大多数黑匣子被漆成橙色,并带有反光条,便于飞行事故发生后很快被搜寻到。
为什么叫黑匣子呢?一种普遍流传的说法是,空难事故发生后,飞机往往解体,甚至被烈火烧毁,原本橙色“外衣”被烧灼成黑色,再加上人们对空难的忌讳,“橙盒子”也就变成了黑匣子。
黑匣子的诞生最早可以追溯到二战时期。1908年,世界上发生了第一起军用飞机事故。之后,随着飞行事故增加,人们迫切需要一种分析事故原因的仪器。
1939年,2名法国工程师发明了基于照相原理的记录器,随后1名英国工程师发明了钢丝记录器。不过,这些记录器仅用于记录试飞过程数据,并不具备抗毁功能,也不适用于飞行事故的调查。
直到1953年,美国洛马公司生产了109-C型飞行数据记录器,才具备了抗毁功能。当时,这型数据记录器仅装配在军用运输机等大型飞机上。
上世纪50年代,澳大利亚工程师大卫·沃伦设计了一款既能记录仪器数据、还能记录座舱声音的仪器,这便是黑匣子的原型。
从此以后,民航飞机才逐渐“享受”到了原本只有军机才拥有的“待遇”,装配了民用飞机黑匣子。
在实际应用中,军用飞机和民用飞机黑匣子的外观和功能差别并不大。
从上世纪60年代起,为了便于搜寻和发现空难现场中的黑匣子,世界上几乎每家航空公司都使用了橙色飞行数据记录器。
当飞机不幸失事后,外观醒目的橙色记录器易于发现。此外,部分黑匣子的外壳表面还会标注“FLIGHTRECORDER,DO NOT OPEN”(飞行记录仪,不能打开)的字样,并贴有反光标识,以增加夜间被寻获的概率。
在亮丽鲜艳的“外衣”下,包裹着黑匣子最为核心的部件——存储器。
现在较为常见的黑匣子外形尺寸相当于一个菠萝大小,而其存储器只有拇指大小,两者体积相差100倍以上。
虽然外形减小了,但存储器实现的功能却越来越强大,可存储25个小时的飞行数据和2个小时的驾驶舱语音数据。
存储器的发展是一个漫长的过程,也是人类与飞行事故作斗争的过程。从莱特兄弟发明飞机后的50年里,设计师们使用了滚动纸筒、钢丝、铝箔带、磁带等各种记录数据载体,但均因体积大、记录数据少、抗毁性差等各种原因被历史淘汰。
上世纪90年代,随着计算机以及通信技术的发展,固态记录器研制成功,世界各国战斗机才普遍开始安装飞行数据记录器。
随着科技发展,记录数据参数已经从最早的几项数据发展到了上千项,飞机在飞行时的速度、时间、位置、发动机转速以及机舱内的对话信息都会被黑匣子完整记录下来。
黑匣子的应用范围也变得更加广泛,在导弹、车辆、军舰上也可以找到它的身影。
抗摔耐压烧不化,拥有“金刚不坏之身”
作为飞行事故的“见证者”,黑匣子总能够在各种事故中“死里逃生”。
当飞行事故发生时,飞机往往从几万米的高空急速坠落,还伴随着解体、燃烧,甚至爆炸。黑匣子会经历强烈的冲击、高温的灼烧甚至还有海水的挤压。
尽管如此,黑匣子仍然能确保最大可能地在极端恶劣环境下保存下来。
黑匣子为什么不会损坏呢?
其实,这一切都源于它独特的安装位置、结构和材料等,源自于它独门拥有的“黑科技”。
在对很多起飞行事故分析后,设计人员发现了一个让飞机设计者足以兴奋的事实——
综合各类数据分析,在飞行事故中保存最为完好的往往是飞机尾部。所以,飞机设计者一般都把黑匣子安装在飞机尾部。