东航客机(MU5735)在执行昆明——广州航班任务时坠毁。目前，现场救援、善后处置及事故原因调查等工作正在进行中。令人痛惜的同时找到“黑匣子”是当务之急。
“黑匣子”到底是什么，为何对飞机事故还原真相如此重要？
“黑匣子”其实是航空飞行记录器的俗称。它并非黑色，而是国际通用的橘红色，并涂有反射条带。之所以叫“黑匣子”，一种说法是飞机失事后它被火烧后呈黑色；另一种说法是它里面存储的东西对飞机事故的鉴定意义重大，过于神秘。
1953 年，世界上第一架喷气式民航班机“彗星”号坠毁，澳大利亚航空燃料专家戴维·沃伦参加调查。鉴于该事故没有目击者和幸存者，沃伦设想将飞行员的对话和飞行数据保存在抗坠毁和防火装置中，就可为飞机失事提供调查线索。1956 年，沃伦设计出能保存的 4 小时语音和飞行数据的世界上第一个“黑匣子”。
飞机“黑匣子”能实时、完整地记录飞行数据和话音，是分析产生飞行事故原因的最直接、最客观、最可靠的记录器、也用于科研和机务维护。
“黑匣子”至今发展到几代？
第一代为箔带记录器，记录时间 5 个参数，坠毁生存指标为抗冲击 100g、火烧 1100 摄氏度 30 分钟。
第二代为磁带记录器，上世纪 60 年代末开始使用，记录参数从几十个到上百个，坠毁生存指标为抗冲击 1000g、火烧 1100 摄氏度 30 分钟、海水浸泡 36 小时。
第三代为半导体固态记录器，上个世纪 90 年代初开始使用，记录参数从几十到数百个，坠毁生存指标与第二代相同，目前部分型号仍在使用。
第四代为增强型半导体固态记录器，上世纪末开始使用，具备更强的模拟、数字和总线信号接口能力，坠毁生存指标为抗冲击 3400g、火烧 1100 摄氏度 1 小时、海水浸泡 36 小时候，广泛配装各型飞机。
“黑匣子“记录什么信息？
现在客机上所安装的“黑匣子”均由两个设备所组成。其一为客机飞行数据记录仪；另一个则为客机驾驶舱话音记录器。
- 飞行数据记录仪（Flight Data Recorder，FDR）
安装在飞机前部，能将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。飞行数据记录器是由步进马达带动 8 磁带磁道的记录器，磁带全长约为 140 米，可实时记录飞行当时的各类飞行参数，并可保留25小时，一旦飞行时间超过这一限度，数据记录仪就会自动予以更新，原先保留在内的旧数据将被新数据所覆盖。由于机上的各个仪器仪表与机械部位均安装有传感器。，空器在通电后，各项传感器即从不同区域连接至飞行数据获取单元，进而再连接至飞行数据记录仪。
- 驾驶舱话音记录器（Cockpit Voice Recorder，CVR）
安装在飞机尾部的无线电通话记录器，可以对客机内的各种通话予以实时记录。驾驶舱话音记录器所拥有的4条音轨，可分别对正、副驾驶员之间的对话、飞行员与地面指挥中心的通话、机长、空姐对乘客的讲话以及爆炸、威胁等各类异常声音予以记录。
客机飞行数据记录仪以及客机驾驶舱话音记录器，能够将客机失事坠毁或停止工作前两小时的各项数据全部予以记录，以供随后分析事故之用。
“黑匣子“定位搜索
在设计构造时，“黑匣子”直接与飞机应急供电电源相连接，其能够保障“黑匣子”正常工作至最后一刻。当航空器不幸失事并坠毁时，存在于“黑匣子”内的紧急定位发射器将向各个方向发出特定频率，且类似于心跳般有节律的无线电信号。以此对外告知其所处的方位，并便于搜寻人员跟踪无线电信号进行寻找。
当失事飞机坠入水中时，水接触到飞机“黑匣子”的传感器，信标就会被激活而发出超声波脉冲。该脉冲能被声纳和声学定位仪探测到。信标通常发送 37.5kHz 的脉冲信号，能从深为 4267 米的水下传递声音。一旦信标开始工作，它会每秒发送一次信号并持续 30天。信标可以连续工作 6 年的电池驱动。
“黑匣子“容易损坏吗？
飞机“黑匣子”外壳通常采用不锈钢或钛合金制成，高温绝缘体就安放在 0.64 厘米厚的不锈钢外壳中。里面的记录单元 CSMU 使用三层材料，将存储数字信息的内存片隔离，并保存起来。铝壳环绕内存卡有一铝薄层。高温绝缘体为2.54 厘米厚的干石英材料，可耐高温并保护内存片，防止遭遇火灾破坏。
为了能够承受飞机坠毁时的猛烈撞击和高温烈焰，“黑匣子”的外壳由很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料制成。在飞机坠毁时，“黑匣子”在 1 100℃的火焰中能经受 30 分钟的烧烤；能承受 2 吨重的物体挤压 5 分钟；能够在汽油、机油、油精、电池、酸液、海水中浸泡几个月，而不进液体。
现代科技发达为什么黑匣子技术很难更新？
首先，飞机飞行要和地面保持L系，如果推广新的通讯技术，势必需要全球范围内上万个基站、机场一起更新。全球那么多地面站，哪怕换一根天线，都要与100 多个国家和地区的不同部门、不同企业一个个谈判，其中涉及一系列问题。发达国家如美国，也许承担得起，但如果涉及一些经济不发达地区的机场，谁来为此买单呢？再加上一架飞机寿命就二三十年，所以在民用航空领域，改一个标准，即使只是一根天线，执行成本也非常高。所以看起来，民航在技术更新上显得比较保守。
其次，也是最关键的，飞机的通讯带宽有限。在上世纪 70 年代，卫星通讯技术还不成熟，当时飞机一旦在海洋上空飞行，地面很难监测到它的信号。
现在稍微好一点，飞机经过海洋上空，可以依靠通讯卫星。但是卫星成本很高，带宽也有限。比如，大家都知道买一台海事卫星通讯设备价格不菲，这不仅仅是因为机器贵，更是因为海事卫星就一家公司在运营，全球买方都要通过它的通讯卫星、占用它的带宽，运营海事卫星网络的成本很大，很难再次升级，这个“上网费”当然贵。更恼人的是，不仅贵，“网速”还很慢。
飞机也是同理。假设我们把包括黑匣子在内的所有信息储存设备，都改造得很高级，可以存海量信息，但是如果“上网带宽”不够，这些信息也无法及时传出去。
最后，能不能利用“云“技术，如汽车数据黑匣子一样，把原本记录在黑匣子中的数据通过卫星实时传输到地面，不再使用飞行记录仪，从目前来看，黑匣子实时数据传输，技术、经费并不是问题，但有专家对安全隐患提出了担忧。全球最大的飞行员工会民航飞行员协会（ALPA）警告称，实时传输的飞行数据可能会被泄露，而在事故调查人员仍未掌握全面事实之前，这可能会让公众对涉事飞行员未审先判。
找到“黑匣子“怎样还原事故真相
飞机“黑匣子”能够客观地还原该机整个飞行过程中全程记录下的飞行数据和舱内话音及声响，供事故调查和分析。它可以具体到某一时刻、某一系统、某一变量；精确到某一数值、某一突变。当数据不清晰时，可以再演现；当声音不清楚时，可以重新播放，追根寻源，查个水落石出。
案例1：2009年6月1日，一架从里约热内卢飞往巴黎的空客A330客机一头扎进大西洋，机上228名乘客和机组人员全部罹难。
空难后，搜救人员用了5天时间才发现飞机残骸。调查人员用了3年时间才得出结论，解谜的关键在于打捞出了俗称黑匣子的飞行记录仪。对黑匣子数据分析显示，高空结冰堵塞了客机的空速管，致其无法读取航速数据，自动驾驶系统和发动机先后停止工作，客机急坠。当时机长正在休息，两名副驾驶员本该手动驾驶飞机，恢复控制，但他们一直未能采取恰当措施。等机长返回驾驶舱时，客机已失控。
案例2：1983年8月31日，满载240名乘客和29名机组人员的大韩航空007号班机从美国纽约起飞前往首尔。客机选择了安克雷奇到首尔的5条太平洋航线中最靠东北的一条，距前苏联领空仅15公里。凌晨时，客机偏航进入前苏联领空。很快苏军雷达侦测到该飞机，并出动截击机。截击机在发出警告信号、实施警告射击无果后，发射两枚导弹击中客机，致其当即爆炸坠入鄂霍次克海，机上无人幸免。对于客机偏航的原因，联合国一个独立小组调查后认为，可能是副机长输错了首尔机场的坐标；也可能是机长犯错，用磁导航代替惯性导航设定自动飞行仪。也有反驳方认为，机长经验丰富不会犯低级错误，由于前苏联一直没有交出黑匣子，争论激烈。直到前苏联解体后的1992年，俄罗斯才将黑匣子移交给国际民航组织。次年国际民航组织公布调查结果显示，事故的直接原因，恰恰是机长用磁导航代替惯性导航，犯了低级错误。
案例3：20 世纪 90 年代，俄罗斯的一架商用运输机在爬升到万米高空后，在毫无征兆的情况下突然做了一个急速俯冲动作，最终失事坠毁。起初，调查人员根本无法解释飞机的这个诡异动作。直到通过对舱声录音器的分析才获知，原来是机长把自己年幼的儿子带进了驾驶舱，并允许他随意操纵驾驶杆，才导致了空难的发生。
参考文献：
[1]. 龚丹韵. 黑匣子未来可能会变得不那么重要. 解放日报. 2014 -4 -14 -第 W04 版;
[2]. 王瑞良. 黑匣子在希望就在.览科学. 2014-第6期. P12-15；
[3]. 曹福成 王黎涛. 话说飞机的“黑匣子”. 环球防务. 2002.6. P62-64;
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