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飞行记录仪

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flight recorder”的各地常用别名
飞行记录仪
中国大陆 飞行记录仪
台湾 飞行记录器
港澳 飞行纪录仪
black box”的各地常用别名
中国大陆 黑匣子
台湾 黑盒子
港澳 黑盒

飞行记录仪(英语:Flight Recorder;俗称黑匣子,实为橘色)是安装在航空器上,用于航空事故调查、维修及飞行试验用途的设备。安装的位置在空难时最常被完整保留下来的机尾上。1953年,世界上第一个飞航记录器由澳洲研究实验室的戴维·沃伦博士[1]发明。

很多的空难发生后只有飞航记录器能够向调查人员提供飞机出事故前各系统的运作情况,因为空难时通常发生在一瞬间,飞行员和全部乘客都同时遇难而缺乏当事人的证词,调查事故的原因会有很大困难,而飞航记录器则可以向人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里,飞机的飞行状况、机上设备的工作情况等;驾驶舱通话记录器能帮助人们根据机上人员的各种对话分析事故原因,以便对事故作出正确的结论。

研发历史

1956年,沃伦与同事试验了可保持4个小时语音和飞行数据资料的“黑匣子”雏形,但遭到澳洲航空界的排斥。澳洲皇家空军认为“这种设备并没太大用处,无助于解释事故的原因”。沃伦不得不寻求海外的支持。1958年,一名英国航空官员看到沃伦的发明后,同意资助沃伦在英国生产“黑匣子”。随后,沃伦率领团队研制出了新的黑匣子模型。他们把飞航记录器放进一个防震防火的盒子里,并开始在全世界发售。

1960年澳洲昆士兰州一次空难后,澳洲成为世界上第一个强制要求所有民用和军用飞机上都要安装黑匣子的国家。之后的半个世纪里,黑匣子在全球航空业都得到了普遍运用,并成为全世界所有民航和多数军事飞机上的标准设备。[1]

沃伦没有为黑匣子申请专利,澳洲政府也没有向他提供特别奖金,但在2002年被授予澳大利亚勋章(Officer of the Order of Australia AO),表彰其对航空工业的贡献。沃伦曾半开玩笑地表示,因为他为澳洲皇家空军工作时很多发明其实都失败了,只要澳大利亚国防部不找他要钱就好。[2]

记录器

一架飞机上的飞航记录器都包含两个不同的部分,分别是飞行数据记录器和驾驶舱通话记录器。

  • 飞行数据记录器(Flight Data Recorder,FDR)能记录飞机的系统工作状况和引擎工作参数等飞行参数,内容包括:空中飞行速度、高度、航向、发动机推力资料、俯仰与滚动资料、纵向加速度资料及许多参数资料,根据美国联邦航空局对飞行数据记录器的最低要求,必须包括压力高度、空速、磁航向、加速度及经过时间等5项,除了上述五项,联邦航空局另外再要求俯仰姿态、滚转姿态、发动机动力及襟翼的位置。计录器是由马达带动的8条磁道,磁带全长约140米,可记录60多种资料25小时。
  • 驾驶舱通话记录器(Cockpit Voice Recorder,CVR),又称座舱通话记录器,仪器上的四条音轨分别记录飞行员航空管制员的通话,正、副驾驶员之间的对话、机组员对乘客的广播,以及驾驶舱内各种声音(引擎声、警报声)。记录的时间约2小时,录完后,会自动倒带从头录起,若发生空难,之前的两个小时会被完整保留,并持续发出讯号,直到断电为止(记录器所提供的电力足够发出信号30日)。

结构与外观

飞航记录器虽然名为“黑匣子”,但它实际的颜色为橘红色,以求显目便于寻找。黑匣子的名称由来,可追溯至1954年,在驾驶座机舱内装设声音记录器的构想在该年首度提出,当时飞机内所有的电子仪器都是放置在大小、形状都统一的黑色方盒里。而声音纪录器则放在最坚固的黑色方盒中。美国民航局(之后改制为美国联邦航空总署)在1957年规定,凡是重量超过9.09公吨以上的飞机都必须装设这些加强保护的飞行记录仪。8年后,航空局决定将这“黑匣子”漆成亮红色或橘色,这样在飞机失事的时候,外表醒目的“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橘色的飞航纪录器,但仍沿用“黑匣子”这个名称。除了漆成橘红色外,有些黑匣子外壳会贴有反光条以更容易被寻获,并写有“FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN”(飞行记录仪,请勿开启)。

其外部的材质为钢金属,长50厘米、宽20厘米,高15厘米。为了能在强力撞击下保存下来,飞行记录器必须通过防火防震的考验,根据美国民航局的规定,必须能忍受在1090°C的火焰中燃烧30分钟,并能承受3米重达230公斤之铁块击中,相当于100G重力之撞击达11秒,而美国联邦航空局的规定为100G重力之撞击达15秒,由于地球表面大部分是由所覆盖,因此也必须能承受2万英尺的水压。飞行记录器的外部加装圆筒型的蜂鸣器,只要一碰到水,水分会使其线路发生短路,蜂鸣器将会发出37.5kHz频率的鸣叫持续30天。除此之外,为了防止记录器内磁性记忆遭到电流或磁场破坏,飞航记录器也要具备抗外界电流、磁场的防护能力。

虽然如此多重的保护,但仍然有些飞航记录器空难中损坏,所以国际航空机构又规定了更加严格的标准,而且记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪,类似于电脑里的存储芯片

记录损毁实例

虽然飞行记录仪被设计成能经受瞬时恶劣环境的损坏,但由于事故发生后记录仪可能需要长时间才能寻获,记录仪无法保证长时间的持续恶劣环境而导致内部记录损坏。

  • 南非航空295号班机,坠毁于印度洋后一年,驾驶舱通话记录器才被打捞出水(但飞行数据记录器至今未寻获),可是经过长期泡浸于海水中,塑胶制的磁带已经开始分解,辨识困难。[3][4]
  • 劳达航空004号班机,于1991年空中解体坠毁于泰国境内。虽然通过驾驶舱通话记录器了解到解体原因是机械故障导致推力反向器在空中意外展开,但因为飞行数据记录器严重损毁,已无法读取任何资料,故机械故障的根本原因始终未能查明。

功能

  1. 事故/空难调查:飞行记录仪记录的飞行速度、高度、俯仰、航向、垂直过载、倾侧、操纵面的偏转角、阻力、升力和发动机功率等信号,空难发生时候能把飞行记录仪所记录的资讯,经处理后送入飞行模拟器,重现失事的经过情况,以模拟分析坠毁前发生的因素。
  2. 维修参考:所记录的数据资料能作为检查维修提供重要的参考资讯。
  3. 试飞记录分析:在试飞中的产生的数据资料除一部分靠遥控天线装置发回到地面外,大部分使用飞行记录仪记录下来,供进一步分析研究。

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 黑匣子之父戴维·沃伦饱受空难伤痛 互联网档案馆存档,存档日期2011-01-09.,新华网,2010年08月02日
  2. ^ 令狐雨剑. “黑匣子”:一个可能曾救你一命的发明. https://www.bbc.com/zhongwen/trad. BBC. [2019-08-12].  外部链接存在于|website= (帮助)
  3. ^ Marsh, Rob. Verlore Skakels: Onverklaarde Geheime van Suider-Afrika 1. Struik Publishers (Pty) Ltd. 1994: 17. ISBN 1-86825-407-0. 
  4. ^ 1987 SAA Helderberg Air Disaster 互联网档案馆存档,存档日期2011-01-04.
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