3月23日,东航客机坠毁事故现场搜救人员称,飞机黑匣子已找到,随后,3·21东航飞行事故第二场新闻发布会进行了确认。
目前已经发现两部黑匣子中的一部,但其外部破损较为严重。
图片来源:央视新闻
对于灾难,无论是旁观者还是当事人,都会希望得到确切的解释和说法,而不愿意让它不明不白地过去。
经过长时间搜索后,距离事故真相的揭晓,终于又近了一步。
众所周知,黑匣子作为空难的记录者,保留了最科学、可靠的信息,对事故的调查分析无疑有十分关键的作用。
但是,除了这种基本了解外,很多人可能并不了解有关黑匣子的具体问题。
因此,我们汇总了一些有关于黑匣子的核心问题,通过解答的方式,来帮助大家深入了解黑匣子:
01 什么是黑匣子?
飞行记录仪(flight recorder),俗称黑匣子(black box),是安装在航空器上,用于航空事故调查、维修及飞行试验的设备。
我们所说的黑匣子一般有两个。
一个是飞行数据记录器,放置在事故中受到破坏较少的机尾,用于存储飞机自身的数据。
它一般会记录飞机上25小时内88种不同参数,例如罗盘航向、飞行高度、空速等指标,能够提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里,飞机的飞行状况、设备的工作情况等信息。
另一个黑匣子是驾驶舱话音记录器,一般放在驾驶舱,用于保存机组人员的情况及环境声,例如飞机在高度过低时的警报声,驾驶员之间的对话、对乘客的广播,及驾驶舱内的引擎声等声音。
记录器录音的时间是两小时。两小时后会自动倒带,从头再录。
驾驶舱话音记录器能还原飞机最后的状态,帮助人们根据机上人员的各种对话,分析事故原因。
另外,接触到水体后,黑匣子上的感应器会被激活,之后不停发射脉冲信号直到电池电量耗尽,使人们可以对其定位。
黑匣子外表也并非黑色,而是明亮的橙红色,并贴有反光条,便于进行夜间搜寻。
黑匣子跟鞋盒大小相仿,有的会标记上FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN(飞行记录仪,请勿开启)。
图片来源:AFP
02 黑匣子的名字怎么来的?
它之所以被称为黑匣子,有不同的说法。
一种说法是,它会接触到火焰,从而被烧成黑色。
另一种说法则认为,这个名称沿用了最初对它进行报道的BBC记者的称呼。
还有一种说法,跟美国民航局有关。
1957年,美国民航局规定,凡重量超过9.09公吨以上的飞机都必须装备飞行记录仪,而记录仪的外表在当时被刷成黑色。
8年后,美国民航局决定将黑匣子的外观由黑色改成橙红色,以便于人们对其搜寻。
后来,几乎全世界的每一家航空公司都改用这种橘红色记录器。黑匣子的名字则沿用了下来。
03 黑匣子出现前,如何调查飞机事故?
黑匣子被广泛应用前,由于空难往往发生得突然,一旦发生,机组和乘客同时遇难的几率很高,缺乏当事人证词的情况下,调查非常困难。
不过,当时飞机事故调查也有一定的方向和对象。
一般情况下,飞机失事的原因主要包括天气因素、机场设备和调度、机组人员操控,及飞机本身的技术故障等,调查一般也会从这些线索入手。
调查材料则包括现场残骸和痕迹、天气预报、飞机和地面的电讯联络,以及公司和航空公司的组织管理等方面。
但是,这种调查具有很大局限性。
例如在坠机现场,如果存在大雨冲刷或人为破坏,一些线索和证据可能会受到损害。因此,当时的调查需要依赖人为猜测和论证等方式,具有很大的不确定性。
04 黑匣子是怎么发明的?
黑匣子的发明者是澳大利亚工程师大卫·沃伦(David Warren)。
1949年,英国哈维兰航空公司推出哈维兰彗星型喷气式客机。这使得哈维兰公司成为当时航空业的领头羊。
然而,当时航空事故发生率非常高,哈维兰彗星客机接连坠毁,打击了人们对这种新型交通工具的信心。
1953年,刚拿到化学博士学位的沃伦被澳大利亚国防部航空研究实验室安排到一个特别任务小组。小组的任务是调查哈维兰彗星客机坠机事件频发的原因。可由于缺乏必要的资料,相关调查经常茫无头绪。
1934 年,在沃伦9岁的时候,他的父亲(左一)死于巴斯海峡飞机失事,因此破解飞机事故的原因也成了他的心愿。
图片来源:WARREN FAMILY COLLECTION
1953年5月2日,哈维兰公司的客机再次发生坠毁。
沃伦在参与事故调查时受到启发:如果有一个防火、抗撞击的录音设备,能将飞行员的对话和飞行数据保存起来,一旦飞机失事,它就能为调查提供可靠线索。
于是,经过电子设备专家的帮助,沃伦设计了一款飞行记录仪,它具有耐撞击、耐高温、抗压力的特点,能经受住空难瞬间的冲击及后续的爆炸和火灾。
之后,沃伦在1954年写了一篇名为《一种辅助调查飞机事故的设备》的报告,提交给了上司。但因为成本太高等因素,并没有受到航空研究中心的重视,甚至受到很多人嘲讽。
直到1958年,英国航空管理局的秘书长罗伯特·哈丁汉姆爵士(Sir Robert Hardingham)拜访了沃伦的实验室,参观了他的发明,一个可以储存4个小时的飞行员通话语音和飞行数据的钢盒,并听了他对飞行记录仪的介绍,决定将其进行实际应用。
接下来,英国航空管理局开始准备让沃伦发明的装置成为民用航班上的必备装置。
英国米德尔塞克斯的一家公司首先拿到生产许可,在1958年生产了第一批黑匣子。
1960年,澳大利亚昆士兰发生一起空难。飞机上29人全部丧生,但空难原因不明。在这次事件的影响下,澳大利亚政府规定民用航班上必须装置飞行记录仪。
随后,黑匣子开始在全球航空业广泛应用。
由于飞行记录仪在灾难中保存下来的数据,科学家们得以改进飞机的构造,避免那些不幸的错误的重复发生,航空事故调查获得根本性进步。
2002年,沃伦因其对航空业的贡献被授予澳大利亚勋章。
不过,沃伦作为黑匣子的发明人,在很长时间里一直不太广为人知。
沃伦的棺木上写着:飞行记录仪发明者,不要打开。
图片来源:Reuters
05 黑匣子的演进过程是怎样的?
最早的飞行记录仪器主要用于军事领域。
二战时,军用飞机已经正式配备飞行记录仪,但二战后它才开始走向民用。
早期黑匣子只能记录航向、高度、时间等有限的几个飞行参数。后来随着技术发展,对黑匣子的抗冲击能力和记录信息的标准也不断提高。
如今,黑匣子记录的数据可达到60种以上,包括飞机的加速度、姿势、推力、油量、操纵面的位置等16种必录数据。
现在的黑匣子的外壳由特殊合金制成,具有极好的防火、防震、防撞击能力。根据相关的规定,它要能承受100G的重力撞击15秒,经受1100℃的高温60分钟,260℃的高温10小时不被破坏。
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,飞航记录器也具备抗外界电流、磁场的防护能力。
维修人员利用它可以比较容易地找到故障发生的位置,飞行人员也可以用它来检查飞机飞行性能和操作上的不足,改进飞行技术。
一旦飞机失事,这个记录系统就成为最直接的事故分析依据。
而为了保证记录的真实性和客观性,驾驶员只能对记录内容进行查阅,不能操控记录器的工作或改动记录内容。
06 黑匣子只应用于民用客机吗?
黑匣子对事故调查至关重要,因此世界上所有商用飞机和大多数军用飞机都装有黑匣子。
此外,黑匣子还被应用于火车、公交车、汽车等交通工具,以及航天飞船等航天器中。
很多火车上安装了类似飞机上「黑匣子」的监控装置。它既能用于调查事故,也能监督和辅助司机驾驶操作,从而保障列车运行安全。
具体而言,火车黑匣子具备提醒、报警、自动鸣笛、紧急制动等功能,只要一开火车,黑匣子就强制性开机运作,并记录火车运行信息、显示运行前方信号,也可以对司机的操作进行语音提示。
火车的事件记录仪。
图片来源:RAILWAY TECHNOLOGY
如司机忘记鸣笛,火车黑匣子能自动鸣笛;在慢行区段,如司机疏忽未及时减速,自动喇叭会提醒司机降速;在火车该停而未停的情况下,火车能自行紧急制动。
黑匣子也被用于某些公交车系统。
新加坡公交公司SMRT曾经为旗下1000多辆公交车安装了类似飞机黑匣子的装置。这一装置具备重力感应功能,可以记录司机的超速、急转弯、急刹车等行为。
07 黑匣子会损坏吗?
虽然被设计成能经受瞬时恶劣环境的损坏,受到重重保护的结构,但由于寻获时间可能较长,以及遭遇过强冲击,黑匣子在空难中依然时常受到不同程度的损坏。
在空难史上,黑匣子因各种原因受到损坏的情况并不少见。
1987年,南非航空295号班机坠毁于印度洋。整整一年后,驾驶舱话音记录器才被打捞出水,飞行数据记录器至今未寻获。而由于话音记录器长期泡浸于海水,以及大火烧毁电路,塑胶制的磁带已难以辨识。
1991年,劳达航空(Lauda Air)004号班机起飞不久后在空中解体,坠毁于泰国境内。驾驶舱通话记录器显示,解体原因是机械故障导致推力反向器意外展开,但因为飞行数据记录器严重损毁,机械故障的根本原因一直成谜。
2021年1月9日,印尼发生空难。印尼三佛齐航空SY182航班,一架波音737-500起飞后,从3000米的高空俯冲坠海。
失事的波音737-500客机。
图片来源:Jetphotos
三天后,印尼搜索者发现驾驶舱话音记录器。但黑匣子因为高速撞击而破损解体。
事后,专家分析飞机坠毁前的最后下降速度高达159米每秒。
另外,黑匣子在搜寻上也有一定难度。
2009年,法航447航班客机坠入大西洋,两个黑匣子直到2011年才被找到。而马航MH370的黑匣子,至今依然下落不明。
08 黑匣子在技术上还有哪些改进空间?
显然,目前飞机黑匣子还有一些缺陷和问题。
不过,随着航空业不断完善的需求,相关改进也势在必行。
根据一些分析者的看法,黑匣子的性能还可以在以下方面有所提升:
第一,采用长寿命电池,从而能在更长时间里发送信号。
第二,延长当前所能记录的舱内人员通话时间,并增加所记录的飞行数据量,为调查提供更多可靠材料。
第三,增强飞机「黑匣子」抗电流和磁场干扰的能力,保持「飞机-卫星-地面」的实时联系和精确定位,以便搜寻人员尽快地寻找到飞机「黑匣子」,尽早还原空难真相。
还有,一些专家表示,如果飞机遭遇攻击突然爆炸,所有设备都会停止工作,那么记录下来的可能只是正常的飞行数据。这方面也有进一步改善的空间。
现在虽然一直有改进黑匣子的呼吁和要求,例如国际航空机构曾规定过更加严格的标准,要求将黑匣子的记录媒介从磁带式改进成能承受更大冲击的静态存储记录仪。
但由于国际标准需要照顾到不同国家的情况,以及航空业的成本等因素,所以在各个方面提高黑匣子的性能和标准也需要一个过程。
很多人期待的飞行数据云同步技术,由于数据涉密和带宽限制等因素,可能短期内无法实现。
现在,东航客机两个黑匣子中的一个已经寻获,但搜救还没有正式完成,事故调查也刚刚开始,很多问题尚没有清晰的答案。
所以,我们在同情和关注之余,也应该保持冷静和克制,静静等待黑匣子给出的结果。
对事故的报道是必要的,遭遇不幸者有时候也需要发声的渠道。
但是,报道的初心,应该是基于对死者和家属意愿的尊重。如果不能秉持这一点,那么往往会为在世的人增添额外的伤痛。
参考资料:
黑匣子该退出历史舞台了吗?BBC.2016-11-07.
东航空难丨专家:黑匣子不易寻找 关键信息将解密事故原因.央视新闻.2022-03-22.
“黑匣子”:谁发明了飞行记录仪?BBC.2022-03-22.
一文读懂空难的见证者——“黑匣子”搜狐.2022-03-22.
张犇.民国上海大空难 ——以1946年圣诞之夜三民航机失事为焦点的考察.上海社会科学院.2013(03).
逸平.解码飞机“黑匣子”.交通与运输.2022(05).
新加坡公交车安装“黑匣子”.人民公交.2014(12).
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