黑匣子在飞机哪个部位,关键角色与保护措施

黑匣子安装在飞机的尾部最安全的部位。黑匣子,通常指飞行数据记录仪,或飞行信息记录系统。现代商用飞机一般安装两个黑匣子,分别是“驾驶舱语音记录器”和“飞行数据记录器”,用于航空器事故的调查、维修和飞行试验。黑匣子可以用来记录飞机在飞行过程中的各种参数,如飞行的时间、速度、高度、飞机倾斜度、发动机的转速及温度等,以及驾驶员与乘务人员和各个塔台之间的对话等。当飞机发生故障或事故时,找到黑匣子,从中读出记录的各种数据,能够帮助技术人员分析飞机出现故障或失事的原因。

黑匣子在飞机哪个部位,关键角色与保护措施

1、黑匣子形状

黑匣子外壳坚实,是两个长约40厘米,宽与高分别约20厘米的长方体,约等于四、五块砖头垒在一起一般大,每个重约20-30千克,是一台收发信机。

2、黑匣子的颜色特征

黑匣子通常为橙红色,而不是黑色的。其实早期它的确是黑色的。但后来人们发现,发生空难后,黑色的小方盒找起来并不容易,不利于事故后的搜寻,在1965年左右,所有黑匣子的外表都改成使用醒目的橘红色了,有的甚至还会带有反光条。所以,搜救人员通常可以直接目视搜索到地面上坠毁的飞机的黑匣子,当然也可以依靠更多的搜寻设备(比如多旋翼无人机)进行搜索。

3、黑匣子的材质

黑匣子通常是用铁金属和一些高性能的耐热材料做成。具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水(或煤油)浸泡、抗磁干扰等能力,即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。如黑匣子的外部材质是钛钢金属,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摄氏度的火焰中燃烧30分钟,并能承受3米重达230千克之铁块击中,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水所覆盖,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,飞行记录器也要具备抗外界电流、磁场的防护能力。

4、黑匣子的也会损坏

虽然如此多重的保护,不过仍有数据统计,目前在陆地发生的事故中,黑匣子数据保存率仍只有百分之八十二。因为它还是可能发生意外损坏,甚至始终都不能被找到。比如2014年3月8日凌晨2点40分,马来西亚航空公司称有一架载有239人的波音777-200飞机与管制中心失去联系,该航班号为MH370,客机黑匣子未找到。

5、黑匣子的安装部位

对于大型飞机而言,通常会将飞机黑匣子安装在飞机尾部。在坠机后,机尾通常是受损最少的部分。这是因为在飞机坠毁时,机头承受了所有的冲击,大部分损伤会发生在机头,而且由于机翼部分的强度过大,机身通常会在机翼周围断裂,因此机尾大部分保持完好,所有这些破坏,都吸收了大量的冲击能量,因此机尾容易保持完整,黑匣子可以更容易取出。当然,有些情况下,比如降落时机尾撞击地面,会导致黑匣子损坏严重,从统计数据看,这种情况的发生比例较少,而且机尾各类设备少,远离燃油,相对来说,机尾更适合放置黑匣子。

黑匣子在飞机哪个部位,关键角色与保护措施

6、黑匣子的“法官”、“教官”和“医生”地位

黑匣子是航空器失事后查明事故缘由最为科学、可靠且有效的方式。从现代黑匣子的工作原理而言,航空器在通电后,黑匣子即自动开启工作状态,并不受人为影响与控制。其能够实时记录航空器各系统的运行状态、飞行员对于航空器的操作情况以及航空器上相关音频信息,且黑匣子记录的数据信息不可删节或更改。人们通常将黑匣子称为“法官”、“教官”和“医生”。所谓法官,是基于飞行事故调查的用途,事故发生后通过找回黑匣子,对数据译码分析,可以判定事故真正原因,避免同类事故再次发生;所谓教官,是指在飞行员监控方面的功能,通过日常分析黑匣子的数据,纠正飞行员不良驾驶习惯,预防事故发生;所谓医生,则是在飞机故障诊断与维护方面的作用,通过对黑匣子数据进行日常分析,监控、预测飞机主要部件的健康状态,排查故障隐患,防止故障发展为事故。

7、黑匣子的替代

然而黑匣子的缺点也非常明显,那就是在每次空难发生后都需要去打捞黑匣子,即便是有醒目的橙色和信标发生器,但黑匣子仍然不太好找,尤其是落入深海后打捞难度更大。黑匣子虽然有着较高的抗撞击、高温和抗海水侵蚀性能,但是仍然存在许多问题,除了需要人工定位声脉冲频率外,黑匣子信标脱落也是一大难题,如果在客机空中解体后信标与数据记录仪分离,那无疑就增加的寻找的难度。因此寻找黑匣子终究不是个办法,需要有替代的方案。

目前已经有一些方案可用于替代黑匣子,比如使用卫星导航系统与飞参系统连接,可实时监控每架客机的飞行状态,客机的飞行参数会上传给卫星,地面能做到对客机了如指掌,比如空客A380目前所使用的ACARS系统,全称为飞机通信寻址报告系统,可将飞机与地面控制中心通过数据链连接起来,并自动发送故障报告,是空客A380安全性的基石之一。

除了ACARS系统外,还可以使用全球定位系统技术来寻找黑匣子,鉴于GPS不具备双向报文通信的特点,因此可以嵌入北斗导航系统,可有效对高亚音速空中飞行目标进行定位捕获,未来动态响应速度接近2倍音速,因此建立在此基础上的黑匣子已经具备了取代传统黑匣子的能力。尤其是当中国正大力发展北斗全球定位系统之时可以推出使用GPS和北斗两种导航定位手段的黑匣子,不仅对国防建设有着积极的意义,同时也可有一定的机会跻身黑匣子供应商的行列。

8、小结

目前,黑匣子在空难事故调查中扮演着重要作用,但由于搜索、打捞的过程难度较大,有些时候即便找到黑匣子也因为其损坏而失去了使用价值,因此寻找一种成熟、可承受的飞参记录数据系统是未来的发展方向。

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