走近“黑匣子”，本文主要内容关键词为：黑匣子论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
说起“黑匣子”，许多人对它并不陌生，因为每当飞机发生意外事故时，常常会提到这三个字。作为飞行“备忘录”，“黑匣子”对飞行安全起着生死攸关的作用。那么，“黑匣子”到底是个怎样的“神秘之物”？
什么是“黑匣子”
“黑匣子”的英文翻译为Black Box。据飞行专家介绍，飞机一般都安装有两个“黑匣子”。它们的正式名称分别是“驾驶舱语音记录器”（英文缩写为CVR）和“飞行数据记录器”（英文缩写为FDR）。前者实际上就是一个无线电通话记录器，可以记录飞机上的各种通话。这一仪器上的4条音轨分别记录飞行员与地面指挥机构的通话，正、副驾驶员之间的对话，机长、空中小姐对乘客的讲话，威胁、爆炸、发动机声音异常以及驾驶舱内各种声音。后者能将飞机的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林威治时间，还有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。过去它们多采用一英寸宽的磁带作为模拟信号记录媒介，现在则逐渐以集成电路记忆芯片作为数字信号记录媒介。
飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与“黑匣子”相连，这好比人体各部位的神经与大脑相通一样。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来。
人们对“黑匣子”的最大“误会”是由它的外壳引起的。我们常说的“黑匣子”外表其实并不是黑色的，而是国际通用的橘红色，它之所以会一直被人们“更名改姓”，恐怕主要是因为传媒和世人看到的，都是它在经历了剧烈爆炸和高温燃烧后，“面目全非”的样子。另外，“黑匣子”可能也是一种带有感情色彩的称谓，表达了人们面对这样一个记载着亲人最后信息的小装置时复杂而痛苦的心境。
飞机为什么要装“黑匣子”
飞机上的“黑匣子”是空难调查中最重要的线索。多年来，随着空难事故的时有发生，记录飞行情况的“黑匣子”的作用便凸现出来。
飞机的飞行情况千变万化，影响飞行安全的因素更是错综复杂。事故经常发生在短暂的瞬间，当飞行员和乘客遇难后，事故的调查工作便会很困难了。
要了解事故是怎样发生的，就要了解失事瞬间和失事前的一段时间，飞机的飞行情况、机中设备和机件的工作情况、机上人员情况以及外界发生了什么问题等，这就需要一种设备来记录这一段时间的情况，并在事后提供出来。20世纪50年代后期，记录飞行数据的“黑匣子”应运而生。因其价格昂贵，起初只是在大型民航客机上安装使用，后来才逐渐安装在一些新型战斗机和较小的飞机上。“黑匣子”能够向调查者提供飞机出事故前各系统的运转情况。因为空难发生在短暂的瞬间，有时飞行员和全部乘务员同时遇难，调查事故的原因会有很大困难，而飞行数据记录仪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，座舱语言记录仪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。世界上所有的空难原因都是通过“黑匣子”找出来的，因此它就成了事故的见证，也成了“前车之鉴”。
“黑匣子”一般可以储存各种数据多达300余条。在事故检查中，它能帮助事故检查人员将机组人员的活动与飞机工作舱联系起来。有时也可通过录音来鉴别和判断机件的工作情况，给人们提供分析研究的依据。像美国发生"9·11"恐怖袭击事件，坠毁于宾夕法尼亚的民航客机上的“黑匣子”就真切地录下了飞机驾驶舱里疯狂的搏斗声和阿拉伯语、英语叫喊的声音，非常珍贵。这两个记录器被安装在相对而言更容易在空难中保存下来的飞机尾部，两者都分别带有水下信号标识器，能在落入最大深度约为4250米的海洋后自动开启，并发出特定频率的音频信号，供搜寻者使用专门接收器确定其方位。
“黑匣子”还有其它的一些功用，比如进行飞机的自动化管理、飞机故障诊断、飞机上设备的视情维修、飞行员飞行质量的考评、为飞机的改进改型提供参考等方面。
“触摸”黑匣子
飞机“黑匣子”有两个重叠的不锈钢饭盒大小，由防护壳体和记录介质两大部分组成，橘红色防护壳，直径约15厘米，重约4公斤，椭球形。在飞机失事时，记录介质所记录的信息是否能安全地保存下来，完全取决于防护壳体的抗坠毁性能。一般防护壳体都是由特种高性能材料的外壳和高性能的绝热材料组合而成，它必须经受冲击强度为1000g、5ms（或者3400g、6.5ms）的冲击；经受温度为1100℃、30min的火烧，经受较长时间的海水浸泡；还要求能承受多种油液、灭火剂的浸渍及严格的抗穿透等试验而保证数据不丢失。为了承受飞机坠毁时的猛烈撞击和高温烈焰，“黑匣子”的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料。在飞机坠毁时，黑匣子在1100摄氏度的火焰中能经受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。总之，它能在许多恶劣的条件下安然无恙。就算这样的保护，仍然在有些空难中的黑匣子遭到了损坏，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，类似于计算机里的存储芯片。
为了便于搜寻，“黑匣子”的外壳还装有信号发射机或涂有金属反光条，这样，灾难发生后，心急火燎的救援人员就比较容易找到它。
除了颜料和反射条带外，记录仪还装备了水下信标(ULB)。如果你看过“黑匣子”的照片，一定可以观察到在盒体的一端有一个小的圆柱状的物体。它看起来是“黑匣子”把手的两倍大，实际上它就是信标。
当飞机坠入水中时，信标开始发送人耳听不到的超声波脉冲，这种脉冲可以被声纳和声学定位仪探测到。在信标的一端有像公牛眼一样的水下传感器，当水接触到传感器，信标就会被激活而发出超声波脉冲。
信标通常发送37.5kHz的脉冲信号，并能从深为4267m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。信标由可以连续工作6年的电池驱动。在十分罕见的情况下，信标才可能被强大的力量冲击而折断。
如何从“黑匣子”中重新获取信息
在找到“黑匣子”后，调查员们将记录仪送到专门实验室，以获取数据并力图重现事故现场。这一过程通常要持续几周或者几个月。在美国，“黑匣子”的制造商们为美国国家运输安全委员会(NTSB)提供了全面分析记录仪存储数据的读出系统和相关软件。
便携式接口仪器使得调查员可以很快地获取“黑匣子”中的数据。如果FDR没有被损坏，调查员们可以将它简单地重新安装到连接读出系统的记录仪中。对于电子记录仪，调查员们仅需几分钟就可以从中提取出重要数据。更多的情况是，记录仪在被找回时，已经遭到了一定程度的破坏，如凹陷和剧烈燃烧。在这种情况下，存储板被取出，清洁并安装新的接口电缆，然后才被连接到记录仪上。这种记录仪装有特殊的软件以确保数据可以被读出。对于任何一种航空调查来讲，FDR和CVR都是无价之宝。当然，还经常会有空难的幸存者或者是由其他途径所得到的信息提供的线索。但可以预见的是，随着技术的发展，“黑匣子”在航空事故的分析中将起到越来越重要的作用。
在美国，当事故调查员们找到“黑匣子”后，它会被立即送到NTSB的计算机实验室中。为了避免对记录媒介的任何损坏，在运输过程中这种装置受到特殊的保护。在发生水下事故时，记录仪会被保存在冷水中以防止烘干。所做的一切都是为了保存记录仪的状态直到其被妥善地处理。“黑匣子”在飞机上是不能单独工作的，它必须和机上的传感器、采集器组成飞行数据采集记录系统或语音采集记录系统，才能完成所需数据和语音信息的采集记录，所记录的信息也必须经与之配套的地面处理系统才能破译。
在保障“黑匣子”的完整性方面，中国法律和措施还不健全、不完善。目前世界上其他国家大多有相应的规定，失事飞机的“黑匣子”作为法律证据，应由执法方秘密保存，不应由当事的一方控制，如民航或保险公司。不能使用原件，应复制使用。不能仅由一方分析了解“黑匣子”判读的信息。“黑匣子”判读的信息应保密，不是可以任意泄露的。而我国在这些方面还有许多工作需要去做。