2015选调生公共基础知识：科技知识-黑匣子

一、黑匣子的概念

黑匣子，是飞机专用的电子记录设备之一。黑匣子有两个，为驾驶舱话音记录器和飞行数据记录器。飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的语音对话和两小时的飞行高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间，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，需要时把所记录的内容解码，供飞行实验、事故分析之用。

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，通常安装在飞机尾部最安全的部位。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，防止黑匣子在空难中遭到损坏。

二、黑匣子的历史概况

“黑匣子”是一位墨尔本工程师在1958年发明的。1908年，美国发生了第一起军用飞机事故。此后，随着飞行事故不断发生，需要有一种追忆事故发生过程原因的仪器。二战期间，飞行记录装备仪器在军用飞机上应用，后来又用到民航飞机上。飞行记录仪之所以被称为“黑匣子”可追溯到1954年，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。

由于现代电子技术飞速发展，对于飞机而言，人们开始主张直接通过向地面无线传输数据信号并记录，而不再使用飞行记录仪，因此今后黑匣子的名字将回到地面。例如汽车数据黑匣子。1987年，挪威上空一架军用飞机发生爆炸，飞机坠毁，飞行员身亡。挪威当局赶到出事现场，从飞机残骸和飞行员的尸体中，辨认出这是一架前苏联的军用侦察机。挪威向前苏联提出抗议，前苏联矢口否认。后来，挪威找到了飞机上的黑匣子，从黑匣子记录的数据进行分析，揭露了真相。前苏联在铁的证据面前只好认错。

飞机上飞行数据记录系统(FDRS，Flight Data Recorder System)和座舱音频记录系统(CVR，Cockpit Voice Recorder)简称为“飞参”，主要是由采集器和记录器组成。“黑匣子”是飞参记录器的俗称。一般民航客机上会同时安装一个记录数据、一个记录语音的两个黑匣子。

黑匣子的外表不是黑色的，而是醒目的橙色，表面还贴有方便夜间搜寻的反光标识。因为飞参记录器记录的数据必须通过专用的下载设备和回放软件才能解读和分析，加上事故的记录器存储的数据非常关键和神秘，再加上在一些事故中记录器经过火烧后变成了黑色，所以人们将飞参记录器称为“黑匣子”。

黑匣子作为一种事关飞行安全的重要航空电子设备，具有抗强冲击、抗穿透、抗高温火烧、抗深海压力、耐海水浸泡、耐腐蚀性液体浸泡等特种防护能力，能在各种飞机事故中保存其内部存储的信息。

飞机通电后，黑匣子将自动启动工作，记录飞机相关系统运行和状态信息、飞行人员操作信息以及机上相关音视频信息，不受人员控制。根据民航要求，黑匣子的数据信息是实时采集于飞机传感器和相关系统，必须保留断电前至少25小时的飞行数据和2小时的音频数据，记录的数据不可更改。

一般来说,飞行数据黑匣子安装在飞机尾部，使飞机坠毁时对其的破坏降到最低;座舱音频黑匣子安装在飞机前部，有利于语音信号的采集和记录。黑匣子连接飞机应急供电电源，确保能工作到最后时刻。

作为飞机数据客观、真实、全面的记录者，黑匣子是飞机失事后查明事故原因的最可靠、最科学、最有效的手段。伴随着航空事业的发展，黑匣子在飞机日常安全维护、飞行状态监测、消除事故隐患以及故障定位方面也发挥着越来越重要的作用，甚至可以说充当着飞行过程中不可或缺的角色。

最早利用黑匣子的是军用飞机。1908年，美国发生了第一起军用飞机事故。以后，随着飞行事故增加，迫切需要有一种研究事故原因的仪器。二战时，飞行记录仪正式在军用飞机上使用。战后，开始用到民航飞机上。早期的记录方式比较落后，用的是机械记录的方法，记录在照相纸上。磁记录方式发明后，才变得方便可靠了。

三、定位打捞

当前黑匣子在陆地的定位主要依靠人工目视，找到飞机残骸后，利用黑匣子外表明亮、独特的颜色和反光标识进行搜寻。

黑匣子在水下定位主要依靠水下定位信标(ULB，UnderwaterLocatorBeacon)。它是一个电池供电的水下超声波脉冲发生器，牢固地安装在黑匣子外部。一旦黑匣子入水，信标上的水敏开关启动信标工作，通过信标的金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，每秒一个脉冲。其内置电池可连续工作至少30天，30天后随着电量逐渐耗尽，超声波信号将越来越微弱直至停止工作。

信标可以在6096米的深度内发出超声波，但在距离信标1800~3600米的范围内才能够被仪器探测到，海水的状态、周围的船只、海洋动物、石油管道以及其他因素造成的周围噪音都会影响信标的被探测范围。

水下定位信标发出信号时，可以通过专用声呐探测仪进行定位。由于信标信号的可探测范围相对于大海而言极其有限，一般先要进行残骸大致范围定位，然后再通过拖曳式声呐缩小定位范围，最后再使用可以定位信号来源方向的水听器，定位黑匣子的方位。

如果黑匣子沉入浅海，可由潜水员进行打捞。如果黑匣子沉入深海，超过人工潜水深度时，需要使用专门的搜索、打捞设备，一般可使用轮船放下水下线控机器人，操作人员在船上通过综合显示控制台，控制机器人携带的海底声呐扫描设备、信标方位定位器、深海摄像头定位黑匣子，通过机械手打捞黑匣子。

在美国，当事故调查员们找到黑匣子后，它被立即送到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。把记录仪放置在一桶水中，通常是冷水，也就是保持黑匣子被找到的地方的环境，直到被送达可以充分分析黑匣子的地方。

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