飞机黑匣子的作用是什么(飞机上黑匣子主要作用是什么)

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飞机的黑匣子有什么功能与作用

当一次空难不幸发生之后,我们总会在媒体上看到这么一个单词:“黑匣子”,这个关键的部件可以说是解开空难的发生原因的重要证据,那么到底黑匣子放在哪里?他们是怎么工作的?又会记录什么样的数据?今天我们就带你打开飞机上的黑匣子。随着航空事故的高发,一个名词渐渐被大家接触——黑匣子,飞机飞机黑匣子是什么?有什么用呢?这里科普一下飞机黑匣子。一、黑匣子学名叫“飞行记录器”(Flight Recorder)。客机上安装的飞行记录器有2台,一台是飞机数据记录器(FDR),负责记录飞行时间、速度、高度、飞机舵面偏度、发动机转速等数据;另一台是座舱话音记录器(CVR),负责记录机上空勤人员的对话、机上与地面的通话,以及机舱里的各种声音。黑匣子的外壳呈现明亮的桔红色并配有发光带。

飞机黑匣子的作用是什么(飞机上黑匣子主要作用是什么)

二、既然现代飞机上的黑匣子不是黑色的,为什么叫黑匣子?在驾驶座机舱内装设声音纪录器的构想在1954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。

美国民航局在1957年规定,凡是重量超过9吨以上的飞机都必须装设这些加强保护的飞行纪录器。8年后,航空局决定将这“黑匣子”漆成“橙红色”(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1965年,几乎全世界的每一家航空公司都改用橘色的飞行纪录器,但仍沿用“黑匣子”这个名称。

三、黑匣子可承受怎样的极端环境?黑匣子呈正方形,用特殊合金制成,既可承受1100°C的高温半小时之久,又可承受飞机爆炸时的猛烈撞击。可承受6000米深水压,而且不怕海水长时间的浸泡。

四、黑匣子本身能向外发出无线电信号吗?黑匣子上是没有无线电发送装置的,在陆上坠机的话,黑匣子提醒人们注意的只是它桔红色的明亮外壳、以及外壳上的发光带。

五、黑匣子能主动向外界发出什么样的信号?黑匣子唯一能对外发出信号的部件叫做水下信标(ULB),水下信标在遇水后启动,每秒发一次频率为37.5KHz的声波信号(注意是声波信号),可持续工作30天。

六、黑匣子的声波信号如何探测?黑匣子在水下发出的声波信号只能由声纳在水中进行探测,但由于黑匣子的水下信标体积小、功率也小,一般情况下,舰载声纳最大大约能接收到数公里范围以内的黑匣子声波信号,小型手持式声纳的有效探测范围则只有数百米。

黑匣子不黑

黑匣子的学名叫做“飞行记录仪”,主要功能是记录飞机在飞行过程中产生的各种跟飞行有关的信息。而黑匣子只是它的小名,之所以叫黑匣子,这里需要解释一下:

在1954年的时候,有人提出来需要记录飞机驾驶室里面的声音数据,一旦飞机发生故障之后,人们好根据这些信息来判断事故发生的原因。这么一个想法被提出的时候,飞机上所有的电子设备都被存放在一个个大小统一的黑盒子里面,而声音记录仪器就放在其中最坚固的那个黑盒子里面。

↑亮红色的黑匣子↑

仅仅在三年后,1957年,美国民航局就规定,9吨以上的飞机都需要安装这样的声音记录仪,但是很快,人们就发现黑色的盒子不利于人们在事故后寻找这个仪器,所以干脆把黑盒子刷成了亮红色,甚至于还贴上了反光片,但是黑匣子的说法还是沿用了下来,这也是为什么黑匣子不黑的原因。

飞机黑匣子的作用是什么(飞机上黑匣子主要作用是什么)

↑黑匣子的结构↑

大致上,

黑匣子的结构包括如下几个部分:

01

存储芯片

所有存储的声音、飞行数据等信息全部都保存在最核心的存储芯片中,所以这是整个黑匣子的核心;

02

隔热层和隔离层

这两层材料包裹在存储芯片的外围,用来防火、防水。根据规定,存储芯片要能够抵御半个小时、1090摄氏度的高温燃烧,并且能够在6000米深的水下依然不被水浸湿。比如说,历史上的法航447空难,黑匣子就在几千米深的海底沉睡了两年之久,最后才有深海机器人打捞上岸,重见天日;

↑深海机器人正在打捞黑匣子↑

03

钢制外壳

这层材料会包裹隔热层、隔离层以及其中的存储芯片,由钛钢制成,用来抵御外界的冲击。根据要求,整个存储单元要能够承受100G重力之撞击达15秒,所以对钛钢外壳的强度要求很高;

↑防冲击存储单元在事故中屹立不倒↑

04

外围机构

包括电路借口、供电装置和水下定位器等等,其中供电装置和水下定位器的存在可以让黑匣子在30天的时间内不断向外发射出无线电信号,方便救援人员对黑匣子进行定位。

为什么要放在飞机尾部?

黑匣子一般安放在飞机的尾部锥壳的部分,如下图所示。那么为什么黑匣子会放在这里呢?

↑黑匣子在飞机上的位置↑

一位国外的科普视频作者很好地用一个特别简单的试验就说明其中的原理:我们可以把整个机身想象成一个啤酒瓶,那么圆筒状的机身就对应了啤酒瓶的瓶身,而尾部的锥壳结构就对应了啤酒瓶的收口部分。而你把一个啤酒瓶扔在地上摔碎,可以说90%的情况下,收口部分都能够保持结构的完整

飞机黑匣子的作用是什么(飞机上黑匣子主要作用是什么)

这就是为什么黑匣子会放在飞机尾部锥壳部分——因为结实,所以更加有可能在事故中保持完整,所以更加方便救援人员寻找到。

↑事故中的飞机,尾部还保持着相对完整的形状↑

其实有两个黑匣子

一架飞机上,其实往往会有两个黑匣子,分别为飞行数据记录器和驾驶舱通话记录器,两个黑匣子各司其职,记录飞行中的绝大部分信息。

黑匣子的位置和需要记录的信息

飞行数据记录器:空中飞行速度、高度、航向、发动机推力、俯仰与滚动资料、纵向加速度等等。这些数据会从飞机第一台发动机开始启动之后开始记录,然后到飞机最后一台发动机关闭之后一个小时才关闭。

驾驶舱通话记录器:一共分为四条音轨,分别记录飞行员与航空管制员的通话,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。

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