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科学解码丨黑匣子的前世今生

发布时间:2022-09-12 08:43:42 来源:火狐体育官方下载入口 作者:火狐官方在线

  据中国民航局网站报道,2022年3月21日,东航一架波音737客机在执行昆明——广州航班任务时,于梧州上空失联。目前,已确认该飞机坠毁。机上人员共132人,其中旅客123人、机组9人。

  这个时候,大家第一时间可能会想到黑匣子,只有黑匣子才能给出最准确的原因。

  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”。

  “驾驶舱语音记录器”用来记录驾驶舱和座舱的飞行员、飞行员之间及座舱内乘客的讲话录音及各种可听到的声响。

  “飞行数据记录器”则记录飞行参数,如水平速度、垂直速度、加速情况以及磁角等飞行数据。

  黑匣子名称虽然带“黑”字,但通常为橙红色,是长约40厘米、宽与高约为20厘米的长方形金属盒子,每个重约20公斤到30公斤。

  两个黑匣子一般安装在飞机尾部,因为机尾在空难事故中通常保存相对完整。黑匣子携带水下信号标识器,一旦落入水中受到浸泡,会自动激活电池供电系统,不间断向外发射频率为37.5千赫的电磁波,供搜寻者用专门接受器确认其方位。

  法律规定,黑匣子入水后电池必须保证发射信号至少30天。一些专家指出,在30天之后,依据黑匣子的电池电力不同,还能发出15天或更长时间的噪音。

  法国工程师弗朗索瓦·于斯诺和保罗·博杜安是记录飞行数据的最早尝试者之一。1939年,在法国马里尼昂飞行测试中心,他们展示了“typeHB”飞行记录仪。这种装置以影像记录为基础,因为飞行记录被制作成一卷长8米、宽88毫米的电影胶片。

  澳大利亚人戴维·沃伦1956年发明了结合“飞行数据记录器”和“驾驶舱语音记录器”的黑匣子原型。1953年至1954年间,发生一系列致命坠机事故,包括世界第一架喷气式民航班机“彗星”号坠毁。

  作为一名航空燃料专家,供职澳大利亚航空研究实验室的沃伦参加一个调查“彗星”号坠毁的专家组。鉴于没有目击者和幸存者,沃伦设想以一种可以抵御冲击的方式,记录机组人员对话以及其他坠毁前数据的装置,这将对确认事故原因甚至对将来防范事故都有很大帮助。

  按照他的设想,这些数据保存于抗冲击和防火装置中。他于1956年发表一篇标题为《一种帮助调查飞行器事故的装置》的文章,并于次年制作“飞行数据记录器”的原型。这个名为“航空研究实验室飞行记忆设备”的装置可以保存4小时语音和飞行数据。但是,沃伦的发明当时没有引起澳大利亚乃至世界航空管理部门的兴趣。

  数年后,在澳大利亚昆士兰州一架飞机坠毁后,调查法官1960年强烈建议,所有客机都应安装飞行记录仪。随后,澳大利亚成为世界首个强制安装“驾驶舱语音记录器”的国家。

  在驾驶座机舱内装设声音记录器的构想在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,而声音记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记录器。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记录器,但仍沿用“黑匣子”这个名称。

  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地浸泡。

  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。

  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。

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

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