黑匣子里到底有什么?它是由什么制成的?
空难后,飞机经常解体,甚至被大火烧毁。人们去现场救援的时候,总会寻找一些东西,它的名字大家都很熟悉。
黑匣子图片(15),没错,这就是被称为空难“证人”的黑匣子。它可以为调查人员提供证据,帮助他们了解事故的真相。其实黑匣子是飞机上的记录仪器,是飞行数据记录仪。可以记录高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速度、油耗、起落架收放、格林威治时间,以及飞机系统工况、发动机工作参数等飞行参数。另一个是驾驶舱语音记录器。它其实是一个无线电通话记录仪,可以记录飞机上的各种通话。这个仪器上的四个音频轨道记录了飞行员与地面指挥机构的对话、飞行员与副驾驶的对话、机长和空姐对乘客的讲话、威胁、爆炸、发动机异常声音以及驾驶舱内的各种声音。黑匣子可以为调查人员提供飞机出事前各种系统的运行情况。由于空难发生在短时间内,有时飞行员和所有乘务员同时遇难,调查事故原因会非常困难,而飞行数据记录仪可以为人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间飞机的飞行状态和机上设备的工作状况。驾驶舱语言记录仪可以帮助人们根据机上人员的对话分析事故原因,从而对事故做出正确的结论。为了承受飞机坠毁时的猛烈撞击和高温火焰,黑匣子的外壳有厚厚的钢板和多层隔热和防撞击材料。而且为了尽可能的安全,黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的地方,也就是坠机时最不容易损坏的部分。飞机失事时,黑匣子能承受1100℃的火焰中30分钟的烧烤,2吨重的物体5分钟的挤压,能在汽油、机油、油精、电池、酸液、海水中浸泡数月。即使有这种保护,黑匣子在一些空难中仍然受损,因此国际航空机构制定了更严格的标准,记录介质从磁带改进为静态存储记录器,可以承受更大的冲击,类似于计算机中的存储芯片。
编辑这一段的历史渊源
“黑匣子”是1958年一个墨尔本工程师发明的。1908年,美国发生第一起军机事故。此后,随着飞行事故的不断发生,需要有一种仪器来回忆事故发生的原因。二战期间,飞行记录设备和仪器被用于军用飞机,后来被用于民航飞机。飞行记录仪之所以被称为“黑匣子”,是因为它被装在一个坚固的盒子里,以保证飞机出事后设备不会被破坏。由于现代电子技术的飞速发展,对于飞机来说,人们开始主张直接向地面传输数据信号,不使用飞行记录器进行记录,所以黑匣子的名字在未来将回归地面。比如汽车数据黑匣子,比如SMT高温跟踪器,也叫炉膛黑匣子。飞机黑匣子
[1]20多年前,一架军用飞机在挪威上空爆炸,飞机坠毁,飞行员身亡。挪威当局赶到事故现场,从飞机残骸和飞行员的尸体上确定是某大国的军用侦察机。挪威向某大国抗议,该大国予以否认。后来挪威找到了飞机上的黑匣子,分析了黑匣子记录的数据,揭示了真相。一个大国在铁证面前不得不承认错误。黑匣子到底是什么?其实“黑匣子”是一个很普通的名字,它的真名很普通:飞行数据记录器。它是一种存储飞机飞行情况的仪器,在未来需要了解飞行情况时,可以通过回放设备进行发布。在一个盒子里,安装了磁记录装置,可以实时记录飞行员说了什么,飞行员的机外通讯和飞行数据。一般能保留飞机出事前30分钟的各种信息。这样就为事后的故障分析提供了方便。最早使用黑匣子的是军用飞机。1908年,美国发生第一起军机事故。未来,随着飞行事故的增多,迫切需要一种研究事故原因的仪器。二战期间,飞行记录器被正式用于军用飞机上。战后开始在民航飞机上使用。早期的记录方式比较落后,采用机械记录方式,在相纸上记录。磁记录发明后,变得方便可靠。
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黑匣子外壳是实心的长方体,大概有四五块砖加起来那么大。内部全是电器设备,伊春客机黑匣子。
[2]它本质上是一个收发器。在飞机飞行过程中,能及时接收机内传感器采集的各种信息,并自动转换成相应的数字信号进行连续记录;飞机坠毁时,黑匣子的紧急定位发射器会自动向四面八方发射特定频率(例如37.5 kHz)的无线电信号,类似于心跳,“宣布”自己的位置,以便寻的者回头寻找。黑匣子现在实际上被漆成了亮橙色。这种明亮显眼的颜色,以及记录仪外的反光带,使得事故调查人员能够在飞机坠毁后,尤其是飞机坠落在水面上时,迅速找到记录仪。按照欧洲标准,黑匣子必须能承受2.25吨的冲击力,在1100℃的高温下10小时不损坏。达到以上标准。黑匣子通常由铁和一些高性能耐热材料制成。具有很强的防火、耐压、抗冲击振动、抗海水(或煤油)浸泡、抗磁干扰等能力,即使飞机完全损坏,黑匣子中记录的数据也能很好地保存。
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目前大部分客机和军机上安装的黑匣子有两种。[3]一种是被称为飞机数据记录器(FDR)的黑匣子,专门记录飞行中的各种数据,如飞行时间、速度、高度、飞机舵面偏转、发动机转速、温度等。有30多种数据,可以记录25小时。起飞前,只要打开黑匣子的开关,飞行过程中上述所有数据都会包含在黑匣子中。一旦发生空难,可以在黑匣子里找到整个事故过程的飞行参数,人们可以知道飞机失事的原因。飞机黑匣子
另一种黑匣子(CVR),叫做飞行员语言记录器,就像录音机一样。它通过放置在驾驶舱和驾驶舱内的扬声器,记录下驾驶舱内飞行员和乘客、劫机者和空姐的声音。它录制30分钟,超过30分钟后将再次开始录制。所以这个黑匣子里记录的是空难发生前30分钟飞机里的重要信息。随着科技的飞速发展,黑匣子也在不断更新。60年代问世的黑匣子(FDR)只能记录5个参数,误差较大。从20世纪70年代开始使用数字记录磁带,可以记录超过100个参数,保存最近25小时的飞行数据。90年代后出现了集成电路存储器,可以记录2小时的CVR音和25小时的FDR飞行数据,就像电脑中的存储芯片一样,大大提高了空难分析的准确性。每架飞机上通常有两个黑匣子。它们的学名是“飞行数据记录仪”和“机舱语音记录仪”。前者主要记录飞机的各种飞行数据,包括飞行姿态、飞行轨迹(航迹)、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力,如阻力、升力、推力等。,共计200多种数据,可保留飞行参数20小时以上。过了这段时间,数据记录仪会自动吐故纳新,旧数据会被新数据覆盖。机舱语音记录仪主要记录机组人员与地面人员的对话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种声音(包括飞机发动机的运转声)。它的工作原理和普通的录音机差不多。磁带一圈一圈的转,不停的洗旧录新,最后半个小时总是录各种声音。
编辑此录音乐器。
驾驶舱话音记录器
驾驶舱语音记录器(CVR)实际上是一个无线电通话记录器,可以记录飞机上的各种通话。这个仪器上的四个音频轨道记录了飞行员与地面指挥机构的对话、飞行员与副驾驶的对话、机长和空姐对乘客的讲话、威胁、爆炸、发动机异常声音以及驾驶舱内的各种声音。黑匣子可以为调查人员提供飞机出事前各种系统的运行情况。由于空难发生在短时间内,有时飞行员和所有乘务员同时遇难,调查事故原因会非常困难。驾驶舱语言记录仪可以帮助人们根据机上人员的各种对话分析事故原因,从而对事故做出正确的结论。驾驶舱语音记录仪主要记录机组人员与地面人员的对话、机组人员之间的对话以及驾驶舱内出现的各种声音(包括飞机发动机的运转声)。它的工作原理和普通的录音机差不多。磁带一圈一圈的转,不停的洗旧录新,最后半个小时总是录各种声音。一次飞行通常要经历八个阶段(起飞、初始爬升、爬升、巡航、下降、初始进近、最终进近、着陆),每个阶段都逃不过黑匣子的“耳朵”。
飞行数据记录器
飞行数据记录器(FDR)主要记录飞机的各种飞行数据,包括飞行姿态、飞行轨迹(航迹)、飞行速度、加速度、经纬度、航向以及作用在飞机上的各种外力,如阻力、升力、推力等。,共计200多种数据,可保留飞行参数20小时以上。过了这段时间,数据记录仪会自动吐故纳新,旧数据会被新数据覆盖。飞行数据记录仪可以为人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间飞机的飞行状态和机上设备的工作状态。可以记录高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速度、油耗、起落架收放、格林威治时间,以及飞机系统工况、发动机工作参数等飞行参数。记录飞机系统的运行数据。传感器从不同区域连接到飞行数据采集单元,然后连接到FDR。当开关动作时,FDR会记录下来。电子记录器比磁带记录器记录更多的参数,因为它的数据传输速度快。电子飞行记录器可以记录25小时的飞行数据。FDR记录的每一个额外参数都可能为调查人员提供更多关于事故的线索。在美国,美国联邦航空管理局(FAA)要求商业航空公司根据飞机的大小至少记录11-29个参数。磁带录音机可以记录100个参数,而电子录音机可以记录700多个参数。1997年7月17日,FAA公布了一个联邦标准,要求2002年8月19日之后制造的飞机至少要记录88个参数。
编辑此部分的安装位置
黑匣子通常安装在尾部。因为,科学家通过对多次飞行事故的分析,发现了飞机尾部各种仪器的安装位置。
不容易被损坏,所以黑匣子安装在尾部。
编辑此信息记录
怀特兄弟第一次用L-3通讯公司的这个黑匣子仪器记录飞机螺旋桨的转动。然而,直到第二次世界大战后,航空记录仪才得到更广泛的应用。此后,为了获得更多有关飞机工作的信息,黑匣子的记录介质得到了极大的发展。飞机黑匣子
目前,大多数飞机黑匣子使用两种记录介质。一种是磁带,它是在20世纪60年代发明的。另一个是90年代发明的电晶记忆板。磁带像录音机一样工作。聚酯薄膜磁带拉动电磁头,磁头在磁带上记录数据。随着航空公司开始转向电子技术,黑匣子制造商不再制造磁带录音机。黑匣子制造商霍尼韦尔的发言人罗恩·克罗蒂(Ron Crotty)表示,电子录音机比磁带录音机可靠得多。电子记录仪使用的是堆叠式存储芯片,所以没有任何可移动的设备,减少了日常维护中突然中断和发生事故的几率。由CVR和罗斯福收集的数据被记录在CSMU的碰撞幸存记忆单元的堆叠记忆芯片中。根据L-3通信公司制造的记录器,CSMU是圆柱形的。堆叠的内存芯片直径约为1.75英寸(4.45厘米),高度约为1英寸(2.54厘米)。存储芯片有足够的数字存储空间来记录CVR提供的2小时的音频信息和罗斯福提供的25小时的飞行数据。飞机上安装了传感器来收集数据。这些传感器检测加速度、空速、高度、机翼设置、外部温度、机舱温度和压力、发动机性能等。磁带记录器可以跟踪大约100个参数,而电子记录器可以在更大的平面上记录700多个参数。这些传感器收集的所有数据都被发送到飞机前端的飞行数据采集单元(FDAU)。这种仪器通常放置在驾驶舱下面的电子设备隔离舱内。飞行数据采集单元在整个数据记录过程中起着中间管理者的作用,即从传感器获取信息并发送给黑匣子。黑匣子通常由一个或两个从发动机获得能量的发电机驱动。一个是28V DC电源,另一个是115V,400Hz交流电源。L-3通信公司工程总监弗兰克·多兰(Frank Doran)表示,这些都是标准的飞机动力配置。
编辑这一段,水下定位信标
除了颜料和反光条纹,记录仪还配备了水下定位信标(ULB)。如果你看过黑匣子的照片,你肯定可以在盒子的一端观察到一个小的圆柱形物体。它看起来比黑匣子的手柄大一倍,但它实际上是一个信标。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器探测到。在信标的一端有一个像靶心一样的水下传感器。当水接触传感器时,信标将被激活并发出超声波脉冲。Beacon通常发送37.5kHz的脉冲信号,可以从深度为14000英尺(4267米)的水下传输声音。一旦信标开始工作,它将在30天内每秒发送一次信号。Beacon由电池供电,可连续工作6年。在极少数情况下,信标可能会被强大的冲击力击碎。在美国,当事故调查人员发现黑匣子时,它被立即送往NTSB的计算机实验室。为了避免对记录介质造成任何损坏,该设备在运输过程中受到特殊保护。如果发生水下事故,记录仪将被保存在冷水中,以防止干燥。“一切都是为了保存记录器的状态,直到它得到妥善处理,”达龙说。“将记录仪放在一桶水中,通常是冷水,这意味着保持发现黑匣子的环境,直到它被送到一个可以对黑匣子进行全面分析的地方。”
编辑此段落的保存方法
在大多数空难中,能够被保存下来的设备是飞行数据记录器和驾驶舱声音记录器的坠机生存记录单元(CSMU)。通常情况下,录音机底盘和内部设备的其他部分被撕裂。CSMU是一个固定在记录器平台上的巨大圆柱体。这个装置可以承受很高的压力,很大的冲击力和数吨的压力。在老式录音机中,CSMU被放在一个长方形的盒子里。电子黑匣子的CSMU使用三层材料隔离并保存存储数字信息的存储芯片。下面来讨论一下。让我们来看看由内而外保护记忆的材料。存储卡周围有一层薄铝层的铝壳。高温绝缘体,1英寸(2.54厘米)干燥应时材料提供高温保护。其在事故后保护存储芯片免于着火。不锈钢外壳,高温绝缘体置于0.25英寸(0.64厘米)厚的不锈钢外壳中,通常由钛合金制成。为了确保黑匣子的质量和生存能力,制造商对CSMU进行了彻底的测试。记住,只有CSMU能在空难中幸存――如果事故调查人员能得到它,他们就能得到他们想要的信息。为了测试CSMU,工程师们将数据存储在CSMU的内存中。L-3通信公司使用随机模型在每个存储芯片中存储数据。该模型可以由读取器读取,以确定数据在碰撞后的冲击、火灾和压力下是否损坏。