科学解码丨黑匣子的前世今生

什么是黑匣子

黑匣子的学名是飞行数据记录仪，记录飞机飞行期间的详细信息资料。　

　　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。

黑匣子的诞生

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“ｔｙｐｅ　ＨＢ”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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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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