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微科普|飞机失事,为什么黑匣子不容易损坏?

高工
2022-03-24 08:52:39     打赏

今天的这篇文章就给大家讲述下黑匣子的小知识。

什么是黑匣子?

黑匣子(black box)是安装在飞机、轮船、 列车、汽车上用于记录交通工具运行状况且抗损毁性能高的一类设备。
它能记录多项行车实时数据信息, 事故发生时不容易损毁,常用于事故原因和事故经过的调查及分析。

黑匣子的两种分类

目前,大多数的客机、军用飞机上安装的黑匣子有两种。
一是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,如飞行的时间、速度、高度、飞机舵面的偏度、发动机的转速、温度等,共有30多种数据,并可累计记录25小时。起飞前,只要打开黑匣子的开关,飞行时上述的种种数据都将收入黑匣子内。一旦出现空难,整个事故过程中的飞行参数就能从黑匣子中找到,人们便可知道飞机失事的原因。

另一种称为飞行员语言记录器的黑匣子(CVR)
它就像录音机一样,它通过安放在驾驶舱及座舱内的扬声器,录下飞行员与飞行员之间以及座舱内乘客、劫机者与空中小姐的讲话声,它记录的时间为30分钟,超过30分钟又会重新开始录音。因此这个黑匣子内录存的是空难30分钟前机内的重要信息。

黑匣子的起源


“黑匣子”是一位墨尔本工程师在1958年发明的。
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。此后,随着飞行事故不断发生,迫切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。战后,又开始用到民航飞机上。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。
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。


黑匣子为什么不是黑色的?

黑匣子的外表并不是黑色的,而是被涂上醒目的黄色或者橙色。
这种明亮显眼的颜色,以及记录仪外部的反射条带,都使得事故调查员们可以在飞机失事后很快的找到记录仪,特别是当飞机坠落在水上时。

之所以被称为“黑匣子”是由于把它装进坚固的匣子保证设备在飞机出事故后不被破坏。


黑匣子的安装位置

为了尽可能的安全,黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位,也就是失事时最不易损坏的部位。


黑匣子为什么不容易被损坏?

原来,为了保证黑匣子在飞机出事故后不被破坏,特地的用合金材料为它制作了一个非常坚固的匣子。这种匣子耐高温(600℃~800℃),高压(可承受1吨重的压力),防腐蚀。

2014年法航客机的“黑匣子”


黑匣子通常是用铁金属和一些高性能的耐热材料做成。 具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水(或煤油)浸泡、抗磁干扰等能力,即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。

黑匣子伴随着飞行安全的迫切需求以及飞机制造水平的不断进步而快

速发展,一般行业内比较认同将黑匣子从诞生到眼下发展分为四代:

第一代黑匣子:诞生于上世纪50年代初,是在飞机设计试飞记录设备的基础上改进而来的,其工作原理为通过在金属箔带上用针留下划痕来反映数据变化曲线,仅能记录航向、高度、空速、垂直过载和时间等5个飞行参数。

第二代黑匣子:出现于上世纪50年代末,其工作原理类似于普通磁带机,但在磁带机外面加装了具有抗冲击、耐火烧等能力的保护外壳,按照美国联邦航空局当时颁布的第一个黑匣子标准TSO-C51,要求黑匣子能够承受100g(重力加速度)、持续11ms的冲击,以及1100℃、30分钟的火烧。1966年标准更新为TSO-C51a,将抗强冲击指标提高到1000g,并增加了抗穿透、静态挤压、耐海水浸泡、耐腐蚀液体浸泡等要求。第二代黑匣子一般可以记录几十个参数,并同时出现了座舱音频记录器。

第三代黑匣子:出现于上世纪90年代。随着微电子技术的突飞猛进,黑匣子开始采用半导体存储器记录数据,随着对飞机坠毁时黑匣子破坏情况的不断深入认识,黑匣子的抗坠毁能力标准更新为TSO-C124,抗强冲击指标提高3400g,1100℃高温火烧时间提高到60分钟,耐海水浸泡时间由36小时增加到30天,增加了耐6000米深海压力要求。1996年,美国联邦航空局发布了TSO-C124a标准,增加了抗260℃、10小时的火烧要求。
第三代黑匣子记录参数一般在几百个,功能已从飞行事故调查,逐渐延伸到日常飞行员监控、飞机故障诊断与维护。

新一代黑匣子可以记录视频信息,记录的参数数量也多达几千个,并且能够通过卫星等数据链定期传输黑匣子的关键数据。但由于通讯带宽和信号盲点以及气象环境等影响,数据实时传输方式无法完全取代传统黑匣子的作用。

此外,新型抛放式黑匣子也已经出现,它能够在飞机坠毁时自动与机体分离,并具备水上漂浮和无线电、卫星定位功能。





关键词: 科普     黑匣子    

专家
2022-03-24 09:25:36     打赏
2楼

谢谢分享


专家
2022-03-24 09:30:05     打赏
3楼

了解一下


助工
2022-03-24 10:19:11     打赏
4楼

感谢分享


工程师
2022-03-24 12:48:38     打赏
5楼

学习


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