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飛機(jī)上的黑匣子是什么功能應(yīng)用保存方法
導(dǎo)語：所謂“黑匣子”，就是安裝在飛機(jī)上的飛行記錄器，那么具體是什么東西?本文為大家推薦相關(guān)文章，歡迎閱讀。
飛機(jī)上的黑匣子是什么功能應(yīng)用保存方法
飛機(jī)黑匣子簡介
“黑匣子”(英文：black box)，是飛機(jī)專用的電子記錄設(shè)備之一。黑匣子有兩個(gè)，為駕駛艙話音記錄器(Cockpit Voice Recorder)和飛行數(shù)據(jù)記錄器(Flight Data Recorder)。飛機(jī)各機(jī)械部位和電子儀器儀表都裝有傳感器與之相連。它能把飛機(jī)停止工作或失事墜毀前半小時(shí)的語音對(duì)話和兩小時(shí)的飛行高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情況、耗油量、起落架放收、格林尼治時(shí)間，還有飛機(jī)系統(tǒng)工作狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)等飛行參數(shù)都記錄下來，需要時(shí)把所記錄的內(nèi)容解碼，供飛行實(shí)驗(yàn)、事故分析之用。
黑匣子的外殼具有很厚的鋼板和許多層絕熱防沖擊抗壓保護(hù)材料，通常安裝在飛機(jī)尾部最安全的部位。記錄介質(zhì)也從磁帶式改進(jìn)成為能承受更大沖擊的靜態(tài)存儲(chǔ)記錄儀，類似于計(jì)算機(jī)里的存儲(chǔ)芯片，防止黑匣子在空難中遭到損壞。
功能應(yīng)用
按照黑匣子的用途，它被形象地稱為“法官”、“教官”和“醫(yī)生”。所謂法官，是基于飛行事故調(diào)查的用途，事故發(fā)生后通過找回黑匣子，對(duì)數(shù)據(jù)譯碼分析，可以判定事故真正原因，避免同類事故再次發(fā)生;所謂教官，是指在飛行員監(jiān)控方面的功能，通過日常分析黑匣子的數(shù)據(jù)，糾正飛行員不良駕駛習(xí)慣，預(yù)防事故發(fā)生;所謂醫(yī)生，則是在飛機(jī)故障診斷與維護(hù)方面的作用，通過對(duì)黑匣子數(shù)據(jù)進(jìn)行日常分析，監(jiān)控、預(yù)測飛機(jī)主要部件的健康狀態(tài)，排查故障隱患，防止故障發(fā)展為事故。
為了事故調(diào)查時(shí)獲取客觀、全面的信息，黑匣子記錄數(shù)據(jù)的種類和數(shù)量不斷增加。數(shù)據(jù)種類從最初的飛行、音頻數(shù)據(jù)，拓展到了視頻和數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù);參數(shù)數(shù)量從最初的五個(gè)逐步發(fā)展到幾百個(gè)甚至上千個(gè)。飛行數(shù)據(jù)一般包括飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、飛行員操縱情況、飛機(jī)外部信息等;音頻數(shù)據(jù)一般包括正、副駕駛員的通話、飛機(jī)與地面的通話、機(jī)組之間的通話以及駕駛艙環(huán)境聲音等;視頻數(shù)據(jù)一般包括駕駛艙儀表顯示、飛行員動(dòng)作、飛機(jī)前方視景、起落架收放狀態(tài)等。通過專用數(shù)據(jù)回放軟件，可用黑匣子數(shù)據(jù)直觀真實(shí)地再現(xiàn)飛機(jī)飛行過程，自動(dòng)分析飛機(jī)可能存在的故障隱患和人員操作異常，預(yù)防故障或事故發(fā)生，極大地提高了航空飛行安全水平。
保存方法
在大多數(shù)的空難中，可以保存下來的裝置是飛行數(shù)據(jù)記錄儀和座艙聲音記錄儀的墜毀生存記錄單元(CSMU)。通常的，記錄儀底盤和內(nèi)部裝置的其它部分都被撕裂了。CSMU是緊固在記錄儀的平臺(tái)部分的一個(gè)巨大的圓柱體。這種裝置能夠承受很高的壓力，非常大的撞擊和成噸的壓力。在老式的磁帶記錄儀中，CSMU安放在一個(gè)長方形的匣子中。
電子黑匣子的CSMU使用三層材料將存儲(chǔ)數(shù)字信息的內(nèi)存片隔離和保存起來。下面我們來討論一下，先來從內(nèi)到外看一下保護(hù)內(nèi)存的材料。
鋁殼，環(huán)繞內(nèi)存卡有一鋁薄層。高溫絕緣體，1英寸(2.54cm)的干石英材料提供高溫保護(hù)。其保護(hù)內(nèi)存片防止事故后的火災(zāi)。不銹鋼外殼，高溫絕緣體安放在0.25英寸(0.64cm)厚的不銹鋼外殼中，通常用鈦合金制成。
為了確保黑匣子的質(zhì)量和生存能力，制造廠商對(duì)CSMU進(jìn)行了徹底的測試。記住，在空難中只有CSMU可以生存下來――如果事故調(diào)查員能夠得到它，就可以獲得他們所希望得到的信息。為了測試CSMU，工程師們將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于CSMU的內(nèi)存中。L-3通訊公司使用隨機(jī)模型將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于每一塊內(nèi)存片中。這一模型可以由讀出器讀出以確定在墜毀后的沖擊，火災(zāi)和壓力下數(shù)據(jù)是否被損壞。
搜尋設(shè)備
美國海軍網(wǎng)站介紹，TPL-25型拖曳聲波定位儀由水下拖曳部分、線纜和控制臺(tái)等部分組成。其水下拖曳部分的長度為30英寸(約76厘米)，直徑為35英寸(約89厘米)，重量為70磅(約32公斤)。
顧名思義，其水下拖曳部分會(huì)被船只拖著在海上緩慢行進(jìn)，速度通常是1到5節(jié)(1節(jié)約合每秒0.5米)，儀器本身可以“收聽”黑匣子發(fā)出的聲波信號(hào)。聲波定位儀的“聽力”高度敏感，最深可以“聽到”黑匣子在水下兩萬英尺(約合6096米)發(fā)出的信號(hào)。
當(dāng)定位儀“收聽”到黑匣子信號(hào)，信號(hào)會(huì)出現(xiàn)在控制臺(tái)中的示波器或可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的計(jì)算機(jī)上�？刂迫藛T將對(duì)信號(hào)最強(qiáng)點(diǎn)的位置進(jìn)行記錄，再進(jìn)行反復(fù)多次測量后通過“三角定位”來確定黑匣子的位置。黑匣子通常每秒鐘以37.5kHz的頻率發(fā)出信號(hào)，而聲波定位儀可以探測從3.5kHz到50kHz頻段的各種信號(hào)。
2009年，美方曾將拖曳聲波定位儀借給法國使用，搜尋失事法航447航班的黑匣子。
美太平洋艦隊(duì)2014年3月23日已將可探測黑匣子信號(hào)的拖曳聲波定位儀運(yùn)往美軍正參與搜尋馬航失聯(lián)客機(jī)的地區(qū)，這套儀器的系統(tǒng)型號(hào)為TPL-25，可探測到水下超過6000米深度的信號(hào)源。
飛機(jī)上的黑匣子到底是干什么用的。主要功能是什么
“黑匣子”是飛機(jī)專用的電子記錄設(shè)備之一，其真名叫航空飛行記錄器。里面裝有飛行數(shù)據(jù)記錄器和艙聲錄音器，飛機(jī)各機(jī)械部位和電子儀器儀表都裝有傳感器與之相連，這好比人體各部位的神經(jīng)與大腦相通一樣。它能把飛機(jī)停止工作或失事墜毀前半小時(shí)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)和駕駛艙內(nèi)的聲音記錄下來，需要時(shí)把所記錄的參數(shù)重新放出來，供飛行實(shí)驗(yàn)、事故分析之用。黑匣子具有極強(qiáng)的抗火、耐壓、耐沖擊振動(dòng)、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干擾等能力，即便飛機(jī)已完全損壞黑匣子里的記錄數(shù)據(jù)也能完好保存。世界上所有的空難原因都是通過黑匣子找出來的，因此它就成了事故的見證，也成了“前車之鑒”，避免同樣事故發(fā)生，更好地采取安全措施。 目前，大多數(shù)的客機(jī)、軍用飛機(jī)上安裝的黑匣子有兩種。 一是稱為飛機(jī)數(shù)據(jù)記錄器（FDR）的黑匣子，專門記錄飛行中的各種數(shù)據(jù)，如飛行的時(shí)間、速度、高度、飛機(jī)舵面的偏度、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、溫度等，共有30多種數(shù)據(jù)，并可累計(jì)記錄25小時(shí)。起飛前，只要打開黑匣子的開關(guān)，飛行時(shí)上述的種種數(shù)據(jù)都將收入黑匣子內(nèi)。一旦出現(xiàn)空難，整個(gè)事故過程中的飛行參數(shù)就能從黑匣子中找到，人們便可知道飛機(jī)失事的原因。 另一種稱為飛行員語言記錄器的黑匣子（CVR），就像錄音機(jī)一樣，它通過安放在駕駛艙及座艙內(nèi)的揚(yáng)聲器，錄下飛行員與飛行員之間以及座艙內(nèi)乘客、劫機(jī)者與空中小姐的講話聲，它記錄的時(shí)間為30分鐘，超過30分鐘又會(huì)重新開始錄音。因此這個(gè)黑匣子內(nèi)錄存的是空難30分鐘前機(jī)內(nèi)的重要信息。 隨著科技的迅速發(fā)展，黑匣子也在不斷更新?lián)Q代。20世紀(jì)60年代問世的黑匣子（FDR）只能記錄5個(gè)參數(shù)，誤差較大。70年代開始使用數(shù)字記錄磁帶，能記下100多種參數(shù)，保存最后25小時(shí)的飛行數(shù)據(jù)。90年代后出現(xiàn)了集成電路存貯器，像電腦中的內(nèi)存條那樣，可記錄2小時(shí)的CVR聲音和25小時(shí)的FDR飛行數(shù)據(jù)，大大提高了空難分析的準(zhǔn)確度。每架飛機(jī)上，黑匣子通常有兩個(gè)，它們的學(xué)名分別叫“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”和“機(jī)艙話音記錄器”。前者主要記錄飛機(jī)的各種飛行數(shù)據(jù)，包括飛行姿態(tài)、飛行軌跡（航跡）、飛行速度、加速度、經(jīng)緯度、航向以及作用在飛機(jī)上的各種外力，如阻力、升力、推力等，共約200多種數(shù)據(jù)，可保留20多小時(shí)的飛行參數(shù)。超過這個(gè)時(shí)間，數(shù)據(jù)記錄儀就自動(dòng)吐故納新，舊數(shù)據(jù)被新數(shù)據(jù)覆蓋。機(jī)艙話音記錄器主要記錄機(jī)組人員和地面人員的通話、機(jī)組人員之間的對(duì)話以及駕駛艙內(nèi)出現(xiàn)的各種音響（包括飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音）等。它的工作原理類似普通磁帶錄音機(jī)，磁帶周而復(fù)始運(yùn)行不停地洗舊錄新，總是錄留下最后半小時(shí)的各種聲音。 根據(jù)歐洲的標(biāo)準(zhǔn),黑匣子必須能夠抵受2.25噸的撞擊力,在1100℃高溫下10小時(shí)仍不會(huì)受損。要符合以卜的標(biāo)準(zhǔn).黑匣子通常是用鐵金屬和一些高性能的耐熱材料做成。 具有極強(qiáng)的抗火、耐壓、耐沖擊振動(dòng)、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干擾等能力，即便飛機(jī)已完全損壞黑匣子里的記錄數(shù)據(jù)也能完好保存。 黑匣子并非是黑的，而是常呈橙紅色,主要是為了顏色醒目,便于尋找.外觀為長方體，外殼堅(jiān)實(shí),約等于四、五塊磚頭壘在一起一般大。當(dāng)飛機(jī)失事時(shí)，黑匣子上有定位信標(biāo),相當(dāng)于無線電發(fā)射機(jī),在事故后可以自動(dòng)發(fā)射出特定頻率，以便搜尋者溯波尋找。 黑匣子的由來 20多年前，挪威上空一架軍用飛機(jī)發(fā)生爆炸，飛機(jī)墜毀，飛行員身亡。挪威當(dāng)局趕到出事現(xiàn)場，從飛機(jī)殘骸和飛行員的尸體中，辨認(rèn)出這是一架某大國的軍用偵察機(jī)。挪威向某大國提出抗議，某大國矢口否認(rèn)。后來，挪威找到了飛機(jī)上的黑匣子，從黑匣子記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，揭露了真相。某大國在鐵的證據(jù)面前只好認(rèn)錯(cuò)。 黑匣子到底是什么東西呢？實(shí)際上，“黑匣子”是俗名，它的真名很普通：飛行數(shù)據(jù)記錄儀。它是一種將飛機(jī)飛行的情況儲(chǔ)存下來的儀器，當(dāng)以后需要了解飛行情況時(shí)，可以通過重放設(shè)備把它們放出來。 在一個(gè)匣子里，裝上磁記錄設(shè)備，它可以實(shí)時(shí)地把飛行員說的話，飛行員機(jī)外通訊及飛行數(shù)據(jù)記錄下來。一般在飛機(jī)出事前30分鐘的各種信息，它都可以保留下來。這樣，就為事后分析故障提供了方便。最早利用黑匣子的是軍用飛機(jī)。1908年，美國發(fā)生了第一起軍用飛機(jī)事故。以后，隨著飛行事故增加，迫切需要有一種研究事故原因的儀器。二戰(zhàn)時(shí)，飛行記錄儀正式在軍用飛機(jī)上使用。戰(zhàn)后，開始用到民航飛機(jī)上。早期的記錄方式比較落后，用的是機(jī)械記錄的方法，記錄在照相紙上。磁記錄方式發(fā)明后，才變得方便可靠了。 那飛行記錄儀為什么稱為“黑匣子”呢？原來，為了保證這種設(shè)備在飛機(jī)出事故后不被破壞，特地為它制作了一個(gè)堅(jiān)固的匣子。這種匣子耐高溫（600攝氏度～800攝氏度），高壓（可承受1噸重的壓力），不怕腐蝕，由金屬材料做成。其實(shí)，這種金屬制作的“黑匣子”并非黑色�！昂谙蛔印辈⒉皇歉鶕�(jù)其本身顏色命名的，而是人們視它為空難的不祥之物，故定名為“黑匣子”。
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