专家：海上找黑匣子如游泳池中找米粒

　　关于黑匣子，记者或邮件或电话，辗转采访相关飞机制造商或权威专家，得到的信息虽然有限，被采访者的回答也很谨慎，但他们的回答依然有助于解疑释惑。

　　黑匣子能不能找到？真相能不能解开？

　　龚丹韵

　　2014年4月11日下午4点，截至记者发稿时间，澳方5次监听到疑似黑匣子的脉冲信号。各种“高科技”装备出动，然而关于马航失联客机的一切仍未可知。

　　也许文章见报时，黑匣子已经找到，但我们不知道黑匣子数据是否完好；更不知道解开真相还需等待多少个日日夜夜。

　　然而不管结果如何，马航失联客机事件带来的一系列疑问依然在发酵，也依然需要回应。为什么科技进步如此快，但飞机上的黑匣子却显得那么落后？为什么卫星通讯已经应用广泛，但飞机上的数据实时回传却那么滞后？为什么计算机“云服务”已经推广普及，但飞机上却不怎么运用，最终只能寄所有希望于黑匣子？此前法航的事故，已经让人充分体验到，打捞黑匣子千难万难，为什么就不能紧接着进行技术更新并采取措施呢？

　　黑匣子的打捞以及有关马航失联客机的许多问题终会有一个结果，但是围绕黑匣子本身，却有无数个关乎未来的疑问、需求，亟待解决和回应。

　　千山电子

　　我国黑匣子的 “诞生地”，也是唯一专业化工厂，建有我国唯一的国家级飞机黑匣子坠毁防护验证试验室，其研制的黑匣子安装在我国的民航客机及军用飞机上。1978年研制成功我国第一台磁带式黑匣子；1990年研制出我国首台半导体记录的黑匣子；2000年研制出紧跟TSO-C124a标准的记录器；2012年研制成功抗军机高速坠毁的新型高抗毁记录器。眼下，其研发的最新一代抛放式黑匣子，具备水上漂浮、无线电定位、卫星定位等功能，已达国际先进水平。

　　本报记者 陆绮雯

　　黑匣子是橙色的！之所以被“黑”，是因为事故之后它变得非常神秘和关键。

　　黑匣子是橙色的？没错！也有说是红色的，或者说橘红色的，总之，黑匣子绝对不是黑色的。关于黑匣子，普通公众有着不少误解，更有太多疑问，为了揭开黑匣子的真面目，记者独家采访了中航工业陕西千山航空电子有限责任公司(以下简称“千山电子”)，我国航空安全领域的排头兵，我国解读黑匣子领域的权威。

　　黑匣子其实不是 “黑小子”，千山的专家告诉我们，黑匣子是飞行数据记录系统和座舱音频记录系统的俗称，它的表面是橙色的，这种醒目的颜色加之表层还贴有的反光标识，便于夜间搜寻。

　　那为什么会有“黑匣子”的叫法？专家解释，由于一些事故中该设备经过火烧后变成了黑色，加上事故后记录器存储的数据非常关键和神秘，所以就有了黑匣子这一俗称。

　　一般民航客机装有两个黑匣子。

　　一般民航客机上，会装有两个黑匣子，通常安装在飞机尾部，因为从事故统计看，机头受到的撞击比尾部要大。

　　黑匣子主要由数据/音频采集设备、记录器组成。通常所说的黑匣子其实是指记录器，它的关键部件是坠毁防护壳体，具有耐火烧、抗强冲击、耐海水浸泡、深海压力、穿透等特种防护能力。为了确保黑匣子的客观性，飞机通电后将自动循环记录，不受人员控制，按规定至少可以保留断电前25小时的飞行数据和两个小时的音频数据，不能被人工擦除。一般而言，黑匣子接有飞机应急供电线路，确保可以“工作”到最后时刻。

　　专家形象地将黑匣子的功能描述成我们熟悉的三种职业———

　　法官：飞行事故调查，事故后找回黑匣子，对数据译码分析，找到事故真正原因，避免事故再次发生；

　　教官：飞行员监控，通过日常下载分析黑匣子数据，可以纠正飞行员的不良驾驶习惯，预防事故发生；

　　医生：飞机故障诊断与维护，通过日常下载分析黑匣子数据，监控、预测飞机主要部件的健康状态，防止故障发展为事故。

　　黑匣子目前已经 “进化”到第4代。

　　黑匣子的技术一直是伴随着飞行安全控制的需求以及航空工业的发展而更新的，专家介绍，一般行业内比较认同将黑匣子从诞生到现在的发展分为4代。

　　第1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进行商业化后的机载设备，仅能记录航向、高度、空速、垂直过载和时间等5个飞行参数，通过在金属箔带上用针留下划痕，反映数据变化曲线。

　　随着事故调查的需求愈加迫切，第2代在磁带上记录数据的黑匣子在1957年出现。

　　随着微电子技术的突飞猛进，采用半导体记录数据的第3代黑匣子在1990年诞生。

　　而近年来出现的最新一代黑匣子进一步突破了传统功能，记录参数多达几千个，还可以记录视频信息，这就是第4代黑匣子，其对飞机日常维护的作用更加突出，并且能通过卫星等数据链实时或定期传输记录的数据。

　　千山电子的专家告诉记者，我国的飞行数据、座舱音频记录系统虽然起步较晚，但紧跟国际先进技术，目前产品发展也历经了4代，与国外的差距不断缩小。

　　深海打捞黑匣子确实是困扰民航安全的一道难题。在一些严重事故中，黑匣子被损坏的事情时有发生。

　　大家都知道，一旦飞机发生坠毁，找到黑匣子对于事故真相的还原至关重要，专家说，除了靠黑匣子明亮的颜色和表面的反光胶贴进行人工搜寻外，主要有三种手段搜索黑匣子，即声呐(超声波)水下定位、无线电定位和卫星定位。

　　水下定位依靠的是黑匣子装有的水下定位信标，所有固定式(随飞机一起坠毁)的黑匣子都装有水下定位信标。水下定位信标是电池供电的水下声呐脉冲发生器，当信标上的水敏开关检测到信标浸入淡水或海水中时，启动工作，通过信标的金属壳体把频率为37.5Khz的超声波发射到周围的水域中，发射是脉冲式的，每秒一次脉冲。由于信标在没遇到海水前，电池也在慢慢放电，因此，信标内部的电池需要每6年更换一次。而信标一旦遇水开始发射超声波后，电池可保证连续工作至少30天，30天后随着电池电量耗尽，信号将越来越弱直至停止。信标本身要求能够承受较高的冲击，与黑匣子固定的牢固性也有特殊要求，在黑匣子进行模拟飞机坠毁试验时，一般会带上水下定位信标，试验确保黑匣子上的信标不会脱落。

　　此次马航失联飞机黑匣子的搜寻之所以历经坎坷，是因为虽然信标可以在6096米的深度内发出超声波，但只有在距离信标1800米-3600米的范围内才能够被仪器探测到。此外，海水的状态、周围的船只、海洋动物、石油管道以及其他因素造成的周围噪音也都会影响对信标的探测范围。由于信标的信号探测范围相对于浩渺的大海而言非常有限，因此，一般必须首先确定残骸的大致范围，然后再通过拖曳式声呐缩小定位范围，最后再使用带有方向性的水中听音定位器锁定黑匣子。

　　如果飞机坠入超过人工潜水深度的深海，就需要使用专门的搜索、打捞设备。比如，从船上放水下线控机器人，通过控制机器人所带的海底声呐扫描设备、信标方位定位器、深海摄像头进行定位，再用机械手打捞黑匣子。

　　黑匣子的海上打捞确实是困扰民航安全的一道难题。黑匣子水下定位装置的作用距离仅数千米，而且坠毁时容易损坏。据统计，1970年至2009年间，大型民用航空器公海坠毁的36起事件中，有4起未找到残骸，有9起未找到记录器，这些事故的原因至今无法查明。

　　除了黑匣子能在飞机事故后发出定位信号，民航还要求载客19人以上的飞机至少装备一台自动应急定位发射机(ELT)，以便可以通过无线电和卫星发送遇险信号。由于目前民航客机普遍安装的应急定位发射机不具备自动漂浮和开机功能，如果飞机在水面失事，幸存人员来不及携带应急定位发射机，或发射机残骸没有分离并漂浮在海面上，ELT也就失去了作用。根据国际上的有关调查，在1997年到1999年间发生的335起飞机事故中，仅有96起接收到ELT信号，幸存率仅29%。

　　此外，虽然固定式记录器的坠毁幸存性能标准不断提高，然而在一些严重事故中，黑匣子被损坏的事情仍时有发生。国际上有一项权威统计，在陆地坠毁的飞机事故中，黑匣子的数据存活率为82%。

　　新一代黑匣子将是 “抛放式”，控制抛放分离装置在飞机坠毁前可将黑匣子与机体分离，其原理类似汽车的安全气囊。

　　为了解决水上事故后黑匣子定位、打捞的难题，以及陆地事故后数据安全性的难题，在飞机坠毁时可自动与飞机分离并具备定位功能的新型抛放式黑匣子应运而生。此类黑匣子可在事故后自动漂浮在水面，通过无线电和卫星定位，同时可作为固定式黑匣子的备份，提高数据的安全程度。

　　抛放式黑匣子能够通过坠毁感知传感器监控飞机坠毁触底/海瞬间的特征参数异常变化，及时发出抛放分离信号，控制抛放分离装置在飞机坠毁前将黑匣子与机体分离，其原理有些类似汽车的安全气囊，在汽车各个方向的过载达到预定门限时，释放气囊保护乘客。事故瞬间与飞机分离后的黑匣子，可避免机体残骸对黑匣子的冲击和火烧等破坏，安全着陆/海。

　　抛放式黑匣子内部装有电池、无线电定位信标模块、卫量定位模块，当离机后即开始工作，定位过程一般是，搜救卫星通过频率初步确定范围，再指挥携带相应频率的无线电定位仪的救援飞机完成定位。由于具有以上优点，国际上对抛放式黑匣子的发展非常重视，远距离水上飞行或在偏远陆地区域飞行的大型航空器，已开始陆续安装抛放式黑匣子。在这个领域，我国也紧跟最新发展，研制出相关产品，据透露，千山电子正在进行验证工作，其产品可抗离机后坠地/海时一定的冲击、火烧，在7级海况情况下可以正常工作，内部装载的无线电定位信标可在触发后至少工作150小时，卫量定位信标可至少工作24小时。

　　波音中国公司：

　　B777有两个黑匣子

　　波音777机型(B777)安装有两个黑匣子，即舱音记录仪(Cock-pitVoiceRecorders，简称CVR)和飞行数据记录仪 (FlightDataRecorder，简称FDR)两个设备。这两个设备分工不同：CVR通过驾驶舱中各处安装的四个麦克风记录驾驶舱中的声音，它还记录任意一位飞行员发出的无线电呼叫和来自空管的答复，该设备每次最多可保持两小时的声音记录。 FDR系统由数字飞行数据采集功能(DigitalFlightData Acquisition Function ，简称DFDAF)和飞行数据记录器(FDR)两部分组成。

　　DFDAF是飞机信息管理系统(Airplane Information ManagementSystem，简称AIMS)的一部分，主要功能是自动收集通过多种方式传输给AIMS的数据，对数据进行整理并传输给FDR，DFDAF现在可以收集超过 1000种信号进行处理。

　　安装在777飞机上的FDR是固态存储器，可以记录至少25小时的数据，FDR安装在飞机后部，位于增压舱内，在飞机发动机启动或者飞机升空后，就开始记录数据，飞机落地而且所有发动机关闭后，FDR停止记录，当FDR内存被充满后，FDR会覆盖最早的数据继续记录。

　　CVR和FDR上都安装有水下定位信标 (UnderwaterLocatorBea-con，简称ULB)，信标上有一个入水传感器，当水接触到传感器后，会激活信标，信标随后会发出人耳无法听到、但可以被声呐和声学定位设备探测到的超声波脉冲，信标可以在最深达 4267米的水下发射出37.5千赫频率的脉冲。一旦信标开始工作，它每秒发射一次信号，可持续工作30天。

　　中国商飞航电工程师：

　　两个黑匣子各司其职

　　黑匣子有两个，一是记录语音，一是记录数据。大部分飞机的黑匣子两个都装在尾部。

　　记录语音的黑匣子，有独立电源，主要采集驾驶舱的声音，所以驾驶舱的音频集纳设备，分4个通道：正、副驾驶员、观察员各1个通道，分别记录他们的麦克风，还有1个通道负责收集驾驶舱里的全部声音。

　　飞机安装需要遵守的规定特别多，最基本就是需要遵守民航局颁发的规定。飞机零件的功能有时候并不是技术问题，而是规定、标准问题。

　　黑匣子安装之前，公司需要召开一个准备会议。因为黑匣子记录飞机上几十种数据，也就意味着与飞机上各系统都有接口接驳。不同设备涉及不同供应商，比如话筒、电源，可能供应商不同，接口类型就不同。我们需要专门安排会议，协调接口问题。

　　真到安装的时候，就不复杂了，一般一两个小时完成。安装后需要进行一一测试。黑匣子的安装时间没有特定要求，可以与其他设备同时安装，只要这架飞机总装时，进行到设备安装步骤了，黑匣子就可以安装了。

　　航空学会江东(上海航空学会专家委员会委员、中国航空博物馆特约研究员)：

　　海上找黑匣子如游泳池中找米粒

　　海上搜寻打捞黑匣子的任务艰巨，就好比在大游泳池里扔进一粒米，其难度甚至还远不止这个程度。尤其是在海域水深达到4000米~5000米的时候，如何精确细化黑匣子的具体位置，以便在茫茫大海中开展搜寻打捞工作，是一个非常棘手的难题。

　　相比飞机在海上失事，在陆地上失事的飞机，搜寻黑匣子要容易些。一般来说，飞机失事最容易出现在飞机降落和起飞阶段。飞行经济巡航高度达到8000米至1.2万米，这是飞行最省油且气流相对平稳的高度，飞机失事几率在平飞巡航阶段相对而言为最低，在严重空难中低于十个百分点。其实，相比降落或起飞，一般飞机在海上失事几率相对也不大。值得强调的是，在所有交通工具中，应该说民航还是最安全的交通运输方式。

　　(资料提供：千山电子，主要参照美国航空标准划分)

     (本报记者 陆绮雯 龚丹韵 许沁)