專家：海上找黑匣子如游泳池中找米粒

關于黑匣子，記者或郵件或電話，輾轉采訪相關飛機制造商或權威專家，得到的信息雖然有限，被采訪者的回答也很謹慎，但他們的回答依然有助于解疑釋惑。

黑匣子能不能找到？真相能不能解開？

龔丹韻

2014年4月11日下午4點，截至記者發稿時間，澳方5次監聽到疑似黑匣子的脈沖信號。各種“高科技”裝備出動，然而關于馬航失聯客機的一切仍未可知。

也許文章見報時，黑匣子已經找到，但我們不知道黑匣子數據是否完好；更不知道解開真相還需等待多少個日日夜夜。

然而不管結果如何，馬航失聯客機事件帶來的一系列疑問依然在發酵，也依然需要回應。為什么科技進步如此快，但飛機上的黑匣子卻顯得那么落后？為什么衛星通訊已經應用廣泛，但飛機上的數據實時回傳卻那么滯后？為什么計算機“云服務”已經推廣普及，但飛機上卻不怎么運用，最終只能寄所有希望于黑匣子？此前法航的事故，已經讓人充分體驗到，打撈黑匣子千難萬難，為什么就不能緊接著進行技術更新并采取措施呢？

黑匣子的打撈以及有關馬航失聯客機的許多問題終會有一個結果，但是圍繞黑匣子本身，卻有無數個關乎未來的疑問、需求，亟待解決和回應。

千山電子

我國黑匣子的 “誕生地”，也是唯一專業化工廠，建有我國唯一的國家級飛機黑匣子墜毀防護驗證試驗室，其研制的黑匣子安裝在我國的民航客機及軍用飛機上。1978年研制成功我國第一臺磁帶式黑匣子；1990年研制出我國首臺半導體記錄的黑匣子；2000年研制出緊跟TSO-C124a標準的記錄器；2012年研制成功抗軍機高速墜毀的新型高抗毀記錄器。眼下，其研發的最新一代拋放式黑匣子，具備水上漂浮、無線電定位、衛星定位等功能，已達國際先進水平。

本報記者 陸綺雯

黑匣子是橙色的！之所以被“黑”，是因為事故之后它變得非常神秘和關鍵。

黑匣子是橙色的？沒錯！也有說是紅色的，或者說橘紅色的，總之，黑匣子絕對不是黑色的。關于黑匣子，普通公眾有著不少誤解，更有太多疑問，為了揭開黑匣子的真面目，記者獨家采訪了中航工業陜西千山航空電子有限責任公司(以下簡稱“千山電子”)，我國航空安全領域的排頭兵，我國解讀黑匣子領域的權威。

黑匣子其實不是 “黑小子”，千山的專家告訴我們，黑匣子是飛行數據記錄系統和座艙音頻記錄系統的俗稱，它的表面是橙色的，這種醒目的顏色加之表層還貼有的反光標識，便于夜間搜尋。

那為什么會有“黑匣子”的叫法？專家解釋，由于一些事故中該設備經過火燒后變成了黑色，加上事故后記錄器存儲的數據非常關鍵和神秘，所以就有了黑匣子這一俗稱。

一般民航客機裝有兩個黑匣子。

一般民航客機上，會裝有兩個黑匣子，通常安裝在飛機尾部，因為從事故統計看，機頭受到的撞擊比尾部要大。

黑匣子主要由數據/音頻采集設備、記錄器組成。通常所說的黑匣子其實是指記錄器，它的關鍵部件是墜毀防護殼體，具有耐火燒、抗強沖擊、耐海水浸泡、深海壓力、穿透等特種防護能力。為了確保黑匣子的客觀性，飛機通電后將自動循環記錄，不受人員控制，按規定至少可以保留斷電前25小時的飛行數據和兩個小時的音頻數據，不能被人工擦除。一般而言，黑匣子接有飛機應急供電線路，確保可以“工作”到最后時刻。

專家形象地將黑匣子的功能描述成我們熟悉的三種職業———

法官：飛行事故調查，事故后找回黑匣子，對數據譯碼分析，找到事故真正原因，避免事故再次發生；

教官：飛行員監控，通過日常下載分析黑匣子數據，可以糾正飛行員的不良駕駛習慣，預防事故發生；

醫生：飛機故障診斷與維護，通過日常下載分析黑匣子數據，監控、預測飛機主要部件的健康狀態，防止故障發展為事故。

黑匣子目前已經 “進化”到第4代。

黑匣子的技術一直是伴隨著飛行安全控制的需求以及航空工業的發展而更新的，專家介紹，一般行業內比較認同將黑匣子從誕生到現在的發展分為4代。

第1代黑匣子誕生于上世紀50年代初，是在飛機設計試飛記錄設備的基礎上進行商業化后的機載設備，僅能記錄航向、高度、空速、垂直過載和時間等5個飛行參數，通過在金屬箔帶上用針留下劃痕，反映數據變化曲線。

隨著事故調查的需求愈加迫切，第2代在磁帶上記錄數據的黑匣子在1957年出現。

隨著微電子技術的突飛猛進，采用半導體記錄數據的第3代黑匣子在1990年誕生。

而近年來出現的最新一代黑匣子進一步突破了傳統功能，記錄參數多達幾千個，還可以記錄視頻信息，這就是第4代黑匣子，其對飛機日常維護的作用更加突出，并且能通過衛星等數據鏈實時或定期傳輸記錄的數據。

千山電子的專家告訴記者，我國的飛行數據、座艙音頻記錄系統雖然起步較晚，但緊跟國際先進技術，目前產品發展也歷經了4代，與國外的差距不斷縮小。

深海打撈黑匣子確實是困擾民航安全的一道難題。在一些嚴重事故中，黑匣子被損壞的事情時有發生。

大家都知道，一旦飛機發生墜毀，找到黑匣子對于事故真相的還原至關重要，專家說，除了靠黑匣子明亮的顏色和表面的反光膠貼進行人工搜尋外，主要有三種手段搜索黑匣子，即聲吶(超聲波)水下定位、無線電定位和衛星定位。

水下定位依靠的是黑匣子裝有的水下定位信標，所有固定式(隨飛機一起墜毀)的黑匣子都裝有水下定位信標。水下定位信標是電池供電的水下聲吶脈沖發生器，當信標上的水敏開關檢測到信標浸入淡水或海水中時，啟動工作，通過信標的金屬殼體把頻率為37.5Khz的超聲波發射到周圍的水域中，發射是脈沖式的，每秒一次脈沖。由于信標在沒遇到海水前，電池也在慢慢放電，因此，信標內部的電池需要每6年更換一次。而信標一旦遇水開始發射超聲波后，電池可保證連續工作至少30天，30天后隨著電池電量耗盡，信號將越來越弱直至停止。信標本身要求能夠承受較高的沖擊，與黑匣子固定的牢固性也有特殊要求，在黑匣子進行模擬飛機墜毀試驗時，一般會帶上水下定位信標，試驗確保黑匣子上的信標不會脫落。

此次馬航失聯飛機黑匣子的搜尋之所以歷經坎坷，是因為雖然信標可以在6096米的深度內發出超聲波，但只有在距離信標1800米-3600米的范圍內才能夠被儀器探測到。此外，海水的狀態、周圍的船只、海洋動物、石油管道以及其他因素造成的周圍噪音也都會影響對信標的探測范圍。由于信標的信號探測范圍相對于浩渺的大海而言非常有限，因此，一般必須首先確定殘骸的大致范圍，然后再通過拖曳式聲吶縮小定位范圍，最后再使用帶有方向性的水中聽音定位器鎖定黑匣子。

如果飛機墜入超過人工潛水深度的深海，就需要使用專門的搜索、打撈設備。比如，從船上放水下線控機器人，通過控制機器人所帶的海底聲吶掃描設備、信標方位定位器、深海攝像頭進行定位，再用機械手打撈黑匣子。

黑匣子的海上打撈確實是困擾民航安全的一道難題。黑匣子水下定位裝置的作用距離僅數千米，而且墜毀時容易損壞。據統計，1970年至2009年間，大型民用航空器公海墜毀的36起事件中，有4起未找到殘骸，有9起未找到記錄器，這些事故的原因至今無法查明。

除了黑匣子能在飛機事故后發出定位信號，民航還要求載客19人以上的飛機至少裝備一臺自動應急定位發射機(ELT)，以便可以通過無線電和衛星發送遇險信號。由于目前民航客機普遍安裝的應急定位發射機不具備自動漂浮和開機功能，如果飛機在水面失事，幸存人員來不及攜帶應急定位發射機，或發射機殘骸沒有分離并漂浮在海面上，ELT也就失去了作用。根據國際上的有關調查，在1997年到1999年間發生的335起飛機事故中，僅有96起接收到ELT信號，幸存率僅29%。

此外，雖然固定式記錄器的墜毀幸存性能標準不斷提高，然而在一些嚴重事故中，黑匣子被損壞的事情仍時有發生。國際上有一項權威統計，在陸地墜毀的飛機事故中，黑匣子的數據存活率為82%。

新一代黑匣子將是 “拋放式”，控制拋放分離裝置在飛機墜毀前可將黑匣子與機體分離，其原理類似汽車的安全氣囊。

為了解決水上事故后黑匣子定位、打撈的難題，以及陸地事故后數據安全性的難題，在飛機墜毀時可自動與飛機分離并具備定位功能的新型拋放式黑匣子應運而生。此類黑匣子可在事故后自動漂浮在水面，通過無線電和衛星定位，同時可作為固定式黑匣子的備份，提高數據的安全程度。

拋放式黑匣子能夠通過墜毀感知傳感器監控飛機墜毀觸底/海瞬間的特征參數異常變化，及時發出拋放分離信號，控制拋放分離裝置在飛機墜毀前將黑匣子與機體分離，其原理有些類似汽車的安全氣囊，在汽車各個方向的過載達到預定門限時，釋放氣囊保護乘客。事故瞬間與飛機分離后的黑匣子，可避免機體殘骸對黑匣子的沖擊和火燒等破壞，安全著陸/海。

拋放式黑匣子內部裝有電池、無線電定位信標模塊、衛量定位模塊，當離機后即開始工作，定位過程一般是，搜救衛星通過頻率初步確定范圍，再指揮攜帶相應頻率的無線電定位儀的救援飛機完成定位。由于具有以上優點，國際上對拋放式黑匣子的發展非常重視，遠距離水上飛行或在偏遠陸地區域飛行的大型航空器，已開始陸續安裝拋放式黑匣子。在這個領域，我國也緊跟最新發展，研制出相關產品，據透露，千山電子正在進行驗證工作，其產品可抗離機后墜地/海時一定的沖擊、火燒，在7級海況情況下可以正常工作，內部裝載的無線電定位信標可在觸發后至少工作150小時，衛量定位信標可至少工作24小時。

波音中國公司：

B777有兩個黑匣子

波音777機型(B777)安裝有兩個黑匣子，即艙音記錄儀(Cock-pitVoiceRecorders，簡稱CVR)和飛行數據記錄儀 (FlightDataRecorder，簡稱FDR)兩個設備。這兩個設備分工不同：CVR通過駕駛艙中各處安裝的四個麥克風記錄駕駛艙中的聲音，它還記錄任意一位飛行員發出的無線電呼叫和來自空管的答復，該設備每次最多可保持兩小時的聲音記錄。 FDR系統由數字飛行數據采集功能(DigitalFlightData Acquisition Function ，簡稱DFDAF)和飛行數據記錄器(FDR)兩部分組成。

DFDAF是飛機信息管理系統(Airplane Information ManagementSystem，簡稱AIMS)的一部分，主要功能是自動收集通過多種方式傳輸給AIMS的數據，對數據進行整理并傳輸給FDR，DFDAF現在可以收集超過 1000種信號進行處理。

安裝在777飛機上的FDR是固態存儲器，可以記錄至少25小時的數據，FDR安裝在飛機后部，位于增壓艙內，在飛機發動機啟動或者飛機升空后，就開始記錄數據，飛機落地而且所有發動機關閉后，FDR停止記錄，當FDR內存被充滿后，FDR會覆蓋最早的數據繼續記錄。

CVR和FDR上都安裝有水下定位信標 (UnderwaterLocatorBea-con，簡稱ULB)，信標上有一個入水傳感器，當水接觸到傳感器后，會激活信標，信標隨后會發出人耳無法聽到、但可以被聲吶和聲學定位設備探測到的超聲波脈沖，信標可以在最深達 4267米的水下發射出37.5千赫頻率的脈沖。一旦信標開始工作，它每秒發射一次信號，可持續工作30天。

中國商飛航電工程師：

兩個黑匣子各司其職

黑匣子有兩個，一是記錄語音，一是記錄數據。大部分飛機的黑匣子兩個都裝在尾部。

記錄語音的黑匣子，有獨立電源，主要采集駕駛艙的聲音，所以駕駛艙的音頻集納設備，分4個通道：正、副駕駛員、觀察員各1個通道，分別記錄他們的麥克風，還有1個通道負責收集駕駛艙里的全部聲音。

飛機安裝需要遵守的規定特別多，最基本就是需要遵守民航局頒發的規定。飛機零件的功能有時候并不是技術問題，而是規定、標準問題。

黑匣子安裝之前，公司需要召開一個準備會議。因為黑匣子記錄飛機上幾十種數據，也就意味著與飛機上各系統都有接口接駁。不同設備涉及不同供應商，比如話筒、電源，可能供應商不同，接口類型就不同。我們需要專門安排會議，協調接口問題。

真到安裝的時候，就不復雜了，一般一兩個小時完成。安裝后需要進行一一測試。黑匣子的安裝時間沒有特定要求，可以與其他設備同時安裝，只要這架飛機總裝時，進行到設備安裝步驟了，黑匣子就可以安裝了。

航空學會江東(上海航空學會專家委員會委員、中國航空博物館特約研究員)：

海上找黑匣子如游泳池中找米粒

海上搜尋打撈黑匣子的任務艱巨，就好比在大游泳池里扔進一粒米，其難度甚至還遠不止這個程度。尤其是在海域水深達到4000米~5000米的時候，如何精確細化黑匣子的具體位置，以便在茫茫大海中開展搜尋打撈工作，是一個非常棘手的難題。

相比飛機在海上失事，在陸地上失事的飛機，搜尋黑匣子要容易些。一般來說，飛機失事最容易出現在飛機降落和起飛階段。飛行經濟巡航高度達到8000米至1.2萬米，這是飛行最省油且氣流相對平穩的高度，飛機失事幾率在平飛巡航階段相對而言為最低，在嚴重空難中低于十個百分點。其實，相比降落或起飛，一般飛機在海上失事幾率相對也不大。值得強調的是，在所有交通工具中，應該說民航還是最安全的交通運輸方式。

(資料提供：千山電子，主要參照美國航空標準劃分)

(本報記者 陸綺雯 龔丹韻 許沁)