一、黑匣子的概念
黑匣子，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和飛行數(shù)據(jù)記錄器。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。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。
二、黑匣子的歷史概況
“黑匣子”是一位墨爾本工程師在1958年發(fā)明的。1908年，美國(guó)發(fā)生了第一起軍用飛機(jī)事故。此后，隨著飛行事故不斷發(fā)生，需要有一種追憶事故發(fā)生過程原因的儀器。二戰(zhàn)期間，飛行記錄裝備儀器在軍用飛機(jī)上應(yīng)用，后來又用到民航飛機(jī)上。飛行記錄儀之所以被稱為“黑匣子”可追溯到1954年，當(dāng)時(shí)飛機(jī)內(nèi)所有的電子儀器都是放置在大小、形狀都統(tǒng)一的黑色方盒里。
由于現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)于飛機(jī)而言，人們開始主張直接通過向地面無線傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)并記錄，而不再使用飛行記錄儀，因此今后黑匣子的名字將回到地面。例如汽車數(shù)據(jù)黑匣子。1987年，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(chǎng)，從飛機(jī)殘骸和飛行員的尸體中，辨認(rèn)出這是一架前蘇聯(lián)的軍用偵察機(jī)。挪威向前蘇聯(lián)提出抗議，前蘇聯(lián)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。前蘇聯(lián)在鐵的證據(jù)面前只好認(rèn)錯(cuò)。
飛機(jī)上飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)(FDRS，F(xiàn)light Data Recorder System)和座艙音頻記錄系統(tǒng)(CVR，Cockpit Voice Recorder)簡(jiǎn)稱為“飛參”，主要是由采集器和記錄器組成�！昂谙蛔印笔秋w參記錄器的俗稱。一般民航客機(jī)上會(huì)同時(shí)安裝一個(gè)記錄數(shù)據(jù)、一個(gè)記錄語音的兩個(gè)黑匣子。
黑匣子的外表不是黑色的，而是醒目的橙色，表面還貼有方便夜間搜尋的反光標(biāo)識(shí)。因?yàn)轱w參記錄器記錄的數(shù)據(jù)必須通過專用的下載設(shè)備和回放軟件才能解讀和分析，加上事故的記錄器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵和神秘，再加上在一些事故中記錄器經(jīng)過火燒后變成了黑色，所以人們將飛參記錄器稱為“黑匣子”。
黑匣子作為一種事關(guān)飛行安全的重要航空電子設(shè)備，具有抗強(qiáng)沖擊、抗穿透、抗高溫火燒、抗深海壓力、耐海水浸泡、耐腐蝕性液體浸泡等特種防護(hù)能力，能在各種飛機(jī)事故中保存其內(nèi)部存儲(chǔ)的信息。
飛機(jī)通電后，黑匣子將自動(dòng)啟動(dòng)工作，記錄飛機(jī)相關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行和狀態(tài)信息、飛行人員操作信息以及機(jī)上相關(guān)音視頻信息，不受人員控制。根據(jù)民航要求，黑匣子的數(shù)據(jù)信息是實(shí)時(shí)采集于飛機(jī)傳感器和相關(guān)系統(tǒng)，必須保留斷電前至少25小時(shí)的飛行數(shù)據(jù)和2小時(shí)的音頻數(shù)據(jù)，記錄的數(shù)據(jù)不可更改。
一般來說,飛行數(shù)據(jù)黑匣子安裝在飛機(jī)尾部，使飛機(jī)墜毀時(shí)對(duì)其的破壞降到最低;座艙音頻黑匣子安裝在飛機(jī)前部，有利于語音信號(hào)的采集和記錄。黑匣子連接飛機(jī)應(yīng)急供電電源，確保能工作到最后時(shí)刻。
作為飛機(jī)數(shù)據(jù)客觀、真實(shí)、全面的記錄者，黑匣子是飛機(jī)失事后查明事故原因的最可靠、最科學(xué)、最有效的手段。伴隨著航空事業(yè)的發(fā)展，黑匣子在飛機(jī)日常安全維護(hù)、飛行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、消除事故隱患以及故障定位方面也發(fā)揮著越來越重要的作用，甚至可以說充當(dāng)著飛行過程中不可或缺的角色。
最早利用黑匣子的是軍用飛機(jī)。1908年，美國(guó)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。
三、定位打撈
當(dāng)前黑匣子在陸地的定位主要依靠人工目視，找到飛機(jī)殘骸后，利用黑匣子外表明亮、獨(dú)特的顏色和反光標(biāo)識(shí)進(jìn)行搜尋。
黑匣子在水下定位主要依靠水下定位信標(biāo)(ULB，UnderwaterLocatorBeacon)。它是一個(gè)電池供電的水下超聲波脈沖發(fā)生器，牢固地安裝在黑匣子外部。一旦黑匣子入水，信標(biāo)上的水敏開關(guān)啟動(dòng)信標(biāo)工作，通過信標(biāo)的金屬外殼把頻率為37.5kHz的超聲波信號(hào)發(fā)射到周圍水域，每秒一個(gè)脈沖。其內(nèi)置電池可連續(xù)工作至少30天，30天后隨著電量逐漸耗盡，超聲波信號(hào)將越來越微弱直至停止工作。
信標(biāo)可以在6096米的深度內(nèi)發(fā)出超聲波，但在距離信標(biāo)1800~3600米的范圍內(nèi)才能夠被儀器探測(cè)到，海水的狀態(tài)、周圍的船只、海洋動(dòng)物、石油管道以及其他因素造成的周圍噪音都會(huì)影響信標(biāo)的被探測(cè)范圍。
水下定位信標(biāo)發(fā)出信號(hào)時(shí)，可以通過專用聲吶探測(cè)儀進(jìn)行定位。由于信標(biāo)信號(hào)的可探測(cè)范圍相對(duì)于大海而言極其有限，一般先要進(jìn)行殘骸大致范圍定位，然后再通過拖曳式聲吶縮小定位范圍，最后再使用可以定位信號(hào)來源方向的水聽器，定位黑匣子的方位。
如果黑匣子沉入淺海，可由潛水員進(jìn)行打撈。如果黑匣子沉入深海，超過人工潛水深度時(shí)，需要使用專門的搜索、打撈設(shè)備，一般可使用輪船放下水下線控機(jī)器人，操作人員在船上通過綜合顯示控制臺(tái)，控制機(jī)器人攜帶的海底聲吶掃描設(shè)備、信標(biāo)方位定位器、深海攝像頭定位黑匣子，通過機(jī)械手打撈黑匣子。
在美國(guó)，當(dāng)事故調(diào)查員們找到黑匣子后，它被立即送到NTSB的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中。為了避免對(duì)記錄媒介的任何損壞，在運(yùn)輸過程中這種裝置受到特殊的保護(hù)。在發(fā)生水下事故時(shí)，記錄儀會(huì)被保存在冷水中以防止烘干。把記錄儀放置在一桶水中，通常是冷水，也就是保持黑匣子被找到的地方的環(huán)境，直到被送達(dá)可以充分分析黑匣子的地方。
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