飛行紀錄儀

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飞行记录器

飞行记录器英语Flight Recorder),俗稱黑匣子,是安装在航空器上,用于航空器事故的调查或維修和飛行試驗。裝設的位置在空難時最常被完整保留下來的機尾上。1953年,世界上第一个飞行记录器由澳大利亚研究实验室的戴维·沃伦(David Warren)博士[1]发明。

很多的空難發生後只有飞行记录器能夠向調查人員提供飛機出事故前各系統的運作情況,因為空難時通常發生在一瞬間,飛行員和全部乘客都同時遇難而缺乏當事人的證詞,調查事故的原因會有很大困難,而飞行记录器則可以向人們提供飛機失事瞬間和失事前一段時間裏,飛機的飛行狀況、機上設備的工作情況等;驾驶舱话音记录器能幫助人們根據機上人員的各種對話分析事故原因,以便對事故作出正確的結論。

研發歷史[编辑]

1956年,沃伦与同事试验成功了可保持4个小时语音和飞行数据的“黑匣子”雏形,但遭到澳大利亚航空界的排斥。澳大利亚皇家空军认为“这种设备并无多大用处,无助于解释事故的原因”。沃伦不得不寻求海外的支持。1958年,一名英国航空官员看到沃伦的发明后,同意资助沃伦在英国生产“黑匣子”。随后,沃伦率领团队研制出了新的黑匣子模型。他们把飞行记录器放进一个防震防火的匣子里,并开始在全世界出售。

可惜的是,1960年澳洲昆士兰州发生一次大空难之后,澳大利亚才成为世界上第一个强制要求所有民用和军用飞机上都安装黑匣子的国家。在接下来的半个世纪裡,黑匣子在全球航空业得到了普遍运用,並成为全世界所有商用飞机和多数军用飞机上的标准设备。[1]

記錄器[编辑]

一架飛機上的飞行记录器包含兩個不同的部份,分別是飞行数据记录器和驾驶舱话音记录器。

  • 飞行数据记录器(Flight Data Recorder, FDR)能記錄飛機的系統工作狀況和引擎工作參數等飛行參數,內容包括:空中飛行速度、高度、航向、發動機推力資料、俯仰與滾動資料、縱向加速度資料及許多參數資料,根據美國聯邦航空局對飛行資料記錄器的最低要求,必須包括壓力高度、空速、磁航向、加速度及經過時間等5項,除了上述五項,美國聯邦航空局另外再要求俯仰姿態、滾轉姿態、發動機動力及襟翼的位置。計錄器是由馬達帶動的8條磁軌,磁帶全長約140公尺,可記錄60多種資料25小時。
  • 驾驶舱通話記錄器(Cockpit Voice Recorder,CVR),又稱座艙通話記錄器,儀器上的四條音軌分別記錄飛行員與航空管制員的通話,正、副駕駛員之間的對話、駕駛員、空服員對乘客的廣播,以及駕駛艙內各種聲音(引擎聲、警報聲)。記錄的時間約2小時,錄完後,會自動倒帶從頭錄起,若發生空難,之前的兩個小時會被完整保留,並持續發出訊號,直到斷電為止(記錄器所提供的電力足夠發出信號30日)。

結構與外觀[编辑]

飞行记录器雖名為「黑匣子」,但它實際的顏色為橘紅色,以求顯目便於尋找。黑匣子的名稱由來,可追溯至1954年,在駕駛座機艙內裝設聲音记录器的構想在該年首度提出,當時飛機內所有的電子儀器都是放置在大小、形狀都統一的黑色方盒裡。而聲音紀錄器則放在最堅固的黑色方盒中。美國民航局(之後改制為美國聯邦航空總署)在1957年規定,凡是重量超過9.09公噸以上的飛機都必須裝設這些加強保護的飛行紀錄器。8年後,航空局決定將這「黑盒子」漆成亮紅色或橘色,這樣在飛機失事的時候,外表醒目的「黑盒子」就會比較容易被找到。到了1965年,幾乎全世界的每一家航空公司都改用橘色的飛行紀錄器,但仍沿用「黑盒子」這個名稱。除了漆成橘紅色外,有些黑盒子外殼會貼有反光條以更容易被尋獲,並寫有「FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN」(飞行记录器,请勿打开)。

其外部的材質為鋼金屬,長50厘米、寬20厘米,高15厘米。為了能在強力撞擊下保存下來,飞行记录器必須通過防火防震的考驗,根據美國民航局的規定,必須能忍受在1090°C的火焰中燃燒30分鐘,並能承受3公尺重達230公斤之鐵塊擊中,相當於100G重力之撞擊達11秒,而美國聯邦航空局的規定為100G重力之撞擊達15秒,由於地球表面大部分是由所覆蓋,因此也必須能承受2萬英尺的水壓。飞行记录器的外部加裝圓筒型的蜂鳴器,只要一碰到水,水分會使其線路發生短路,蜂鳴器將會發出37.5kHz頻率的鳴叫持續30天。除此之外,為了防止記錄器內磁性記憶遭到電流或磁場破壞,飞行记录器也要具備抗外界電流、磁場的防護能力。

雖然如此多重的保護,但仍然有些黑盒在空難中損壞,所以國際航空機構又規定了更加嚴格的標準,而且記錄介質也從磁帶式改進成為能承受更大衝擊的靜態存儲記錄儀,類似於電腦裏的存儲晶片

南非航空295號班機,墜毀於印度洋後一年,駕駛艙通話記錄器才被打撈出水(但飛行資料紀錄器至今未尋獲),可是經過長期泡浸於海水中,塑膠製的磁帶已經開始分解,辨識困難。[2] [3]

勞達航空004號班機,於1991年空中解體墜毀於泰國境內。雖然通過駕駛艙通話記錄器了解到解體原因是機械故障導致推力反向器在空中意外展開,但因為飛行資料記錄器嚴重損毀,已無法讀取任何資料,故機械故障的根本原因始終未能查明。

功能[编辑]

  1. 事故/空難調查:飛行紀錄儀記錄的飛行速度、高度、俯仰、航向、垂直過載、傾側、操縱面的偏轉角、阻力、升力和發動機功率等信號,空難發生時候能把飛行記錄器所記錄的資訊,經處理後送入飛行模擬器,重現失事的經過情況,以模擬分析墜毀前發生的因素。
  2. 維修參考:所記錄的數據能作為檢查維修提供重要的參考資訊。
  3. 試飛記錄分析:在試飛中的產生的數據除一部分靠遙控天線裝置發回到地面外,大部分使用飛行記錄儀記錄下來,供進一步分析研究。

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 黑匣子之父戴维·沃伦饱受空难伤痛,新华网,2010年08月02日
  2. ^ Marsh, Rob. Verlore Skakels: Onverklaarde Geheime van Suider-Afrika 1. Struik Publishers (Pty) Ltd. 1994: 17. ISBN 1-86825-407-0. 
  3. ^ 1987 SAA Helderberg Air Disaster