中國科學(xué)技術(shù)館之黑匣子：小物件蘊(yùn)藏大秘密

曲曉亮

2000年1月31日下午，阿拉斯加航空261號(hào)班機(jī)起飛不久后墜入太平洋，機(jī)上88人全部遇難。事后發(fā)現(xiàn)的一段錄音詳細(xì)記錄了機(jī)長，

湯普森、副駕駛坦斯克以及洛杉磯航線交通控制中心在空難最后時(shí)刻的對(duì)話，讓世人得以了解261航班墜毀的秘密。

16：09：55湯普森：中心，阿拉斯加航空公司261航班。我們正在俯沖，已經(jīng)失去控制，正在垂直降落。

16：10：33 湯普森：嗯，我們又能控制住了。

16：11： 43 坦斯克：我們所有的努力都是徒勞，不要再這樣做了。

16：11： 44 湯普森：不，它下降了，頭部完全朝下沖

……

16：14：12 廣播：旅客們，我們出現(xiàn)了飛行控制問題，現(xiàn)在正在解決。

……

16：15：36 （LAX-CTR）：阿拉斯加航空公司261號(hào)航班，洛杉磯機(jī)場中心。收到，你們從現(xiàn)在的位置到洛杉磯機(jī)場暢通無阻。

16：17：09 機(jī)上乘務(wù)員：好，我們剛才聽到后面有巨大的響聲。

16：17：15 湯普森：恐怕穩(wěn)定裝置斷了。

16：19： 36 巨大噪音

16：19：43 坦斯克： 救命！

……

16：20：56 湯普森：啊，完了！

……

“黑匣子”是飛行記錄器的俗稱，它安裝在航空器上，用于航空器事故的調(diào)查、維修或飛行試驗(yàn)。1953年，澳大利亞墨爾本航空研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家戴維·沃倫博士受到音樂錄音設(shè)備的啟發(fā)，制造出了“黑匣子”的雛形。但是他的發(fā)明在最初幾年并沒有受到重視。數(shù)年以后，人們才開始意識(shí)到“黑匣子”對(duì)于航空業(yè)的重要性。短短幾十年的時(shí)間里，“黑匣子”已經(jīng)從一個(gè)單獨(dú)的新發(fā)明演變成了廣泛應(yīng)用于各個(gè)航空設(shè)備的重要技術(shù)設(shè)備，它也被認(rèn)為是改變世界航空界“游戲規(guī)則”的最偉大發(fā)明之一。

“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”能夠向調(diào)查人員提供飛機(jī)失事前及失事瞬間飛機(jī)的飛行狀況和機(jī)上設(shè)備的工作情況，包括飛機(jī)飛行的高度、速度、姿態(tài)、客艙壓力、舵面偏度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等，但它的記錄時(shí)間無法超過20小時(shí)。

我們通常所說的“黑匣子”采用的是分離式飛行記錄器架構(gòu)，它由兩部分組成，分別是保存飛行參數(shù)的“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”和記錄機(jī)組最后通話及駕駛艙雜音的“艙音記錄儀”。空難發(fā)生后，調(diào)查人員通常就是從“黑匣子”入手，探尋空難發(fā)生的原因。

“艙音記錄儀”則能記錄飛機(jī)失事前30分鐘內(nèi)機(jī)組人員和駕駛艙內(nèi)的通話和音響，幫助調(diào)查人員根據(jù)機(jī)組人員的對(duì)話分析事故原因，以便對(duì)事故給出正確的結(jié)論。“黑匣子”對(duì)于任何飛機(jī)事故的調(diào)查都至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兺ǔＪ强针y中唯一的“幸存者”。

隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，“黑匣子”也有了新產(chǎn)品。現(xiàn)在的飛機(jī)上通常都會(huì)安裝新一代的飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，它主要包括兩臺(tái)一樣的增強(qiáng)型機(jī)載飛行記錄器，不僅能夠記錄飛行數(shù)據(jù)和音頻，還能記錄圖像和視頻，而且記錄飛行數(shù)據(jù)的時(shí)間可以達(dá)到25小時(shí)，其他信息的記錄時(shí)間也能達(dá)到2個(gè)小時(shí)，更高效、更可靠。

為了確保“黑匣子”能在空難發(fā)生后完好地保存下來，它通常被安裝在較為安全的位置。對(duì)于采用分離式飛行記錄器架構(gòu)的“黑匣子”來說，飛行數(shù)據(jù)記錄儀和艙音記錄儀一般會(huì)被一起安裝在空難發(fā)生時(shí)能夠較為完整保留的飛機(jī)尾部。這是因?yàn)轱w機(jī)尾部通常是最后承受撞擊的部位。飛機(jī)的整個(gè)前部提供了一個(gè)擠壓空間，這有助于包括“黑匣子”在內(nèi)的尾部組件的減速，從而增加了“黑匣子”的保存幾率。對(duì)于采用新一代飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的“黑匣子”來說，兩臺(tái)增強(qiáng)型機(jī)載飛行記錄器則會(huì)被分別安裝在飛機(jī)的前部和后部。

“黑匣子”的外部材質(zhì)為鈦鋼金屬。這種金屬材料耐高溫、高壓，不怕腐蝕，能夠有效保證“黑匣子”不被破壞。為了能在強(qiáng)力撞擊下保存下來，“黑匣子”通常要經(jīng)過一系列的測試，包括墜毀撞擊試驗(yàn)、落針試驗(yàn)、靜態(tài)擠壓試驗(yàn)、燃燒試驗(yàn)、深海浸沒試驗(yàn)、鹽水浸沒試驗(yàn)、液體浸泡試驗(yàn)等。因?yàn)樗羞@些試驗(yàn)環(huán)境或條件，都是空難發(fā)生時(shí)“黑匣子”可能面臨的考驗(yàn)。

雖然被稱作“黑匣子”，但真正的“黑匣子”卻披著橘黃色或亮橙色的外衣。醒目的顏色及“黑匣子”外殼上的反光條帶有助于調(diào)查人員在飛機(jī)失事后找到它。除油漆和反射條外，“黑匣子”尾部還安裝有一個(gè)較小的圓柱狀物體，即水下定位信標(biāo)器，它也充當(dāng)了黑匣子的提手。如果飛機(jī)墜入水中，信標(biāo)器會(huì)發(fā)出人耳無法聽到的超聲波脈沖，這些脈沖可被聲吶和聲波定位設(shè)備輕易檢測到。