消防讲述黑匣子发现过程:藏树根下

对东航失事客机MU5735坠落原因的探寻,或因黑匣子的出现,更快得到答案。

3月24日下午,在“3·21”东航MU5735航空器飞行事故国家应急处置指挥部举行的第四场新闻发布会上,民航局通报,第一部黑匣子已于23日晚由专人送达在北京的译码实验室,数据下载和分析工作正在进行中,目前不能排除存储单元损坏的可能性。

就航空业的发展而言,黑匣子能为我们溯源事故原因提供哪些证据,它又是如何还原事故发生时的真实场景的,黑匣子一般是如何“被破译”的,目前的黑匣子还为何不能云同步?

消防讲述黑匣子发现过程:藏树根下

新华社发,许东 摄

两部黑匣子如何联袂破解事故原因?

飞机“黑匣子”是机载的专用电子记录装置,包含飞行数据记录器(FDR)与驾驶舱话音记录器(CVR)两部分。

南京航空航天大学民航学院院长孙建红告诉科技日报记者,“黑匣子”的作用大概有三方面:飞行事故调查、飞行员监控、飞机故障诊断与维护,最重要的用途是飞行事故调查。”

“飞行数据记录器记录了飞机飞行期间,特别是事故前的详细飞行数据,包括航向、高度、速度、加速度等多方面的变化,通过数据译码分析可再现事故发生的飞行过程,对于事故原因调查、定性及善后处理有举足轻重的作用。”孙建红说。

而驾驶舱话音记录器记录的声音是事故调查中分析飞行员感知和决断情况的重要依据,可用于分析飞行员对话内容、语音特征;针对驾驶舱各种背景声音(如各种警告和噪音)分析,可判别航空器系统的工作状态及环境变化,为事故调查和事件分析提供科学依据。

在飞行员监控方面,通过日常分析黑匣子的数据,可以纠正飞行员不良驾驶习惯,预防事故发生。而在飞机故障诊断与维护方面,通过对黑匣子数据进行日常分析,可以监控和预测飞机主要部件的健康状态,排查故障隐患。

就飞行事故而言,黑匣子记录的海量信息,如何还原出空难现场?孙建红说,“驾驶舱话音记录器,会记录飞行员之间、飞行员与塔台对话信息,从而还原驾驶和飞行场景。而飞行数据记录器可以反映飞机的实时动态,例如飞行高度的变化,航线、航速、加速度、动力等参数数据;飞机姿态在空难发生时是俯冲、拉升还是发生了滚转;飞行员发出动作指令后,飞机是否有响应,相应的部件有没有执行指令;如果指令的反馈数据与指令不匹配,可能是发生了哪类故障。”

为什么黑匣子数据不能云同步?

“手机数据都可以云同步,黑匣子里有那么重要的数据为什么不能云同步呢?”近日,网友们对黑匣子的期待和关注持续走高。

“其实,业界这几年一直在努力尝试,但由于航班量很大,通讯、传感数据特别多,要想把所有时刻的所有数据都实时传输,还是有技术难度的。”孙建红说,黑匣子历经4代变革,随着人们对黑匣子认识程度的提高,它所记录的信息也越来越多,这在客观上造成信息传输的难度增加。

孙建红介绍,第一代黑匣子仅能记录航向、高度、空速、垂直过载和时间等5个飞行参数。

第二代黑匣子类似于普通磁带机,但在磁带机外面加装了具有抗冲击、耐火烧等能力的保护外壳,并同时出现了座舱音频记录器。

第三代黑匣子开始采用半导体存储器记录数据。随着对飞机坠毁时黑匣子破坏情况的不断深入认识,黑匣子的抗坠毁能力也不断增强,记录参数一般在几百个。

第四代黑匣子可以记录视频信息,记录的参数数量也多达几千个,并且能够通过卫星等数据链定期传输黑匣子的关键数据。

“但由于通讯带宽和信号盲点以及气象环境等影响,数据实时传输方式无法完全取代传统黑匣子的作用。相信5G、6G、北斗等新一代通信、导航技术不断完善,数据实时传输将会成为未来技术发展方向。”孙建红说。

不过,也并非没有备用方案。孙建红透露,马航空难后,他的研究团队2015年开始与中国商飞联合开发了一款“弹射式应急飞行数据记录系统”,“发生极端事故时,备用黑匣子会弹离飞机,同时跟踪拍摄飞机失事的图像,这样可以远离空难区,也能尽可能的减少撞击和燃烧,便于定位、救援。”

保护黑匣子有多复杂,为何分析时间长?

坠落、撞击、燃烧、大雨……客机失事以后,一连串的恶劣环境,让黑匣子历经坎坷。

对于黑匣子来说,在设计环节,如何确保它“千磨万击还坚劲”?

孙建红介绍,黑匣子一般有多层“金钟罩”,“黑匣子外壳的主体部分一般会用不锈钢、钛钢合金等材料,这让它能防水、防撞、防火,在一些恶劣环境下保存下来。它的内部会有绝缘层等耐高温的材料,再深一层则是铝合金或其他金属合金的保护层,最里面包裹的就是黑匣子最核心的部件——存储单元。”

孙建红透露,飞行事故的发生往往有多种成因,在找到黑匣子后,专家会通过数据译码提取、下载数据,并解码、译码,推演飞行事故演化过程。在难以确定事故原因时,甚至还需要做模拟分析实验,来确认故障原因。

“对比、分析数据,是一个相对漫长的过程,如果黑匣子损毁严重,寻找时间长,分析数据的时间会更久。同时,空难调查涉及多个相关方相互协同、综合分析,以确保严谨、公正,所以调查时间一般较长。”孙建红举例,法航AF447航班从空难到调查结束花了近三年时间。

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