空難近幾年成為全世界的傳染病，很多國家和地區(qū)相繼發(fā)生了飛機(jī)失事的悲劇。一般來說飛機(jī)墜毀的生還幾率是很小的，但是不排除有人生還的可能，這主要看飛機(jī)迫降的地點(diǎn)和損壞程度。人們在關(guān)注飛機(jī)事故的同時(shí)，還關(guān)注著一種儀器——黑匣子，因?yàn)楹谙蛔幽芨嬖V我們飛機(jī)為什么失事。

說黑匣子，是因?yàn)樗鼉?nèi)部的神秘、高科技，所以，可以說黑匣子特別的“黑”，超級的“黑”。咱們來看看它是如何之“黑”。

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（Cockpit Voice Recorder）和飛行數(shù)據(jù)記錄器（Flight Data Recorder）。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。

飛機(jī)黑匣子真的是黑色的嗎？

飛機(jī)黑匣子，其實(shí)是飛機(jī)上用于記錄飛行情況的兩種記錄儀器。一方面，用于飛行員的培訓(xùn)，另一方面最主要的還是用于萬一飛行事故后的原因調(diào)查。

一種叫飛行參數(shù)記錄器（Flight Data Recorder，簡稱FDR），用于記錄比如高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情況、耗油量、起落架放收、格林威治時(shí)間，還有發(fā)動(dòng)機(jī)工況等飛行參數(shù)。

另一種叫座艙音頻記錄器（Cockpit Voice Recorder，簡稱CVR），可以記錄飛行員與地面指揮機(jī)構(gòu)的通話，正、副駕駛員之間的對話，機(jī)長、空中小姐對乘客的講話，以及威脅、爆炸、發(fā)動(dòng)機(jī)聲音異常和機(jī)艙內(nèi)其他各種聲音。

可以看到，其實(shí)飛機(jī)黑匣子并不是黑色的，相反都是非常顯眼的橘黃色，便于飛行事故發(fā)生后能夠快速被尋找到。空難事故發(fā)生后，飛機(jī)往往解體，甚至被烈火燒毀，原本橘黃色的外觀經(jīng)常因此變成黑色。

再加上人們對空難的忌諱，故俗稱為“黑匣子”。

為了提高安全系數(shù)，黑匣子通常安裝在飛機(jī)尾部最安全的部位，也就是失事時(shí)最不容易損壞的部位。

飛機(jī)黑匣子安裝位置

駕駛艙話音記錄器一般在機(jī)首駕駛艙部位安裝，用于記錄駕駛艙通話和語音記錄。

飛行數(shù)據(jù)記錄器一般安裝在飛機(jī)尾部部位，用于拍攝記錄飛機(jī)的機(jī)械狀態(tài)。因?yàn)榭茖W(xué)家通過對多起飛行事故分析，發(fā)現(xiàn)飛行器的機(jī)尾部分不容易損壞，所以黑匣子安裝在機(jī)尾。

生活中，黑匣子不僅應(yīng)用在飛機(jī)上，它還是火車、汽車、船只的記錄器，只不過對于絕對死亡率最高的航空事故來說，黑匣子應(yīng)該是最慘烈空難的唯一幸存者，這也是設(shè)計(jì)黑匣子的初衷，所以它的革新也不能止步不前。

飛機(jī)墜毀事故后，黑匣子為何不會(huì)損壞？黑匣子是什么材料的？

雖然各飛機(jī)制造商和航空公司采取了種種安全措施，但每年在全球仍有大大小小的空難事故不斷在發(fā)生，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過去的2015年，全球發(fā)生了122起空難事故，累計(jì)898人因此喪生。每次空難發(fā)生后，人們到現(xiàn)場救援時(shí)總會(huì)去想盡一切辦法尋找黑匣子，為何黑匣子不會(huì)損壞？

空難事故發(fā)生時(shí)，黑匣子會(huì)承受巨大沖擊（高達(dá)幾千個(gè)G）、靜態(tài)擠壓、穿刺、高溫炙烤甚至火燒，如果飛機(jī)失事掉入大海，黑匣子還將面臨深海壓力、海水浸蝕、極限低溫等種種極度惡劣的情況，為何黑匣子仍然能夠安然無恙？下面來結(jié)合某型號黑匣子，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度，繼續(xù)為你揭秘。

如上圖，是某國產(chǎn)型號黑匣子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，1-01為外剛性殼體單元，1-02為內(nèi)套剛性小盒組件，1-03為熱保護(hù)材料單元。1-02-01為內(nèi)套剛性殼體單元，1-02-02為熱防護(hù)材料或非金屬緩沖材料，1-02-03就是神秘的用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)介質(zhì)單元了，種種防護(hù)措施，都是為了保護(hù)存儲(chǔ)單元不被損壞。

事故發(fā)生時(shí)，通過外剛性殼體（1-01）的可控變形或斷裂破壞吸收沖擊過程中產(chǎn)出的能量，削弱沖擊對黑匣子存儲(chǔ)單元的損壞概率。

外剛性殼體（1-01）和內(nèi)剛性殼體（1-02）通常采用具有高強(qiáng)度、高韌性力學(xué)性能特點(diǎn)的鋼材料或鈦合金材料，并采用一體加工成型為U形（如上圖）、圓柱形、球形或帶大圓角過渡的方形結(jié)構(gòu)。

在內(nèi)外雙層剛性防護(hù)殼體之間填充了熱防護(hù)材料（1-03），在內(nèi)套剛性殼體（1-02-01）與存儲(chǔ)介質(zhì)（1-02-02）之間填充了熱防護(hù)材料或非金屬緩沖材料，延緩并削弱事故沖擊力。

如上圖所示，存儲(chǔ)介質(zhì)（1-02-02）由存儲(chǔ)模塊（1-02-02-01）和緩沖硅橡膠（1-02-02-02）組成，存儲(chǔ)模塊灌封在緩沖硅橡膠內(nèi)，進(jìn)一步延緩并削弱沖擊力對存儲(chǔ)模塊的損壞。

諸位看官，怎么樣，這個(gè)厲害了吧，簡直層層包裹，層層緩沖！

除了材料和設(shè)計(jì)上的可靠性考慮，根據(jù) FAA 于2007頒布的民航技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TSO-C124b/123b的要求，在裝配到飛機(jī)上之前，黑匣子必須通過一系列嚴(yán)苛的防墜毀幸存試驗(yàn)，比如：靜態(tài)擠壓試驗(yàn)、穿透試驗(yàn)、強(qiáng)沖擊試驗(yàn)、腐蝕物質(zhì)浸泡試驗(yàn)、海水浸泡試驗(yàn)、深海壓力試驗(yàn)、低溫爐火和高溫爐火等等。

備注：FAA，即Federal Aviation Administration，美國聯(lián)邦航空管理局。

但即便做了種種防墜毀幸存措施，在某些空難事故時(shí)，仍然有可能發(fā)生黑匣子損壞的情況，如下圖，這種情況下，飛行數(shù)據(jù)極有可能就找不回來了。

下面是亞航（AirAsia）QZ8501航班從6000英尺墜落大海空難的黑匣子，從爪哇海打撈上來的，雖然飛行數(shù)據(jù)成功導(dǎo)出，但不幸的是機(jī)上162人全部遇難。

關(guān)于飛機(jī)黑匣子的耐撞、耐熱？看完這個(gè)視頻你就懂了

飛行參數(shù)存放在黑匣子什么地方

在上面給大家提及到的，飛行參數(shù)和音頻數(shù)據(jù)都是存儲(chǔ)在經(jīng)過重重保護(hù)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，這個(gè)神秘的存儲(chǔ)介質(zhì)究竟是什么樣的？繼續(xù)揭秘，看好了哈~，就是下面這樣的了。

左邊是某型號黑匣子事故前的照片，右邊是經(jīng)歷空難事故后的，真燒黑了！

一顆Virtex-4系列的FPGA，具體型號就不劇透了！

繼續(xù)爆料，再看看這個(gè)~

怎么樣，熟悉不？親切不？SAMSUNG（三星）的4顆K9K4G08U0M，NAND FLASH。National Semiconductor的DS34LV86和DS34LV87，一對RS-422收發(fā)器。還有QuickLogic的一顆FPGA芯片，具體型號還是不能劇透。再拆一個(gè)，上圖~

殼體中像泥巴一樣的就是緩沖隔熱材料。板子噴了三防漆，還使用了FFC軟排線，中間那六顆就是NAND FLASH了，用來存飛行數(shù)據(jù)的。旁邊還有個(gè)圓柱體，這個(gè)叫水下定位信標(biāo)（ULB，UnderwaterLocatorBeacon）。

ULB其實(shí)是一個(gè)通常由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的超聲波信號發(fā)射到周圍水域，每秒一個(gè)脈沖。

ULB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，超聲波信號將越來越微弱直至停止工作，黑匣子將永遠(yuǎn)處于靜默狀態(tài)，徹底消失了。

有關(guān)黑匣子的其他問題

問：為什么飛機(jī)不直接把黑匣子上傳到云端？不就不用找黑匣子了嗎？

答：技術(shù)上應(yīng)該沒有什么大問題，關(guān)鍵還是海量數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)的費(fèi)用問題，不如我給個(gè)電話，你去問問國航或南航先？？

問：飛機(jī)黑匣子里為什么不裝個(gè)GPS或北斗？定位更快啊？

答：牛！這都被你想到了！確實(shí)已經(jīng)在研究中了，基于GPS和北斗對飛機(jī)黑匣子組合定位，已經(jīng)在研究中了，比如中北大學(xué)等。長征系列和神舟系列火箭的黑匣子締造者，低調(diào)的奢華！！

問：當(dāng)年林彪飛機(jī)的黑匣子哪去了？？

答：俺也不知道！就是知道了也不能告訴你啊，你說對不？