飞机黑匣子为什么没有视频「飞机黑匣子」

今天带来飞机黑匣子为什么没有视频「飞机黑匣子」，关于飞机黑匣子为什么没有视频「飞机黑匣子」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

东航U5735 R.I.P （Rest In Peace）

最近，由于东航U5735航班不幸发生意外，大家对于飞机黑匣子十分关注。小编努力整理了一些关于飞机黑匣子的常见问题，供大家参考：

飞机黑匣子是什么？飞机黑匣子的历史？飞机黑匣子安装在飞机的哪个部位，为什么？飞机坠毁后受损严重，为什么大多数情况下黑匣子数据能保存完好？舱音记录仪（Cockpit Voice Recorder）的主要作用？飞行数据记录仪（Flight Data Recorder）的主要作用？飞机失事后，如何更快找到黑匣子？为什么不记录驾驶舱视频（包括声音）而仅仅记录语音呢？数据为什么不随时同步到云端呢？未来的飞机黑匣子会有什么变化？如何读取分析飞机黑匣子数据？除了飞机，还有别的交通工具采用黑匣子吗？

飞机黑匣子是什么？

飞行记录仪（Flight Recorder），俗称黑盒子（Black Box，现在通常为橘色），是安装在航空器上，用于航空事故调查、维修、飞行试验用途的设备。安装位置通常在空难时最常被完整保留下来的机尾上。

很多空难发生后只有飞行记录仪能够向调查人员提供飞机出事故前各系统的运作情况，因为空难通常发生在一瞬间，飞行员和全部乘客都同时遇难而缺乏当事人的证词，调查事故原因会有很大困难，而飞行记录仪则可以向人们提供飞机失事瞬间和失事前一段时间里，飞机飞行状况、机上设备工作情况等；驾驶舱通话记录仪能帮助人们根据机上人员各种对话分析事故原因，以便对事故作出正确结论。

有两种类型的飞行记录设备：飞行数据记录仪（FDR） 通过每秒多次记录几十个到上千个参数来保存最近的飞行历史数据；驾驶舱语音记录器（CVR）保存了驾驶舱声音的最新历史，包括飞行员的对话。这两个装置也可以组合成一个装置。

飞行数据记录仪（FDR）能记录飞机的系统工作状况和引擎工作参数等飞行参数，内容包括：空中飞行速度、高度、航向、发动机推力资料、俯仰与滚动资料、纵向加速度资料及许多参数资料，根据美国联邦航空局对飞行资料记录器的最低要求，必须包括压力高度、空速、磁航向、加速度及经过时间等5项，除了上述五项，联邦航空局另外再要求俯仰姿态、滚转姿态、发动机动力及襟翼的位置等驾驶舱通话记录仪（CVR），又称座舱通话记录仪，仪器上的四条音轨分别记录飞行员与航空管制员的通话，正、副驾驶员之间的对话、机组员对乘客的广播，以及驾驶舱内各种声音（引擎声、警报声）。记录的时间约2小时，录完后，会自动倒带从头录起，若发生空难，之前的两个小时会被完整保留，并持续发出讯号，直到断电为止（记录仪所提供的电力足够发出信号30日）

这两台飞行记录仪根据国际法规的要求，在国际民用航空组织（ICAO）的监督下，能够在严重飞机事故中可能遇到的条件下存活。因此，按照标准EUROCAE ED-112的要求，它们通常能承受3400 g的冲击和超过1000°C（1830°F）的温度。自1967年以来，它们一直是美国商用飞机的强制性要求。

2. 飞机黑匣子的历史？

早期的设计

1939年，弗朗索瓦·胡塞诺和保罗·博杜因在法国马里尼亚内飞行试验中心用他们的“HB型”飞行记录仪进行了最早且已被证实的尝试之一；它们基本上是基于照片的飞行记录仪，因为记录是在一张8米（8.7码）长、88毫米（3.5英寸）宽的滚动摄影胶片上进行的第二次世界大战期间，英国开发了另一种形式的飞行数据记录仪。莱恩·哈里森和维克·哈夫特开发了一种能够承受坠机和火灾的装置，以保持飞行数据的完整性。该设备是当今记录器的先驱，能够承受机组人员无法承受的条件1942年，芬兰航空工程师维约·希塔拉发明了第一台现代飞行数据记录仪，名为“马塔·哈里”。这台黑色高科技机械箱能够记录芬兰陆军在其位于芬兰坦佩雷的主要航空工厂维修或建造的战斗机试飞期间的所有重要细节在第二次世界大战期间，英国和美国空军都成功地试验了飞机语音记录仪

澳洲的发明

1953年，澳大利亚研究科学家戴维·沃伦（David Warren）在墨尔本国防科学技术组织的航空研究实验室（简称ARL）工作时，发明了一种不仅能记录仪器读数，还能记录驾驶舱声音的设备。1954年，他发表了一篇题为《协助调查飞机事故的装置》的报告1956年，沃伦建造了一个名为“ARL飞行记忆单元”的FDR原型，1958年，他建造了第一个FDR/CVR组合原型。它的设计考虑了民用飞机，明确用于坠机后检查。英国航空登记委员会秘书罗伯特·哈丁汉爵士意识到了这项发明的重要性，并安排沃伦在英国演示该原型ARL指派了一个工程团队帮助沃伦将原型开发到机载阶段。该团队开发了一个包括防火防震外壳、用于在飞机上编码和记录飞机仪表读数和语音的设备，以及一个地面解码设备，因其形状和鲜红色而被命名为“红蛋”这些装置于1965年重新设计，并重新安置在飞机后部，以增加坠机后成功检索数据的可能性

美国的发明

美国明尼苏达大学机械工程教授James J. Ryan在1953年8月提交飞行记录仪的专利，并于1960年11月8日获得批准，美国专利号为2959459。Ryan关于“飞行记录仪等的编码装置”的第二项专利是美国专利3075192，日期为1963年1月22日。他被誉为现代黑匣子之父（Ryan也是汽车的可伸缩安全带的发明者）“座舱录音机”（CSR）由洛克希德飞机公司的航空工程师小埃德蒙·A·博尼法斯独立发明并获得专利。他最初于1961年2月2日向美国专利局提交了申请，作为“飞机驾驶舱录音机”。他的专利是一种用于记录飞行员讲话和发动机声音或其他声音的装置，该装置“与飞行记录仪一起装在一个密封容器内，该容器安装有防震装置、防火装置并防水”，并且“密封方式应能承受坠机火灾期间的极端温度”

3. 飞机黑匣子安装在飞机的哪个部位，为什么？

对于大型飞机而言，通常会将飞机黑匣子安装在飞机尾部。在坠机后，机尾通常是受损最少的部分……由于机头承受了所有的冲击，而且由于机翼部分的强度过大，机身通常会在机翼周围断裂，因此机尾大部分保持完好。所有这些破坏都吸收了大量的冲击能量，因此机尾容易保持完整，黑匣子可以更容易地取出。

当然，有些情况下，比如降落的时候机尾撞击地面，会导致黑匣子损坏严重，但是从统计数据来看，这种情况发生得相对来说很少。而且机尾各类设备少，也远离燃油，相对来说更适合放置黑匣子。

4. 飞机坠毁后受损严重，为什么大多数情况下黑匣子数据能保存完好？

飞机失事对于飞机结构来说通常是暴力冲击事件。在许多此类事故中，唯一幸存下来的设备是飞行数据记录仪和驾驶舱语音记录仪的坠机幸存存储单元（CSMU，Crash Survivable Memory Unit）。通常情况下，黑盒子的机箱和内部组件的其余部分会损坏。CSMU是一个大圆筒，固定在记录器的扁平部分上。该装置设计用于承受极端高温、震动碰撞和数吨压力。在旧的磁带录音机中，CSMU位于一个矩形盒内。

黑匣子中的CSMU单元使用三层材料，固态隔离并保护储存数据的内存板。从最里面的屏障开始，向外延伸，分别是：

铝外壳：在一堆存储卡周围有一层薄薄的铝，通常呈蜂窝状高温绝缘外壳：这种干硅材料厚度为1英寸（2.54厘米），提供高温热保护。这就是在事故后火灾期间保持内存板安全的原因不锈钢外壳：高温绝缘材料包含在约0.25英寸（0.64厘米）厚的不锈钢铸造外壳内。钛也可以用来制造这种外层装甲

这些坚固的外壳非常重要。如果没有足够的保护，所有的飞行数据都将被销毁。因此，为了确保数据安全，工程师们不断尝试各种方法“攻击”测试他们的黑匣子，看看产品是否能承受极端环境的挑战：

撞击：研究人员用空气炮击打CSMU，产生3400g（g是地球重力加速度，决定物体重力）的撞击，此时，CSMU被以3400倍于其重量的力击中铝蜂窝外壳。该冲击力通常超过记录仪在实际碰撞中可能经历的冲击力针落：为了测试装置的穿透阻力，研究人员从10英尺（3米）的高度，将一个500磅（227公斤）的重物落下，而这个重物的底部有一根0.25英寸（0.64厘米）的钢针。钢针会冲击CSMU从而测试设备的穿透情况静态挤压：在五分钟内，研究人员将5000磅每平方英寸（psi）的挤压力施加到装置的六个长轴点上火试验：研究人员将装置放入丙烷源火球中，用三个燃烧器进行高温加热。装置需要在2000华氏度（1100摄氏度）的火焰中放置一小时。美国联邦航空局要求所有CSMU在这种温度下至少能存活一小时。在火灾测试期间，研究人员还会将内存板连接到电路板的内存接口电缆烧掉。在装置冷却后，研究人员将其拆开并拉出内存模块重新装上，安装新的内存接口电缆，并将设备连接到数据读取系统，以验证所有预加载的数据是否还在深海潜水：将CSMU放入高压盐水罐中24小时盐水浸泡：CSMU必须在盐水罐中存活30天液体浸泡：各种CSMU组件被放入各种航空液体中，包括喷气燃料、润滑剂和灭火器化学品等

正是基于这样的极端测试，在大多数的情况下，可以保证飞机黑匣子在飞机失事后仍能将数据保存完好。

5. 舱音记录仪（Cockpit Voice Recorder）的主要作用？

在几乎每一架商用飞机的驾驶舱中，都内置了几个麦克风，用于收听机组人员的对话。这些麦克风还可以追踪驾驶舱内的任何环境噪音，如开关被操作的声音，任何敲击声或重击声。飞机驾驶舱内可能有多达四个麦克风，每个麦克风都连接到驾驶舱语音记录器（CVR）。

麦克风将音频发送到CVR，CVR将信号数字化并存储。在驾驶舱中，还有一个称为“相关控制单元”的设备，它为进入CVR的音频提供预放大。这四个麦克风分别放在驾驶员的耳机、副驾驶员的耳机、第三名机组人员的耳机（如果有第三名机组人员）和驾驶舱中心附近，用于接收音频警报和其他声音。

大多数磁带CVR存储最后30分钟的声音。他们使用连续的磁带循环，每30分钟完成一个循环。使用固态存储器的CVR可以录制两小时的音频。与磁带录音机类似，固态录音机也会循环刷新数据。从2008年起，美国联邦航空局要求记录时间至少为两小时。

6. 飞行数据记录仪（Flight Data Recorder）的主要作用？

飞行数据记录仪（FDR）用于记录飞机系统的运行数据。由分布在飞机上的各个区域的各类传感器连接到飞行数据采集单元，该单元连接到FDR。因此，每当飞行员扳动开关或旋转旋钮时，FDR都会记录每个动作。

在美国，联邦航空管理局（FAA）要求商业航空公司根据飞机的大小记录至少11到29个参数。磁带录音机可以记录多达100个参数。固态FDR可以记录数百甚至数千个。

1997年7月17日，美国联邦航空局发布了一项联邦法规，要求在2002年8月19日之后制造的飞机上记录至少88个参数。以下是大多数FDR记录的一些参数：

时间气压高度空速垂直加速度磁航向操纵杆位置方向舵踏板位置控制轮位置水平稳定器位置燃油流量

固态记录器允许更快的数据传输，因此可以跟踪比磁带更多的参数。固态FDR最多可以存储25小时的飞行数据。记录的每一个额外参数都为调查人员提供了一条关于事故原因的线索。

7. 飞机失事后，如何更快找到黑匣子？

虽然被称为“黑匣子”，但飞行记录仪实际上被涂成了亮橙色。这种独特的颜色，再加上附在录音机外部的反光胶带，可以帮助调查人员更快找到事故后的黑匣子。尤其是当飞机降落在水中时，这些特别有用。“黑匣子”一词有两个可能的起源：一些人认为这是因为早期的记录仪被涂成黑色，而另一些人认为它指的是事故后火灾中设备发生的炭化。

除了油漆和反光胶带，黑匣子还配备了水下定位信标（ULB）。如果你看一个黑匣子的图片，你几乎总能看到一个小的圆柱形物体附着在设备的一端。虽然它兼作搬运手柄，但这个圆筒实际上是一个无线电信标台。

如果飞机坠入水中，信标会发出人耳听不到的超声波脉冲，声纳和声学定位设备很容易检测到。信标侧面有一个潜水传感器，看起来像靶心。当水接触到该传感器时，信标被激活。

该信标以37.5千赫（kHz）的频率发出脉冲，并能在14000英尺（4267米）深处发射信号。一旦信标开始发射信号，它每秒发射一次，持续30天。这个信标由电池供电，电池的保质期为六年。在极少数情况下，信标可能会在剧烈碰撞中折断。2014年马航370航班不明原因失踪后，很多专家呼吁延长水下定位信标的电池寿命。

8. 为什么不记录驾驶舱视频（包括声音）而仅仅记录语音呢？

目前的系统没有记录驾驶舱活动的任何视频。多年来，美国国家运输安全委员会（NTSB）一直试图在黑匣子系统中实现视频功能，但许多飞行员坚决拒绝允许视频，称此类系统侵犯了他们的隐私，而且目前的数据采集足以供事故调查人员使用。NTSB则反驳称，在调查坠机事件时，不存在信息过多的情况。到目前为止，争论没有结果，录像仍处于暂停状态。

不过，这项技术已经准备好了。例如，空客在其所有直升机上安装了Vision 1000系统。Vision 1000摄像头安装在飞行员头部的后面，以每秒四帧的速度记录飞行员的动作和驾驶舱区域的视频，以及挡风玻璃以外的视图。它重约半磅，只需电源和GPS连接即可激活。

9. 数据为什么不随时同步到云端呢？

其实这个问题在航空界早就开始讨论并付诸努力了。目前已经有很多的数据做到了云端同步，比如在8年前的马航370失踪的分析中，就采用大量的同步到卫星和云端的数据，比如航空机械服务公司的FlyhtStream空对地系统通过卫星将飞行数据发送回基地。

但是黑匣子依然不可替代，因为在地球上并不是每个地方都能够有足够好的通信信号或带宽用来传输数据，可能在马斯克的星链系统建设完成并稳定运行之后，这个有可能实现。但是每天有超过10万次航班，这将产生大量数据，并且在地球上一些最偏远的地方传输，这种数据传输无论如何依然不是100%可靠，所以保留黑匣子仍然有绝对的必要性。

10. 未来的飞机黑匣子会有什么变化？

除了可能增加的视频录制以及不断在推进的云端数据同步，自2002年以来，一些立法者一直在推动《拯救航空和飞行增强法案》，该法案要求的不是一台，而是两台飞行记录仪，其中一台在发生事故时自动从飞机上弹射。这种自弹出式记录仪更容易定位，也不太可能遭受灾难性损坏。不过，到目前为止，这项法律尚未在国会通过。

在国内，中国商飞集团美国公司和南京航空航天大学合作研发的“报信者”系统可以在飞机坠毁前自动弹出，并漂浮在海面上，让失事飞机不再失联。“报信者”已于2017年9月15日至21日在上海举行的“2017年全国双创周”上亮相。它配备了降落伞和充气装置，在分离坠落后可漂浮在海面，也可在地面着陆时保护自身硬件，并且发出求救信号，帮助搜救人员确定其位置。

根据南航航空宇航学院教授孙建红介绍，“报信者”主要由智能快速分离、拖曳式图像追踪、充气缓降、数据传输及定位等4个主要系统组成。当飞机堕毁或即将坠毁时，存储有传统黑匣子数据的“报信者”将自动从飞机后部弹出机体，利用拖曳系统跟踪拍摄，依靠降落伞缓降入水，利用气囊漂浮在海面上，避免了无法定位的风险，大大提高被检测定位的概率，有助于快速找到飞机，并及时救援。同时，“报信者”还可以直接向卫星和搜寻飞机发射求救信号，并可及时上传飞行数据，有助于快速分析空难原因。

和传统黑匣子相比，“报信者”在数据存储容量、传输即时性、搜寻便捷性、系统重量等方面实现了质的飞跃。孙建红说，这是商飞美国公司第一个项目，也吸引了波音、空客以及霍尼韦尔等国际大公司的高度重视。目前，“报信者”一期研发已完成，并已获得两项美国专利。二期设计以工程产品为目标，进入了工程设计阶段，从原理性设计走向了业界。

中国商飞美国有限公司总经理叶伟说，虽然“报信者”真正应用到民航客机上还有一段路要走，但这是中国民用航空产业首次以系统级产品向欧洲航空安全局（EASA）和美国航空管理局（FAA）申请适航认证，并将参与相关适航条款、工业标准的制定。

11. 如何读取分析飞机黑匣子数据？

在找到黑匣子后，调查人员将记录仪带到实验室，在那里他们可以从记录仪下载数据，并试图重现事故经过。这个过程可能需要数周或数月甚至数年才能完成。黑匣子制造商会提供对记录器存储数据进行全面分析所需的读出系统和软件。

如果FDR没有损坏，调查人员只需将其连接到读出系统，即可在记录仪上回放。使用固态记录器，调查人员可以通过USB或以太网端口在几分钟内提取存储的数据。很多时候，从残骸中取回的记录仪都会出现凹痕或烧毁。在这些情况下，内存板会被移除、清理，并安装新的内存接口电缆。然后将存储板连接到工作记录器。该记录仪配有专用软件，便于检索数据，而不会覆盖任何数据。

通常会邀请一组专家来解释CVR上存储的记录。该小组通常包括航空公司和飞机制造商的代表、一名航空安全专家和一名航空安全调查员。这一群体可能还包括一名语言专家，如果需要，还包括一名口译员。该委员会试图解释CVR记录的30分钟单词和声音。这可能是一个艰苦的过程，可能需要数周才能完成。

FDR和CVR都是任何飞机事故调查的宝贵工具。这些设备往往是飞机事故中唯一的“幸存者”，因此，他们提供了重要的线索，可以找到其他任何方法都无法找到的原因。随着技术的发展，黑匣子将继续在事故调查中发挥巨大作用。

除了事故调查，黑匣子中的数据在平时也是非常有用的。航空公司会将每次正常飞行的飞机黑匣子数据下载下来，在特定的软件中进行分析，找出飞行中可能存在的隐患，比如飞行员在处理某些情况时的误操作，或者没有按照标准程序处理，等等。对于违反程序严重的飞行员，有可能需要停飞，回炉训练再上岗。

另外，在GitHub上也有不少开源的FDR软件。比如你飞行微软的飞行模拟器发生了事故，可以用开源软件MSFS2020-PilotPathRecorder来进行分析。

12. 除了飞机，还有别的交通工具采用黑匣子吗？

黑匣子不仅仅适用于飞机。它们现在被集成到许多类型的车辆中，可能你的车里就有一个，尽管你不知道。大约90%的新车都配备了事件数据记录器（EDR），可以跟踪与飞机黑匣子相同的数据。EDR表面上是为了维护和监控汽车的安全系统而设计的，但事故调查人员可以使用EDR数据来更好地了解事故发生的经过。