黑匣子

黑匣子”Black   box)作为飞行记录器的俗称，它是现代飞机的标准电子设备之一。现代“黑匣子”能记录客机坠毁或停止工作前两小时的飞行历程、高度、速度、加速、耗油、爬升、下降、格林威治时间前半小时驾驶舱语音对话等飞行参数是事故分析的重要证据来源，也是正确判断事故的数据来源。 www.qwbaike.cn

1953年，澳大利亚墨尔本航空研究实验室的科学家大卫·受音乐录音设备的启发，沃伦博士创造了“黑匣子”的雏形。1957年，美国民航局规定重量超过九吨的飞机必须安装飞行记录仪，以加强对飞机的保护。在20世纪60年代，美国、英国和其他国家的政府和民航当局相继发布规定，要求所有商用飞机携带飞行记录器。此后，飞行记录仪逐渐成为全球民航飞机的标配。 Famous Encyclopedia String

黑匣子通常安装在机尾最安全的位置。安装在现代飞机上“黑匣子”由两个设备组成。一个是飞行数据记录器；另一个是驾驶舱语音记录器。飞机上的所有电子仪器仪表和所有机械部件都装有传感器，并与“黑匣子”相连。作为关系飞行安全的重要航电设备，黑匣子具有很强的抗冲击能力、抗穿透、抗高温火烧、抗深海压力、耐海水浸泡、耐腐蚀液体浸泡和其他特殊保护能力可以在各种飞机事故中保存内部存储的信息。 Famous Encyclopedia String

名称由来

黑匣子是一个飞行信息记录系统（或者飞行参数记录器）的俗称。但事实上，黑盒并不黑为了方便事故发生后的搜寻工作，黑匣子的外观为橙色，表面还贴有反光标识，方便夜间搜寻。在飞机上安装黑匣子的想法最初是在20世纪50年代提出的当时飞机上的电子设备存放在大小统一的黑匣子中，黑匣子记录的数据主要用于航空事故调查，非常神秘。同时，事故发生后，部分黑匣子被烧毁，外观被熏黑，因此被称为“黑匣子” Famous Encyclopedia String

研发背景

1908年，世界上发生了第一起军用飞机事故。后来随着飞行事故的增多，人们迫切需要一种仪器来分析事故原因。

1939年，两位法国工程师根据摄影原理发明了录音机，随后一位英国工程师发明了钢丝录音机。但这些记录仪仅用于记录飞行试验数据，不具备防破坏功能，也不适用于飞行事故调查。

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二战后，哈维兰航空公司开发了世界 美国第一架喷气式客机“彗星”引领世界进入喷气式民航时代，但1952年才正式投入民航运营“彗星”客机事故频发，1953年至1954年间发生了三起坠机事故“彗星”该品牌受到了重创。作为英联邦成员，澳大利亚研究人员也参与其中“彗星”在客机坠毁的调查中。当时，澳大利亚民航部门负责航空燃油的研究员大卫·沃伦（David   Warren）提出了一种设备的想法，即在记录飞机仪表读数的同时记录驾驶舱内的声音。

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诞生历史

1953年，澳大利亚墨尔本航空研究实验室的科学家大卫·受音乐录音设备的启发，沃伦博士创造了“黑匣子”的雏形。后来，他继续完善自己的想法，认为这种设备需要具有很强的耐火性，可以像微型录音机一样由耐热金属材料制成，并且可以自动消磁以确保可以记录飞行最后几个小时的声音。沃伦整理了一下自己的想法，给老板写了一份名为《一个有助于空难调查的装置》的报告不幸的是，它没有受到重视。但是沃伦没有不要放弃在几个同事的支持下，他利用业余时间不断提高。沃伦在国内外两次发表了这份报告，但没有引起广泛关注。 Famous Encyclopedia String

1958年，英国航空注册管理局局长罗伯特·哈丁汉姆参观沃伦实验室时看到了这个飞行记录器。简单介绍后，哈丁汉姆立刻意识到这款飞行记录仪的巨大潜力。他邀请沃伦前往英国，与其他科学家和工程师一起改进这一模型并投入生产。这是沃伦第一次获得如此切实的认可。沃伦决定冒险亲自进行实验他带着这个设备前后飞了四天去英国，飞机上的一个引擎出了故障他用记录器记录了他所在位置的数据，证明了该装置的功能。这种录音机在英国得到了广泛的认可，一名当地记者在一条短信中给它起了一个新名字——“黑匣子” Famous Encyclopedia String

1960年，福克友谊飞机公司（Fokker Freeden Spitz aircraft）它在澳大利亚昆士兰州坠毁，事故调查过程非常艰难澳大利亚政府开始重视飞行记录系统，并要求该国所有飞机都必须安装该系统“黑匣子”在20世纪60年代，美国、英国和其他国家的政府和民航当局相继发布规定，要求所有商用飞机携带飞行记录器。此后，飞行记录仪逐渐成为全球民航飞机的标配。 Famous Encyclopedia String
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更新换代

第一代黑匣子诞生于20世纪50年代初，是在为飞机设计飞行试验记录设备的基础上改进而来的其工作原理是用针在金属箔上留下划痕来反映数据变化曲线，只记录航向、高度、空速、垂直过载和时间等五个飞行参数。

黑匣子

第二代黑匣子出现于20世纪50年代末，其工作原理与普通磁带机相似，但在磁带机外部装有防撞击装置、防火保护壳，根据当时FAA发布的第一个黑匣子标准TSO-C51，要求黑匣子能承受100g（重力加速度）冲击持续11毫秒，1100℃、30分钟的火烧。1966年，该标准更新为TSO-C51a，强度冲击指数提高到1000g，抗穿透性增强、静态挤压、耐海水浸泡、耐腐蚀液体浸泡和其他要求。第二代黑匣子一般可以记录几十个参数，同时还有一个驾驶舱音频记录器。

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第三代黑匣子出现在20世纪90年代。随着微电子技术的飞速发展，黑匣子开始使用半导体存储器来记录数据随着人们对飞机坠毁时黑匣子损伤的认识不断加深，黑匣子抗坠毁能力的标准更新为TSO-C124，抗强冲击指数提高到3400g，1100℃耐火时间提高到60分钟，海水浸泡时间从36小时提高到30天，增加了6000米深海耐压要求。1996年，FAA发布了TSO-C124a标准，耐温增加至260℃、10小时防火要求。第三代黑匣子记录了几百个参数，功能已经从飞行事故调查逐渐延伸到飞行员日常监控、飞机故障诊断和维护。

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21世纪以来，新一代黑匣子可以记录视频信息，记录的参数数量多达数千个，黑匣子的关键数据可以通过卫星等数据链路定期传输。然而，由于通信带宽信号盲区和气象环境的影响，实时数据传输模式并不能完全取代传统黑匣子的作用。此外，还出现了一种新型的投掷式黑匣子，它可以在飞机坠毁时自动与机身分离，并具有水上漂浮和无线电、卫星定位功能。

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中国发展

虽然中国 美国飞机黑匣子技术起步较晚，一直遵循国际民航标准，其产品开发经历了四代。AVIC陕西前山航空电子有限公司（简称：中航工业千山）作为中国飞机黑匣子的诞生地和唯一的专业化企业，它建成了中国唯一的国家级飞机黑匣子防撞性能验证实验室，并于1978年研制出中国第一个磁带黑匣子；1990年，研制出中国第一台采用半导体记录介质的黑匣子；1991年取得我国第一张机载设备适航证；2000年，TSO研制成功-C124a标准黑匣子；2012年，我们成功开发了抗高速飞机坠毁的黑匣子，其性能超过了TSO-C124b标准要求。目前开发了一种新型抛黑匣子，可以浮在水面上、无线电和卫星定位功能。

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整体造型

黑匣子是一个长方体，外壳很重，外部材料是一种特殊的硬钢，可以帮助它承受一个2吨重的物体5分钟的挤压。虽然黑盒的名字里有些东西“黑”汉字通常是橙红色的，长约40厘米、宽和高约20厘米，大约有三四块砖那么大，每块重约20至30公斤。

结构功能

客机上目前安装了什么“黑匣子”由两个设备组成。一个是客机飞行数据记录仪；另一个是驾驶舱语音记录器。客机上的所有电子仪器仪表和所有机械部件都装有传感器，并与“黑匣子”相连。

飞行数据记录仪：飞行数据记录器，英文缩写为FDR，主要用于记录飞机的各种飞行数据。飞行数据记录仪开启后，实时记录飞行时的各种飞行参数，可保存25小时一旦飞行时间超过这个限制，数据记录器就会自动更新，原来保存的旧数据会被新数据覆盖。传感器安装在机器的所有仪器和机械部件上。飞机通电后，所有传感器从不同区域连接到飞行数据采集单元，然后连接到飞行数据记录仪。

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1997年7月17日，美国联邦航空管理局发布了《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、压力高度、空速、垂直加速度、磁航向、控制柱位置、方向舵、踏板位置、控制轮位置、水平稳定器、燃油流量等。但大多数现代飞机的黑匣子记录的数据比这个最低要求多得多。例如波音737-800飞机上搭载的FDR可以记录1500多个参数，空客A380飞机上搭载的FDR可以记录2800多个参数。

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在事故调查中，FDR是还原事故真相的核心。FDR中存储的数据主要分为数字数据（Digital   data）模拟数据（Analog   data）离散数据（Discrete   data）三大类，参数总数超过1000。所有可以记录的飞行相关参数都记录在FDR上，包括但不限于高度、速度、航向、俯仰角、滚转角、垂直速度和单位操作，如方向盘杆量、油门等重要参数。这些参数对重现事故原因具有决定性作用。

驾驶舱话音记录器：驾驶舱话音记录器，英文缩写为CVR，实际上是一个无线电通话记录器。利用这一设备，“黑匣子”客机内的各种通话都可以实时录音。驾驶舱语音记录器有四个轨道，可以单独对齐、副驾驶之间的对话、飞行员和地面指挥中心之间的通话、机长、空姐 对乘客的讲话和爆炸、应记录威胁和其他异常声音。

驾驶舱语音记录器可以自动记录机组人员的声音录音中的对话和驾驶舱的声音。磁带记录了飞机停止工作或坠毁前半小时内的电话和声音;录制新的立体声时，旧的将被（30分钟以前的）录音自动抹去。在事故检查中，它可以帮助事故检查员联系船员和船员飞机机舱的活动。有时，我们可以通过记录来识别和判断机器部件的工作状况，这可以为人们提供分析和研究的依据，从而对事故做出正确的结论。在飞行中关闭CVR是非法的。

CVR记录声音和大量数据。它记录了4个通道，包括3个窄带和1个宽带。所有三个窄带的带宽范围都是150-3500赫兹，包括船长和船长s耳机音频和船长 s麦克风音频、副驾驶耳机音频和副驾驶麦克风音频、观察者耳机音频和观察者麦克风音频，宽带带宽范围均为150-6500 Hz，即驾驶舱环境音。但是这四个独立频道的录制时间只有30分钟。然而，CVR也记录了一个混合频道（四声道声音的混合声音），您可以录制两个小时。

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与此同时，CVR记录了120分钟的ACARS（飞机通信寻址和报告系统）数据。如：

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1.自动相关监视（ADS）目标主动报告其位置信息以供外部监控的一种技术；

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2.控制器——导频数据链路通信（CPDLC）用于管制员和飞行员之间的空中交通管制，包括飞行高度分配、通过限制通知、偏离航路告警、航路改变和放行、速度指配、通信频率指配、飞行员 请求，以及自由格式消息的发布和接收。

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3.数据链飞行信息服务（D-FIS）一种地理空间数据链路广播应用程序，允许飞行员通过数据链路从地面计算机系统请求和接收FIS信息，包括ATIS（终端自动信息广播服务）机场气象报告服务、终端气象服务、风切变咨询服务、航行通告服务、跑道视程服务、机场预报服务、重要气象信息服务和临时地图服务。

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4.航空运营管理（AOC）用于与飞机及其航空公司或地面服务合作伙伴通信的一组或所有应用程序。
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安装位置

现代飞机一般配备1~2套“黑匣子”，个别战机也有三架安装“黑匣子”的。一般安装一架小型飞机“黑匣子”安装2架大中型飞机“黑匣子”通常一个安装在前面，一个安装在尾部。它安装在飞机的前部，因为大多数机载设备都集中在驾驶舱内，因此可以方便地将传感器与其连接起来，并且线束的长度可以大大缩短;它安装在尾部因为对许多飞行事故的统计发现飞机尾部的相对位置较高飞机坠毁后通常不容易完全损坏安装在尾部的一些机载仪器和设备也不容易损坏所以它将“黑匣子”安装在尾部位置。 Famous Encyclopedia String

黑匣子”的外部材料是钛钢金属。这种金属材料耐高温、高压，不怕腐蚀，能有效保证“黑匣子”不被破坏。为了经受住强烈的冲击，“黑匣子”它通常会经过一系列测试，包括碰撞和冲击测试、落针试验、静态挤压试验、燃烧试验、深海浸没试验、盐水浸没试验、液体浸泡试验等。因为所有这些测试环境或条件都是在空难发生时进行的“黑匣子”可能面临的考验。 Famous Encyclopedia String

根据欧洲民用航空设备组织（EUROCAE）ED于2013年9月发布-112A文件确定的黑匣子防碰撞国际技术标准，防碰撞机载记录系统的最低性能规范必须满足以下要求“生存能力标准”承受3400克的冲击；承受5000磅（约2268公斤）静态压力；耐1100摄氏度高温1小时；承受260摄氏度高温10小时。同时，每个飞行记录器必须有一个水下定位信标（ULB）当记录器浸入水中时，ULB将自动激活并发送90天信号以帮助定位黑匣子。 Famous Encyclopedia String
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陆上搜索：通常在陆地寻找“黑匣子”方式是搜救人员在飞机失事地点附近进行拉网式搜索，使用外观明亮的黑匣子、用于搜索的独特颜色和反光标志。同时，可以使用金属探测器和搜救犬以及无人机、无人驾驶车辆等先进设备搜寻黑匣子。

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水下搜索：黑匣子的水下定位主要依靠水下定位信标（ULB, underwater   locator   beacon）它是一个电池供电的水下超声波脉冲发生器，牢固地安装在黑匣子外面。一旦黑匣子入水，信标上的水敏开关启动信标工作，通过信标的金属外壳，频率为37.向周围水域发射5kHz的超声波信号，每秒一个脉冲。它的内置电池可以连续工作至少30天30天后，随着电量逐渐耗尽，超声波信号会越来越弱，直至停止工作。

信标可以在6096米的深度发射超声波，但它只能被距离信标1800~3600米范围内的仪器探测到，以及海水的状态、周围的船只、海洋动物、输油管道等因素造成的环境噪声会影响信标的探测范围。

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当水下定位信标发出信号时，可以通过专门的声纳探测器进行定位。由于信标信号的可探测范围与海面相比极其有限，一般需要先定位残骸的大致范围，然后通过拖曳声纳缩小定位范围，最后用可以定位信号源方向的水听器定位黑匣子。

如果黑匣子沉入浅水区，潜水员可以将其打捞上来。如果黑匣子沉入深海，并且超过了人工潜水的深度，则需要进行专门的搜索、一般水下线控机器人可以通过船舶下放，操作人员通过船上的综合显示控制台控制机器人携带的海底声纳扫描设备、信标方位定位器、深海摄像头定位黑匣子，机械手打捞黑匣子。

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汽车黑匣子

也被称为汽车行驶记录仪，它安装在车辆上，用于测量车辆的速度、时间、记录关于车辆行驶的里程和其他状态信息、可通过接口存储和输出数据的数字电子记录装置。它记录了汽车运行过程中的各种综合信息数据，可以帮助相关部门快速查找事故原因，检查和评估汽车运行状况和汽车驾驶员的操作情况，提高交通管理执法和运输管理水平、对保障车辆运行安全具有重要的现实意义。

船用黑匣子

船舶黑匣子，学名船舶航行数据记录仪或简易航行数据记录仪 (Voyage   data   recorder)，英文缩写VDR或s-VDR是一种专门用来记录船舶航行数据的仪器在事故发生前后的一段时间内处于安全和恢复状态、舶动态、物理状况、命令和操纵信息。当船舶发生事故时，这些信息数据在分析事故中起着不可替代的作用。 Famous Encyclopedia String

火车黑匣子

火车“黑匣子”它采用智能微机技术和传感技术来改变机车的运行时间、速度、制动器和其他机械的位置和操作，接地线状态、固定信号的显示、司机 s操作，以及交通调度指挥人员的指挥指令等信息“密封”记录在案。当机车返回机务段时，微机分析员可以调用它“黑匣子”为了有效地监督机车乘务员s标准化作业和机车运行的经济指标，记录在。

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