3月21日，一架隸屬于東航云南公司的波音737-800飛機(jī)（航班號(hào)MU5735）在執(zhí)行昆明至廣州的航班任務(wù)時(shí)于廣西梧州上空失聯(lián)并墜毀。

經(jīng)過6天的搜救，國家應(yīng)急處置指揮部于3月27日確認(rèn)，MU5735航班上人員已經(jīng)全部遇難。同日，國家應(yīng)急處置指揮部也表示，MU5735航班的第二部“黑匣子”也已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，并于當(dāng)日下午安全送抵北京。

至此，MU5735的兩部“黑匣子”已經(jīng)全部尋獲，這對(duì)于解讀事故發(fā)生的原因和發(fā)生時(shí)情況具有重大意義。

幾經(jīng)變遷的“黑匣子”

“黑匣子”的正式名稱為飛行記錄儀。每架民航飛機(jī)上都裝有兩個(gè)“黑匣子”，分別是“駕駛艙聲音記錄儀”（CVR）和“飛行數(shù)據(jù)記錄儀”（FDR）。自從20世紀(jì)60年代被應(yīng)用于民航飛機(jī)上，“黑匣子”就成為全球民航運(yùn)營不可或缺的重要安全裝置。

“黑匣子”的原型出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代初。1939年，法國人弗蘭索瓦·胡塞諾特（Fran?ois Hussenot）和保羅·博杜伊（Paul Beaudouin）用其發(fā)明的“HB型”飛行記錄儀進(jìn)行了最早的記錄嘗試。

胡塞諾特后來創(chuàng)立了SFIM公司，這一公司后來成為賽峰集團(tuán)的一部分。

“HB型”飛行記錄儀本質(zhì)是一臺(tái)微型相機(jī)，能夠?qū)w機(jī)儀表盤上的數(shù)據(jù)拍攝在一張8米長、88毫米寬的滾動(dòng)攝影膠片上。此后直到20世紀(jì)70年代，法國飛行測(cè)試中心一直使用這種“HB型”飛行記錄儀。

基于攝影原理的飛行記錄儀具有不用解碼、即時(shí)可看的優(yōu)勢(shì)，但膠片也存在易燃、記錄不可擦除、不可反復(fù)使用等缺陷，因此主要被應(yīng)用于飛機(jī)試飛期間。

二戰(zhàn)期間，美國和英國空軍也不約而同地都在軍用飛機(jī)上使用了飛行記錄儀。

1945年，英國人萊恩·哈里森（Len Harrison）和維克·哈本德（Vic Husband）受當(dāng)時(shí)英國國防部委托，發(fā)明了一種以銅箔為記錄介質(zhì)、能夠記錄飛機(jī)儀表讀數(shù)的裝置，并應(yīng)用在了英國的軍機(jī)上。

而1943年，美國空軍也用磁線記錄儀進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，記錄了在德國占領(lǐng)的法國上空?qǐng)?zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)的B-17轟炸機(jī)機(jī)組人員的電話通話。

隨著二戰(zhàn)的結(jié)束，全球進(jìn)入民航時(shí)代，多個(gè)國家的多位發(fā)明家都將目光投向了民用航空安全領(lǐng)域。

1948年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)機(jī)械工程教授吉姆·瑞安（James J. Ryan）受當(dāng)時(shí)美國民用航空局（US Civil Aeronautics Board，現(xiàn)美國聯(lián)邦航空管理局FAA前身）的委托，開始飛行記錄儀的研發(fā)工作。

瑞安VGA

1953年8月，瑞安提交了一份名為“飛行記錄儀”的發(fā)明專利，并于1960年獲批。

瑞安發(fā)明的飛行記錄儀分為兩個(gè)小隔間，上面是記錄設(shè)備，下面是測(cè)量儀器，主要測(cè)量空速、加速度和高度，然后將數(shù)據(jù)記錄在緩慢移動(dòng)的鋁箔片上。這一裝置唯一的外部部件是給電動(dòng)機(jī)供電的電線。

這一裝置結(jié)構(gòu)也被簡稱為“瑞安VGA（V表示速度，G表示重力，A表示海拔高度）”。其特點(diǎn)是輕便小巧、安裝方便、工作穩(wěn)定，它可以在沒有維修的情況下工作300小時(shí)。

1957年，美國民用航空局規(guī)定所有超過12500磅（約5670千克）的飛機(jī)都必須具備飛行記錄儀。因此，在20世紀(jì)70年代之前，所有安裝于美國飛機(jī)上的飛行記錄儀都基于瑞安VGA原理改良而來。

不過，現(xiàn)在普遍應(yīng)用在民航飛機(jī)上的FDR，則來自于澳大利亞科學(xué)家大衛(wèi)·沃倫（David Warren）的發(fā)明。

“彗星”客機(jī)

二戰(zhàn)后，英國·哈維蘭航空公司研制的全球首型噴氣式客機(jī)“彗星”帶領(lǐng)世界進(jìn)入了噴氣式民航時(shí)代，但從1952年正式投入民航運(yùn)行，“彗星”客機(jī)屢屢發(fā)生事故，僅在1953年至1954年之間就發(fā)生了3次墜毀事故，這使得“彗星”品牌遭到了重大打擊。

作為英聯(lián)邦成員，澳大利亞科研人員也參與到“彗星”客機(jī)墜毀的調(diào)查中。當(dāng)時(shí)，澳大利亞民航部負(fù)責(zé)航空燃料領(lǐng)域的科研人員大衛(wèi)·沃倫（David Warren）提出了一種設(shè)備構(gòu)想，在記錄飛機(jī)儀表讀數(shù)的同時(shí)記錄駕駛艙里的聲音。

1954年，沃倫發(fā)表了一篇題為《一種協(xié)助調(diào)查飛機(jī)事故的裝置》的報(bào)告。而同年，“彗星”客機(jī)因?yàn)閷掖伟l(fā)生墜毀事故已經(jīng)被停飛。在報(bào)告中，沃倫提到：“由于飛機(jī)飛行得越來越快、越來越遠(yuǎn)，必須考慮到事故發(fā)生后的調(diào)查工作，這些裝置是必需的。”

1958年，沃倫制造了第一個(gè)FDR/CVR組合原型機(jī)。

此前的飛行記錄儀雖然記錄了一些飛行數(shù)據(jù)，但是并不記錄駕駛艙語音，而且不能重復(fù)使用。沃倫發(fā)明的飛行記錄儀依賴于磁記錄媒介，也就是磁帶，容易擦除和重錄，更適用于日常航班運(yùn)行。

晚年的沃倫與其發(fā)明的飛行記錄儀原型

一開始，澳大利亞本地和其他地區(qū)的航空管理機(jī)構(gòu)都對(duì)此不感興趣，大家普遍認(rèn)為對(duì)駕駛艙聲音的記錄涉及“隱私問題”。當(dāng)然，還有個(gè)重要的背景是澳大利亞從不是民航科技發(fā)展的核心地區(qū)。

但時(shí)任英國航空注冊(cè)委員會(huì)秘書羅伯特·哈丁漢（Robert Hardingham）很快發(fā)現(xiàn)并意識(shí)到這一發(fā)明的價(jià)值。哈丁漢邀請(qǐng)沃倫在英國演示原型機(jī)，并隨即安排團(tuán)隊(duì)協(xié)助沃倫完善這一裝置。

“紅蛋”

此后，這一裝置正式量產(chǎn)，并因其外形和鮮紅的顏色被稱為“紅蛋（Red Egg）”。

進(jìn)入20世紀(jì)60年代，美國、英國、澳大利亞等國的政府與民航管理部門陸續(xù)出臺(tái)規(guī)章，要求所有商用飛機(jī)都必須攜帶飛行記錄儀。自此，飛行記錄儀逐漸成為全球民航飛機(jī)的標(biāo)配。

現(xiàn)在的飛行記錄儀

從20世紀(jì)60年代到90年代，大多數(shù)飛行記錄儀的核心存儲(chǔ)介質(zhì)都是磁帶。到20世紀(jì)90年代之后，隨著固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備的出現(xiàn)，飛行記錄儀中的磁帶也被更小、更易保存的數(shù)據(jù)記錄板所替代。

隨之，飛行記錄儀的存儲(chǔ)容量也指數(shù)級(jí)上升，其能夠記錄的數(shù)據(jù)越來越多。現(xiàn)在，全球多家航空機(jī)載設(shè)備生產(chǎn)商都生產(chǎn)并供應(yīng)飛行記錄儀。

部分廠家生產(chǎn)的飛行記錄儀。

關(guān)于“黑匣子”的一些關(guān)鍵問題

“黑匣子”這一稱呼語出何處？

“黑匣子”最初被用于形容二戰(zhàn)時(shí)英國皇家空軍飛機(jī)上的一個(gè)裝置——當(dāng)時(shí)英國飛機(jī)上的無線電、雷達(dá)和電子導(dǎo)航設(shè)備通常是秘密的電子設(shè)備，被封裝在不反光的黑匣子或外殼中。

1958年，英國航空研究委員會(huì)（British Aeronautical Research Council）在對(duì)沃倫發(fā)明的飛行記錄儀進(jìn)行審查時(shí)，航空專家首次使用了“黑匣子”一詞形容沃倫的發(fā)明。

飛行記錄儀為何被安裝在機(jī)尾？

根據(jù)以往航空事故調(diào)查得出的經(jīng)驗(yàn)，飛機(jī)機(jī)尾是最容易保存的部位。因此飛行記錄儀通常被安裝在這一部位，以便最大限度提高其在墜機(jī)中幸存的可能性。

飛行記錄儀能記錄哪些信息？

早期的記錄儀記錄基本的飛行信息，如航向、高度、空速、垂直加速度和時(shí)間。現(xiàn)在飛行記錄儀可以記錄更多的參數(shù)，包括油門和飛行控制位置等。

以FAA的相關(guān)規(guī)定為例，新制造的飛機(jī)必須監(jiān)測(cè)至少88個(gè)重要參數(shù)，如時(shí)間、高度、空速、航向和飛機(jī)姿態(tài)。此外，一些飛機(jī)記錄儀可以記錄超過1000個(gè)其他飛行特征的狀態(tài)，其監(jiān)控項(xiàng)目包括襟翼位置、自動(dòng)駕駛模式、甚至煙霧報(bào)警器的情況等。

而駕駛艙聲音記錄儀則不僅能夠記錄機(jī)組人員的語音，還會(huì)記錄下發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、失速警告、起落架的收放以及其他“咔嗒、咔嗒”的聲音。從這些聲音中，民航領(lǐng)域的專家通?？梢源_定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)故障、速度和某些事件發(fā)生的時(shí)間等參數(shù)。

飛行記錄儀的信息能否被公開？

美國國家交通安全委員會(huì)（NTSB）針對(duì)駕駛艙聲音記錄儀（CVR）提出專門要求：由于駕駛艙內(nèi)的口頭交流高度敏感，美國國會(huì)要求NTSB不要公布任何部分CVR錄音。而NTSB發(fā)布書面記錄的內(nèi)容和時(shí)間也受到相關(guān)法律的管制，在一些情況下需要召開公開聽證會(huì)。

飛行記錄儀能承受多大的沖擊？

根據(jù)國際民用航空組織（ICAO）的要求，飛行記錄儀必須能夠在飛機(jī)發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)的任何條件下保存。根據(jù)歐洲民航組織設(shè)備文件第112條（EUROCAE ED-112）的要求，飛行記錄儀能夠承受最大達(dá)3400G的沖擊和超過1000°C的溫度。

如何尋獲飛行記錄儀？

飛機(jī)記錄儀上不安裝無線電發(fā)送裝置，但配備有水下定位信標(biāo)(ULB)，以協(xié)助在發(fā)生水上事故時(shí)進(jìn)行定位。

這種被稱為“聲波發(fā)射器”的設(shè)備在浸入水中時(shí)會(huì)被激活。它以37.5 KHz的頻率發(fā)送聲音信號(hào)，供搜尋者用接收器探測(cè)并確定方位。不過這一信號(hào)覆蓋范圍有限，僅在200至300千米左右。當(dāng)電池耗盡（理論上電池可以支撐30天）或設(shè)備遭損壞后，這一聲波發(fā)射器就會(huì)停止工作。

法航447航班的“黑匣子”沉沒在海底兩年后才被尋獲。

但即便如此，也不是所有的航空事故后飛行記錄儀都可以被尋獲。2009年法航447航班的“黑匣子”搜尋工作持續(xù)了兩年；而2014年馬航MH370航班的“黑匣子”至今未被尋獲。因此現(xiàn)在有諸多人士正在呼吁，希望飛行記錄儀能夠改善性能，做到與地面實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)，或延長水下定位信標(biāo)的電池壽命。

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