◎ 科技日?qǐng)?bào)記者 金鳳
對(duì)東航失事客機(jī)MU5735墜落原因的探尋，或因黑匣子的出現(xiàn)，更快得到答案。
3月24日下午，在“3·21”東航MU5735航空器飛行事故國(guó)家應(yīng)急處置指揮部舉行的第四場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上，民航局通報(bào)，第一部黑匣子已于23日晚由專人送達(dá)在北京的譯碼實(shí)驗(yàn)室，數(shù)據(jù)下載和分析工作正在進(jìn)行中，目前不能排除存儲(chǔ)單元損壞的可能性。
就航空業(yè)的發(fā)展而言，黑匣子能為我們溯源事故原因提供哪些證據(jù)，它又是如何還原事故發(fā)生時(shí)的真實(shí)場(chǎng)景的，黑匣子一般是如何“被破譯”的，目前的黑匣子還為何不能云同步？
新華社發(fā)，許東 攝
兩部黑匣子如何聯(lián)袂破解事故原因？飛機(jī)“黑匣子”是機(jī)載的專用電子記錄裝置，包含飛行數(shù)據(jù)記錄器（FDR）與駕駛艙話音記錄器（CVR）兩部分。
南京航空航天大學(xué)民航學(xué)院院長(zhǎng)孫建紅告訴科技日?qǐng)?bào)記者，“黑匣子”的作用大概有三方面：飛行事故調(diào)查、飛行員監(jiān)控、飛機(jī)故障診斷與維護(hù)，最重要的用途是飛行事故調(diào)查?！?/strong>
“飛行數(shù)據(jù)記錄器記錄了飛機(jī)飛行期間，特別是事故前的詳細(xì)飛行數(shù)據(jù)，包括航向、高度、速度、加速度等多方面的變化，通過數(shù)據(jù)譯碼分析可再現(xiàn)事故發(fā)生的飛行過程，對(duì)于事故原因調(diào)查、定性及善后處理有舉足輕重的作用?！睂O建紅說。
而駕駛艙話音記錄器記錄的聲音是事故調(diào)查中分析飛行員感知和決斷情況的重要依據(jù)，可用于分析飛行員對(duì)話內(nèi)容、語音特征；針對(duì)駕駛艙各種背景聲音（如各種警告和噪音）分析，可判別航空器系統(tǒng)的工作狀態(tài)及環(huán)境變化，為事故調(diào)查和事件分析提供科學(xué)依據(jù)。
在飛行員監(jiān)控方面，通過日常分析黑匣子的數(shù)據(jù)，可以糾正飛行員不良駕駛習(xí)慣，預(yù)防事故發(fā)生。而在飛機(jī)故障診斷與維護(hù)方面，通過對(duì)黑匣子數(shù)據(jù)進(jìn)行日常分析，可以監(jiān)控和預(yù)測(cè)飛機(jī)主要部件的健康狀態(tài)，排查故障隱患。
就飛行事故而言，黑匣子記錄的海量信息，如何還原出空難現(xiàn)場(chǎng)？孫建紅說，“駕駛艙話音記錄器，會(huì)記錄飛行員之間、飛行員與塔臺(tái)對(duì)話信息，從而還原駕駛和飛行場(chǎng)景。而飛行數(shù)據(jù)記錄器可以反映飛機(jī)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，例如飛行高度的變化，航線、航速、加速度、動(dòng)力等參數(shù)數(shù)據(jù)；飛機(jī)姿態(tài)在空難發(fā)生時(shí)是俯沖、拉升還是發(fā)生了滾轉(zhuǎn)；飛行員發(fā)出動(dòng)作指令后，飛機(jī)是否有響應(yīng)，相應(yīng)的部件有沒有執(zhí)行指令；如果指令的反饋數(shù)據(jù)與指令不匹配，可能是發(fā)生了哪類故障?！?/p>
為什么黑匣子數(shù)據(jù)不能云同步？“手機(jī)數(shù)據(jù)都可以云同步，黑匣子里有那么重要的數(shù)據(jù)為什么不能云同步呢？”近日，網(wǎng)友們對(duì)黑匣子的期待和關(guān)注持續(xù)走高。
“其實(shí)，業(yè)界這幾年一直在努力嘗試，但由于航班量很大，通訊、傳感數(shù)據(jù)特別多，要想把所有時(shí)刻的所有數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)傳輸，還是有技術(shù)難度的。”孫建紅說，黑匣子歷經(jīng)4代變革，隨著人們對(duì)黑匣子認(rèn)識(shí)程度的提高，它所記錄的信息也越來越多，這在客觀上造成信息傳輸?shù)碾y度增加。
孫建紅介紹，第一代黑匣子僅能記錄航向、高度、空速、垂直過載和時(shí)間等5個(gè)飛行參數(shù)。
第二代黑匣子類似于普通磁帶機(jī)，但在磁帶機(jī)外面加裝了具有抗沖擊、耐火燒等能力的保護(hù)外殼，并同時(shí)出現(xiàn)了座艙音頻記錄器。
第三代黑匣子開始采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器記錄數(shù)據(jù)。隨著對(duì)飛機(jī)墜毀時(shí)黑匣子破壞情況的不斷深入認(rèn)識(shí)，黑匣子的抗墜毀能力也不斷增強(qiáng)，記錄參數(shù)一般在幾百個(gè)。
第四代黑匣子可以記錄視頻信息，記錄的參數(shù)數(shù)量也多達(dá)幾千個(gè)，并且能夠通過衛(wèi)星等數(shù)據(jù)鏈定期傳輸黑匣子的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
“但由于通訊帶寬和信號(hào)盲點(diǎn)以及氣象環(huán)境等影響，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸方式無法完全取代傳統(tǒng)黑匣子的作用。相信5G、6G、北斗等新一代通信、導(dǎo)航技術(shù)不斷完善，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸將會(huì)成為未來技術(shù)發(fā)展方向?！睂O建紅說。
不過，也并非沒有備用方案。孫建紅透露，馬航空難后，他的研究團(tuán)隊(duì)2015年開始與中國(guó)商飛聯(lián)合開發(fā)了一款“彈射式應(yīng)急飛行數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)”，“發(fā)生極端事故時(shí)，備用黑匣子會(huì)彈離飛機(jī)，同時(shí)跟蹤拍攝飛機(jī)失事的圖像，這樣可以遠(yuǎn)離空難區(qū)，也能盡可能的減少撞擊和燃燒，便于定位、救援?！?/p>
保護(hù)黑匣子有多復(fù)雜，為何分析時(shí)間長(zhǎng)？墜落、撞擊、燃燒、大雨……客機(jī)失事以后，一連串的惡劣環(huán)境，讓黑匣子歷經(jīng)坎坷。
對(duì)于黑匣子來說，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，如何確保它“千磨萬擊還堅(jiān)勁”？
孫建紅介紹，黑匣子一般有多層“金鐘罩”，“黑匣子外殼的主體部分一般會(huì)用不銹鋼、鈦鋼合金等材料，這讓它能防水、防撞、防火，在一些惡劣環(huán)境下保存下來。它的內(nèi)部會(huì)有絕緣層等耐高溫的材料，再深一層則是鋁合金或其他金屬合金的保護(hù)層，最里面包裹的就是黑匣子最核心的部件——存儲(chǔ)單元?！?/p>
孫建紅透露，飛行事故的發(fā)生往往有多種成因，在找到黑匣子后，專家會(huì)通過數(shù)據(jù)譯碼提取、下載數(shù)據(jù)，并解碼、譯碼，推演飛行事故演化過程。在難以確定事故原因時(shí)，甚至還需要做模擬分析實(shí)驗(yàn)，來確認(rèn)故障原因。
“對(duì)比、分析數(shù)據(jù)，是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過程，如果黑匣子損毀嚴(yán)重，尋找時(shí)間長(zhǎng)，分析數(shù)據(jù)的時(shí)間會(huì)更久。同時(shí)，空難調(diào)查涉及多個(gè)相關(guān)方相互協(xié)同、綜合分析，以確保嚴(yán)謹(jǐn)、公正，所以調(diào)查時(shí)間一般較長(zhǎng)?！睂O建紅舉例，法航AF447航班從空難到調(diào)查結(jié)束花了近三年時(shí)間。
審核：朱麗