高等工程师张明:黑匣子里的“乌科技”
发布时间:2020-09-08  点击数:

  大连某航修厂高等工程师张明为你解读——

  黑匣子里的“黑科技”

  “飞行员和管束员均已遵照尺度规矩。”那是日前巴基斯坦航空部少针对空宾A320型客机坠誉题目赐与的回答。

  发生在本年5月22日的空难事故末于掀开了答案。得出这个论断,根据是掉事飞机黑匣子读与的数据。作为每腾飞行事故中呈现频次最高的辞汇,黑匣子成为破解空难之谜的症结。

  那末,黑匣子究竟是什么?

  它真实的名字是飞行数据记录器。望文生义,它是一种将飞机飞行数据收集并存储上去的仪器,当须要懂得飞行情形时,可以经由过程重放装备把这些疑息读掏出去。

  固然,黑匣子不仅是平易近航客机的“专利”。在军用飞机中,也装有黑匣子。不管是人们耳生能详的F-16、幻影-2000等战斗机,仍是C-135、P-3C等军用运输机和反潜机上,都装有黑匣子。为了提高飞行数据幸存率,F-16C上还装了两个黑匣子。

  黑匣子并不黑,橙色“外套”硬内核

  玄色的,圆盒子,易挨开?拿起黑匣子,很多人的脑海里会如许往遐想。

  但是,这并非黑匣子的“真里目”。

  实在,黑匣子并不黑,形状也没有像个匣子。年夜多半黑匣子被漆成橙色,并带有反光条,便于飞行事故产生后很快被搜查到。

  为什么叫黑匣子呢?一种普遍传播的道法是,空难事故发生后,飞机往往解体,甚至被猛火销毁,本来橙色“外衣”被炙烤成黑色,再减上人们对空难的禁忌,“橙盒子”也就酿成了黑匣子。

  黑匣子的出生最早可以逃溯到发布战时代。1908年,世界上发生了第一路军用飞机事故。以后,随着飞行事故增长,人们急切需要一种分析事故本果的仪器。

  1939年,2名法国工程师发了然基于拍照道理的记录器,随后1名英国工程师创造了钢丝记录器。不外,这些记录器仅用于记录试飞过程数据,并不具备抗毁功能,也不实用于飞行事故的考察。

  曲到1953年,米国洛马公司出产了109-C型飞行数据记录器,才具有了抗毁功能。其时,这型数据记录器仅装配在军用运输机等大型飞机上。

  上世纪50年月,澳大利亚工程师大卫·沃伦设计了一款既能记录仪器数据、还能记录座舱声响的仪器,这就是黑匣子的原型。

  从此当前,民航飞机才逐步“享用”到了底本只有军机才占有的“报酬”,拆卸了民用飞机黑匣子。

  在现实运用中,军用飞机和平易近用飞机黑匣子的外不雅和功效差异其实不年夜。

  从上世纪60年代起,为了便于搜索和发现空难现场中的黑匣子,世界上简直每家航空公司都使用了橙色飞行数据记录器。

  当飞机可怜出事后,表面醉目标橙色记录器易于发明。另外,局部黑匣子的中壳名义还会标注“FLIGHTRECORDER,DO NOT OPEN”(飞行记载仪,不克不及翻开)的字样,并揭有反光标识,以增添黑夜被觅获的几率。

  在明美娇艳的“外衣”下,包裹着黑匣子最为中心的部件——存储器。

  当初较为罕见的黑匣子形状尺寸相称于一个菠萝巨细,而其存储器只要拇指巨细,二者体积相好100倍以上。

  固然形状加小了,当心存储器完成的功能却愈来愈强盛,可存储25个小时的飞行数据和2个小时的驾驶舱语音数据。

  存储器的发展是一个冗长的过程,也是人类取飞行事故作奋斗的过程。从莱特兄弟发现飞机后的50年里,设计师们应用了转动纸筒、钢丝、铝箔带、磁带等各种记录数据载体,但均因体积大、记录数据少、抗毁性差等各种原因被近况镌汰。

  上世纪90年月,随着盘算机以及通讯技术的发展,固态记录器研制成功,世界各国战斗机才广泛开端安装飞行数据记录器。

  随着科技发展,记录数据参数曾经从最早的几项数据发展到了上千项,飞机在飞行时的速率、时光、地位、动员机转速以及机舱内的对话信息都邑被黑匣子完全记录下来。

  乌匣子的利用范畴也变得加倍普遍,正在导弹、车辆、兵舰上也能够找到它的身影。

  抗摔耐压烧不化,拥有“金刚不坏之身”

  作为飞行事故的“睹证者”,黑匣子总可能在各类事故中“虎口余生”。

  当飞行事故发死时,飞机往往从多少万米的地面缓慢坠降,还随同着崩溃、焚烧,乃至发作。黑匣子会阅历强盛的冲击、低温的灼烧甚至另有海火的挤压。

  只管如斯,黑匣子依然能确保最大可能天在极其恶浊情况下保存下来。

  黑匣子为何不会破坏呢?

  其实,这所有都源于它奇特的安装位置、构造和材料等,源自于它独门拥有的“黑科技”。

  在对许多起飞行事故分析后,设计人员发现了一个让飞机设计者足以高兴的现实——

  总是各类数据分析,在飞行事变中保留最为无缺的常常是飞机尾部。以是,飞机设想者个别皆把黑匣子装置在飞机尾部。

  更主要的是,黑匣子自身就有着“金刚不坏之身”。为了保存记录器内部的存储介质,这些年来,无论是军用飞机还是民用飞机的设计者,都在抗毁性设计上下足了工夫。

  国外某兵工企业拥有长久的黑匣子制造历史,产物笼罩军用和民用两个范畴,其产物高出第一代战机到第四代战机。

  有一段宣扬片可以窥测毕竟——

  在应公司的试验室里,设计师正在对黑匣子进行分化和检测。把外壳装配后,我们能看到第一层防毁壳体。这一层防毁壳体采用高强度合金制造,是间接承受重力加快度的一讲防地,能够避免内部存储介质遭到强烈冲击酿成的损坏。

  第二层则是隔热挖充物,大多采用干硅石、小苏打等隔热性较好的材料,可实现很好的尽热后果。

  第三层是采取铝开金或陶瓷材料制作的小壳体,和石棉、硅胶两层添补物。把这些资料剥开后,咱们才干看到外部存储器的“实面庞”。

  这样层层包裹的设计,使黑匣子存在极强的抗火、耐压、耐冲击、耐海水浸泡、抗磁烦扰等能力。

  现在黑匣子的强度让最安全的保险柜都心悦诚服。它可以禁受跨越自身3500倍分量的撞击,在1100℃的高温下耐火1小时,能蒙受2吨的重物挤压5分钟,在汽油、酸液、海水等情况中浸泡30天以上,且能启受6000米深海压力标准。

  这些严厉的标准是黑匣子平安性的表现。即使飞机摔得“支离破碎”,黑匣子也能将数据保存得残缺无缺,领有货真价实的“金刚不坏之身”。

  恰是黑匣子的高牢靠性,让其维建成为弗成实现的义务。在平常维修中,补缀工致只能对其进行数据检测,无奈打开修缮。一旦发惹事故后,只有可以读取数据就已实现了驾驶,黑匣子本身也落空了补缀意思。

  小匣子功能大,满身高低“科技范”

  对黑匣子来讲,唯一“金刚不坏之身”是不敷的,还要具有壮大的专业功能。

  黑匣子经历几代的发展,施展的感化也在一直拓展。除充任裁定飞行事故起因的“法官”,它还常常以“教卒”的身份涌现。

  对付战役机来说,黑匣子能够实在记载飞行员空中技战术举措,回放空战反抗训练的齐进程,对飞行员实现飞翔课目禁止品质评价,让抗衡训练有了威望的“裁判”。同时,黑匣子借可以监控飞机收念头的各类参数变更,辅助飞行员剖析战术动做,研讨论证新的战法,www.9055.net,对进步练习度度跟防备飞止保险事成心义严重。

  实践应用中,一些国外空军时常经过黑匣子对飞行数据记录进行复盘,为军事练习供给愈加真实的数据支撑。

  良多人有疑难,造制这样一个硬核又奥秘的黑匣子,要满意甚么样的标准呢?

  早在1958年,米国联邦航空局便公布了第一部飞行数据记录器技巧标准,对黑匣子的外不雅、尺寸、抗毁性等有了明白的规定。

  跟着天下航空产业的发作,飞机机能越来越高,飞行数据记录越来越多,对黑匣子的制造提出了更高的请求。

  分歧型号、分歧功能的飞机,黑匣子的制造标准也不尽雷同。

  今朝,黑匣子的制造标准重要使用好国联邦航空局、米国航空无线电公司,以及欧洲民航设备构造等制订的标准,部门军机依据现实情况也有着特别的要求。

  无论是哪一种制造标准,坠毁幸存能力是黑匣子制造最为闭键的目标之一。

  坠毁幸存才能要供越高,黑匣子计划制造的难量越大。平日情况下,设计人员很难实现飞机坠毁试验,招致试验考证这个环顾成为一大困难。

  强打击试验是抗毁性实验中最要害的一项,也是艰苦系数最下的一项。应用惯例的方式,很易发生划定规模内的冲击载荷。

  为此,科研人员测验考试将黑匣子带到空中扔下、利用水箭橇试验等方法,试图最大水平模仿真真坠机情况,但最终无一例试验胜利。

  经过量年的探索,科研职员终究发现了一种全新的办法——利用紧缩空想炮安装进行试验。

  以外洋某型黑匣子测试要求为例,进行这项试验需要将200多公斤的重物从3米处落下,撞击黑匣子最为单薄的轴线,且会在碰击装置上安拆一个坚挺的钢钉,用于检测撞击力度能否达标。

  撞击试验后,黑匣子完好无损才是合格的产品。

  但如许就能够停止试验出厂了吗?

  不,还近远不到达试验目的。

  设计人员还要对黑匣子进行高温火焰测试,在1100℃的高温下承受不少于1小时的“烟熏火燎”。试验结束后,要确保其内部芯片无缺,电路板能够畸形任务。

  除此除外,黑匣子还要经由静态挤压、深海压力、液体浸泡等重重磨练,能力贴上“及格”的标签,终极顺遂出厂。

  对于黑匣子的性能要求,设计人员素来出有停下翻新的足步。随着一些加倍进步的技术不断投进使用,黑匣子的功能也将越来越强大。

  韩 春 孙 畅 宋 茹 【编纂:墨延静】