黑匣子里的秘密

陳晟

馬航MH370失聯(lián)航班最終被馬來西亞政府宣布為墜毀的消息，讓關注此事件的人們一時很難接受。而我國搜救艦船剛發(fā)現(xiàn)了疑似這架飛機的黑匣子線索，讓人們看到解開MH370從失聯(lián)到墜毀的一線希望。

那么，黑匣子究竟是什么東西，又是從何而來呢？

黑匣子誕生記

1905年，當萊特兄弟制造的“飛行者1號”飛機騰空而起之后，人類終于擺脫了重力的束縛，開始了征服天空的旅程。然而，就像任何戰(zhàn)爭總會有犧牲一樣，人類的飛天之路也付出了巨大的代價，飛行的先驅者中有很多都是血灑長空，后來的客機也不時有失事的事故發(fā)生。

人類不怕犧牲，但總希望從先者的犧牲中吸取教訓，避免重蹈覆轍。于是，一個問題就產生了：

一架飛機墜毀之后，怎么才能分析事故原因呢？

當然，我們可以找到飛機殘骸之后，再把所有碎片拼合在一起來尋找線索。但是，隨著飛機越來越龐大、結構越來越復雜，僅靠碎片拼合已經(jīng)很難發(fā)現(xiàn)問題所在。更何況有些飛機是墜毀在茫茫大海上，去哪里找殘骸呢？

最早回答這個問題的，是法國航空工程師弗朗西斯·于斯諾和保羅·博杜安。1939年，他們發(fā)明了一種記錄裝置，可以把飛機飛行時的速度、高度等幾項最重要的信息，用類似拍照的原理記錄在88毫米膠卷上。這樣，只要降落后拿出膠卷，就能還原出飛行時的狀態(tài)了。

當然，這種裝置的缺陷也很明顯：膠片是一次性使用的，成本太高。況且這種裝置只適用于順利降落的飛機，如果飛機摔了……還是等于零啊。所以也只是用在新型號飛機的試飛上。

二戰(zhàn)期間，英國工程師改進了這一裝置，以銅箔作 “紙”，用鋼針為筆，持續(xù)地“畫”下各種參數(shù)的變化曲線。這樣哪怕飛機著火、墜毀，也能搶回珍貴的數(shù)據(jù)了。不過，銅箔比較笨重，記錄的數(shù)據(jù)量有限，價錢也不便宜，所以只用在了軍用飛機上。

1956年，首個用于民航客機的飛行數(shù)據(jù)記錄裝置（FDR）在澳大利亞誕生。而它的發(fā)明者戴維·瓦倫博士，其實本來是個研究航空燃油的化學家，只是在研究過程中發(fā)現(xiàn)了這個問題，就“順道”設計出了FDR。

瓦倫的裝置里，用“磁帶”代替了銅箔。這里說的磁帶，實際是帶有磁性的鋼絲，有點像是后來曾廣泛使用的盒式磁帶（將磁性粉末涂在薄薄的塑料帶上）。它比膠片耐火耐沖擊，和銅箔相比則更輕便，最重要的是：這種磁帶是可以重復使用的，成本很低，這就讓FDR具備了實際應用的基礎。

另外，瓦倫還想到了另一個問題：FDR只能告訴我們，飛機在出事之前的姿態(tài)、高度、速度等等參數(shù)，但很多飛行事故實際上是人為造成的，也就是飛行員的錯誤操作引發(fā)，F(xiàn)DR是沒法記錄下這種人為因素的。

因此，瓦倫又發(fā)明了另一個裝置：駕駛艙語音記錄儀（CVR）。說白了，這個裝置就是一個錄音機，忠實地記錄下駕駛艙里的任何聲音，無論是飛行員之間、機組和空中管制員之間的對話，還是儀表發(fā)出的各種報警音、引擎的轟鳴聲，甚至是爆炸聲，都能被它記錄下來，作為核實事故原因的重要參考。

而FDR和CVR分別封裝起來，就成為兩個“黑匣子”，為事故調查提供重要依據(jù)。

關于“黑匣子”這個名詞的由來，有人說是因為它是個只記錄信息而不向外發(fā)送信息的“黑盒”，也有說它從燒焦的飛機殘骸中扒出來的就是黑糊糊的樣子，不一而足。但有一點可以肯定的是，從被發(fā)明那天起，它們的外殼就不是黑色的——而是醒目的鮮紅色，便于被搜救人員發(fā)現(xiàn)。

它有多結實？

然而，但凡是墜毀事故，飛機基本上都摔得七零八落，有的還會引發(fā)熊熊烈火，黑匣子如果也壞了，記錄了數(shù)據(jù)又能如何？

為此，瓦倫和同事們想出了一個簡單粗暴的辦法：把記錄儀結實地包裹起來。

具體說來，是用非常堅固的厚鋼板，把FDR、CVR都密封在里頭，只留下幾個數(shù)據(jù)接口，像是個保險柜，就很難摔破了。而為了應對大火灼燒的可能，鋼板內層還襯有很厚的絕熱層，可以確保黑匣子在大火中燒上七八個小時后，其中的記錄依然完好。

另外，整個黑匣子的外殼做到了高度密封，除了數(shù)據(jù)什么都進不去，這樣，哪怕是長期浸泡在海水里也不打緊。同時，兩個黑匣子分別固定在機頭和機尾，這樣，哪怕是發(fā)生了爆炸，也不容易將它們同時摧毀，至少有一個能幸存下來提供信息。并且，黑匣子是完全自主工作的，飛行員無法干預，杜絕了人為阻礙黑匣子記錄數(shù)據(jù)的可能。

有了多重的保護措施，黑匣子在空難中幸存下來的概率大增，成為事故的見證者。

隨著技術的進步，黑匣子也在不斷改進設計。今天的黑匣子，已經(jīng)采用閃存儲存卡來代替磁帶，這樣就允許它儲存更多的數(shù)據(jù)（比如，可以錄下長達兩小時內的駕駛艙聲音）；用鈦合金板來代替鋼板，讓它的抗沖擊能力更加強大。

另外，兩個黑匣子上都裝有無線電發(fā)射信標，一旦脫離飛機上的原來位置后，就會按照預定頻率主動發(fā)出信號，引導搜救人員找到黑匣子。形象地說，今天的黑匣子就是一個結實的大U盤，里頭裝著飛行的各種參數(shù)和駕駛艙里的各種聲音，還能在掉落之后大聲嚷嚷通報自己的位置。

另外，美國運輸安全委員會還推薦在飛機上安裝第三個黑匣子：除了記錄飛行參數(shù)和駕駛艙聲音外，通過一個攝像頭，把駕駛艙內的實時畫面記錄下來，以便更好地分析事故原因。

說了這么多好話，反過來說，黑匣子是不是一定牢不可破，萬無一失呢？

很遺憾，答案是否定的。迄今為止，至少在14起民航空難中，黑匣子沒有發(fā)揮它們應有的作用。

原因是多種多樣的：有的是飛機摔進了大海，盡管全力搜索，最終也沒能找到黑匣子；有的是知道黑匣子的大致方位，但水深已超過了當時的技術條件而無法打撈出水；有的則是黑匣子實在承受不了巨大的沖擊力而摔成了碎片。

實踐證明，即便設計時考慮得再周到，在極端惡劣的條件，黑匣子依然可能損壞。當然，上述案例在所有空難中只是極少數(shù)，大多數(shù)情況下，黑匣子還是可靠的。

那么，有沒有更好的解決方案呢？答案是現(xiàn)成的——彈射式黑匣子。

實際上，這一技術已經(jīng)被美國海軍所使用。當飛機遭遇不測時，飛機上的傳感器會在瞬間檢測到這種變化（如速度、高度急劇下降或劇烈的爆炸等），然后將黑匣子整個彈射出去。隨即，一個小小的降落傘將會保護著黑匣子緩慢下墜；如果是落入水中，還會自動打開一個充氣閥讓它漂浮在水面上。這樣，無論是經(jīng)歷高空墜落，還是飛機本身發(fā)生大爆炸，都不會危及黑匣子的安全，也能為搜救人員贏得寶貴的緩沖時間。

還有一種思路，似乎更值得一試，那就是不去加固黑匣子本身，而是把黑匣子記錄的數(shù)據(jù)實時地傳給衛(wèi)星，再由衛(wèi)星傳回地面控制中心備份保存。這樣，哪怕是黑匣子損壞或找不到，數(shù)據(jù)依然是安全的。

這種方式在技術上并無困難，海事衛(wèi)星已經(jīng)完全能夠承擔這種任務；問題在于費用太高了。黑匣子每一分鐘記錄下來的數(shù)據(jù)量都是很大的，如果完全通過衛(wèi)星傳輸則非常昂貴，恐怕沒幾個航空公司愿意花這個錢。

在征服自然的道路上，人類從未停下腳步；而每一次災難，都會換來無價的經(jīng)驗或教訓。這次MH370航班事故，無論最終結果如何，也都讓各國航空業(yè)者重新審視黑匣子的可靠性問題。