黑匣子該退出歷史舞台了嗎?

By denishuang at 2016-11-07 15:59:47 • 1485点击

轉載自BBC
官員花了幾乎一個月才找到埃及航空公司 804 航班的殘骸,該航班去年 5 月墜入地中海。他們又花了幾天時間來恢復落入海下 3000 米海底的飛行數據記錄器和駕駛艙話音記錄器。該設備(俗稱黑匣子)包含關鍵的證據,調查人員將利用這些證據來查明這架飛機失事的原因。
美國國家航空航天局能夠從數千萬公里之外的地球監視和操作火星探測器,智能手機能夠接收實時交通狀況更新,在這樣一個時代裏,我們為什麼不能實時跟蹤商用客機的位置或將黑匣子記錄的數據傳回地面?
遇難者家屬可能等待幾個月才知道在他們所愛的人身上發生了什麼,或者對於 2014 年 3 月失事的馬來西亞航空公司 MH370 航班,甚至超過兩年了家屬還是不知道發生了什麼,這種情況讓人很難理解。
航空旅行監管機構、政府機構和航空公司正在考慮是否需要作出變革以及要作出什麼樣的變革。然而,在此期間,儘管技術老舊,黑匣子仍然是有效且必要的工具。
黑匣子是什麼?
飛行數據記錄器與鞋盒的大小差不多,每個重約 10 磅,成本近 15,000 英鎊。它們通常位于飛機的尾部以防止在空難中遭到衝擊,並配備水激活定位信標,可以在深達 6000 米的水下發出信號 90 天。
美國聯邦航空管理局(FAA)要求飛機攜帶兩個設備(它們都叫黑匣子),以幫助調查人員查明空難的原因。第一個設備是飛行數據記錄器,用於跟蹤飛行記錄中最近 25 小時的 88 個不同參數(羅盤航向、飛行高度、空速等指標)。
美國聯邦航空管理局還要求安裝駕駛艙話音記錄器,用於保存最後兩個小時的機組人員對話以及環境聲,例如飛機飛得過低時響起的警報聲。
「飛行數據記錄器會講述事故發生的經過,」飛行安全基金會(美國的非營利性組織,負責為航空航天行業提供安全指導)全球計劃副總裁格雷格•馬歇爾(Greg Marshall)說,同時,「駕駛艙話音記錄器會告訴你為什麼。」
這些設備也會產生一些顏色混淆:它們不是黑色的,而是明亮的橙色。有「黑匣子」這個綽號可能是因為它們有時會接觸到火焰,從而被燒成黑色。可能是因為 20 世紀 30 年代,這種設備依靠的是膠片,因此內部必須是黑的。
也可能與設備本身沒有關係,只是因為其所收集的數據。
構建幾乎不可毀滅的數據寶庫
每個飛行數據記錄器內部都裝有用於記錄信息的硬件,外部是鎧甲式外殼。遍布整個機身的傳感器會收集數據,並將其發送至稱為飛行數據採集裝置的中間設備,而該設備會將數據發送至飛行數據記錄器。數據到達飛行數據記錄器後,信息會存儲在內存芯片堆疊陣列中,該陣列可容納數萬億字節的數據。
駕駛艙話音記錄器的工作方式與此類似。駕駛艙內的麥克風(位于飛行員的耳機中,用於收集環境聲)會錄製音頻,然後將其發送至駕駛艙話音記錄器,存儲在相同類型的內存芯片中。那些關於失事飛機的最有價值的數據就存儲在這些內存芯片中。
黑匣子被設計為保護其大腦(即用於保存數據的內存板),所以它們採用鋁殼,鋁殼外面是一英寸厚的耐高溫絕緣層,最外面是鈦或不鏽鋼外殼。其整體稱為墜毀可保全存儲器裝置,經過嚴格的測試。
由於它必須能夠在猛烈熾熱的墜機環境中倖存,它被設計為能夠承受 3400Gs 的墜機衝擊力(或 3400 倍重力),以及在 1100 攝氏度的火災溫度下承受一小時。它們被設計為能夠在海水中承受 30 天,能夠浸泡在航空煤油中,以及在 5000 磅/平方英寸的壓力下承受五分鐘。最後,製造商在黑匣子後部上方十英尺裝載重達 500 磅的鋼栓,然後將其放下,以測試金屬外殼的彈性。黑匣子的其餘部分(包括電源和電路板)並沒有相同的保護,因此可能在墜機中毀壞。
所有這些保護意味著黑匣子往往能夠恢復並且很有用,這就是為什麼這項技術持續了這麼長時間。
黑匣子亟需創新
近六十年前,由於航空旅行變得越來越普遍,人們需要收集數據和信息。
「如果回到飛行記錄器出現之前的早期,有些事故的原因可能是推斷而來,而並非是確知,」馬歇爾說,「現在,它們捕獲的大量信息對於調查人員絕對是至關重要的。其有助於他們加快調查,幫助他們找出成因,並使監管機構能夠非常迅速地推進變革。」
在第一款商用噴氣客機哈維蘭彗星型客機發生一系列事故後,1958 年,美國首先要求在大型民用客機上安裝飛行數據記錄器,自此以後,飛行數據記錄器發生了相當大的變化。
隨著時間推移,噴氣客機的機身無法應對整個飛行週期中壓力的變化,飛機在半空中解體,機上全部人員遇難。英國當局通過對噴氣客機的完整機體進行測試,能夠確定事故的原因,但引人注目的事故表明還需要更多信息。
早期的飛行記錄器通過在金屬箔上進行標記來記錄數據,僅可記錄五個參數,包括羅盤航向、飛行高度、空速、時間和垂直加速度。20 世紀 60 年代,美國政府要求加裝駕駛艙話音記錄器,在那個時代,這兩種設備都是在磁帶上捕獲信息。20 世紀 80 年代出現數字航空電子產品,可以收集比以往任何時候都多的信息,但存儲是個問題。隨著更具彈性的固態記錄器(在內存芯片堆疊陣列中存儲數據的記錄器)的引入,可以記錄的數據量顯著增加。這些記錄器也非常不易受損,因為與之前的記錄器不同,它們沒有活動部件。
三十年左右之後,技術飛速發展,但我們仍處於固態記錄器時代,仍然必須要從失事地點找到記錄器才能進行恢復。
它們表現良好的地方
黑匣子丟失或損毀的情況很罕見。除了仍然下落不明的馬來西亞航空公司 MH370 航班,2001 年 9 月 11 日襲擊紐約世界貿易中心的兩架飛機的記錄器也沒有恢復。
「對於我們的調查,這當然是一種反常情況,」負責調查航空事故的美國機構美國國家運輸安全委員會車輛記錄室負責人莎拉·麥庫姆(Sarah McComb)說,「很少出現找到記錄器卻不能訪問數據的情況,除非是老式記錄器。」
有時,通過記錄器上存儲的信息,我們能很快了解發生了什麼。
德國之翼 9525 航班於 2015 年 3 月在法國阿爾卑斯省墜毀,飛行數據記錄器顯示操控者有目的地開始下降,並在撞擊前加速。同時,話音記錄器實際上記錄到機長敲打駕駛艙門並喊道,「看在老天的份上,開開門吧!」,乘客尖叫聲四起。通過相關信息,調查人員可以得出結論,副駕駛員安德里亞斯·盧比茨(Andreas Lubitz)將機長鎖在駕駛艙外,蓄意操縱飛機墜毀。
而這些記錄器仍然採用九十年代的技術。
就像智能手機一樣,雖然固態內存記錄器也發展為能夠存儲越來越多的信息,但也有替代品可以考慮。
一些軍用飛機採用以有浮力的外殼包裹的記錄器,這種記錄器在碰撞的瞬間會從飛機中彈出。即使殘骸撞擊到海底,記錄器也不會受到撞擊。
雖然航空公司已在將一些維護和位置數據發送回地面,但一些安全倡導者正在爭取更多安全性。而且,也許最有爭議的是,一些團體正在推動增加駕駛艙監控視頻。
「我們目前使用的記錄器一直非常有效,」麥庫姆說,「但對於我們認為技術在不斷完善的方面,我們會繼續提出建議,這些方麵包括圖像記錄器、補充式飛行數據、信息的觸發傳輸或可展開的記錄器,以對我們從飛行記錄器中獲取的已非常有價值的數據予以補充。」
為什麼我們不使用更高科技的東西呢?
這類巨大的監管變革複雜、昂貴並且緩慢。畢竟,一旦進行了變革,航空公司就不得不通過改造和更換他們的隊伍來進行某種組合。雖然現在可以從飛機傳回一些數據,但飛行記錄器收集的信息量非常巨大,衛星時間和存儲成本都非常高昂。
還有安全方面的擔憂。雖然自 2000 年以來,國家運輸安全委員會已建議在駕駛艙中採用錄像,但出於隱私考慮,飛行員工會一直反對為航班增添視頻監控。一個擔憂是,飛行員的家人可能需要忍受有關他們死去親人視頻的公開發佈。
「我們仍然建議採用錄像,但我們還沒有很大動作,」麥庫姆說,「自從我們第一次向飛行員社區提出建議,他們一直在反對。」
美國聯邦航空管理局則稱其沒有在對飛行數據記錄器進行任何變革。至於跟蹤技術,其會「繼續與業界及國際伙伴合作,提出有關在飛機事故調查可能很有用的先進技術的政策和指導。」
但即使變革步伐緩慢,但似乎就要來臨了。聯合國專門機構加拿大國際民航組織(ICAO)在 3 月採用新的修正案,要求墜機後能夠快速輕鬆地恢復飛行數據記錄器信息。去年年底,其通過額外修正案,規定到 2018 年航空公司必須能夠以 15 分鐘的間隔跟蹤他們的飛機,到 2021 年在危難情況下必須能夠以 1 分鐘的間隔跟蹤飛機。
雖然國際民航組織不是監管機構,但其成員政府確實制定了符合其標凖和建議做法的規定。
一些航空公司和製造商也已開始自行採取行動。卡塔爾航空公司今年早些時候表示,其打算實施將數據傳輸到地面操作的系統,並且已出現對現有飛機提供售後改型的科技公司。2015 年,法國飛機製造商空中客車稱其一直在與歐洲航空安全局商談彈射式推動記錄器的審批事宜。
儘管如此,在一段時間裏,我們還是要使用黑匣子,這是一個對安全的賭注。
只要它們仍然持久耐用,甚至在崇山峻嶺中都能被找到,只要它們一直在記錄能為調查人員提供線索的重要信息,這些小小的、能記錄大量數據的匣子可能就不會退出歷史舞台。

請訪問 BBC Autos 原文。
http://www.bbc.com/autos/story/20161005-inside-an-aeroplanes-black-box


1 回复 | 直到 2016-11-08 09:27:42

还不是老板们的决定。。。

kcbao at 2016-11-08 09:27:42
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