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黑匣子里的“黑科技”_黑匣子_记载器

萌界大人物 2024-11-26 03:18:50 0

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发生在今年5月22日的空难事件终于揭开了答案。
得出这个结论,依据是失落事飞机黑匣子读取的数据。
作为每起飞行事件中涌现频率最高的词汇,黑匣子成为破解空难之谜的关键。

那么,黑匣子到底是什么?

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它真正的名字是翱翔数据记录器。
顾名思义,它是一种将飞机翱翔数据采集并存储下来的仪器,当须要理解翱翔情形时,可以通过重放设备把这些信息读取出来。

当然,黑匣子不但是民航客机的“专利”。
在军用飞机中,也装有黑匣子。
无论是人们耳熟能详的F-16、幻影-2000等战斗机,还是C-135、P-3C等军用运输机和反潜机上,都装有黑匣子。
为了提高翱翔数据幸存率,F-16C上还装了两个黑匣子。

黑匣子并不黑,橙色“外衣”硬内核

玄色的,方盒子,易打开?提起黑匣子,不少人的脑海里会这样去遐想。

然而,这并不是黑匣子的“真面孔”。

实在,黑匣子并不黑,形状也不像个匣子。
大多数黑匣子被漆成橙色,并带有反光条,便于翱翔事件发生后很快被征采到。

为什么叫黑匣子呢?一种普遍流传的说法是,空难事件发生后,飞机每每解体,乃至被烈火烧毁,原来橙色“外衣”被烧灼成玄色,再加上人们对空难的忌讳,“橙盒子”也就变成了黑匣子。

黑匣子的出身最早可以追溯到二战期间。
1908年,天下上发生了第一起军用飞机事件。
之后,随着翱翔事件增加,人们急迫须要一种剖析事件缘故原由的仪器。

1939年,2名法国工程师发明了基于摄影事理的记录器,随后1名英国工程师发明了钢丝记录器。
不过,这些记录器仅用于记录试飞过程数据,并不具备抗毁功能,也不适用于翱翔事件的调查。

直到1953年,美国洛马公司生产了109-C型翱翔数据记录器,才具备了抗毁功能。
当时,这型数据记录器仅装置在军用运输机等大型飞机上。

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

从此往后,民航飞机才逐渐“享受”到了原来只有军机才拥有的“报酬”,装置了民用飞机黑匣子。

在实际运用中,军用飞机和民用飞机黑匣子的外不雅观和功能差别并不大。

从上世纪60年代起,为了便于征采和创造空难现场中的黑匣子,天下上险些每家航空公司都利用了橙色翱翔数据记录器。

当飞机不幸失落事后,外不雅观能干的橙色记录器易于创造。
此外,部分黑匣子的外壳表面还会标注“FLIGHTRECORDER,DO NOT OPEN”(翱翔记录仪,不能打开)的字样,并贴有反光标识,以增加夜间被寻获的概率。

在亮丽鲜艳的“外衣”下,包裹着黑匣子最为核心的部件——存储器。

现在较为常见的黑匣子形状尺寸相称于一个菠萝大小,而其存储器只有拇指大小,两者体积相差100倍以上。

虽然形状减小了,但存储器实现的功能却越来越强大,可存储25个小时的翱翔数据和2个小时的驾驶舱语音数据。

存储器的发展是一个漫长的过程,也是人类与翱翔事件作斗争的过程。
从莱特兄弟发明飞机后的50年里,设计师们利用了滚动纸筒、钢丝、铝箔带、磁带等各种记录数据载体,但均因体历年夜、记录数据少、抗毁性差等各种缘故原由被历史淘汰。

上世纪90年代,随着打算机以及通信技能的发展,固态记录器研制成功,天下各国战斗机才普遍开始安装翱翔数据记录器。

随着科技发展,记录数据参数已经从最早的几项数据发展到了上千项,飞机在翱翔时的速率、韶光、位置、发动机转速以及机舱内的对话信息都会被黑匣子完全记录下来。

黑匣子的运用范围也变得更加广泛,在导弹、车辆、兵舰上也可以找到它的身影。

抗摔耐压烧不化,拥有“金刚不坏之身”

作为翱翔事件的“见证者”,黑匣子总能够在各种事件中“去世里逃生”。

当翱翔事件发生时,飞机每每从几万米的高空连忙坠落,还伴随着解体、燃烧,乃至爆炸。
黑匣子会经历强烈的冲击、高温的灼烧乃至还有海水的挤压。

只管如此,黑匣子仍旧能确保最大可能地在极度恶劣环境下保存下来。

黑匣子为什么不会破坏呢?

实在,这统统都源于它独特的安装位置、构造和材料等,源自于它独门拥有的“黑科技”。

在对很多起飞行事件剖析后,设计职员创造了一个让飞机设计者足以愉快的事实——

综合各种数据剖析,在翱翔事件中保存最为无缺的每每是飞机尾部。
以是,飞机设计者一样平常都把黑匣子安装在飞机尾部。

更主要的是,黑匣子本身就有着“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,都在抗毁性设计高下足了功夫。

国外某军工企业拥有悠久的黑匣子制造历史,产品覆盖军用和民用两个领域,其产品横跨第一代战机到第四代战机。

有一段宣扬片可以窥伺究竟——

在该公司的试验室里,设计师正在对黑匣子进行分解和检测。
把外壳拆卸后,我们能看到第一层防毁壳体。
这一层防毁壳体采取高强度合金制造,是直接承受重力加速度的一道防线,能够防止内部存储介质受到强烈冲击造成的毁坏。

第二层则是隔热添补物,大多采取干硅石、小苏打等隔热性较好的材料,可实现很好的绝热效果。

第三层是采取铝合金或陶瓷材料制造的小壳体,以及石棉、硅胶两层添补物。
把这些材料剥开后,我们才能看到内部存储器的“真面孔”。

这样层层包裹的设计,使黑匣子具有极强的抗火、耐压、耐冲击、耐海水浸泡、抗磁滋扰等能力。

现在黑匣子的强度让最安全的保险柜都心悦诚服。
它可以经受超过自身3500倍重量的撞击,在1100℃的高温下耐火1小时,能承受2吨的重物挤压5分钟,在汽油、酸液、海水等环境中浸泡30天以上,且能承受6000米深海压力标准。

这些严苛的标准是黑匣子安全性的表示。
即便飞机摔得“四分五裂”,黑匣子也能将数据保存得无缺无损,拥有名副实在的“金刚不坏之身”。

正是黑匣子的高可靠性,让其维修成为不可实现的任务。
在日常维修中,修理工厂只能对其进行数据检测,无法打开修理。
一旦发生事件后,只要能够读取数据就已实现了代价,黑匣子自身也失落去了修理意义。

小匣子功能大,全身高下“科技范”

对黑匣子来说,仅有“金刚不坏之身”是不足的,还要具备强大的专业功能。

黑匣子经历几代的发展,发挥的浸染也在不断拓展。
除了充当裁定翱翔事件缘故原由的“法官”,它还常常以“教官”的身份涌现。

对战斗机来讲,黑匣子可以真实记录翱翔员空中技战术动作,回放空战对抗演习的全过程,对翱翔员完成翱翔课目进行质量评估,让对抗演习有了威信的“裁判”。
同时,黑匣子还可以监控飞灵活员机的各种参数变革,帮助翱翔员剖析战术动作,研究论证新的战法,对付提高演习质量和预防翱翔安全事件意义重大。

实际运用中,一些国外空军常常通过黑匣子对翱翔数据记录进行复盘,为军事练习供应更加真实的数据支持。

很多人有疑问,制造这样一个硬核又神秘的黑匣子,要知足什么样的标准呢?

早在1958年,美国联邦航空局就颁布了第一部翱翔数据记录器技能标准,对黑匣子的外不雅观、尺寸、抗毁性等有了明确的规定。

随着天下航空工业的发展,飞机性能越来越高,翱翔数据记录越来越多,对黑匣子的制造提出了更高的哀求。

不同型号、不同功用的飞机,黑匣子的制造标准也不尽相同。

目前,黑匣子的制造标准紧张利用美国联邦航空局、美国航空无线电公司,以及欧洲民航设备组织等制订的标准,部分军机根据实际情形也有着分外的哀求。

无论是哪种制造标准,坠毁幸存能力是黑匣子制造最为关键的指标之一。

坠毁幸存能力哀求越高,黑匣子设计制造的难度越大。
常日情形下,设计职员很难实现飞机坠毁试验,导致试验验证这个环节成为一大难题。

强冲击试验是抗毁性试验中最关键的一项,也是困难系数最高的一项。
利用常规的方法,很难产生规定范围内的冲击载荷。

为此,科研职员考试测验将黑匣子带到空中抛下、利用火箭橇试验等方法,试图最大程度仿照真实坠机情形,但终极无一例试验成功。

经由多年的摸索,科研职员终于创造了一种全新的方法——利用压缩空气炮装置进行试验。

以国外某型黑匣子测试哀求为例,进行这项试验须要将200多千克的重物从3米处落下,撞击黑匣子最为薄弱的轴线,且会在撞击装置上安装一个坚硬的钢钉,用于检测撞击力度是否达标。

撞击试验后,黑匣子无缺无损才是合格的产品。

但这样就可以结束试验出厂了吗?

不,还远远没有达到试验目标。

设计职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,电路板能够正常事情。

除此之外,黑匣子还要经由静态挤压、深海压力、液体浸泡等重重磨练,才能贴上“合格”的标签,终极顺利出厂。

对付黑匣子的性能哀求,设计职员从来没有停下创新的脚步。
随着一些更加前辈的技能不断投入利用,黑匣子的功能也将越来越强大。

来源:解放军报

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