黑匣子是什么东西?揭秘黑匣子中暗藏的黑科技

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“黑匣子”这个词对于大家来说应该都不陌生,可能大家在新闻中也听说过这个名词,但是如果真是要大家说一下黑匣子的含义,估计未必会有人能够准确地 描述出黑匣子的定义。那么,我们常说的黑匣子究竟是什么东西呢?黑匣子中一暗藏了哪些黑科技技术呢?让我们来一起一探究竟。

黑匣子是什么呢?

一、黑匣子是什么东西?

1.1 黑匣子的概念

黑匣子 英文全称为 Black Box,从字面意思上来看意为“黑色的盒子”,但实际上它原本也算是黑色的盒子,只不过现在的黑匣子都已 被涂成橙色或黄色 ,或者是 桔红色 。我们一般说的黑匣子一般指的是飞机或车辆上专用的电子设备,可用来记录 飞行 性能 等重要参数,当一个飞机或者车辆发生事故或遇难后,在没有留下任何追踪线索的情况下,根据这个 外观醒目 的“黑匣子”里面的 线索 ,可以 重现事故的过程 ,形象地 分析事故的原因 。所以现在我们现在所说的黑匣子也被称作“ 电子飞行数据记录仪”。

黑匣子是什么东西?揭秘黑匣子中暗藏的黑科技
被染成橘红色的黑匣子的外观形状

1.2 黑匣子的发展史

自从 1903 年美国莱特兄弟驾驶飞机飞行之后,就开启了人类征服蓝天的大门,但是人类在飞天之路上却付出了和很多次惨痛的代价。对此,人们开始对黑匣子进行了探索,在这个漫长的探索过程中,黑匣子的发展可以概括为四代黑匣子,具体如下:
1. 第一代黑匣子

第一代黑匣子 诞生于上世纪 50 年代初,是在飞机设计试飞记录设备的基础上改进而来的,其 工作原理 为通过在金属箔带上用针留下划痕来反映数据变化曲线,仅能记录 航向、高度、空速、垂直过载和时间 等 5 个飞行参数。这个时候的黑匣子发展还处于起步阶段。

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第一代黑匣子外观形态结构

2. 第二代黑匣子

第二代黑匣子 出现于 上世纪 50 年代末 ,其 工作原理 类似于普通磁带机,但在磁带机外面加装了具有抗冲击、耐火烧等能力的保护外壳。第二代黑匣子一般可以记录 几十个参数,并同时出现了座舱音频记录器。

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第二代黑匣子外观形态结构

3. 第三代黑匣子

第三代黑匣子 出现于上世纪 90 年代。随着微电子技术的突飞猛进,黑匣子开始采用 半导体存储器 记录数据。第三代黑匣子记录参数一般在 几百个 ,功能已从飞行事故调查,逐渐延伸到日常 飞行员监控、飞机故障诊断与维护 中。

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第三代黑匣子外观形态结构

4. 新一代黑匣子

新一代黑匣子 也可以叫做是第四代黑匣子,它可以记录 视频信息 ,记录的参数数量也多达 几千个 ,并且能够通过卫星等数据链定期传输黑匣子的关键数据。此外,新型抛放式黑匣子也已经出现,它能够在飞机坠毁时自动与机体分离,并具备 水上漂浮和无线电、卫星定位 功能。新一代的“黑匣子”这个黑科技系统实际上是由“黑匣子”和飞行员与地面管制中心之间的联络员两部分组成,也就是实现了数据的 双重备份与同步 。新一代“黑匣子”的运作方式,换成比较大众的说法就是在上一代“移动硬盘”的基础上,采用了“移动硬盘 + 云盘” 的概念。

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俄罗斯的的第四代“新黑匣子”外观形态结构

二、黑匣子有什么用?

黑匣子主要由 基座 坠毁生存单元 两部分构成。基座 用于 支撑和固定坠毁生存单元 ,并与飞机连接。 坠毁生存单元 是黑匣子的 核心部件 ,内部安装有数据存储卡,外部被多个保护层包裹,使其 防撞击挤压、耐高温、抗腐蚀 。飞机上一般会同时安装“ 飞行数据记录器 ”(简称 FDR)和“ 驾驶舱语音记录器 ”(简称 CVR)这两个黑匣子, 前者 用于记录飞机飞行高度、速度、航向等 飞行状况 和机上 设备工作情况 后者 用于记录驾驶舱机组人员的 话音 舱内其他声响

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黑匣子在整架飞机上的具体位置

三、黑匣子中暗藏了什么黑科技呢?

对于黑匣子,单从名字看起来就是那么神秘,所以在研制黑匣子的过程中也必定暗藏了不少黑科技,我们可以看看下面的这个黑匣子的内部细节图。

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黑匣子内部涉及到的黑科技技术

黑匣子的 外壳 通常由强度极高的 钛合金和铝合金 制成,除了抗冲击之外,钛合金外壳还具有极强的 耐腐蚀性 。为了提供 耐高温性能 ,据相关报道称黑匣子隔热材料包括了 涂层 纳米超级隔热材料 ,很有可能是具有极低热导率的 熔融石英材料 纤维 - 多孔陶瓷复合材料

在这套超强的“黑匣子”外壳之内,黑匣子的心脏是 飞行数据记录仪 ,主要包含 飞行数据记录器、声音记录器、抗冲击存储器、内置电源和信号发生器 几个部分,记录了飞机的 飞行高度、速度,发生事故 前半小时内飞机内的声音等各种信息。记录仪的核心主要是 磁记录材料 ,可能用到的黑科技材料是Fe、Co、Ni 基合金永磁体,或者采用闪存式存储器;信号发射器以 铁氧体 为基础;而内部电源则是 锂电池 。此外,为了进一步提高黑匣子的 可靠性 ,我们可 选择密度更低、强度更高、耐腐蚀性更强的合金外壳 来对黑匣子的性能进一步优化;采用 存储晶片 代替磁性存储元件,提高存储稳定性;采用更稳定的电源,提高黑匣子的供电时间。这对于自身电源是有限的“黑匣子”来说,也大大延长了黑匣子被成功搜索到的几率。

最后,以上就是高热度网分享的这个黑科技百科之黑匣子是什么的话题。通过 2009 年法航事故和 2014 年马航事故可以知道,目前的“黑匣子”和“黑科技”已经暴露出海上航空事故后应急定位功能缺失、传统黑匣子定位和打捞技术手段不足、周期长、耗资巨大等问题。黑匣子如何满足类似事故救援和调查的需要,也仍然当前行业内研究的重要课题。

正文完
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