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黑匣子是什么东西?揭秘黑匣子中暗藏的黑科技

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”。

被染成橘红色的黑匣子的外观形状
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。

第一代黑匣子外观形态结构
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。

第二代黑匣子外观形态结构
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。

第三代黑匣子外观形态结构
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。

黑匣子是什么东西?揭秘黑匣子中暗藏的黑科技
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

黑匣子是什么东西?揭秘黑匣子中暗藏的黑科技
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。

黑匣子内部涉及到的黑科技技术
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。

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