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黑匣子破译要多久?数据为何不能云同步?这些情况你应该了解→

2022-03-25 19:48
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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3月23日,失事的MU5735航班的其中一部黑匣子被找到,并被确认为驾驶舱话音记录器。

新华社发(新华社 许东 摄)

当晚,这部黑匣子已从广西梧州飞抵北京,由专业机构开展数据解读。

3月25日,“3·21”东航飞行事故的搜救工作进入第五天。为尽快找到第二个黑匣子,救援人员扩大搜索半径范围,持续开展搜救搜索行动。据央视新闻报道,目前,东航MU5735客机的第二部黑匣子尚未找到。

西北工业大学航空学院副教授郭庆此前接受媒体采访时表示,黑匣子的解读时间要根据损毁严重情况而定,有可能几天,也有可能数月。

《航空知识》杂志主编王亚男表示,在找到飞行数据记录仪的情况下,调查人员或许能较早得出一些初步性结论。如果两个黑匣子都被找到,那么就能较快形成一个初始的事故原因认定。

至于航空事故调查报告的出炉,则是一项严谨细致的工作,半年到一年的调查过程是正常的。

为何事故调查需要那么长的时间?针对事故调查的方式、范围以及难点等问题,央视新闻记者采访了相关专家。

北京航空航天大学航空产业研究中心主任 高远洋:(事故调查)过程往往是非常复杂的,尤其是如果说我们得不到足够的有效的数据或信息情况下,事故调查可能会非常困难,而且可能会需要持续很长的时间。

此次飞行事故发生后,中国民航根据国际民用航空公约相关要求,将事故基本信息通报国际民航组织及航空器设计制造国的调查机构美国国家运输安全委员会,待进入事故调查阶段后,将按照有关规定邀请需要参与的相关方参加事故调查工作。

北京航空航天大学航空产业研究中心主任 高远洋:会邀请第三方的专业机构和组织,来参与组成这样一个调查组,来开展相应的调查工作。调查工作也是一个非常严密严谨的过程,包括数据信息的收集甄别,数据的分析,事故发生情况的推演,对事故原因的确认,然后会形成一份调查报告,调查报告要进行多方的专家论证。

事故调查以独立、客观、深入、全面为原则,查明事实情况,分析事故原因,得出事故结论,确定事故等级,提出安全建议,最终完成调查报告。此次3·21东航飞行事故飞机损毁严重,残骸散落在山区,面积大,寻找困难,尚未发现幸存者,事故调查难度很大。

在获得一份官方的事故调查报告前,我们都无法知晓此次3·21东航飞行事故的具体原因。因为对于空难事故调查来说,寻找到与飞机命运攸关的数据存储装置——黑匣子是非常关键的。

01

黑匣子并不是黑色的

黑匣子又叫做“飞行记录器”,是安在客机上用来记录客机飞行信息的重要载体。在诸多客机事故中,找到黑匣子往往意味着离“真相”更近了一步。

从颜色上讲,黑匣子其实并不是黑色的,其表面涂有耐热明亮的橙色涂料,从而确保在坠机事故发生后,搜救人员能比较容易发现。飞机上的黑匣子通常同时安装两种:航班数据记录仪(flight data recorder, 简称FDR)和驾驶舱录音机(cockpit voice recorder, 简称CVR)。

FDR负责记录飞行速度、高度、时间、发动机转速、飞机舵面偏转角等数据;CVR则负责记录飞机上与地面的通话、工作人员的对话,以及机舱里的各种声音。

▲黑匣子(图片来源:视觉中国)

根据民航要求,黑匣子必须保留断电前至少25小时的飞行数据和2小时的音频数据,记录的数据不可更改。

02

黑匣子是怎么构成的?

黑匣子是长方体,大小跟三四块砖头垒起来差不多大。黑匣子的外壳很厚,这是一种特殊的硬钢。有了这个坚固的外壳,黑匣子一度能承受2吨重物体的挤压5分钟。

黑匣子的特殊设计除了坚固的抗压能力外,还具有抗高温、防水、防酸等特殊能力。根据相关法规EUROCAE ED-112 (European Organization for Civil Aviation Equipment 欧洲民用航空设备组织) 的要求,黑匣子需要能承受超过自身重力3400倍的冲击和超过1000℃温度的影响。

从20世纪70年代开始,黑匣子采用磁带存储,但是存储25小时数据,磁带展开有150米长;目前使用的黑匣子采用固态硬盘存储数据。

FDR安装在飞机尾部,因为经过科学家对多起飞行事故分析,发现飞行器的机尾部分不容易损坏。

飞机通电后,黑匣子将自动启动工作,记录飞机相关系统运行和状态信息、飞行人员操作信息等,不受操作人员控制。

▲黑匣子的位置(图片来源:视觉中国)

FDR黑匣子通常还会有一个水下定位的信标灯,当黑匣子浸没在水中时,信标灯会自动激发发出一种超声波“ping”,其频率固定为37.5KHz,有特定的接收装置,以帮助水下的搜寻定位。

信标灯可以在浸入6000米的海域时运行30天。MH370事故后,黑匣子技术相关的公司将信标灯的运行时间提升至90天。虽然信标灯只有一支普通中性笔大小,但作用巨大!

而CVR安装在飞机驾驶舱,有利于记录飞行员语音信号。它可以记录四个通道声音,记录时长大约2到3小时。

两部记录器可以在事故发生后帮助分析飞机状态、机组操作情况以及在驾驶舱面临的状况。

03

谁有权限分析里面的数据?

打开黑匣子其实很简单,只要交给权威的部门,就可以把里面的存储芯片取出来。

但是这些存储芯片存储的数据可不像U盘那样随便插进电脑就可以把数据读取出来,这些芯片里面存储的数据有特殊的编码,需要经过专业的人员和设备解译之后才能形成正常的数据。

▲黑匣子结构示意图(图片来源:视觉中国)

假如黑匣子设备保存完好,解译的时间可能比较短,有时候只需要十几分钟就可以破译出来。但假如黑匣子因为撞击等各种因素出现损坏,那解译就需要更长的时间。比如这次东航MU5735从8000多米高空垂直坠落,冲击力非常大,所以黑匣子外表也受到了很大的损坏,至于里面有没有损坏,要等权威部门分析之后才能知道最终的答案。

谁来解析黑匣子里面的数据呢?从以往一些事故来看,黑匣子一般都是由航空公司所属国家航空管理部门进行解译。但假如一个国家没有这方面的专业人才,没能力对黑匣子进行解译,也可以申请国际上的一些权威机构进行解译。

目前国际最权威的空难事故调查机构共有3家,分别是美国国家交通安全委员会、法国民航安全调查分析局和德国联邦航空事故调查局。

其中美国国家交通安全委员会是波音飞机事故调查权威,而法德两家机构是空客飞机事故调查权威。

不过对于我国来说,我国有专业的解译设备和专业的解译人才,所以不一定需要国际上一些机构协助调查和解译,中国民用航空局下属的航空安全办公室就可以独立完成黑匣子的解译工作,比如在2010年伊春空难发生的时候,黑匣子就是由中国民用航空局航空安全办公室进行解译工作。

04

从黑匣子到云匣子

黑匣子在勾勒事故全貌上的作用不可或缺,但是找到它始终需要时间,提取数据和解析数据也需要更长的时间。倘若飞机在空中就能够实时跟地面进行信息交互,拥有“云匣子”,摆脱黑匣子的束缚,事故调查无疑能更快。

这一呼声自20世纪80年代以来就越来越大,尤其是2014年马航MH370航班失踪后,各国穷尽资源历时数年始终找不到飞机上的黑匣子,无从解答这架飞机失事的秘密。为此各界呼吁要么改进黑匣子的设计,要么提升飞机的实时监控系统。

有专家勾勒了飞机数据信息的传输过程:飞机通信寻址与报告系统(ACARS)等机载通讯设备搜集飞机数据之后,通过无线电或卫星向地面基站传输数据,这些数据又会被发送到类似美国航空无线电通讯公司等飞行数据中心,再由这些运营商将数据发送给订购数据服务的航空公司。

▲飞机通信寻址与报告系统示意图(图片来源:新华社)

大多数飞机在飞行过程中发动机性能参数和机载设备故障的数据信息,大约以每半小时的频率自动向地面输送,也就是说,除了飞行员主动报备的区位信息,以及雷达扫描外,通过ACARS的数据报备频率,也可以勾勒出一架飞机的飞行轨迹。除此以外,飞机运行的完整数据,以及驾驶舱、客舱的语音记录则被存储在黑匣子中,并不会即时性发送。

此前,如果飞机没有故障的情况下,这种报告频率是每隔半个小时才发送的,相当于要飞行450公里才向地面发送一次数据,导致发生类似马航MH370莫名消失的情况时,搜索范围会很大。

正是在这一事故的影响下,促使国际民航组织修改“芝加哥公约”附件6里关于《航空器的运行》章节,要求航空公司向地面输送监控数据的频率是每6海里报告一次区位信息,相当于1.3分钟/次,比此前30分钟/次提升逾20倍。

目前我国民航局的要求更为严厉,几乎每分钟甚至每秒都在向地面报备相关信息和数据,比如定位、高度、速度、机载设备情况等。天行咨询有限公司总经理、资深机长陈建国指出,在航空安全领域,我国始终是与全球最高水准看齐。

地空实时数据存储和交互,最大的障碍是成本。“这种数据发送很昂贵。”上述民航专家指出,飞行在万米高空上的民航客机,要向地面输送数据信号,需要大量的基站和卫星构建地空网络,这个地空网络的建设和运营成本是相当昂贵的。

据民航联盟2022年初的数据,每一时刻都有约1.6万架飞机在天空中飞行。即便以10000架同时飞行的航班计算,每秒的数据传输量也达到了14.3G。如果飞机并无故障,大量的信息交互支出对航空公司来说,会是不小的负担。

原标题:《黑匣子破译要多久?数据为何不能云同步?这些情况你应该了解→》

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