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            1. 空難調查的基礎 黑匣子為什么難成為“云匣子”?

              2022-03-30 21:15:28來源:鈦媒體APP編輯:鹿鳴君

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                原標題:空難調查的基礎 黑匣子為什么難成為“云匣子”? 
               
                空難發生后,所有的目光都會集中在黑匣子上。黑匣子是航空飛行器中重要的組件,記錄著有關飛行過程的大量數據。一旦飛機失事,黑匣子可以作為主要的數據支撐,還原空難事件的成因。
               
                在東航飛行事故發生后,大家都期待盡快尋找到黑匣子的蹤影。經過六天掘地三尺地尋找,兩個黑匣子都得以重見天日,目前已經被送到北京去譯碼解析。

                尋找失事飛機的黑匣子,一直都不是一件容易的事情??针y的發生意味飛機可能面臨爆炸、高溫、墜海等情況,黑匣子面對著許多苛刻的損毀條件,甚至也有失蹤的可能。馬航的黑匣子至今也沒有蹤影。在爆炸的現場、深海中、山林里,尋找一小塊黑匣子太困難了。
               
                很多人會有疑問,AI、5G、物聯網等技術飛快發展,有些飛機已經連上Wi-Fi了,為什么黑匣子不升級實時傳輸數據的技能呢?這樣可以幫助專家盡快解析事故原因。如果想要回答這個問題,就需要回到黑匣子的設計與特征上。
               
                “金剛不壞”之身
               
                很多人都聽說過飛機上的黑匣子,但是估計大部分都不知道,飛機上竟然有兩個黑匣子。目前的民用航空業普遍使用的黑匣子有兩種,包括飛行數據記錄器(Flight Data Recorder,FDR)和駕駛艙話音記錄器(Cockpit Voice Recorder,CVR)。
               
                FDR,顧名思義,記錄的正是有關飛機操縱、發動機、速度、航向等工作狀態的數據參數,它至少能記錄 25 小時的飛行數據。而CVR則記錄的是駕駛艙內的聲音,包括駕駛員之間的對話,駕駛艙機器的各類背景聲音,如語音警告、操縱聲音、襟翼和起落架手柄操作聲音、航空器遭遇氣象環境(雷電、大雨、冰雹)聲音等。 CVR 至少能記錄 2小時的駕駛艙話音。兩個小時的錄音錄滿后,它就會自動倒帶重頭錄音,如果發生空難的情況,之前兩小時的錄音會被完整保留。
               
                黑匣子的啟用背后,意味著空難,飛機會發生快速的降落,撞擊地面會產生較大的沖擊力,引起爆炸和大火。因此為了保護黑匣子,其外殼必須耐強力撞擊和高溫。黑匣子的外殼通常使用的是鈦鋼金屬,能承受3400g(g指重力加速度)的巨大壓力,外殼的保護層可以在1100℃高溫下保持30分鐘。
               
                空難也不排除落在深海的可能性,因此對于防水性和抗水壓方面,黑匣子的需求也比較苛刻。一般需要外殼能夠承受20000英尺水深處的水壓。

                無論飛機落在深海還是山區或是樹林中,為了能夠使地面搜救人員第一時間找到黑匣子,失事后掉落的黑匣子會自動發射無線電信號。即使墜入水中,黑匣子也設定了在水下會發射信號的功能。黑匣子信標每秒鐘發射一次信號,發射時長可達 30 天。搜尋人員可使用信號接收裝置來探測黑匣子的位置。

                我們可以看到,黑匣子的性能與需求指標都較高,如果在黑匣子上面搭載一些實時傳輸數據的模塊,豐富其功能,是不是事故的調查會更加便捷?

                云匣子的“天梯”

                黑匣子在勾勒事故全貌上的作用不可或缺,如果飛機在空中就能夠實時跟地面進行信息交互,從黑匣子升級成“云匣子”,擺脫黑匣子的局限,事故的調查無疑是最便捷的。很多人都在呼吁改進黑匣子的設計,提升飛機的監控系統等。但是讓黑匣子實現這樣的升級,并不是一件簡單的事情。

                黑匣子自打誕生后,其最基礎的要求就是保存數據,這也是它最重要的功能。從硬件設備層面來看,黑匣子在尺寸、能耗都有較為嚴格的限制。如果搭載實時傳遞信號數據的模塊,對于黑匣子來說太費電了。我們知道,基于設定需求,黑匣子需要配備單獨的電源。在飛機發生事故后,需要其具備至少工作三十天的電量來發射信號,對于內部的一些儀器需求,能耗盡可能的要降到 。如果加裝耗電量巨大的數據發射模塊,無法保障后續搜救人員搜尋的便利性。一旦落入深海,短暫的發射信號窗口,對于搜尋黑匣子來說是真正的大海撈針。

                如果不考慮其耗電的屬性,在飛機上傳輸數據也是一大難關。飛機上網絡的連接信號不穩定,在一些國航航班上,如果體驗Wi-Fi的話,會發現其網絡的信號與網速都較差。無論飛機是通過基站,還是衛星來提供網絡信號,都會因為跨越的地形、天氣狀況、衛星的位置等因素限制,目前并沒有成熟的技術可以讓飛機實時聯網傳輸數據,并且傳輸這么大量的數據。如果想要通過搭載一些信號處理的模塊,也就如前文所述,就會陷入耗電量巨大的惡性循環中。

                對于航空公司來說,空難的概率很小,如果真的花費資源來投入同步傳輸或者云存儲,全世界每天上千個航班在飛行,這么多的飛機與數據,并且這些數據在大部分情況下都用不上,對于航司來說,也是很難推進。

                在倫理層面,涉及到數據傳輸的話,也會有安全與隱私的爭議。一些涉及飛機的信息有被黑客侵入和操縱的空間,無論是商業安全還是飛行安全都會多了一層威脅。

                無論是成本、還是黑匣子本身的特性原因,黑匣子的同步傳輸和云存儲的障礙太多。黑匣子是一個事后響應的重要部件,對于大多數情況下的正常飛行,記錄的數據都沒有意義,失事后的黑匣子,才是最珍貴的存在。

                假設需要投入巨額資源的情況,相同條件下,可能直接將這些成本與資源用于飛行安全方面,會是一個更加容易被選擇的選項。

                避免悲劇重演

                飛行事故的調查在有黑匣子的情況下,也不是一件容易的事情,解密黑匣子、調查事故原因,需要一個過程和一定時間。具體空難的情況不同,解密、公布原因的時間長短也會不同。我們可以從之前空難事故的分析調查時間看出,有幾個月出調查結果的,也有以年為單位的,甚至也會出現沒有結果的情況。

                離我們時間線近一點的2020年科比的墜機空難事件,調查花費了一年才有結論;2010年,國內伊春“8·24”空難事故,調查了近兩年才發布了公告。2014年馬航失聯航班MH370至今飛機和黑匣子都沒有蹤跡,空難調查結果更是無從談起,遙遙無期。

                找到黑匣子只是第一步,后續的提取、解析數據需要花很長的時間。事故的原因分析,黑匣子的數據提供的信息也只是一部分。

                對于一些沒有傳感器和監測的情況,黑匣子也不會記錄這些情形:飛機上的鳥擊或外來物撞擊和打擊、機翼蒙皮分離、水平尾翼表面脫離、垂直安定面表面脫離、飛機外部部件分離等。這些都是沒有傳感器和監控信號來實時監控,黑匣子中不會有這些情況的記錄。如果沒有機組特別的描述,就很難推測事故原因。

                黑匣子的數據與現場的調查一起組合,才會得出邏輯嚴密、完整的調查結論。黑匣子在進入破譯的階段后,事故現場的繼續挖掘與研究不會停下腳步。例如對現場殘骸的分布研究等調查,有助于了解飛機落地時的姿態、撞擊的角度等;也可以通過飛機的殘骸分析出操縱面的位置等信息,與黑匣子記錄的數據可以進行交叉比對,為事故調查提供證據。

                我們知道空難的大多數現場情況,都比較慘烈,大型客機殘骸數量甚至可以達到十萬件,對這些殘骸的研究就跟拼高階困難級別的拼圖一般,空難的調查也是一項偵查破案的過程。在爆炸變形的殘骸中去確認部件,檢查其狀態是否存在反常,在萬千的碎片中尋找真相。這個過程注定艱難與耗時長久。
               
                特別是當黑匣子遭受一定程度的損毀時,對黑匣子數據的修復、解讀,對誤碼的校正,這些過程都會延長與影響調查結果。
               
                黑匣子在設計之初,考慮的就是最嚴苛的環境,但也會發生一些小概率的事件,比如黑匣子的重重保護措施和大量數據安全冗余失效。這種極端的情況,對于事故的調查來說,就完全沒有參考的價值,最終有沒有調查結果都不好說了。
               
                黑匣子是空難調查的基礎,有了黑匣子的數據,一切的結論才有跡可循。詳盡明確的空難原因,可以讓航空公司有機會去亡羊補牢,我們也能夠在這些慘烈的事故中吸取教訓,讓航空安全天數持續的增加。
               
                在飛行活動中,沒有人想看到黑匣子,畢竟黑匣子的面世,意味著空難的發生。但是在災難發生后,人們又無比期盼著快速找到黑匣子,快速解碼信息,以告慰逝者。我們也無比地希望,黑匣子可以在技術的發展中進一步改進,讓真相避免悲劇的輪回。

                   投稿郵箱:lukejiwang@163.com   詳情訪問鹿財經網:http://www.chym898.com

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