誕生歷史

1953年，澳大利亞墨爾本航空研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家戴維·沃倫博士受到音樂(lè)錄音設(shè)備的啟發(fā)，制造出了黑匣子的雛形。但是他的發(fā)明在最初幾年并沒(méi)有受到重視。數(shù)年以后，人們才開(kāi)始意識(shí)到黑匣子對(duì)于航空業(yè)的重要性。

1953年，世界上第一架噴氣式民航客機(jī)——“彗星”客機(jī)墜毀。當(dāng)時(shí)沃倫所在的墨爾本航空實(shí)驗(yàn)室參與了這起事故的調(diào)查。由于這次空難沒(méi)有客機(jī)的殘骸和生還者，因此無(wú)法提供任何線索。在上世紀(jì)50年代早期，噴氣式飛機(jī)上使用的新燃料比傳統(tǒng)的飛機(jī)燃料更容易在高空爆炸，這被認(rèn)為是“彗星”墜毀的一個(gè)可能的原因。沃倫意識(shí)到，如果飛機(jī)上有能夠記錄飛行過(guò)程的設(shè)備，問(wèn)題就會(huì)變得更容易解決。

沃倫認(rèn)為，解開(kāi)飛機(jī)失事之謎的關(guān)鍵是記錄下駕駛艙中的一切聲音，使調(diào)查員可以通過(guò)錄音重現(xiàn)飛機(jī)墜毀前的最后幾分鐘的對(duì)話，以此可以知道失事前機(jī)艙內(nèi)發(fā)生了什么情況。但是普通的錄音機(jī)無(wú)法經(jīng)受住飛機(jī)墜毀后的高溫或水浸，沃倫和他的同事經(jīng)過(guò)一次次的試驗(yàn)和一次次的失敗，終于在1956年研制成功了可保持4個(gè)小時(shí)語(yǔ)音和飛行數(shù)據(jù)的黑匣子雛形，并向澳大利亞航空局展示了他們的成果。但澳大利亞空軍認(rèn)為“這種設(shè)備并沒(méi)有多大用處，無(wú)助于解釋飛機(jī)失事的原因”，而且也并不是所有的同事都對(duì)沃倫的想法表示支持。

就在沃倫的發(fā)明成果即將夭折的時(shí)候，1958年的一天，曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)英國(guó)皇家空軍取得不列顛之戰(zhàn)勝利的前空軍中將羅伯特·哈丁漢來(lái)到了沃倫的實(shí)驗(yàn)室，他提出想要看一看沃倫的原型機(jī)。沃倫在實(shí)驗(yàn)室中為哈丁漢先生對(duì)自己的原型機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的示范和講解，哈丁漢先生隨即對(duì)這項(xiàng)發(fā)明產(chǎn)生了濃厚的興趣，他認(rèn)為這是一個(gè)非常棒的主意，并相信這項(xiàng)發(fā)明將會(huì)成為航空事故調(diào)查的有力工具。沃倫受邀與哈丁漢先生一同返回英國(guó)展示這項(xiàng)發(fā)明，為了方便沃倫研究，英國(guó)政府向他提供了一個(gè)工程隊(duì)供他差遣。英國(guó)航空部門(mén)宣稱，不久的將來(lái)，在飛機(jī)上安裝黑匣子將會(huì)成為強(qiáng)制性規(guī)定。

英國(guó)民用航空管理局開(kāi)始著手讓沃倫發(fā)明的裝置成為民用航班的必備裝備。英國(guó)米德?tīng)柸怂沟囊患夜镜谝粋€(gè)拿到生產(chǎn)許可證，開(kāi)始生產(chǎn)。1958年，第一批黑匣子走下流水線。為了飛機(jī)失事墜毀后便于尋找識(shí)別，它們的顏色不是黑色的，而是耀眼的橙色。

看到英國(guó)政府支持的態(tài)度，沃倫所在的澳大利亞航空實(shí)驗(yàn)室最終決定為這個(gè)項(xiàng)目投入資金。1960年，?？斯疽患茱w機(jī)在昆士蘭地區(qū)墜毀，機(jī)上29人全部遇難，事故調(diào)查員強(qiáng)烈要求在所有的飛機(jī)上安裝黑匣子。澳大利亞政府也開(kāi)始重視黑匣子的作用，并將黑匣子的型號(hào)進(jìn)行了規(guī)范，使其適用于澳大利亞的所有飛機(jī)。3年后，澳大利亞政府頒布法律，成為世界上第一個(gè)強(qiáng)制要求安裝駕駛艙語(yǔ)音記錄器的國(guó)家。從這時(shí)起，戴維·沃倫發(fā)明的飛行記錄器被民航普遍采用，并成為調(diào)查、預(yù)防飛行事故的重要設(shè)備。

直到1977年，黑匣子才真正引起了全世界的關(guān)注。那一年，兩架波音747型客機(jī)在西班牙特內(nèi)里費(fèi)島機(jī)場(chǎng)的跑道上相撞，造成了583人喪生，數(shù)百人受傷，這是飛機(jī)航行史上最嚴(yán)重的空難之一。多虧了有黑匣子的記錄，這起事故很快就真相大白。通過(guò)回放黑匣子記錄的當(dāng)時(shí)駕駛艙內(nèi)的錄音，人們發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致這場(chǎng)災(zāi)難的主要原因是飛行員之間的誤會(huì)以及對(duì)塔臺(tái)給出指令的錯(cuò)誤理解。如果沒(méi)有黑匣子，人們也許永遠(yuǎn)無(wú)法獲得這些至關(guān)重要的信息，黑匣子為空難調(diào)查員提供了新的調(diào)查方向。

更新?lián)Q代

隨著航空器制造水準(zhǔn)的不斷提升以及對(duì)于飛行安全的迫切需求，黑匣子從誕生至今，亦經(jīng)歷著數(shù)次的更新?lián)Q代。

第一代

20世紀(jì)50年代初所誕生的第一代黑匣子，系在航空器試飛記錄設(shè)備的基礎(chǔ)上所研發(fā)的。其主要依靠針頭在金屬箔上所刻畫(huà)的痕跡來(lái)顯示數(shù)據(jù)曲線，通常僅能記錄為數(shù)不多的飛行基本參數(shù)。

第二代

20世紀(jì)50年代末至60年代初，經(jīng)過(guò)更新后的第二代黑匣子，主要借助于磁帶機(jī)工作原理，并在機(jī)器外側(cè)加裝了具有耐火、耐撞的保護(hù)外罩。同時(shí)，第二代黑匣子已能滿足抗靜態(tài)擠壓、抗穿透、耐海水以及腐蝕液體浸泡的要求。在具體功能上，第二代黑匣子中出現(xiàn)了駕駛艙話音記錄器，且記錄的飛行參數(shù)也增加至了數(shù)十個(gè)。

第三代

隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，20世紀(jì)90年代起誕生了第三代的黑匣子。其采用半導(dǎo)體材料來(lái)作為數(shù)據(jù)記錄的儲(chǔ)存設(shè)備，所記錄的參數(shù)已上升至數(shù)百個(gè)，且功能已從單純的飛行事故調(diào)查，外延至日常飛行監(jiān)控以及飛行維護(hù)與故障診斷。隨著對(duì)于航空器墜毀時(shí)黑匣子破壞情形研究的不斷深入，第三代黑匣子的抗強(qiáng)沖擊指標(biāo)已提升至3400g重力加速度，而在1100攝氏度高溫下的耐火時(shí)間達(dá)到60分鐘，耐海水浸泡時(shí)間則為30天，且新增了耐6000米深海壓力標(biāo)準(zhǔn)。

第四代

當(dāng)前，新一代的黑匣子已經(jīng)出現(xiàn)，其不僅可以對(duì)視頻數(shù)據(jù)予以記錄，且記錄的參數(shù)也高達(dá)數(shù)千個(gè)，并能通過(guò)衛(wèi)星定期傳輸黑匣子的關(guān)鍵信息數(shù)據(jù)。此外，新型黑匣子的拋放式功能，令其在航空器墜毀時(shí)能夠自動(dòng)與機(jī)體分離，且具備無(wú)線電、衛(wèi)星定位及水面漂浮功能，最大限度地提升了黑匣子的生存能力。

外形

黑匣子通常為橙紅色，是兩個(gè)長(zhǎng)約40厘米，寬與高分別約20厘米的長(zhǎng)方體，每個(gè)重約20-30千克。

名稱由來(lái)

黑匣子這一名稱最初源于1954年所提出的在航空器駕駛艙內(nèi)安裝聲音記錄器的設(shè)想。彼時(shí)航空器內(nèi)所有的電子設(shè)備均放置于大小、形狀完全統(tǒng)一的黑色方形盒內(nèi)。而作為聲音記錄器的設(shè)備則安置于最為堅(jiān)固的一個(gè)黑色方盒中。盡管黑匣子不再是黑色，但人們?nèi)粤?xí)慣沿用這一稱呼，部分原因也是出于真正需要尋找黑匣子時(shí)就意味著發(fā)生了可怕的空難，而黑色在大多數(shù)國(guó)家都與“死亡”相關(guān)。

功能應(yīng)用

黑匣子是航空器失事后查明事故緣由最為科學(xué)、可靠且有效的方式。從現(xiàn)代黑匣子的工作原理而言，航空器在通電后，黑匣子即自動(dòng)開(kāi)啟工作狀態(tài)，并不受人為影響與控制。其能夠?qū)崟r(shí)記錄航空器各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、飛行員對(duì)于航空器的操作情況以及航空器上相關(guān)音頻信息，且黑匣子記錄的數(shù)據(jù)信息不可刪節(jié)或更改。根據(jù)民航業(yè)要求，黑匣子所采集的實(shí)時(shí)信息，必須保存斷電前至少25小時(shí)以上的飛行數(shù)據(jù)以及最后2小時(shí)的音頻信息。

黑匣子作為一種事關(guān)飛行安全的重要航空電子設(shè)備，具有抗強(qiáng)沖擊、抗穿透、抗高溫火燒、抗深海壓力、耐海水浸泡、耐腐蝕性液體浸泡等特種防護(hù)能力，能在各種飛機(jī)事故中保存其內(nèi)部存儲(chǔ)的信息。

按照黑匣子的用途，它被形象地稱為“法官”、“教官”和“醫(yī)生”。所謂法官，是基于飛行事故調(diào)查的用途，事故發(fā)生后通過(guò)找回黑匣子，對(duì)數(shù)據(jù)譯碼分析，可以判定事故真正原因，避免同類事故再次發(fā)生；所謂教官，是指在飛行員監(jiān)控方面的功能，通過(guò)日常分析黑匣子的數(shù)據(jù)，糾正飛行員不良駕駛習(xí)慣，預(yù)防事故發(fā)生；所謂醫(yī)生，則是在飛機(jī)故障診斷與維護(hù)方面的作用，通過(guò)對(duì)黑匣子數(shù)據(jù)進(jìn)行日常分析，監(jiān)控、預(yù)測(cè)飛機(jī)主要部件的健康狀態(tài)，排查故障隱患，防止故障發(fā)展為事故。

為了事故調(diào)查時(shí)獲取客觀、全面的信息，黑匣子記錄數(shù)據(jù)的種類和數(shù)量不斷增加。數(shù)據(jù)種類從最初的飛行、音頻數(shù)據(jù)，拓展到了視頻和數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)；參數(shù)數(shù)量從最初的五個(gè)逐步發(fā)展到幾百個(gè)甚至上千個(gè)。飛行數(shù)據(jù)一般包括飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、飛行員操縱情況、飛機(jī)外部信息等；音頻數(shù)據(jù)一般包括正、副駕駛員的通話、飛機(jī)與地面的通話、機(jī)組之間的通話以及駕駛艙環(huán)境聲音等；視頻數(shù)據(jù)一般包括駕駛艙儀表顯示、飛行員動(dòng)作、飛機(jī)前方視景、起落架收放狀態(tài)等。通過(guò)專用數(shù)據(jù)回放軟件，可用黑匣子數(shù)據(jù)直觀真實(shí)地再現(xiàn)飛機(jī)飛行過(guò)程，自動(dòng)分析飛機(jī)可能存在的故障隱患和人員操作異常，預(yù)防故障或事故發(fā)生，極大地提高了航空飛行安全水平。

主要類別

飛行數(shù)據(jù)記錄器

按照航空法的規(guī)定，在大型商業(yè)飛機(jī)上必須安裝飛行數(shù)據(jù)記錄器(FDR)。飛行數(shù)據(jù)記錄器在發(fā)動(dòng)機(jī)工作（或飛機(jī)離地）后，自動(dòng)實(shí)時(shí)地記錄飛機(jī)的飛行狀態(tài)參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)，為分析飛行情況及飛機(jī)性能提供必要的數(shù)據(jù)。因此，飛機(jī)制造廠根據(jù)試飛數(shù)據(jù)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案或制造工藝，消除飛機(jī)上的各種隱患，使飛機(jī)有更好的安全性能和經(jīng)濟(jì)性能；在飛行培訓(xùn)中，可利用記錄的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)定駕駛員的駕駛技術(shù)，確保訓(xùn)練質(zhì)量；航空工程部門(mén)根據(jù)數(shù)據(jù)的衰變，快速準(zhǔn)確地判明飛機(jī)的故障、飛機(jī)性能及發(fā)動(dòng)機(jī)性能的變化趨勢(shì)，以便確定維修實(shí)施程序進(jìn)行維修。此外，當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)事故后，可以根據(jù)記錄數(shù)據(jù)幫助分析事故原因等。

機(jī)載飛行數(shù)據(jù)記錄器記錄飛機(jī)最近25小時(shí)的實(shí)時(shí)飛行狀態(tài)參數(shù)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及飛機(jī)系統(tǒng)工作狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)等。飛行數(shù)據(jù)記錄器從最初僅記錄幾個(gè)參數(shù)發(fā)展到可記錄幾十類上萬(wàn)個(gè)參數(shù)。例如，時(shí)間、航向、高度、空速、垂直加速度、發(fā)射監(jiān)控信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、襟翼位置、橫滾角、俯仰角、縱軸和橫軸的加速度、飛行控制舵面的位置、無(wú)線電導(dǎo)航信息、自動(dòng)駕駛儀的工作情況、大氣溫度、電源系統(tǒng)的參數(shù)和駕駛艙警告等。

現(xiàn)代飛行數(shù)據(jù)記錄器有兩種類型，一種是磁帶式飛行數(shù)據(jù)記錄器，另一種稱為數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器。飛機(jī)大多選用數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器為固態(tài)飛行記錄器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為使記錄器上的信息在較為惡劣的環(huán)境下不丟失，記錄器必須具有抗墜毀、耐火燒、耐海水和各種液體浸泡的能力。

數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)(DFDRS)包括：飛行數(shù)據(jù)記錄器、飛行數(shù)據(jù)獲取組件、加速度傳感器、控制面板和水下定位裝置等。飛行數(shù)據(jù)記錄器安裝在一個(gè)防震的涂成黃色或亮橙紅色的盒子里，其堅(jiān)固的殼體對(duì)內(nèi)部器件起著保護(hù)作用。盒子安裝在飛機(jī)尾艙附近，能經(jīng)受極高的沖擊力，并防火、防水。

沿飛機(jī)三軸安裝的加速度傳感器，測(cè)量飛機(jī)的縱向、橫向和航向加速度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)輸送給飛行數(shù)據(jù)獲取組件；飛行數(shù)據(jù)獲取組件由飛機(jī)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，并輸送給飛行數(shù)據(jù)記錄器記錄。

飛行數(shù)據(jù)記錄器控制面板置于駕駛艙內(nèi)，控制板上安裝有一個(gè)控制開(kāi)關(guān)和故障指示燈，人工可將該開(kāi)關(guān)置于“正?！蔽恢?，意味著處于正常工作狀態(tài)．當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作后便自動(dòng)進(jìn)入記錄方式。如開(kāi)關(guān)處于“檢查”位置，則處于地面檢查方式，供地面測(cè)試飛行數(shù)據(jù)記錄器使用。控制板上的故障指示燈用來(lái)向飛行人員提供記錄系統(tǒng)故障報(bào)警的目視信號(hào)。當(dāng)飛行數(shù)據(jù)記錄器失效時(shí)，失效警告燈點(diǎn)亮。

航班/日期編碼器包括六個(gè)人工調(diào)定的拇指輪和事件(EVENT)、重復(fù)(REPEAT)按鈕以及剩余時(shí)間指示器。拇指輪中的前四個(gè)用于給定航班號(hào)，后兩個(gè)用于給定日期。事件按鈕供飛行員記錄發(fā)生的事件，當(dāng)飛行員發(fā)現(xiàn)某一異常情況時(shí)，可立即按下此按鈕，記錄器便記下此時(shí)的信號(hào)。重復(fù)按鈕在開(kāi)始飛行或飛行中某一時(shí)刻按下時(shí)，將航班和日期編碼寫(xiě)入飛行記錄器，當(dāng)編碼器工作時(shí)，指示燈點(diǎn)亮。

水下定位裝置，即飛行數(shù)據(jù)記錄器上安裝的水下信標(biāo)發(fā)射器，可使記錄器在深水中定位，發(fā)射器的發(fā)射距離為2-3米。發(fā)射器具有一個(gè)獨(dú)立的電源，一旦進(jìn)入水中立即開(kāi)始工作，并能連續(xù)工作30天。

飛行數(shù)據(jù)記錄器采用數(shù)字方法記錄和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。對(duì)于要求安裝FDR的系統(tǒng)，必須能記錄飛行中的一些重要參數(shù)。如：時(shí)間、高度、空速、垂直加速度、航向、無(wú)線電發(fā)射鍵控狀態(tài)、俯仰姿態(tài)、橫滾姿態(tài)、橫向加速度、駕駛桿或升降舵的位置、俯仰配平的位置、駕駛盤(pán)或副翼的位置、方向舵腳蹬或方向舵的位置、每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、發(fā)動(dòng)機(jī)反推的位置、后緣襟翼或襟翼手柄的位置、前緣襟翼或襟翼手柄的位置等。飛行數(shù)據(jù)記錄器記錄參數(shù)的多少取決于記錄器的形式和飛機(jī)本身的需要。

駕駛艙語(yǔ)音記錄器

駕駛艙語(yǔ)音記錄器（CVR）主要記錄飛機(jī)機(jī)組人員通信信息，包括飛機(jī)機(jī)組人員通信、聲音警告、飛機(jī)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)鏈信息。駕駛艙語(yǔ)音記錄器除對(duì)駕駛艙語(yǔ)音進(jìn)行記錄外，同樣可以記錄無(wú)線電接口裝置通過(guò)ARINC429總線傳輸來(lái)的數(shù)據(jù)鏈信息。一個(gè)UTC時(shí)鐘輸入用于同步語(yǔ)音記錄器和飛行數(shù)據(jù)記錄器。CVR收集音頻記錄和可用的數(shù)據(jù)鏈信息并以“先進(jìn)先出”的方式存儲(chǔ)。語(yǔ)音信息最少可記錄120分鐘的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在防撞擊記憶裝置CSMU的固態(tài)存儲(chǔ)器內(nèi)，該存儲(chǔ)器經(jīng)過(guò)墜毀撞擊或浸泡在水里仍能保存。

駕駛艙語(yǔ)音記錄器上有4條音軌，分別用來(lái)記錄飛行員與航空管制員的通話，正、副駕駛員之間的對(duì)話，駕駛員、空服員對(duì)乘客的廣播以及駕駛艙內(nèi)的各種聲音(引擎聲、警報(bào)聲等)。錄完后，會(huì)自動(dòng)從頭錄起。依照法規(guī)，所安裝的語(yǔ)音記錄器應(yīng)該保留運(yùn)行過(guò)程中至少最后2小時(shí)所記錄的信息。

語(yǔ)音記錄器和飛行數(shù)據(jù)記錄器一樣，安裝在飛機(jī)尾艙后部的一個(gè)盒子里。該盒子也是黃色或橙紅色的，防沖擊、防震、防火、防水。通常必須獨(dú)立于飛行數(shù)據(jù)記錄器。語(yǔ)音記錄器從飛行前啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之前使用檢查單開(kāi)始，到飛行結(jié)束完成最后的檢查單為止．始終連續(xù)工作。

駕駛艙語(yǔ)音記錄器主要由記錄器和控制板組成。早期的語(yǔ)音記錄器采用磁帶作為記錄介質(zhì)，現(xiàn)代飛機(jī)多采用固態(tài)的語(yǔ)音記錄器，即將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到半導(dǎo)體芯片上。語(yǔ)音記錄器控制板用于對(duì)記錄器進(jìn)行遠(yuǎn)距離的控制和測(cè)試。

定位打撈

黑匣子在陸地的定位主要依靠人工目視，找到飛機(jī)殘骸后，利用黑匣子外表明亮、獨(dú)特的顏色和反光標(biāo)識(shí)進(jìn)行搜尋。在確定大致位置范圍后，即使黑匣子埋入土中，也可用金屬探測(cè)儀等探地工具尋找。

黑匣子在水下定位主要依靠水下定位信標(biāo)（ULB，Underwater Locator Beacon）。它是一個(gè)電池供電的水下超聲波脈沖發(fā)生器，牢固地安裝在黑匣子外部。一旦黑匣子入水，信標(biāo)上的水敏開(kāi)關(guān)啟動(dòng)信標(biāo)工作，通過(guò)信標(biāo)的金屬外殼把頻率為37.5kHz的超聲波信號(hào)發(fā)射到周圍水域，每秒一個(gè)脈沖。其內(nèi)置電池可連續(xù)工作至少30天，30天后隨著電量逐漸耗盡，超聲波信號(hào)將越來(lái)越微弱直至停止工作。

信標(biāo)可以在6096米的深度內(nèi)發(fā)出超聲波，但在距離信標(biāo)1800~3600米的范圍內(nèi)才能夠被儀器探測(cè)到，海水的狀態(tài)、周圍的船只、海洋動(dòng)物、石油管道以及其他因素造成的周圍噪音都會(huì)影響信標(biāo)的被探測(cè)范圍。

水下定位信標(biāo)發(fā)出信號(hào)時(shí)，可以通過(guò)專用聲吶探測(cè)儀進(jìn)行定位。由于信標(biāo)信號(hào)的可探測(cè)范圍相對(duì)于大海而言極其有限，一般先要進(jìn)行殘骸大致范圍定位，然后再通過(guò)拖曳式聲吶縮小定位范圍，最后再使用可以定位信號(hào)來(lái)源方向的水聽(tīng)器，定位黑匣子的方位。

如果黑匣子沉入淺海，可由潛水員進(jìn)行打撈。如果黑匣子沉入深海，超過(guò)人工潛水深度時(shí)，需要使用專門(mén)的搜索、打撈設(shè)備，一般可使用輪船放下水下線控機(jī)器人，操作人員在船上通過(guò)綜合顯示控制臺(tái)，控制機(jī)器人攜帶的海底聲吶掃描設(shè)備、信標(biāo)方位定位器、深海攝像頭定位黑匣子，通過(guò)機(jī)械手打撈黑匣子。

雖然黑匣子帶有水下定位信標(biāo)，但由于信標(biāo)作用距離僅為幾千米，墜毀時(shí)可能與黑匣子分離，一旦打撈時(shí)間超過(guò)30天，定位信號(hào)可能消失，造成黑匣子定位困難。即使定位成功，深海打撈也存在難度大、時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高，甚至無(wú)法打撈等問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1970-2009年，大型民用航空器在公海墜毀的36起事故中有4起未找到飛機(jī)殘骸、9起未找到黑匣子，反映出水下定位信標(biāo)定位方式存在一定的局限性。

除了黑匣子能夠在飛機(jī)事故后發(fā)出定位信號(hào)，民航規(guī)章要求載客19人以上的飛機(jī)必須至少裝備一臺(tái)應(yīng)急定位發(fā)射機(jī)（ELT，Emergency Locator Transmitter），其在事故后通過(guò)無(wú)線電和衛(wèi)星方式發(fā)送定位信號(hào)。但如果在水面失事時(shí)幸存人員來(lái)不及攜帶和打開(kāi)ELT，或ELT與殘骸一同沉入水下，其就會(huì)失去作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)飛行事故中ELT發(fā)揮了作用的僅為29%。從目前得到的信息看，MH370航班的多個(gè)ELT設(shè)備均還沒(méi)有發(fā)揮作用。

此外，雖然傳統(tǒng)黑匣子的抗墜毀性能標(biāo)準(zhǔn)在不斷提高，然而在一些嚴(yán)重事故中，黑匣子損壞的情況仍時(shí)有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，陸地墜毀的飛機(jī)中黑匣子存活率僅為82%。

為了解決水上事故后定位打撈黑匣子困難以及陸地事故后黑匣子存活率達(dá)不到100%的難題，拋放式黑匣子應(yīng)運(yùn)而生。此類黑匣子可通過(guò)其墜毀感知傳感器監(jiān)控飛機(jī)事故時(shí)觸地或墜海瞬間的特征參數(shù)異常變化，迅速控制其與機(jī)體拋放分離，原理與汽車在撞擊瞬間釋放安全氣囊相似。黑匣子在事故瞬間離機(jī)后，如果落在陸地，可避免機(jī)體殘骸的沖擊和火燒等破壞；如果落在海上，可避免隨機(jī)體墜入海底，其設(shè)計(jì)還可保證以預(yù)定的姿態(tài)漂浮在海面上。之后，黑匣子通過(guò)無(wú)線電和衛(wèi)星自動(dòng)發(fā)送定位信號(hào)。定位拋放黑匣子的過(guò)程首先是通過(guò)搜救衛(wèi)星406MHz頻率初步確定搜尋范圍，然后再通過(guò)121.5MHz頻率的無(wú)線電定位儀完成定位，衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球定位，無(wú)線電定位范圍通常為幾十到幾百千米。

由于具有以上特點(diǎn)，拋放式黑匣子不但便于事故后搜尋和打撈，同時(shí)可作為傳統(tǒng)黑匣子的備份提高數(shù)據(jù)存活率。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

中國(guó)的飛機(jī)黑匣子技術(shù)雖然起步較晚，但緊跟國(guó)際民航標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品發(fā)展也歷經(jīng)了四代。中國(guó)已經(jīng)建有國(guó)家級(jí)飛機(jī)黑匣子墜毀防護(hù)性能驗(yàn)證試驗(yàn)室，1978年研制了中國(guó)第一臺(tái)磁帶式黑匣子；1990年研制出了中國(guó)第一臺(tái)采用半導(dǎo)體記錄介質(zhì)的黑匣子；1991年取得中國(guó)第一個(gè)機(jī)載設(shè)備適航證；2000年成功研制了緊跟TSO-C124a標(biāo)準(zhǔn)的黑匣子；2012年成功研制了抗飛機(jī)高速墜毀的黑匣子，超出TSO-C124b標(biāo)準(zhǔn)要求。研發(fā)的新型拋放式黑匣子，具備水上漂浮、無(wú)線電和衛(wèi)星定位功能。

中國(guó)在拋放式黑匣子領(lǐng)域緊跟國(guó)際發(fā)展。根據(jù)最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，已研制出相關(guān)產(chǎn)品，具備墜毀前拋放功能，離機(jī)后能抗一定的沖擊和火燒，具有漂浮功能，內(nèi)部裝有無(wú)線電定位信標(biāo)、北斗衛(wèi)星定位信標(biāo)，可在復(fù)雜海況下工作。特別是內(nèi)置的北斗衛(wèi)星定位信標(biāo)，可以墜毀后立即定位，性能優(yōu)于通用的國(guó)際救援衛(wèi)星系統(tǒng)，后者有平均1小時(shí)的定位延遲時(shí)間，還可以通過(guò)短報(bào)文功能直接向地面指揮中心發(fā)送報(bào)警和定位數(shù)據(jù)，以便第一時(shí)間準(zhǔn)確定位和搜救打撈，提高了事故救援效率，縮短了事故調(diào)查時(shí)間。該系統(tǒng)的北斗短報(bào)文功能也可配置為正常飛行過(guò)程中飛機(jī)關(guān)鍵信息的定期報(bào)告。

其他應(yīng)用

汽車黑匣子

汽車黑匣子，又稱“汽車行駛記錄儀”或“汽車綜合信息記錄儀”，有人將其形象地稱為汽車電子警察。汽車黑匣子一般由傳感器、記錄器、顯示器等組成，其功能是在汽車行駛中精確地記錄下多種工作狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，能及時(shí)反映出汽車行駛的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，供駕駛員及時(shí)了解車況并糾控，在汽車發(fā)生超速行駛時(shí)還會(huì)自動(dòng)報(bào)警。汽車一旦發(fā)生事故，它的處理軟件系統(tǒng)會(huì)根據(jù)記錄器中所采集的各種參數(shù)，用圖像形式再現(xiàn)發(fā)生事故時(shí)的行駛軌跡。

火車黑匣子

火車黑匣子一般裝配在車頭部，又名“火車運(yùn)行監(jiān)控記錄器”。除了跟飛機(jī)黑匣子類似的記錄功能外，它還具有顯示、提醒、報(bào)警、自動(dòng)鳴笛、緊急制動(dòng)等監(jiān)控管理功能。當(dāng)列車司機(jī)駕駛不當(dāng)、機(jī)車發(fā)生故障等危及列車安全的問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，黑匣子會(huì)用語(yǔ)音及時(shí)提醒司機(jī)采取措施；如果司機(jī)不能馬上回應(yīng)，它就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為緊急停車或減速，確保列車運(yùn)行的絕對(duì)安全。

船舶黑匣子

船舶黑匣子的學(xué)名叫“船載航行數(shù)據(jù)記錄儀（簡(jiǎn)稱VDR）”，主要功能是記錄、處理、壓縮、儲(chǔ)存和回放事故船舶在發(fā)生災(zāi)難事故前16小時(shí)內(nèi)，船舶上的各種重要信息參數(shù)，其功能與飛機(jī)上的黑匣子差不多。但船舶黑匣子一般都不安裝在船艙內(nèi)，甚至有能在船難發(fā)生時(shí)自動(dòng)與船舶主體分離的漂浮式黑匣子，這主要是出于便于打撈的考慮。

重要案例

馬航MH370

主詞條：3·8馬來(lái)西亞航班失蹤事件

2014年3月8日凌晨2點(diǎn)40分，馬來(lái)西亞航空公司稱有一架載有239人的波音777-200飛機(jī)與管制中心失去聯(lián)系，該航班號(hào)為MH370，客機(jī)黑匣子未找到。

法航447

主詞條：6·1法航客機(jī)墜毀事件

2009年6月1日，法航AF447航班的空客A330-203飛機(jī)從巴西里約熱內(nèi)盧起飛6個(gè)多小時(shí)后失去了聯(lián)系。2011年5月1日，海纜船伊爾德桑號(hào)找到飛行記錄儀的內(nèi)存并成功打撈上水；5月7日，飛行記錄儀被送到巴黎進(jìn)行分析。2011年7月29日BEA公布了最后的調(diào)查結(jié)果，認(rèn)定空難是因?yàn)闄C(jī)組人員缺乏足夠的訓(xùn)練、沒(méi)有遵循飛行程序指引并忽視失速警告而引起的。至此，總共耗資超過(guò)3500萬(wàn)歐元（約合5000萬(wàn)美元）的調(diào)查工作，終于畫(huà)上了句號(hào)。

東航MU5735

主詞條：3·21東航客機(jī)事故

2022年3月21日，東航一架波音737客機(jī)在執(zhí)行昆明——廣州航班任務(wù)時(shí)，于梧州上空失聯(lián)。已確認(rèn)該飛機(jī)墜毀，機(jī)上人員共132人，其中旅客123人、機(jī)組9人。3月23日，失事的MU5735航班的其中一部黑匣子被找到，并被確認(rèn)為駕駛艙話音記錄器。3月27日上午9時(shí)20分許，在撞擊點(diǎn)東側(cè)山坡坡面1.5米土層下，消防員發(fā)現(xiàn)一橙色罐體，經(jīng)專家確認(rèn)，是“3·21”東航飛行事故客機(jī)第二個(gè)黑匣子。3月31日，民航局航空安全辦公室主任朱濤在舉行的“3·21”東航MU5735航空器飛行事故國(guó)家應(yīng)急處置指揮部第十場(chǎng)新聞發(fā)布會(huì)上表示，兩部黑匣子數(shù)據(jù)正在解碼中。