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2023年1月15日，一架ATR-72小型飞机在尼泊尔博克拉地区坠毁。据最新报道，机上载有的68名乘客与4名机组人员全部遇难。
空难令人哀伤，不过16日官方消息称，失事飞机的黑匣子已经找到，专家也可以通过解析黑匣子中记录的飞机失事前的飞行状态与飞行员的操作方式，解开飞机坠毁的真正原因。解释空难原因，黑匣子就是关键中的关键。自1956年黑匣子实装后，全世界的所有空难，现场搜救人员第一时间要做的，除了救人，就是寻找那个颜色并不“黑”的黑匣子。
黑匣子怎么记录这些重要信息？在飞机从万米高空坠落后，它怎么保证芯片可读、数据完整？本文中与非网将带你了解黑匣子数据的秘密。
黑匣子是调查空难原因的关键
黑匣子，全称飞行记录器（Flight Recorder），是一个通体喷满亮眼橘色的数据记录装置。黑匣子一词来源于航空工程师François Hussenot发明的飞行记录仪前身，它的原理类似于照相机，利用拍照来记录飞行情况，因此就需要一个“黑匣子”来处理胶卷的曝光。黑匣子这一词汇也在真正的飞行记录仪发明后沿用至今。
国际民航组织（ICAO）要求现代客机上安装两个黑匣子，分别是飞行资料记录器（Flight Data Recorder，FDR）与驾驶舱通话记录器（又称座舱通话记录器，Cockpit Voice Recorder，CVR）。FDR可以记录飞机在飞行时的工作状态、引擎参数以及飞行参数等，包括速度、高度、航向、发动机推力等许多详细数据。空难后，专家通过这些数据解析飞机在失事前飞机是以一种什么样的飞行姿态工作的，数据可以被记录24个小时以上。CVR可以记录飞行员与地面的空管人员之间的对话，此外客舱内机组人员的广播语音以及仓内乘客的声音也会被记录下来。它可以帮助专家复原飞机失事前仓内发生的具体情况，所有声音可以被记录两个小时。一些较新的飞行记录设备将FDR和CVR的功能组合成一个单元，这些装置被称为驾驶舱语音与数据记录仪（CVDR）或组合记录仪。
两种黑匣子外观 图源：Timesofindia
除了数据记录装置外，找到客机失事的位置是一切的前提。ICAO除了要求客机需要安装两台黑匣子记录飞行数据外，还规定载客量超过19人的商用飞机还需装备至少一部紧急定位发射仪（ELT）。ELT也称应急电台，当飞机受到巨大外力撞击或触水时，这个一般位于机身后方的装置会自动开启并发射信号，持续时间一般不少于24小时，国际卫星搜救组织的卫星系统可以接收信号。ELT的工作频率为121.5MHz、243MHz和406-406.1MHz，分别向航空移动业务电台、营救电台与有人飞行器以及卫星发射信号。
除了飞机自带定位装置外，黑匣子也有自己的定位装置。
从上图黑匣子外观图中，我们可以看到机构右侧有银白色金属包裹的圆柱体，这其实就是黑匣子的定位装置，也称水下定位信标（ULB）。当飞机在水上失事后，黑匣子就会落入水中，信标就会因为被水浸透而导通电路，持续发出37.5KHz的超声脉冲鸣叫，虽然人很难听到，但它很容易被声呐或其他声学定位设备检测到。官方资料解释，这种声音可以从4267米深处的水中传到水面。此前它可以每秒发出一次信号并持续30天，后来经过马航MH370事件后，这个标准被提升到了90天。
不同功能的黑匣子相互配合就能帮助空难专家精准还原事故前仓内的各种细节，找出失事的真正原因，推动飞机设计改善，避免下次危机发生。但这一切都有一个前提，那就是黑匣子中记录的数据必须清晰完整。
黑匣子如何工作
自1953年发明以来，黑匣子已经更新迭代了多次。最初的黑匣子是由澳大利亚的研究员David Warren发明的“飞行记忆单元”，用来检测世界上第一架喷气式客机的频繁坠毁情况。那时的黑匣子还在采用金属丝与纸带记录飞行数据，后逐渐转为磁带记录。由于磁带的介质的耐热性不高，在上世纪90年代Flash闪存技术成熟后，黑匣子逐渐换装闪存芯片。简单的说，过去空难就是寻找“磁带”，现在则变成了寻找“U盘”，不过他们的共性就是——非常结实。
我们从这张黑匣子的透视图中可以分析一下整体结构。
黑匣子内部结构 图源：howstuffworks
黑匣子的结构基本可以分为两类——数据处理与数据存储。而空难后调查真相的关键就在于数据存储模块，据接触过黑匣子的相关人士透露，整个装置的重量大部分都来源于那个圆柱体，也就是数据存储模块。
或许你经历过曾经Sony随身听时代的辉煌，由于它需要在磁带上进行读取操作，整体结构被做成了长方体。事实上在应用闪存颗粒之前，黑匣子也一样是长方体。不过这种结构在受到外力冲击时强度不佳，在技术换代后存储模块就变成了承压能力更强的圆柱体。
现在客机在启动后，黑匣子就开始自动记录各类参数。无论是旧版还是现代的客机操作系统，飞行传感器收集到的所有参数都会首先发送到飞机前端的飞行数据采集单元（FDAU），它是客机系统的“总指挥”与“管理者”，同时负责将参数发送到黑匣子内。
目前互联网上有不少相关人士分享了黑匣子内部结构图，记者从国内论坛中找到了某款CVR的内部电路结构图。
