黑匣子为何至今未助搜救

　　国际空港信息网2014年3月15日消息：在经历了长达一星期的搜救行动后，马航MH370客机依然不见踪影，在焦急等待搜救结果的同时，外界对用于客机事故调查的重要部件——俗称“黑匣子”的飞行数据记录仪的争议之声也多了起来。

　　许多人认为，黑匣子应该实现在飞机飞行过程中向地面实时传送关键飞行数据，以便在事故发生后的第一时间获悉有关情况，而非像现在这样，在寻找到黑匣子之前，人们对于飞机失事前到底发生了什么一无所知。

　　美国前军事安全专家阿兰迪尔(Alan Diehl)认为，黑匣子实施传输数据的解决方案非常滞后。“我们不能在每次事故后，都寄望于找到黑匣子再分析事故原因。”

　　腾讯财经调查发现，目前黑匣子实时数据传输的最大障碍并非遇到技术难题，而是经济性和实用性的问题，客机实时传输黑匣子数据的成本过高，每年要额外支出上千万甚至上亿美元。

　　目前，黑匣子制造业主要由美国的几家制造商所垄断，由于该行业监管要求高、成本大、市场增长缓慢等特殊性，使得行业的进入门槛较高。北京航空航天大学电子信息工程学院教授秦红磊指出，作为一个沿用60多年的技术，黑匣子至今并没有太大的技术改进。目前，制造商对未来黑匣子技术发展的投入依然还是主要集中在增加其电池容量、发射信号强度，以及防水、防火、抗冲撞等非通讯相关技术上。

黑匣子制造行业缓慢增长 进入门槛高

　　目前黑匣子的制造商主要集中在美国，Avionics、Honeywell、L-3 Communications和Teledyne这四家制造商几乎垄断了全部黑匣子制造市场。

　　根据研究机构IBISWorld的数据统计，2012年，黑匣子制造业在美国的总产值约为2.64亿美元，同比增长近2%，在此前过去的5年中，该行业以每年0.5%左右的速度缓慢增长。

　　黑匣子制造业市场常年来较为稳定，主要受到航空业景气程度的影响，在航空业繁荣期，黑匣子的需求量自然也随之增加，从2007年-2012年的5年间，尽管受到金融危机影响，全球经济有所下滑，但黑匣子市场依然表现良好，主要原因是对新商业用客机的需求和国防支出持续增加。

　　同时，随着油价的不断上升，各大航空公司更旗下客机更新换代为更为节能的新型客机的需求也不断上升，因此，波音、空客等客机制造商在近年来都增加了对黑匣子的需求。

　　“持续增加的销售量以及价格，使得该行业的较高的成本得以被消化。”IBISWorld 行业分析师玛丽南菲尔特(Mary Nanfelt)说，南菲尔特指出，由于黑匣子对于坚固性耐撞击、耐火的特殊要求，使得黑匣子制造对于钢铁的需求极大。

　　南菲尔特认为，从2012年至2017年的接下来的5年中，黑匣子制造市场将进一步增长，随着客机技术的不断升级和型号的更新换代，以及亚洲地区航空公司数量的不断增长，对于客机的需求依然旺盛，同时，南菲尔特预计钢铁价格在同期将维持相对稳定，这将使得该行业的成本及利润率将得到有效的控制。

　　“尽管行业会进一步增长，但美国政府削减国防开支将对该行业带来不利影响。”南菲尔特指出。近年来，由于美国财政削减开支，政府用于国防的支出减少，军用飞机的需求将有所下降，因此将影响到黑匣子制造行业。

　　在行业不断扩张的同时，该行业的参与者的数量却基本上不会改变，主要原因是该行业有着极高的进入门槛。

　　首先，制造黑匣子需要得到相关政府部门的批准，根据黑匣子制造商L3提供的资料显示，民用和军用的黑匣子制造和质量检测需要经过美国联邦空管局、美国交通部、美国国防后勤部、美国陆军导弹司令部、民航局、海军海上系统司令部等多个政府相关部门的批准。

　　其次，该行业的成本较高，包括研发投入和原料成本和制造成本。

　　此外，黑匣子制造商很大一部分订单实际上是来自于政府部门，这些行业中的领先者会向政府相关部门提交详细的技术解决方案、设计以及成本预估等资料，来换取政府订单。

　　从非政府订单来说，波音和空客两大民航客机制造商，是黑匣子的主要需求方，从近年来这两家制造商的飞机订单情况来看，不同年份间的订单数量波动较大，例如2013年，空客全年商用机订单1503份，波音为1355份，而2012年，两者的数字则分别为626和648份。客机订单的波动性也给黑匣子制造行业带来一定的不确定性。

黑匣子技术并无重大改进 仍注重非核心技术

　　国内某飞机设计研究院研究员杨辉告诉腾讯财经，黑匣子利用内置电池发射信号，一般会维持30天的续航时间，并且其信号范围有限，“在水下只有方圆一平方千米的发射范围，如果要保持信号发射范围过大的话，内置电池所能提供的续航时间就会减少”。

　　北京航空航天大学电子信息工程学院教授秦红磊补充说，黑匣子本身是利用的无线电发射技术，“在陆地上还好说，掉进海里的话，受海水影响无线电信号会衰减的厉害”。他讲到，要加强其无线电信号发射功率的话，黑匣子本身的电池就会缩短使用时间，“根本上说，黑匣子的发射功率与电池的续航存在矛盾关系”。

　　既然黑匣子存在这么多的局限性，为何没有更先进的技术来取代它呢?

　　秦教授表示，目前的先进技术还不能完美应用在黑匣子上面。“比如说卫星导航，使用声呐信号来进行定位，但由于波段原因，很难将黑匣子上的信号装置做成全向天线，只能使用定向天线。黑匣子从飞机上掉下来时如若发生反转，那么这个天线就可能完全收不到卫星发出的信号，更况且卫星本来到达地面信号就很弱。”

　　作为一个沿用60多年的技术，遗憾的是，黑匣子至今依旧没有太大的改进。秦红磊说，目前的改进还是集中在增加其电池容量、发射信号强度，以及防水、防火、抗冲撞等方面。

　　目前，一般客机上安装的黑匣子实际上有2台，一台是飞机数据记录器(FDR)，负责记录飞行中各种参数。如飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、操纵面位置等，记录的时间范围是最后的25小时。

　　另一台是座舱话音记录器(CVR)，可以保留停止记录前30分钟或120分钟的驾驶舱内的各种声音，包括机上空勤人员的对话、机上与地面的通话，以及机舱里的各种声音等。

　　未来黑匣子技术的发展趋势，将会是二者一体化，即飞行数据和话音记录器整合在同一个仪器中，事实上，有一些厂商已经在做这方面的尝试，如黑匣子制造商Smith Industries,最近宣布其正在开发一种新型“黑匣子”，该设备被称为“集成数据采集记录仪”(IDAR),可以实现同时记录飞行数据和语音信息的功能。该设备将使得黑匣子的总重量减少25%。

　　在厂商对黑匣子技术进行不断探索的同时，相应的政策条例也在进行着相应的更改，美国新通过的航空法案要求黑匣子记录更多的飞行信息，这给厂商带来了更大的挑战，即如何在黑匣子的体积和重量不断减少的同时，要存储更多的数据信息。

　　美国国家交通安全委员会要求大型客机安装可以记录机舱影像的记录仪，用于现有的黑匣子信息的补充。

　　此外，制造商还在研究如何在事故发生时，让黑匣子从机舱中主动弹出，而非随客机被动坠毁，增加损坏的几率。

　　对于目前外界提出的黑匣子为何不能实时向地面传输数据，以便地面更及时地了解失事客机的情况的疑问，有关专家指出，这并非纯粹是技术上的问题，主要涉及到经济性和实用性的问题。

　　从技术角度来看，传输黑匣子内的飞行数据，要求抗干扰性强，保密性强，这种技术需要用到卫星。 而从经济性上，实时传回的话，每年的费用过高，黑匣子制造商L-3在12年前做过统计，称一架环球航线实时传输数据每年的成本高达3亿美元。(腾讯财经 纪振宇 刘鹏 周纯 发自北京)

相关背景资料：

　　一、黑匣子的发展历史

　　黑匣子，即飞行记录器，是安装在航空器上，用于航空器事故的调查、维修和飞行试验。1953年，世界上第一个飞行记录器由澳大利亚研究实验室的戴维沃伦博士发明。

　　随着科技的迅速发展，黑匣子也在不断更新换代。20世纪60年代问世的黑匣子(FDR)只能记录5个参数，误差较大。70年代开始使用数字记录磁带，能记下100多种参数，保存最后25小时的飞行数据。90年代后出现了集成电路存贮器，像电脑中的内存条那样，可记录2小时的CVR声音和25小时的FDR飞行数据，大大提高了空难分析的准确度。而今天，集成电路存贮器已经非常成熟，能记录阻力、升力、飞行姿态等200多种飞行数据，而且准确度非常高。

　　介于黑匣子在空难中仍有损坏，国际航空机构又规定了更加严格的标准，而且记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪，类似于电脑里的存储芯片。

　　二、黑匣子的组成

　　机上安装的飞行记录器有2台，即每架飞机通常有两个黑匣子。

　　一台是飞机数据记录器(FDR)，负责记录飞行中各种参数。如飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、操纵面位置等，记录的时间范围是最后的25小时;

　　另一台是座舱话音记录器(CVR)，可以保留停止记录前30分钟或120分钟的驾驶舱内的各种声音，包括机上空勤人员的对话、机上与地面的通话，以及机舱里的各种声音。

　　黑匣子一般安装在飞机的机尾，这是最安全的部位。在空难时可以被完整保留下来。

　　黑匣子并非是黑的，而是常呈橙红色，主要是为了颜色醒目，便于寻找。

　　黑匣子非常坚固，可耐飞机坠毁时的猛烈冲击和高温热焰。在1100摄氏度的火中能炙烤30分钟，能承受2吨重的物体挤压5分钟，能够在汽油、机油、油精、电池、酸液、海水中浸泡几个月。

　　即便如此，黑匣子仍然有可能在爆炸中被破坏。

　　三、黑匣子如何工作?

　　黑匣子上是没有无线电发送装置的，在陆上坠机的话，黑匣子提醒人们注意的只是它桔红色的明亮外壳、以及外壳上的发光带。

　　黑匣子唯一能对外发出信号的部件叫做水下信标(ULB)，水下信标在遇水后启动，信标开始发送人耳听不到的超声波脉冲，这种脉冲可以被声纳和声学定位仪探测到，并能从深为14000英尺(4627m)的水下传递声音。每秒发一次频率为37.5KHz的声波信号(注意是声波信号)，可持续工作30天。信标由可以连续工作6年的电池驱动。

　　因为信号范围有限，一般能辐射200至300公里，搜寻点必须在它附近。

　　有几种情况下黑匣子会停止工作：1.当黑匣子自身电池耗尽，就会停止发信;2.因爆炸导致黑匣子严重受损，无法工作;3.黑匣子信号发射器脱落也无法运行。

　　四、黑匣子在历次主要空难中的作用

　　2009年6月1日法航447航班在大西洋上空坠毁，机上人员全数罹难。直至2011年3月25日，法国航空安全部门民用航空安全调查局启动最后一次搜寻计划。利用水下载具在锁定飞机最后位置方圆37公里进行搜索。最终搜索人员在位于飞机最后位置东北方向12公里深度4000米的地方找到了飞机残骸。随即进行的第二轮搜索中，通过潜艇搜寻到了飞机的“黑匣子”。幸运的是，即使在海底待了2年，“黑匣子”里的数据然保存完好。调查人员得以通过获取的数据分析出了当时的情况。

　　法航空难中从飞机失踪到最终定位残骸用了大约两年时间，失事后3年多时间内，调查人员花费将近两年时间打捞客机“黑匣子”，又用一年时间分析各种数据，才最终发布终结报告。 坠机过后约三年，调查组才根据黑匣子公布原因：驾驶舱侧杆设计导致飞行员操控失误。

　　从黑匣子—其在航空界里意味着揭开最终秘密的仪器，调取分析关键数据。从法航不惜花费两年半和数千万欧元也要打捞出黑匣子就能看出其重要性，最终法航447事故也是通过分析黑匣子以及驾驶舱录音得到的最终关键证据。

　　1998年9月2日的晚上，一架由纽约飞往日内瓦的航班诡异地一头扎入加拿大斯科舍省近海，机上229人全部遇难。飞机上的黑匣子或许可以为飞机坠毁提供有价值的线索，但是，由于黑匣子并没有记录下飞机飞行时最后几分钟的数据，加拿大运输安全委员会不得不进行了一场为期四年半、耗费三千九百万美元的调查，他们只能试图通过其他方式找到飞机坠毁的原因。

　　2013年鞑靼斯坦航空公司波音737客机在喀山国际机场着陆时撞击地面并爆炸，机上50人全部罹难。几天后对喀山空难失事飞机的“黑匣子”的解析结果显示，失事前飞机的两个自动驾驶仪之一失灵，飞机改为手动驾驶模式，并曾因无法正常着陆而重新起飞。

　　2008年3月初，一段疑似1997年深圳“58”空难黑匣子的解码录音被传到网上，引起轩然大波。那一天中国南方航空公司的CZ3456航班在空难中失事，导致35人死亡。疑似黑匣子录音全程记录了那场悲剧的最后12分44秒，机组人员之间的对话以及他们向地面塔台的求救过程。有网友表示，听这12分钟的录音，是对心理最大的考验。坚持听完的人应该不会忘记，飞机的副驾驶在最后1秒时那绝望的喊声。

　　韩亚空难中黑匣子的记录，有信息显示飞机降落时的速度远远低于允许的最低速度。在大约305米的高度，客机的速度为149节，随后，随着高度的下降，飞机的速度也同步下降，在事发前3秒钟，飞行的速度只有103节(大约190公里/小时)。

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