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中国连火箭黑匣子都能造出来,为啥飞机黑匣子搞不定?

100次浏览     发布时间:2023-07-09 16:31:39    

开头

失事的东方航空公司MU5735航班,机型波音737-800,一共有两个黑匣子,都是由美国霍尼韦尔公司制造的。

而且不只是波音,连空客公司、中国商飞的C919里面的黑匣子也是他家的,这么说吧,霍尼韦尔已经成为全球飞机黑匣子市场的主要生产商。

但看到另一消息,说的是中国长征系列和神舟系列火箭里面的黑匣子,却是由中北大学所研制。

虽然这所学校名气不大,但作为一所老牌的军工大学,大到神舟飞船的黑匣子,小到枪弹中的火药,都有中北大学的广泛参与。

那么问题来了:

飞机黑匣子跟火箭黑匣子有什么区别?

国内真的做不出来飞机黑匣子?

飞机黑匣子

说起飞机黑匣子的历史,要追溯到上个世纪50年代。

当时英国的哈维兰航空公司推出“彗星”号,这是世界上首架喷气式客机,该机型的问世就轰动一时,使得从英国到澳大利亚的旅行成为普通人也可以想象的事情,但不幸地是在投入运营后接连发生事故。

为了搞清楚事故原因,英方在澳大利亚组建了调查团队,攻关小组排查可能的事故线索,绞尽脑汁却一筹莫展。

这时团队中有一位叫大卫·沃伦的年轻专家就在想,如果飞机上有个录音机能录下了机舱内的声音,是不是就能知道发生了什么。

但这个录音设备,还必须能经受住飞机坠毁燃烧的高温或水侵后仍能播放才行。

于是沃伦一头扎进自家车库钻研起来,终于,“黑匣子”的雏形有了,它可以存储四个小时的语音记录和飞行数据,沃伦把它称作“一个协助航空事故调查的装置”。

虽然沃伦的上司对他的想法不以为然,认为这个仪器没啥用,但是英国人对这个发明很感兴趣,很快决定要安装在民用航班上,此后,“黑匣子”逐步推广开来。

随着世界航空工业的发展,飞机性能越来越高,飞行数据记录越来越多,对黑匣子的制造提出了更高的要求。

目前飞机上一般安装两个“黑匣子”,一个是驾驶舱语音记录器,主要是从飞行开始后,它就不停地把驾驶舱内的各种声音全部录下来,但它只能保留停止录音前30分钟内的声音;

另一个是飞行数据记录器,会把飞机上的各种数据即时记录在磁带上,有16种是重要的必录数据,如飞机的加速度、姿态、推力、油量、操纵面的位置等,记录的时间范围是最近的25小时。

通常这两个黑匣子一般位于飞机尾部,如果飞机坠毁,通常情况下机尾部是受到撞击的最后部分,所以放到飞机尾部使黑匣子保存的可能性增大。

火箭黑匣子

当然,黑匣子不只是民航客机的“专利”。

在航天发射中,也会遇到火箭爆炸事故对吧,这时也需要黑匣子,它的作用是可以对火箭各个环节的状态监测都有记录,便于分析事故原因。

但跟飞机力求在事故中保存下来的黑匣子不同,火箭黑匣子其实是一种磁记录仪,往往由磁带记录火箭飞行相关数据,比如推进过程中速度的大小和角度,以及火箭正确飞行路径的大量参数的状态等等。

有些黑匣子放在火箭上(例如神舟六号任务,或直接携带设备的气象火箭等),有些在火箭携带的航天器上(例如美国的航天飞机)。

比如哥伦比亚号航天飞机装备了数百个传感器、应变计、温度探测器等,用于监测飞行器在上升和返回过程中的载荷和应力,这些传感器监测的结果最终被送入磁记录仪。

我国的神舟飞船任务中也在一级火箭安放了磁记录仪。无论是否发生发射事故,回收这些记录仪都对飞行情况的分析非常有帮助。

通常来说它会在火箭一二级分离的时刻被释放出来,耗尽的一级发动机经爆破与二级分离,在数十万米高空,“黑匣子”与一级发动机残骸一起经历起爆、燃烧、坠落。

在这个过程中它要承受数万倍重力加速度的冲击、一级发动机残余燃料的炙烤、大气层的摩擦以及着陆瞬间坚硬物的撞击。

所以对于火箭黑匣子的要求也很高。

比如采用了特殊的装甲防护,能够在1000摄氏度高温中烧半个小时,或在海水中浸泡一个月而无恙;可以抵抗一万个G(重力加速度)的冲击,科技人员曾把它放在炮弹中打出去,打到铁板上瞬时产生15000个G的冲击量也没能让它损坏。

值得一提的是,我们的长征系列和神舟系列火箭的黑匣子,就是由中北大学研制的,他们具有丰富的经验,主要承担了火箭飞行过程中关键部位力学参数的采集和多路图像数据的存储任务。

从神舟一号到神舟十号、从天宫一号到天宫二号,中北大学研制的“黑匣子”经过了十二次的飞行试验,已经从神舟一号上的第一个逃逸黑匣子发展到现在的三个黑匣子,存储介质从最初的静态存储发展到现在的闪存,记录的信息容量更大,记录速度更快,设计的结构抗复杂环境中的高过载、高冲击能力更强。

感悟

火箭黑匣子我们都能搞定,为何飞机上使用的黑匣子还要依赖他国?

首先这两者的用途不同,这就导致内部的结构原理就千差万别,技术难度也就不一样。

其次目前飞机黑匣子的制造标准主要在美国,比如美国联邦航空局、美国航空无线电公司,以及欧洲民航设备组织等,想要赶上还比较困难。

当然,中国也有企业在做飞机黑匣子。

比如航空工业陕西千山航空电子有限责任公司,始建于1969年,是中国机载飞行参数及音视频记录系统 ( 俗称“ 黑匣子” ) 的诞生地和研制生产基地,是具有预先研究、设计研制和综合配套能力的高新技术企业、国家重点保军单位。

飞机黑匣子是美国公司制造,波音也是美国制造的,那是因为人家有百年的发展过程,这当中有无数失败的经历,而这些经验教训能使产品变得更加安全可靠。

所以能造得出来是一回事,能让大众认可又是另外一回事,中国在这方面还任重道远,还要不断加油才行。