未来黑匣子

邢鹏辉

数据都去哪儿啦

ACARS（飞机通信寻址与报告系统），成为了马航事件中最常被提及一个英文技术名词。这个可以通过无线电以及卫星让飞机与地面对话的数字化数据链系统，已被广泛用作航空公司对飞机进行监控和指挥的一种通信系统。借由此系统，飞机可以向航空公司发送飞行航段、油耗、发动机状态等短消息。既然是通信，反过来航空公司也可利用ACARS实时上传飞行计划和航路气象信息等。

据报道，马航MH370飞行过程中，ACARS被人为恶意关闭。那么为什么如此重要的监控系统会被设置成可关闭的呢？首先要知道，关闭ACARS系统并不是件简单的事，即使只关闭其机上信息输入系统都需要一串连贯复杂的操作。想想波音777驾驶舱内复杂的仪表盘，没事儿关它干啥呢？那是因为一旦ACARS发生故障需要重启，也为了避免因故障而干扰其它通信设备，以及避免在长时间工作时发热量大，为预防火灾和保护电气系统，飞机设计时驾驶舱留有可以关闭ACARS信息注入系统的手动开关。

在无法从ACARS系统获取飞行数据的时候，我们还有一个存储数据的秘密武器。与ACARS不同的是，这个武器的工作不受人为控制，数据也不能被人为擦除和更改，这就是黑匣子。这件我们最不愿用到的武器，一般被藏在最后面——飞机尾部。因为黑匣子有可抗猛烈冲击、抗高温火烧、耐深海压力、耐腐蚀浸泡等特殊功能，而我们飞机不具备这些本领。所以用到它的时候，基本是事后调查分析，为飞机事故查找真凶。

用于事故分析的抗毁型黑匣子里，记录空速、高度、航向、垂直加速度等参数信息的，是其飞行数据记录器（FDR）。通常情况下，FDR至少可以记录断电前25小时的飞行数据，因此几乎满足现有的所有航线的全程飞行数据记录。我们大概都有耳闻，黑匣子可以记录飞行员的通话，这是其另一部分在起作用，叫做座舱音频记录器（CVR）。它可记录机组成员对话、空地通话、旅客广播和驾驶舱环境声音。CVR至少可以记录断电前2小时的音频数据。

在飞行事故调查时，调查人员利用FDR数据可以重新生成飞机飞行轨迹，模拟再现灾难过程，找出机械或电气故障、驾驶员误操作、遭遇恶劣天气以及火灾等事故原因。利用CVR数据既可以获取机组成员话音信息，又可以通过驾驶舱座椅移动、舱门打开、爆炸、枪击、失速警告、发动机异响等背景声音间接分析事故原因。

虽然CVR能帮调查人员不少忙，但一旦有人非法闯入，并点了机组成员的哑穴，这件武器不就形同虚设了嘛？今天，我们行走在大街上，拥挤在地铁里，无处不被摄像头捕捉。视频监控技术如果可以在飞机驾驶舱内安装，就可以在日常飞行或飞行事故后通过视频回放对驾驶舱发生的非法行为进行确认和取证。2006年7月，FAA发布了关于驾驶舱视频记录的抗毁黑匣子适航建议，但由于一些飞机在设计时限于技术水平、安装成本和保护驾驶员隐私等原因，该标准一直未强制实施。目前，除少量较先进的民机外，绝大部分正在运营的飞机都未安装抗毁视频黑匣子。

动态、无线黑匣子

人们总是从教训中汲取经验。2009年法航AF447航班失事后，为分析事故原因，调查人员锲而不舍地寻找了两年黑匣子。就此，国际民航组织对飞机关键参数的实时传输技术进行了深入讨论，提出了“关键参数紧急传输”的建议，我们可以通俗的理解为“动态黑匣子技术”。所谓动态，是指在飞机飞行过程中，通过卫星通信技术将飞机飞行状态、发动机健康状态等少量关键信息实时传回地面。一来可以及时发现问题，空地积极协同处理，二来万一出现事故，在地面上的大型设备中存储的数据也可以弥补那个橘红色的小匣子失踪带来的遗憾。

但是由于卫星通信使用成本高、改装难度大等因素，目前仅在国际航线和高原地区运行的飞机安装有卫星通信系统，利用卫星实时传输飞行数据的技术并没能得到全面实施。在逐步开通空中网络的未来，希望卫星首先是保障飞机关键参数的及时动态传输，再满足人们万米高空发微博的炫耀心态。

退一步考虑，即使暂时做不到从空中实时传输，如果飞行终止后可以无线传输，也能省去航空公司地面维护人员在机场来回奔波读取、分析数据的烦恼。事实上，为了便于日常监控和飞行品质评估，如今的飞机驾驶舱内，就安装有非抗毁的快取记录器（QAR）。QAR加上如今十分普及的移动通信无线传输技术，就是无线快取记录器（WQAR）。就好像古时候一句话刻在石头上，扔不了多远。现在我们把它写进手机里，点发送键即可实现传阅了一样，该技术将日常生活中的3G手机上网功能移植到快取记录器中。WQAR不需要像QAR那样人工手动插拔数据卡来获取数据，可减少地面维护人员工作量，提高飞机起降效率。该技术已在空客、波音的部分机型的中得以应用。我国国产的新舟、研发中的大型客机也正在将这种技术应用其上。

如果在WQAR中再额外加入卫星通信技术，在飞机飞行过程中，利用卫星通信自动、实时传输少量关键飞行参数，比如国际民航组织规定的黑匣子必记的88个参数，就实现了动态黑匣子。当然，由于通信带宽、信号盲点、气象环境等影响；飞行事故发生时飞机与地面通信繁忙且不能被干扰；传输设备可能随时失去电源等因素，都会导致无线传输难以持续、稳定进行。因此，无线也好，实时也罢，实时传输技术目前仍无法完全取代可以确保飞行信息得到完整记录和幸存的传统黑匣子。

定位黑匣子

传统黑匣子既然无法被取代，那么在发生事故后及时、准确的定位黑匣子和失事飞机残骸极为重要。目前跨水运行以及无人烟地区上空飞行的载客航空器上都至少装备有一台应急定位发射机（ELT）。虽然ELT可发出频率121.5MHz的尖锐啸叫声，为海上、空中的救援力量指引方向，还有406MHz的频段向COSPAS/SARSAT全球搜救卫星发出求救信号。但这两种频率都无法在水中传播，意味着ELT天线入水后无法对外提供定位信号。不论是安装在飞机后段机体背部的固定式ELT，还是客舱最前部或机尾厨房附近的便携式ELT，都不具有黑匣子那样的超强防护功能。因此对于惨烈空难，飞机在空中或坠海后解体，ELT很难被人工启动，如果随机体残骸一起沉入海底，自动模式也起不了作用。

美国海军上个世纪开始陆续在执行海上任务的军用飞机上安装了一种具有抗毁能力的抛放式记录器（Deployable Recorder）。这种新型黑匣子集成ELT定位功能，可探测到飞机发生的灾难性事件，并与飞机快速自动分离。可长时间漂浮于水面，并自动发送身份识别码和位置信息，从而避免黑匣子沉入海底或被飞机残骸击毁等情况发生，提高了黑匣子的水上生存能力和寻回机会。

法航447事件后，国际民航组织讨论了在民用飞机安装抛放式记录器的可行性，并考虑修订水下定位信标性能规范，飞行记录器专家组提出最晚2018年1月1日后在偏远地区和水上运行的飞机上安装抛放式记录器。

责任编辑：武瑾媛