從20世紀(jì)60年代,黑匣子就是國際民航飛機(jī)的必裝設(shè)備,這一裝就再沒卸下來,直到今天,雖然它有種種不是:昂貴、有時候不聽話、隨便掉個旮旯里實在難找#8943;#8943;但依然沒有新方式替代它。
2009年6月1日,飛過巴西費爾南多—迪諾羅尼亞群島之后,法航的AF447航班突然從空管部門的雷達(dá)中消失。3天后,人們確認(rèn)這架服役26年的客機(jī)已經(jīng)墜毀。方圓650公里的海域中,漂浮的金屬碎片若隱若現(xiàn)。
“從那些金屬碎片看來,就像巨人無情地將飛機(jī)瞬間撕碎,然后將碎片倒入茫茫大海。沒人能從那雙巨手中逃脫。這是我見過的最為慘烈的空難,我才從現(xiàn)場回來?!盬eggan在Twitter中留言,他是一名巴西籍潛水員?!笆窃庥鰪娏覛饬?、恐怖襲擊,還是飛機(jī)上的航速測量器結(jié)冰出錯?任何人都無法下定論?!?/p>
“無法定論”的原因是“找不到黑匣子”。迄今為止,黑匣子仍然是空難事件中唯一客觀的證人。
“實際上,黑匣子是小名,它的大名是飛行數(shù)據(jù)記錄儀,上面有兩套自動記錄系統(tǒng)。一套是語言記錄儀,主要用來記載駕駛員與地面的聯(lián)系信息,以及駕駛艙內(nèi)和機(jī)艙內(nèi)的語音信息。一套是飛機(jī)飛行參數(shù)記錄儀,用來記載飛機(jī)的飛行高度、速度、飛行狀態(tài)參數(shù)等。”中國民航航空安全技術(shù)中心安全技術(shù)實驗室主任舒平解釋說?!霸趹烟匦值馨l(fā)明的第一架飛機(jī)上,就有了黑匣子的雛形,但沒人關(guān)注。后來空難越來越多,人們才意識到黑匣子的重要。”
飛機(jī)上的“老書記”
1953年,英國研制的世界第一種噴氣式客機(jī)“彗星號”墜毀,原因不詳,險些給噴氣式客機(jī)的前景蒙上一層陰影。鑒于此,澳大利亞航空的科研人員沃倫提出,應(yīng)該在飛機(jī)上加裝可記錄數(shù)據(jù)的電子裝備。1958年,他研制出第一個飛行記錄儀,與成人手掌差不多大小,可以記錄4小時的艙音和儀表數(shù)據(jù)。
到了20世紀(jì)60年代,飛行記錄儀已經(jīng)成為國際民航飛機(jī)的必裝設(shè)備。直到現(xiàn)在它都是空難事故調(diào)查中的重要證人。
在航空安全技術(shù)中心,記者看到數(shù)個空難中遺留下的黑匣子,艷麗的橙紅色(國際救援色),外觀看起來像集裝箱貨車模型,“車”頭部分向前探出一個類似于不銹鋼把手的拉桿?!澳莻€拉桿就是用于探測儀器水下定位的‘水下信標(biāo)’,一旦黑匣子落水,信標(biāo)即發(fā)出頻率為37.5千赫茲的聲波,聲納儀通過對其感應(yīng)來鎖定具體位置。”舒平一邊解釋,一邊打開一個黑匣子,“‘車’頭內(nèi),實際上安裝了18塊類似于電腦硬盤的計算機(jī)芯片?!?/p>
這個黑匣子的外殼是一個高強度箱體,分為4層。這4層通常是特種鋼外殼、防碰撞減震層、防腐防油層以及恒溫層,設(shè)計要求能耐2噸重的壓力,還要能經(jīng)受1000℃左右的高溫,以及海水、汽油等液體的腐蝕。而恒溫層膠狀物遇熱后迅速融化為液體,不論外界溫度多高,其溫度將維持在70℃的恒溫,以保證內(nèi)部芯片不會在高溫中損壞。
內(nèi)部芯片就像一塊硬盤,通過特殊的軟件可以對保留的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。譯碼專家對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行周密分析,從而得出結(jié)論。如果數(shù)據(jù)解讀完善詳盡,就可以通過三維立體圖形的方式,將飛機(jī)失事前幾秒鐘的運動軌跡完全再現(xiàn),通過電腦圖像還原飛機(jī)失事的全過程。
譯碼并不難,只要有譯碼本對照,基本一個晚上就能譯碼完畢。搜尋黑匣子才困難,尤其是黑匣子落入水中,尋找過程就更困難了。
要找到太難了
“當(dāng)黑匣子落入水中,水下信標(biāo)可能脫落,即使沒脫落,面對那么大一片海域,水下信標(biāo)發(fā)射的信號僅在1平方公里內(nèi)能接收到。這真是大海撈針,外加氣候、水深原因,法航找尋實在困難。”舒平說。
Weggan見證了搜尋的困難。“漆黑的海面,飄滿了航空燃油。所有的大海看起來都一樣,一望無際,一片混亂。大致確定失事地點,打撈起包括座椅和完全未拆開的救生設(shè)備等,還有印有法航藍(lán)色和紅色條紋的垂直尾翼,其原本的三角形狀依舊完好,沒有任何燒痕,黑匣子卻不見蹤影。”
“海軍坐在聲吶室聽音室里,緊張地關(guān)注著顯示屏,并仔細(xì)地收聽著探測儀器發(fā)出的‘嘟嘟’聲。專家說,發(fā)現(xiàn)殘骸海域平均水深4000米至5000米,海床裂縫可能深達(dá)8000米。潛水員無法到達(dá)這樣的水深,法國人帶來了微型潛艇‘鸚鵡螺’號,還有一個名叫Victor6000的遙控水下機(jī)器人,但它也只能潛入6000米的水深。并且,它從非洲附近的亞速爾群島行進(jìn)到空難地點花了8天,在這8天中,黑匣子可能滑向更深的海域。還有,這里的天氣太差了?!盬eggan繼續(xù)在Twitter上碎碎念。
正如Weggan所說,法航空難地點是一個不受大自然眷顧的地方。美國、巴西、法國都派出了搜尋飛機(jī),“這里的環(huán)境不適合他們。不時有飛機(jī)碰撞到海浪,然后爬升,然后又嗡嗡地飛向另一片海域,飛起,盤旋,但毫無用處。”
目標(biāo)海域廣泛,海底地形復(fù)雜,信號很可能被海底山脈阻擋。如果黑匣子掉到水深3000米以下的地方,它發(fā)出的有效信號近乎于零。
30天很快過去,信號信標(biāo)電力耗盡,法航AF447的黑匣子最終永遠(yuǎn)消失在大西洋海底。
“即使找到了,也不一定能起作用,”舒平說,黑匣子也有可能發(fā)生故障,或者舊的信息被新的信息覆蓋。
基于上述原因,前任國際航空運輸協(xié)會總干事兼行政總裁皮埃爾#8226;尚略借這次空難再次表達(dá)了他對黑匣子的不滿。“它已經(jīng)過時,應(yīng)當(dāng)利用實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸來對飛機(jī)的飛行情況做記錄。”處于風(fēng)口浪尖的空客高層也力挺皮埃爾,高喊著讓黑匣子退休。
暫時還無法替代
替代黑匣子,航空業(yè)早就考慮過其他選項,那就是衛(wèi)星。
衛(wèi)星,懸掛在空中的通信中繼站,它居高臨下,視野開闊,只要在它的覆蓋照射區(qū)以內(nèi),不論距離遠(yuǎn)近都可以通信。飛行途中,飛行數(shù)據(jù)可以打包發(fā)送給衛(wèi)星,經(jīng)過變頻和功率放大,再由衛(wèi)星的通信天線發(fā)向地面站。在此過程中,所需下傳的數(shù)據(jù)只與飛機(jī)艙內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)建立聯(lián)系,并不會影響飛行安全。
目前,以空中客車公司為代表的一些機(jī)構(gòu)正在著手研究,如何利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)實時傳輸飛行數(shù)據(jù),從根本上擺脫尋找黑匣子的難題,并節(jié)省掉用來尋找黑匣子的這部分巨大成本。
對此舒平認(rèn)為,黑匣子確實有必要改進(jìn),“但退休還不是時候,衛(wèi)星傳輸沒法替代黑匣子,起碼30#12316;50年無法實現(xiàn)?!?/p>
“目前,衛(wèi)星傳輸還是要比黑匣子貴很多?!笔嫫侥闷鸺埞P算賬,“中國有1000多架飛機(jī),日利用率是9.6小時,按照目前平均水平,每分鐘1.5到2美元計算,中國每年通過衛(wèi)星傳輸實施產(chǎn)生的話費就是3億多元。這僅是語音記錄,如果加上數(shù)據(jù)參數(shù),費用會更高。沒有哪個航空公司能夠承受。而一個黑匣子不過2萬美金,并且能用很多年?!?/p>
航空利用到的衛(wèi)星傳輸多是海事衛(wèi)星,記者就此向中國交通通信中心導(dǎo)航業(yè)務(wù)部主任趙玉民求證。他表示費用未必需要這么多,“用的人越多,用的量越多,價格應(yīng)該會越來越便宜。尋找黑匣子的確比從衛(wèi)星下行的成本要高?!敝劣诰唧w每年會產(chǎn)生多少費用,趙玉民表示要根據(jù)具體情況,無法給出具體數(shù)字。
即使費用不是問題,衛(wèi)星傳輸還存在技術(shù)上的難點。首當(dāng)其沖的就是帶寬,目前海事衛(wèi)星的帶寬無法滿足200多個數(shù)據(jù)傳輸,還有實時的語音傳輸。另外,怎么能準(zhǔn)確地尋找衛(wèi)星并發(fā)送數(shù)據(jù)?如果飛機(jī)失事,通常飛行姿態(tài)已經(jīng)不正常了。不管是海事衛(wèi)星或其他通信衛(wèi)星,都得有尋星的過程,中間的哪怕幾秒鐘都是很寶貴的。而且,在移動中尋找衛(wèi)星,必須安裝陀螺儀或類似的設(shè)備,成本很高。再者,“飛機(jī)上所有的東西穩(wěn)定安全是第一要素,要想在飛機(jī)上加個零件,需要很多年的認(rèn)證?!奔词惯@些問題都解決了,飛機(jī)故障多發(fā)生于天氣很差的時候,比如暴雨時,過大的雨衰會導(dǎo)致衛(wèi)星信號無法通信。
與衛(wèi)星傳輸并列的選項還有利用地面基站。業(yè)內(nèi)人士介紹說,空客正在研究一種“能隨意打電話的飛機(jī)”,如果研制成功,也能實現(xiàn)飛行數(shù)據(jù)和駕駛艙語音的實時傳輸。
尋找黑匣子的難度
為了尋找法航AF447航班的黑匣子,國際社會可謂用盡渾身解數(shù)。運輸機(jī)、偵察機(jī)、直升機(jī)、偵察衛(wèi)星、無線電監(jiān)聽站、軍艦、潛水員、核動力潛艇乃至無人以及載人深海探測器紛紛登場,但在30天時間內(nèi)仍沒能找到黑匣子,可謂凸顯黑匣子使用之不確定性的一次典型案例。
深海搜索
法航班機(jī)失事逾20天后,法國海軍偵測到疑似黑匣子發(fā)出的極微弱的信號。于是派出了善于深海作業(yè)的鸚鵡螺號載人深潛探測器。它能夠搭載3人潛入海底6000米處,曾用于找到泰坦尼克號的沉船位置。
淺海搜索
較深的海下區(qū)域由法國派出的裝有機(jī)械觸手、6臺攝像機(jī),可提起100千克重物的Victor6000遙控水下機(jī)器人負(fù)責(zé)。它可潛至海面下6000米深處。
地形不確定性
不規(guī)則的海底地形也會為搜尋黑匣子增加困難。
海面搜索
在尋找法航黑匣子的30天里,巴西、美國和西班牙派出了大力神C130、海上巡邏機(jī)和直升機(jī)等空中力量在海面上做之字形飛行進(jìn)行地毯式搜索。