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飞行数据记录系统——记录飞机失事信息的“黑匣子”宋琳1.什么是“黑匣子”2.发展历程及我国自主研发的FJ系统3.特点4.用途5.组成6.记录参数7.扩展应用内容提要什么是“黑匣子”“黑匣子”是飞机专用的电子记录设备之一，名为航空飞行数据记录仪。里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析之用。黑匣子具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。发展历程“黑匣子”是一位墨尔本工程师在1958年的发明。早在上世纪40年代，世界各国先后开始了飞行数据记录器的研制工作，到50年代末就被许多国家列为飞机的必备装置。早期的飞行数据记录器用铝箔、钢丝、钢带作为记录介质，记录参数少、数据解调比较困难，准确度也差，后来被磁带记录器所代替。为了使记录的数据在飞机坠毁的情况下得以保存，必须在记录介质外面包裹上一个防坠毁壳体。1958年美国联邦航空局制定的TSO-C51(以后修订为TSO-C51a)标准规定了这种防护壳体的坠毁幸存要求。我国早期自主研制的机载磁带记录器起初是用于军用飞机试飞时测量飞行参数的，有模拟式的，有数字式的。到了80年代初，机载磁带记录器推广应用作为机载设备直接装备飞机，用以记录飞机的飞行数据。我国自主研发的FJ系统上世纪70年代中期，我们生产的用来装备某军用飞机的YG101光学压力自记器，实际上是一种光学记录飞行数据的装置。其记录介质是照相纸，记录的参数有飞行高度、空速、温度、过载、油耗等6个参数，属模拟记录器。这种设备因为没有防坠毁壳体，所以不能用于事故记录。到了80年代初，我国研制的FJ-1、FJ-1A飞行参数记录仪就是我国自主研发的装备军用飞机的数字式的记载磁带记录系统。而后研制出的FJ-30飞行数据记录系统，是我国第一个取得TSOA项目批准书的机载产品，也是我国第一个带有防坠毁壳体的机载记录器。而我国上世纪90年代初期又进一步研制出了FJ-20这一新一代飞行数据记录系统，在这一领域，居于世界前列。特点“黑匣子”一般具有体积小，重量轻，采集和记录敷据精度高，使用维护方便，数据处理时间短，可靠性高的特点。尤其是其中的事故记录器一般采用体积小、重量轻的坠毁幸存壳体．在火烧、撞击、挤压、水泡等条件下仍可完好无损。即使飞机由于各种原因坠毁，事故记录器一般也是完好的。所以事故记录器是分析飞行事故的重要依据。用途“黑匣子”记录的各种飞行参数与地面数据处理站专家系统相结合，可以用于：①飞机技术性能的研究和改进、战术研究和提高；②建立飞飞行员飞行档案，实现飞行员飞行技术管理的现代化；③考核飞行训练质量，实现飞行训练手段现代化；④预测设备故障；⑤为事故分析提供关键数据和依据；⑥为飞机、发动机性能和状态监控和维护提供科学依据。组成“黑匣子”是现代计算机技术、微电子技术、新材料技术等相关技术综合应用的产物。从其组成看来，一般可分为两大部分：机载部分和地面处理部分。图一飞参系统外场采集敷据框图机载部分机载飞行参数记录仪是飞参系统的机载部分。主要完成数据采集和记录任务。其中的记录器是飞参的数据记录设备。记录器可以分为主记录器和事故记录器．主记录器一般容量大，记录的数据多；而事故记录器一般容量小些．记录的数据少。它们都是由半导体存储器构成，共同特点是记录的数据在关闭电源后不会丢失。图2飞参系统机栽部分地面处理部分地面检测仪用于飞参的地面校验和读取记录器中记录的数据。它一般是一个便携式的设备。拷贝卡由半导体蕊片组成，类似于游戏机的游戏卡，用于存储数据。由上囝可以看出，机载飞行参数记录仪将飞机飞行过程中的各种参数，记录在记录器中。飞行结束后，在外场通过地面检测仪。将记录器中的数据复制到拷贝卡中，以便于送到实验室对数据进行分析。在实验室将拷贝卡的数据传送到计算机中．在数据处理软件的作用下，将数据还原分析。在飞参记录仪中，对于与飞机飞行密切相关的参数，每隔一定时间，在飞参的参数记录器中记录下来。记录的数据有很多。图3飞参系统地面处理部分记录参数根据飞机以及飞机上装备的设备不同，记录的参数大致有以下几个部分：①反映飞机飞行状态的参数：如飞行高度、指示空速、真空速、马赫数、升降速度等；②反映飞机飞行姿态的参数：如俯仰角、倾斜角，沿飞机纵轴、横轴、立轴向的加速度等；③反映飞机飞行航向的参数：如磁航向、无线电航向、飞机偏航的角速度、风速等；④反映飞机发动机状态的参数：如发动机转速、排气温度、油门杆角位移、飞机剩余油量等；⑤反映飞机有关操纵机构的参数：如升降舵角位移、副翼角位移、方向舵角位移、驾驶杆角位移、脚蹬位移、飞机调效机构的位移等；⑥反映飞机其它有关设备的参数：如起落架收起和放下信号、液压系统的压力信号、座舱盖上锁信号、流逝时间信号、重要手柄把手位置信号、设备故障信号、告警信号等。扩展应用现在，汽车黑匣子以高档小汽车和特殊商务用途车为主向普通汽车逐步普及。汽车黑匣子是新一代汽车安全设备，它是继安全气囊、ABS刹车系统、ESP车辆稳定系统后又一个有望普及的车载安全设备。，目前，汽车黑匣子技术得到了突破性的发展，预计汽车黑匣子不仅将发展为大众化的汽车用设施，而且无庸置疑的将成为汽车必备的标准设备，为公路交通行驶保驾护航。小结以上记录的飞行参数基本反映了飞机各个方面的情况，通过对这些原始数据的分析，结合飞机的具体情况和飞行训练的实际，可以解决飞行过程中的一些实际问题。总之，“黑匣子”作为现代飞机的重要电子设备，在各个方面发挥着不可替代的作用。但是要使飞参记录的飞行数据要发挥更好的作用，还需要在许多方面作认真的研究。