黑匣子|黑匣子里的“黑科技”( 二 )
更重要的是 ， 黑匣子本身就有着“金刚不坏之身” 。 为了保存记录器内部的存储介质 ， 这些年来 ， 无论是军用飞机还是民用飞机的设计者 ， 都在抗毁性设计上下足了功夫 。
国外某军工企业拥有悠久的黑匣子制造历史 ， 产品覆盖军用和民用两个领域 ， 其产品横跨第一代战机到第四代战机 。
有一段宣传片可以窥探究竟——
在该公司的试验室里 ， 设计师正在对黑匣子进行分解和检测 。 把外壳拆卸后 ， 我们能看到第一层防毁壳体 。 这一层防毁壳体采用高强度合金制造 ， 是直接承受重力加速度的一道防线 ， 能够防止内部存储介质受到强烈冲击造成的破坏 。
第二层则是隔热填充物 ， 大多采用干硅石、小苏打等隔热性较好的材料 ， 可实现很好的绝热效果 。
第三层是采用铝合金或陶瓷材料制造的小壳体 ， 以及石棉、硅胶两层填充物 。 把这些材料剥开后 ， 我们才能看到内部存储器的“真面目” 。
这样层层包裹的设计 ， 使黑匣子具有极强的抗火、耐压、耐冲击、耐海水浸泡、抗磁干扰等能力 。
现在黑匣子的强度让最安全的保险柜都甘拜下风 。 它可以经受超过自身3500倍重量的撞击 ， 在1100℃的高温下耐火1小时 ， 能承受2吨的重物挤压5分钟 ， 在汽油、酸液、海水等环境中浸泡30天以上 ， 且能承受6000米深海压力标准 。
这些严苛的标准是黑匣子安全性的体现 。 即便飞机摔得“四分五裂” ， 黑匣子也能将数据保存得完好无损 ， 拥有名副其实的“金刚不坏之身” 。
正是黑匣子的高可靠性 ， 让其维修成为不可实现的任务 。 在日常维修中 ， 修理工厂只能对其进行数据检测 ， 无法打开修理 。 一旦发生事故后 ， 只要能够读取数据就已实现了价值 ， 黑匣子自身也失去了修理意义 。
小匣子功能大 ， 全身上下“科技范”
对黑匣子来说 ， 仅有“金刚不坏之身”是不够的 ， 还要具备强大的专业功能 。
黑匣子经历几代的发展 ， 发挥的作用也在不断拓展 。 除了充当裁定飞行事故原因的“法官” ， 它还经常以“教官”的身份出现 。
对战斗机来讲 ， 黑匣子可以真实记录飞行员空中技战术动作 ， 回放空战对抗训练的全过程 ， 对飞行员完成飞行课目进行质量评估 ， 让对抗训练有了权威的“裁判” 。 同时 ， 黑匣子还可以监控飞机发动机的各种参数变化 ， 帮助飞行员分析战术动作 ， 研究论证新的战法 ， 对于提高训练质量和预防飞行安全事故意义重大 。
实际应用中 ， 一些国外空军经常通过黑匣子对飞行数据记录进行复盘 ， 为军事演习提供更加真实的数据支持 。
很多人有疑问 ， 制造这样一个硬核又神秘的黑匣子 ， 要满足什么样的标准呢？
早在1958年 ， 美国联邦航空局就颁布了第一部飞行数据记录器技术标准 ， 对黑匣子的外观、尺寸、抗毁性等有了明确的规定 。
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 。
不同型号、不同功用的飞机 ， 黑匣子的制造标准也不尽相同 。
目前 ， 黑匣子的制造标准主要使用美国联邦航空局、美国航空无线电公司 ， 以及欧洲民航设备组织等制定的标准 ， 部分军机根据实际情况也有着特殊的要求 。
无论是哪种制造标准 ， 坠毁幸存能力是黑匣子制造最为关键的指标之一 。
坠毁幸存能力要求越高 ， 黑匣子设计制造的难度越大 。 通常情况下 ， 设计人员很难实现飞机坠毁试验 ， 导致试验验证这个环节成为一大难题 。
强冲击试验是抗毁性试验中最关键的一项 ， 也是困难系数最高的一项 。 利用常规的方法 ， 很难产生规定范围内的冲击载荷 。
为此 ， 科研人员尝试将黑匣子带到空中抛下、利用火箭橇试验等方法 ， 试图最大程度模拟真实坠机情况 ， 但最终无一例试验成功 。
经过多年的摸索 ， 科研人员终于发现了一种全新的方法——利用压缩空气炮装置进行试验 。
以国外某型黑匣子测试要求为例 ， 进行这项试验需要将200多千克的重物从3米处落下 ， 撞击黑匣子最为薄弱的轴线 ， 且会在撞击装置上安装一个坚硬的钢钉 ， 用于检测撞击力度是否达标 。
撞击试验后 ， 黑匣子完好无损才是合格的产品 。
但这样就可以结束试验出厂了吗？
不 ， 还远远没有达到试验目标 。
设计人员还要对黑匣子进行高温火焰测试 ， 在1100℃的高温下承受不少于1小时的“烟熏火燎” 。 试验结束后 ， 要确保其内部芯片完好 ， 电路板能够正常工作 。
除此之外 ， 黑匣子还要经过静态挤压、深海压力、液体浸泡等重重考验 ， 才能贴上“合格”的标签 ， 最终顺利出厂 。
对于黑匣子的性能要求 ， 设计人员从来没有停下创新的脚步 。 随着一些更加先进的技术不断投入使用 ， 黑匣子的功能也将越来越强大 。
图①：在德国拉姆施泰因航展上 ， 意大利空军“三色箭”飞行表演队发生飞行事故 。
图②：国外某型飞行数据记录器 。
资料照片
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