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科普:飞机黑匣子记录哪些数据,哪些不会记录?事故调查为什么很难?

上一次介绍了飞机黑匣子的一些知识:737-800机型、黑匣子、事故和原因今天介绍一下飞机黑匣子会记录哪些数据,哪些问题是不在黑匣子的数据中出现的。上一篇文章介绍了,黑匣子一共有两个,一个是驾驶舱语音记录仪(CVR),另一个是飞行数据记录器(FDR)。

驾驶舱语音记录仪(CVR)

驾驶舱语音记录仪比较简单,主要是驾驶舱内飞行员与管制员、飞行员和乘务员、飞行员对旅客广播,以及飞行员之间所有语音的记录。驾驶舱语音记录仪在不同的语音通道分别记录飞机上所有音频控制面板上的耳机、麦克风和驾驶舱环境内的声音。

波音飞机的驾驶舱内的声音通过在驾驶舱头顶板上的麦克风录音(图中绿色状态灯上面的有蜂窝状的圆圈)

 

飞行数据记录器(FDR)

按照民航规章的基本要求,飞行数据记录器至少应该记录88个数据。(FAA和中国民航要求基本一致)根据制造商和飞机的不同,实际安装在飞机上的飞行数据记录器可能会包含几百种数据。参照MH/T2004-2004这88个数据是:
 

世界时

气压高度

空速

航向

法向加速度

俯仰姿态

倾斜姿态

无线电发射机手动按钮

推力

自动驾驶仪的衔接状态

纵向加速度

俯仰操纵位置

横向操纵位置

偏航操纵位置

主俯仰操纵面的位置

主横向操纵面的位置

主偏航操纵面的位置

横向加速度

俯仰配平操纵面的位置

后缘襟翼或驾驶舱的选控

前缘襟翼或驾驶舱的选控

发动机反推位置

地面扰流板位置或减速板选控

大气温度

自动驾驶仪、自动油门、自动飞行控制系统的方式和接通状态

无线电高度

航向道偏离

下滑道偏离

指点信标

主警告

空-地状态

迎角

液压压力低

地速

近地警告系统  

起落架位置或起落架手柄位置

偏流角

风速和风向

经度和纬度

抖杆器和推杆器的激发

风切变探测

油门杆或动力杆位置

发动机辅助参数

空中交通警告和防撞系统

测距机 1 和测距机 2 测距距离

导航预选频率

气压高度的调定

预选高度

预选速度

预选马赫数

预选垂直速度

预选航向

预选飞行轨迹角 (FPA ) 

预选决断高度

电子飞行仪表系统显示格式

多功能、发动机警告显示格式

指令推力

目标推力

油箱内的燃油量

导航系统基准

结冰探测

发动机振动警告

发动机超温警告

发动机滑油压力低警告

发动机超速警告

偏航配平操纵面的位置

倾斜配平操纵面的位置

刹车压力

脚蹬刹车状态

偏航角或侧滑角

发动机引气活门位置

除冰或防冰系统的选择

飞机重心

交流汇流条的状态

直流汇流条的状态

辅助发动机引气活门位置

液压压力

座舱失压

计算机失效

平视显示器

辅助目视显示器

驾驶舱配平控制输入位置—俯仰

驾驶舱配平控制输入位置—倾斜

驾驶舱配平控制输入位置—偏航

后缘襟翼和驾驶舱襟翼控制位置

前缘襟翼和驾驶舱襟翼控制位置

地面扰流板和减速板选择

驾驶舱飞行控制的所有操纵力

 

哪些是黑匣子无法记录的?

对于驾驶舱语音记录器,因为数据量太大,大部分黑匣子不记录图像信息,比如气象雷达天气回波,也不会记录驾驶舱内没有语音信号的飞行员表情、手势等。

飞行数据记录器记录的其他的额外的数据是需要飞机上有传感器或数据计算支持,也就是说可以从飞机上获取的数据,或者可以转化成数据的信号。对于没有传感器和未被转换的数据是不会被记录的。

比如飞机上的鸟击或外来物撞击和打击、机翼蒙皮分离、水平尾翼表面脱离、垂直安定面表面脱离、飞机外部部件分离等等类似部件。这些都是没有传感器或者监控信号来实时监控,所以通常不会在飞行数据记录器中记录。发生这样的情况如果没有机组的描述,只能靠事后的推测。

比如埃塞航空的ET302空难,起飞时的迎角为什么增加到最大值,导致MCAS工作后坠毁?

因为没有直接的证据,最终也没有调查出是什么原因,只能推断可能遭遇外来物撞击,比如鸟击。

 

事故原因分析需要全方位信息和调查

对于事故的调查,会牵扯到很多方面,比如人员、物品、飞机、环境。人员又会涉及机组、乘客、机务、管制、签派等等;物品又涉及到机载配送、货物、行李、外来物等等;飞机涉及到设计、制造、维修、维护、改装等等;环境涉及人文、气象、空域、天文、地理等等。

同时也可能涉及到航空技术本身的多个学科,比如导航、通信、飞行技术、机械、材料等等,还有可能涉及医学、心理学、伦理学、宗教、文化等等其他学科的问题。

所以除非黑匣子中有非常直接的证据,比如双发失效,或者有幸存者,尤其是飞行员幸存,这时通常会很快得到初步的结论。

但是,在黑匣子中没有直接数据支持时,大部分事故调查都需要大量的数据和证据进行推理和分析,通常需要很长时间才能获得足够的信息之后才能得到一个比较接近事实的事故结论。

而在获取数据和证据时,对于没有实时监控的故障,只能通过舱音记录仪、飞行数据记录器的已有的数据,结合调查分析上述的人员、物品、飞机、环境以及其它相关因素。

通过对幸存者比如飞行员或乘客、地面目击者、地面雷达、空地对话、气象数据、飞机的维护、维修改装记录、飞机的生产记录、设计图纸、机组人员训练记录、体检记录、休息记录、餐食、旅客的安检记录、货物安检记录、飞机残骸的部件状态等等几十上百种的其他数据和证据进行收集、整理、比对、分析,然后进行原因推断。

有时还需要进行残骸复原拼接、实验室飞行模拟仿真甚至真飞机试飞后也许才能获得一个可信的结论。有些复杂的事故可能需要几年,十几年的调查、实验室试验和研究才能分析出一个真实的原因。另外一篇文章介绍的老式波音737飞机的方向舵故障就是经过了无数的试验和多次事故之后,经历10年才发现了根本原因。参考《737方向舵的故事》。

而有些事故,因为获得的数据不全或飞机失踪,可能无法给出一个确定的结论,所以也许永远无法得到一个确定的定论,比如8年前的马航MH370等等。

 



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