黑匣子為什么難成為“云匣子”？

空難發(fā)生后，所有的目光都會集中在黑匣子上。黑匣子是航空飛行器中重要的組件，記錄著有關(guān)飛行過程的大量數(shù)據(jù)。一旦飛機失事，黑匣子可以作為主要的數(shù)據(jù)支撐，還原空難事件的成因。

在東航飛行事故發(fā)生后，大家都期待盡快尋找到黑匣子的蹤影。經(jīng)過六天掘地三尺地尋找，兩個黑匣子都得以重見天日，目前已經(jīng)被送到北京去譯碼解析。

尋找失事飛機的黑匣子，一直都不是一件容易的事情?？针y的發(fā)生意味飛機可能面臨爆炸、高溫、墜海等情況，黑匣子面對著許多苛刻的損毀條件，甚至也有失蹤的可能。馬航的黑匣子至今也沒有蹤影。在爆炸的現(xiàn)場、深海中、山林里，尋找一小塊黑匣子太困難了。

很多人會有疑問，AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)飛快發(fā)展，有些飛機已經(jīng)連上Wi-Fi了，為什么黑匣子不升級實時傳輸數(shù)據(jù)的技能呢？這樣可以幫助專家盡快解析事故原因。如果想要回答這個問題，就需要回到黑匣子的設(shè)計與特征上。

“金剛不壞”之身

很多人都聽說過飛機上的黑匣子，但是估計大部分都不知道，飛機上竟然有兩個黑匣子。目前的民用航空業(yè)普遍使用的黑匣子有兩種，包括飛行數(shù)據(jù)記錄器（Flight Data Recorder,FDR）和駕駛艙話音記錄器（Cockpit Voice Recorder，CVR）。

FDR，顧名思義，記錄的正是有關(guān)飛機操縱、發(fā)動機、速度、航向等工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)，它至少能記錄 25 小時的飛行數(shù)據(jù)。而CVR則記錄的是駕駛艙內(nèi)的聲音，包括駕駛員之間的對話，駕駛艙機器的各類背景聲音，如語音警告、操縱聲音、襟翼和起落架手柄操作聲音、航空器遭遇氣象環(huán)境（雷電、大雨、冰雹）聲音等。 CVR 至少能記錄 2小時的駕駛艙話音。兩個小時的錄音錄滿后，它就會自動倒帶重頭錄音，如果發(fā)生空難的情況，之前兩小時的錄音會被完整保留。

黑匣子的啟用背后，意味著空難，飛機會發(fā)生快速的降落，撞擊地面會產(chǎn)生較大的沖擊力，引起爆炸和大火。因此為了保護黑匣子，其外殼必須耐強力撞擊和高溫。黑匣子的外殼通常使用的是鈦鋼金屬，能承受3400g（g指重力加速度）的巨大壓力，外殼的保護層可以在1100℃高溫下保持30分鐘。

空難也不排除落在深海的可能性，因此對于防水性和抗水壓方面，黑匣子的需求也比較苛刻。一般需要外殼能夠承受20000英尺水深處的水壓。

無論飛機落在深海還是山區(qū)或是樹林中，為了能夠使地面搜救人員第一時間找到黑匣子，失事后掉落的黑匣子會自動發(fā)射無線電信號。即使墜入水中，黑匣子也設(shè)定了在水下會發(fā)射信號的功能。黑匣子信標每秒鐘發(fā)射一次信號，發(fā)射時長可達 30 天。搜尋人員可使用信號接收裝置來探測黑匣子的位置。

我們可以看到，黑匣子的性能與需求指標都較高，如果在黑匣子上面搭載一些實時傳輸數(shù)據(jù)的模塊，豐富其功能，是不是事故的調(diào)查會更加便捷？

云匣子的“天梯”

黑匣子在勾勒事故全貌上的作用不可或缺，如果飛機在空中就能夠?qū)崟r跟地面進行信息交互，從黑匣子升級成“云匣子”，擺脫黑匣子的局限，事故的調(diào)查無疑是最便捷的。很多人都在呼吁改進黑匣子的設(shè)計，提升飛機的監(jiān)控系統(tǒng)等。但是讓黑匣子實現(xiàn)這樣的升級，并不是一件簡單的事情。

黑匣子自打誕生后，其最基礎(chǔ)的要求就是保存數(shù)據(jù)，這也是它最重要的功能。從硬件設(shè)備層面來看，黑匣子在尺寸、能耗都有較為嚴格的限制。如果搭載實時傳遞信號數(shù)據(jù)的模塊，對于黑匣子來說太費電了。我們知道，基于設(shè)定需求，黑匣子需要配備單獨的電源。在飛機發(fā)生事故后，需要其具備至少工作三十天的電量來發(fā)射信號，對于內(nèi)部的一些儀器需求，能耗盡可能的要降到最低。如果加裝耗電量巨大的數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，無法保障后續(xù)搜救人員搜尋的便利性。一旦落入深海，短暫的發(fā)射信號窗口，對于搜尋黑匣子來說是真正的大海撈針。

如果不考慮其耗電的屬性，在飛機上傳輸數(shù)據(jù)也是一大難關(guān)。飛機上網(wǎng)絡(luò)的連接信號不穩(wěn)定，在一些國航航班上，如果體驗Wi-Fi的話，會發(fā)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)的信號與網(wǎng)速都較差。無論飛機是通過基站，還是衛(wèi)星來提供網(wǎng)絡(luò)信號，都會因為跨越的地形、天氣狀況、衛(wèi)星的位置等因素限制，目前并沒有成熟的技術(shù)可以讓飛機實時聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，并且傳輸這么大量的數(shù)據(jù)。如果想要通過搭載一些信號處理的模塊，也就如前文所述，就會陷入耗電量巨大的惡性循環(huán)中。

對于航空公司來說，空難的概率很小，如果真的花費資源來投入同步傳輸或者云存儲，全世界每天上千個航班在飛行，這么多的飛機與數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)在大部分情況下都用不上，對于航司來說，也是很難推進。

在倫理層面，涉及到數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑?，也會有安全與隱私的爭議。一些涉及飛機的信息有被黑客侵入和操縱的空間，無論是商業(yè)安全還是飛行安全都會多了一層威脅。

無論是成本、還是黑匣子本身的特性原因，黑匣子的同步傳輸和云存儲的障礙太多。黑匣子是一個事后響應(yīng)的重要部件，對于大多數(shù)情況下的正常飛行，記錄的數(shù)據(jù)都沒有意義，失事后的黑匣子，才是最珍貴的存在。

假設(shè)需要投入巨額資源的情況，相同條件下，可能直接將這些成本與資源用于飛行安全方面，會是一個更加容易被選擇的選項。

避免悲劇重演

飛行事故的調(diào)查在有黑匣子的情況下，也不是一件容易的事情，解密黑匣子、調(diào)查事故原因，需要一個過程和一定時間。具體空難的情況不同，解密、公布原因的時間長短也會不同。我們可以從之前空難事故的分析調(diào)查時間看出，有幾個月出調(diào)查結(jié)果的，也有以年為單位的，甚至也會出現(xiàn)沒有結(jié)果的情況。

離我們時間線近一點的2020年科比的墜機空難事件，調(diào)查花費了一年才有結(jié)論；2010年，國內(nèi)伊春“8·24”空難事故，調(diào)查了近兩年才發(fā)布了公告。2014年馬航失聯(lián)航班MH370至今飛機和黑匣子都沒有蹤跡，空難調(diào)查結(jié)果更是無從談起，遙遙無期。

找到黑匣子只是第一步，后續(xù)的提取、解析數(shù)據(jù)需要花很長的時間。事故的原因分析，黑匣子的數(shù)據(jù)提供的信息也只是一部分。

對于一些沒有傳感器和監(jiān)測的情況，黑匣子也不會記錄這些情形：飛機上的鳥擊或外來物撞擊和打擊、機翼蒙皮分離、水平尾翼表面脫離、垂直安定面表面脫離、飛機外部部件分離等。這些都是沒有傳感器和監(jiān)控信號來實時監(jiān)控，黑匣子中不會有這些情況的記錄。如果沒有機組特別的描述，就很難推測事故原因。

黑匣子的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場的調(diào)查一起組合，才會得出邏輯嚴密、完整的調(diào)查結(jié)論。黑匣子在進入破譯的階段后，事故現(xiàn)場的繼續(xù)挖掘與研究不會停下腳步。例如對現(xiàn)場殘骸的分布研究等調(diào)查，有助于了解飛機落地時的姿態(tài)、撞擊的角度等；也可以通過飛機的殘骸分析出操縱面的位置等信息，與黑匣子記錄的數(shù)據(jù)可以進行交叉比對，為事故調(diào)查提供證據(jù)。

我們知道空難的大多數(shù)現(xiàn)場情況，都比較慘烈，大型客機殘骸數(shù)量甚至可以達到十萬件，對這些殘骸的研究就跟拼高階困難級別的拼圖一般，空難的調(diào)查也是一項偵查破案的過程。在爆炸變形的殘骸中去確認部件，檢查其狀態(tài)是否存在反常，在萬千的碎片中尋找真相。這個過程注定艱難與耗時長久。

特別是當黑匣子遭受一定程度的損毀時，對黑匣子數(shù)據(jù)的修復、解讀，對誤碼的校正，這些過程都會延長與影響調(diào)查結(jié)果。

黑匣子在設(shè)計之初，考慮的就是最嚴苛的環(huán)境，但也會發(fā)生一些小概率的事件，比如黑匣子的重重保護措施和大量數(shù)據(jù)安全冗余失效。這種極端的情況，對于事故的調(diào)查來說，就完全沒有參考的價值，最終有沒有調(diào)查結(jié)果都不好說了。

黑匣子是空難調(diào)查的基礎(chǔ)，有了黑匣子的數(shù)據(jù)，一切的結(jié)論才有跡可循。詳盡明確的空難原因，可以讓航空公司有機會去亡羊補牢，我們也能夠在這些慘烈的事故中吸取教訓，讓航空安全天數(shù)持續(xù)的增加。

在飛行活動中，沒有人想看到黑匣子，畢竟黑匣子的面世，意味著空難的發(fā)生。但是在災(zāi)難發(fā)生后，人們又無比期盼著快速找到黑匣子，快速解碼信息，以告慰逝者。我們也無比地希望，黑匣子可以在技術(shù)的發(fā)展中進一步改進，讓真相避免悲劇的輪回。