黑匣子：诉说空难的秘密

2022-03-26 17:29:10 来源：科普中国

“黑匣子”是破解东航坠机事故真相的关键。目前两部黑匣子已找到一部，另一部仍在搜寻中。黑匣子在以往事故中发挥过哪些重要作用？

撰文/记者王雪莹图文编辑/陈永杰

新媒体编辑/李云凤

“3·21”东航坠机事故搜救仍在进行中。截至3月25日发稿时，前方调查组已发现失事飞机两部飞行记录器（黑匣子）中的一部，初步判定为驾驶舱话音记录器（CVR），已连夜送往北京的民航专业机构进行译码。另一部“黑匣子”也在全力搜寻中。

▲3月23日，东航MU5735失事飞机的一部黑匣子已找到（图片来源：央视新闻视频截图）

当灾难发生，人们在悲恸的同时也在寻找一个真相，后者不仅是活人能给逝者最好的交代，也是让活着的人更好地生活的勇气，而这些都离不开飞机的黑匣子。

作为飞机上记录重要数据的仪器，黑匣子在感情上始终是人类避之不及的存在。尽管在许多人眼里，它总跟“事故”、“灾难”绑定在一起，但黑匣子的重要性却不言而喻。

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特殊的“判官”“教员”和“大夫”

众所周知，黑匣子是记录飞机航行途中飞行数据和驾驶舱通话的重要设备。

▲黑匣子结构图（图片来源：新华网）

一般情况下，一黑匣子共有两个，一个是座舱语音记录器（以下简称CVR），另一个是飞行数据记录器（以下简称FDR）。因为飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与黑匣子连接，因而FDR可以即时收集飞机航行中的重要数据，包括飞行高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间、飞机系统工作状况和发动机工作参数等，而通信录音主要记录机舱内机长、副驾驶和机组人员间的通话信息，二者能够记录飞机停止工作前25小时的飞行数据，以及30分钟到2小时不等的通信录音。

人类冲向云霄的过程并不总是一帆风顺，每当有空难发生，最后能给事故真相“盖棺定论”的往往是黑匣子分析出来的数据。正因如此，黑匣子也常常被视为身兼“三重身份”的重要角色：在复盘事故时，它是最公正的判官——在事故发生后，黑匣子里保存着最客观、中立的数据，对数据的译码分析是判定事故发生真实原因最重要的依据，也是唯一能让死亡“开口说话”的方法；在日常监测中，它是最客观的教员——除了灾难发生后，黑匣子日常也会记录飞行员的操作习惯，通过对这些数据进行分析和复盘，可以帮助纠正机组人员的不良驾驶习惯，降低事故发生的概率；在维修排障时，它是最诚实的大夫——飞机的钢铁之躯不会说话，但黑匣子记录的数据有无异常，能帮助人们监控和预测飞机主要部件的健康状态，是排查故障隐患、预防事故发生最直观的依据之一……

那么，身份如此特殊的“黑匣子”，在调查空难事故中到底发挥过哪些重要作用？

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大韩航空007：战争阴谋还是意外之灾？

1983年9月1日清晨，一架载有269人的波音747客机—大韩航空007号班机，在爬升并向预定高度飞行的过程中，突然无预警地失控了。“我们发生急速减压，飞机下降至一万尺”，在机组人员给塔台留下这句充满杂音的简短呼叫后，大韩航空007号班机彻底从雷达上消失了。几小时后，就在全世界焦灼等待航班消息时，美国华盛顿表示，他们发现了一个令人难以置信的事实—这场空难与苏联空军有关。

▲虚线为原定航线，实现为实际飞行路线（图片来源：Mappenstance）

美军方面表示，就在该航班消失的同一时刻，美军曾监听到正在例行军事训练任务的苏联空军，曾经发现并最终摧毁了“入侵国界”的目标。对此，彼时美国总统里根发表电视讲话，直言苏联的行为是“恐怖主义行径”，击落民航客机、夺取无辜民众生命的做法，是对手无寸铁平民的冷血屠杀暴行。然而，苏联方面却对这种说法表达了不满，在他们看来，尽管美苏双方正处于新一轮的冷战高峰期，但苏军不会因此而以客机作为军事目标进行摧毁打击。然而不久后，他们给出的答案令全世界大为震惊：大韩航空007航班是一次精心策划的间谍飞行，是一架伪装成民航的间谍飞机，且正副机长都有过长期空军服役的经历……

到底是间谍行动还是军事暴行？一时间，双方各执一词，而美苏舆论之战也在国际上引起了巨大的连锁反应：世界多地开始爆发大规模的反苏示威游行，原本已经跌至冰点的东西方关系再度濒临崩盘。那么，真相到底是什么？1992年，终于得见天日的黑匣子将上述猜测推翻。

▲叶利钦访韩时将007航班的黑匣子交还给韩国总统卢泰愚。（图片来源/纽约时报）

首先，驾驶舱录音机（CVR）显示，最后30分钟内驾驶舱内机组人员的对话没有任何异常，基本可以排除机长和副机长是间谍的可能。那么，问题的关键就聚焦在了FDR身上：数据显示，在飞行途中，该航班出现了超出预定最大偏航距离6倍的严重偏航。

正常情况下，该航道可以事先输入并由电脑自动驾驶，只有遭遇恶劣天气或起降落时才需要改为机师手动操作，但007号航班却没有按照标准飞行程序来操作，错误地选择导航模式，最终航班严重偏离航道，直逼苏联领空的敏感军事地带。加之彼时黑天，无法判断对方机型的苏军在长时间监视后，选择了发射警告炮弹但“逼退无效”，最终选择了直接攻击……黑匣子的“开口说话”，让美苏两国提出的阴谋论不攻而破。

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美国航空587：恐怖袭击还是致命设计？

2001年11月12日，离恐怖分子袭击曼哈顿世贸中心后两个月零一天后，一架空客A300客机—美国航空587从肯尼迪国际机场起飞后不久，在纽约市皇后区附近的贝尔港坠毁。几乎是瞬间垂直坠落的飞机，共计造成机上251名乘客、9名机组成员及地面上5位居民全部罹难。面对巨大的伤亡人数，尚未从“9·11事件”阴影中走出来的美国民众再度陷入了恐慌：又是一架民用客机，又是在重要的核心城市……如此大的这场灾难，是不是又是恐怖袭击？

美国联邦调查局在调查中发现，事故现场的飞机残骸中，畸变的金属并没有明显的爆炸迹象，而且对残骸进行的采样中也没有发现爆炸物残留。然而，彼时陷入恐慌的民众几乎已经给这场空难“定了性”—这是一场恐怖袭击，大量的目击者称，自己看到了飞机在坠毁前曾经是着火的。对此，如何在巨大的民意之下“逆流而上”找出真相成了当务之急。也就在这时，人们又在距离坠机地点很远的海域发现了飞机掉落的垂直尾翼，这说明飞机仍在空中飞行时，作为飞机尾翼重要组成部分的垂直尾翼就脱落了—恐怖分子能有机会从外部炸毁飞机的垂直尾翼吗？如果不是，那么这场空难就意味着更大一轮的恐慌：这会是空客A300在设计上的一个致命失误吗？要知道，空客A300可是彼时全球各民航公司中使用最多的飞机机型之一，如果它本身就存在严重的设计问题，那么很有可能未来会出现更多美航587空难式的悲剧……

▲被打捞上来的美航587的垂直尾翼（图片来源/CNN）

面对全社会的巨大恐慌，黑匣子中航班数据记录仪（FDR）的异常即时飞行数据给出了答案：方向舵的相关数据显示，在起飞后没多久，美航587的方向舵前后快速且超大幅度地移动了很多次，尤其是在最后三十秒的飞行过程中，不断波动的数据显示了方向舵的异常操作，这说明这时机长已经完全失去了对飞机的控制能力，短短几秒种后。飞机大头朝下地加速坠向了地面。

那么，为什么机长会无法控制飞机？为什么飞机的尾翼会在半空中无故直接脱落？CVR记录的对话解开了最终的谜团：作为重要的音频记录工具，CVR不仅能够记录驾驶舱内机组人员的对话，就连驾驶舱外的声音也能记录下来。如果美航587是因为炸弹而坠毁，那么CVR中可以听到特殊的爆炸声，但实际的音频记录显示，事发前几秒正副机长曾对遭遇到的另一架飞机后的机尾乱流进行过讨论，当二人想要加速通过乱流时，CVR中出现了一声巨大的爆裂声和撕裂声—飞机的垂直尾翼脱落了，而这个时间点也与FDR中机长无法控制飞机完全吻合。换而言之，恐怖袭击被排除了。

▲散落在街道各处的飞机残骸 (图片来源/gettyimage）

尔后，人们排除了机体材料不合格以及设计不合理的因素，最终发现问题出现在机组人员身上：副机长一直对机尾乱流反应激烈，是他在应急情况下的不当操作最终导致了悲剧发生，而各大航司也随后对飞行员的模拟培训内容进行了调整，为飞行员提供最大程度的培训来适应紧急情况。

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一块手表也能引发一场空难

黑匣子用最客观、中立的数据，一次次揭开了每场灾难背后的真相，即便在外人看来它们是多么的匪夷所思、难以置信。

错误的军事打击会酿成悲剧，可是有谁能想到，一块手表也能引发一场空难？2019年，一架由迈阿密飞往休斯顿的波音767货机在飞行途中坠毁，机上3名机组成员全部遇难。在分析黑匣子FDR数据时人们发现，飞机在6200英尺（约合1.8千米）高度、表速稳定在230节时，复飞模式突然被意外激活，从而引擎曾增至最大推力，并最终因此而坠机。随后，针对复飞模式为何被意外激活，调查组通过大量的数据模拟发现，复飞模式被意外激活的罪魁祸首竟是副驾驶佩戴的手表的误触。副驾驶在操作减速板时，佩戴了手表的左手就在推力杆下方，十分靠近被误触的开关，悲剧就这样发生了。

飞机零部件的缺失会引发灾难，可是有谁能想到，驾驶舱内机组人员的对话也会引发空中浩劫？2020年，一架搭载99名乘客和8名机组成员的巴基斯坦客机在巴境内坠毁。在调查中人们发现，飞机本身“100%适航”，但FDR显示曾先后两次在不适当的情况下放下起落架，最终导致飞机引擎接地。为什么飞行员会有如此令人不解的行为？CVR给出了答案：飞行员全程都在讨论新冠疫情对自己家庭的影响，并因此忽视了驾驶舱的各种警报声……

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 北科传媒

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关键词：机组人员垂直尾翼大韩航空