“不要打开”——黑匣子发明者为人类留下的礼物

2022-03-30 10:28:43 来源：科普中国

致敬“黑匣子”发明人大卫·沃伦。他为空难黑箱找到了钥匙。

撰文 | 瞿立建

2022年3月21日下午2时许，中国东方航空5735号班机（简称东航MU5735）坠毁在广西梧州。这一天也是“黑匣子”发明者大卫·沃伦（David Warren，1925-2010）97岁诞辰的第二天。事件令所有人震惊和难过。事故原因要等分析出 “黑匣子”数据才能确定，目前，两部“黑匣子”已经找到。期待早日查明真相，告慰遇难者在天之灵，给逝者家属以交待。

工作人员在搜寻东航坠毁飞机的黑匣子

“黑匣子”的正式名称是飞行记录仪（Flight Recorder），是分析空难真相，吸取空难教训，提升航空安全系数的利器。

“黑匣子”的发明者有怎样的故事？

单枪匹马搞发明

上个世纪中叶之前，领导世界航空潮流的是一家现在已经不存在的公司——英国德哈维兰（de Havilland）公司。当时的航空旅行还是高风险的活动，执航空业牛耳的德哈维兰公司几乎年年发生空难。

1934年10月至1935年10月，一年间德哈维兰公司在澳大利亚就失踪了两架飞机，飞机乘员无一幸存。发生在1934年的空难让9岁的大卫·沃伦失去了父亲。

大卫·沃伦（右一）全家福，他的父亲（左一）死于一场空难。

沃伦和父亲留给他的收音机

学生时期，大卫·沃伦获得了悉尼大学科学学士学位，后又在英国伦敦帝国学院（Imperial College London）取得化学博士学位。

1952年起，沃伦开始在位于墨尔本的澳大利亚航空研究实验室做科学家，从事燃料方面的研究。

这时候的德哈维兰公司在世界航空业翘楚地位更加巩固。这家公司在1946年推出了第一种以喷气发动机作为动力的民用客机，命名为“彗星”（de Havilland Comet），这是民航史上里程碑级的事件。

彗星客机在1952年投入运营服务，首飞轰动世界。这款飞机预示着，普通人也可以很便利地进行洲际旅行了。

彗星客机

然而，好景不长，彗星客机接连坠毁。

1953年，沃伦被任命为彗星客机空难调查小组组员。

事故调查线索寥寥，难以取得进展，令人沮丧。一天，调查小组一位成员提出，飞机有可能是毁于恐怖分子劫持。说者无心，听者有意，沃伦想到，他一周前刚去了一次仪器设备展，见到联邦德国展出的世界首创的袖珍录音机Minifon，如果在飞机驾驶舱装上类似的录音机，飞机失事后，从残骸中找到录音机，飞机上发生的事，岂不是一听便知。

沃伦手持Minifon录音机——飞行数据记录仪的灵感来源

他于是便打算研制一种防水防火防撞击的录音机，安装在飞机驾驶舱里。但是，他的上司对这个想法嗤之以鼻，警告他上班时间不能搞这种不务正业的活动，可以业余时间搞，但注意保密，免得让人知道，说出去丢人。

沃伦在自家车库里搞了起来。

1955年，沃伦迎来一位新上司，汤姆·基伯尔（Tom Keeble）。沃伦向新上司又讲了自己的想法，基伯尔非常支持。

沃伦抓紧工作，在试飞的飞机上反复试验。终于在1958年制造出第一台原型机——ARL飞行存储器（ARL Flight Memory Unit），ARL是沃伦的工作单位航空研究实验室的首字母缩写。

ARL飞行存储器以直径0.05mm的磁化钢丝为存储介质，可以存储驾驶舱内4小时的声音，另有设备记录风速、海拔、机舱气压等数据。存储满了之后，新信息会自动抹掉最早的信息，因此可以一直使用，不用经常更换。

ARL飞行存储器，这是飞行记录仪第一台原型机。

令沃伦失望的是，对于他的发明澳大利亚民航当局直接表示，没觉得这玩意会有用；空军则问，除了听听飞行员最后时刻骂街还能指望听到什么？飞行员工会反应尤其激烈，称这玩意就是为监听飞行员的，飞行员不希望“老大哥在听着你”的工作环境。

数年辛苦成了一场空？

这时，沃伦遇到了贵人相助。

外来和尚慧眼识珠

一天，英国飞机技术检验注册局秘书长罗伯特·哈丁汉（Robert Hardingham）来访，听沃伦讲解了他的发明。哈丁汉一下就看出这项发明的伟大意义，马上给沃伦订了机票，飞往英国。

沃伦把他的发明安装在他坐的飞机上，碰巧，这架飞机还真就出事了。

飞机在地中海上空掉了一个引擎。飞机应该紧急迫降在突尼斯。可是，突尼斯天气太热了，晚上都有40多摄氏度的高温。飞行员不想忍受炎热的天气，决定拼一把运气，靠剩余的3个引擎飞回英国。

万幸，飞机平安抵达英国。

着陆之后，沃伦打开了录音，了解到，飞行员简单商议之后，就决定继续冒险飞行，他说，飞机如果真机毁人亡，留下飞行存储器保存完好，尴尬的就是那帮澳大利亚混球，只是，自己付出的代价也太大了点。

英国媒体对沃伦的发明特别感兴趣。BBC采访沃伦，为他制作了特别节目。沃伦晚年曾猜想，“黑匣子（black box）”这一称呼很可能就来自这些节目。在英国皇家空军，电子设备非正式称呼正是“黑匣子”（称呼电子设备时，更恰当的译名是“黑箱”。）。BBC也用这个词称呼沃伦的发明。其实，他的发明自诞生起就是醒目的橙红色，以便搜寻，并一直沿用至今，“黑匣子”这个“名不副实”的非正式称呼也沿用至今。

这场空难改变了飞行记录仪在本国不受重视的命运。沃伦从英国回到澳大利亚，他的单位这次重视起来了，为他组建了专门的团队，帮助他继续改进原型机并试生产。

洞察空难此生无憾

1960年6月10日，澳大利亚昆士兰州发生一场惨重的空难，机上29人全部死亡，其中9名儿童。事故调查进行了数月之久，除了争吵和猜测，什么结论也没有。

调查组组长法官约翰·斯派塞（John Spicer）在调查过程中了解到了沃伦的发明，他指出如果飞机装有本国发明的飞行记录仪，事故调查就会容易得多。

约翰·斯派瑟爵士（Sir John Spicer，1899年3月5日——1978年1月3日），澳大利亚律师、法官、政治家，推动澳大利亚政府强制民航安装飞行记录仪。

约翰·斯派塞开始展开活动，要求政府出台制度，在民用航班上强制安装飞行记录仪。

然而，这一行动遇到的最大阻力来自飞行员工会，飞行员们还是把飞行记录仪视作“老大哥”的监听设备。

沃伦亲自出马，反驳这种认识。他说，这项设备只存储事故前4小时录音，更久之前的录音自动永久抹去，无碍隐私。最后的录音能呈现事故原因，让行业吸取教训，不断提升安全系数，最大的受益者就是飞行员。

最后，飞行员工会让步了。

1963年1月，澳大利亚成为世界上第一个法律规定民用航班上必须装置飞行记录仪的国家。随后，美国、英国分别在1964年和1965年出台类似法律。

飞行记录仪逐渐成为民航标配。

飞机发生安全事故后，“黑匣子”里纪录的飞行数据和语音信息，就是航空专家用于分析飞机事故原因最准确、翔实的线索。