NTSB visade Asiana Airlines flight 214 flight data recorder och cockpit voice recorder i juli 2013 i Washington, D.C. efter att Boeing 777 -flygplanet kraschade på landningsbanan på San Francisco International Airport. NTSB via Getty Images Dykare i Indonesien återfick äntligen en av flygdatainspelarna från Lion Air -jetplanet som kraschade i Java -havet den 29 oktober, 2018, med 189 personer ombord. Enligt rapporter från AP, flygdatainspelaren ska hjälpa utredarna att få några svar om vad som fick den två månader gamla Boeing 737 MAX 8 att krascha strax efter start. Röstinspelaren ska också ge cockpitbesättningens röster, motor låter, instrumentvarningar och annan ljudinspelning under flygningen.
Det finns vanligtvis många obesvarade frågor när ett plan går ner. Det är därför utredarna vänder sig till flygplanets flygdatainspelare (FDR) och cockpit -röstinspelare (CVR), även känd som "svarta lådor, "för svar. Efter varje flygplansolycka i USA, säkerhetsutredare från National Transportation Safety Board (NTSB) börjar omedelbart leta efter flygplanets svarta lådor.
Svar, tyvärr, kom inte alltid snabbt dock. Det tog utredare nästan två år att hitta den svarta lådan från Air France Flight 447, 447 som kraschade den 1 juni, 2009, in i södra Atlanten. Lådan hade inte bara överlevt påverkan, men är också nedsänkt under nästan 13, 000 fot salt, frätande havsvatten. I slutet, uppgifterna bevisade att pilotfel bidragit till ett stall som så småningom orsakade kraschen.
Dessa inspelningsenheter, som kostar mellan $ 10, 000 och $ 15, 000 vardera, avslöja detaljer om händelserna omedelbart före olyckan. I den här artikeln, vi kommer att titta på de två typerna av svarta lådor, hur de överlever kraschar, och hur de hämtas och analyseras.
Innehåll
En äldre modellflygdatainspelare från EgyptAir 990, som kraschade 1999. © Reuters/CORBIS Den utbredda användningen av flyginspelare började inte förrän efter andra världskriget. Sedan dess, inspelningsmediet för svarta lådor har utvecklats för att kunna logga mycket mer information om ett flygplans verksamhet.
Äldre svarta lådor används Magnetisk tejp , en teknik som först introducerades på 1960 -talet. Magnettejp fungerar som vilken bandspelare som helst. Mylarbandet dras över ett elektromagnetiskt huvud, som lämnar lite data på bandet. Dessa dagar, svarta lådor använder SSD-minneskort , som kom på 1990 -talet.
Solid-state-inspelare anses vara mycket mer tillförlitliga än sina magnetband-motsvarigheter. Fast tillstånd använder staplade matriser med minneschips, så att de inte har rörliga delar. Utan rörliga delar, det finns färre underhållsproblem och en minskad chans att något går sönder under en krasch.
Data från både CVR och FDR lagras på staplade minneskort inuti kraschöverlevande minnesenhet (CSMU). Minneskortet har tillräckligt med digitalt lagringsutrymme för att rymma två timmars ljuddata för CVR och 25 timmars flygdata för FDR.
Flygplan är utrustade med sensorer som samlar in data som acceleration, hastighet, höjd över havet, klaffinställningar, utomhustemperatur, motorprestanda, och hyttens temperatur och tryck. Magnetbandspelare kan spåra cirka 100 parametrar, medan solid-state-inspelare kan spåra mycket mer.
Till exempel, i Boeing 787, enheterna kan logga hela 146, 000 parametrar, vilket resulterar i flera terabyte med data för varje enskild flygning. Den otroliga mängden data är ett dubbelkantigt svärd; det är bra för att övervaka flygplanet, men det kan överväldiga ingenjörer och underhållspersonal. För att hantera all data, de behöver sofistikerad datahanteringsprogramvara.
Oavsett om systemet är en äldre version eller helt modern, all data som samlas in av flygplanets sensorer skickas till enhet för flygdata (FDAU) längst fram i flygplanet. Denna enhet finns ofta i elektronisk utrustning under sittbrunnen. Enheten för flygdatainhämtning är mellanchefen för hela datainspelningsprocessen. Den tar informationen från sensorerna och skickar den vidare till de svarta lådorna.
Båda svarta lådorna drivs av en av två kraftgeneratorer som drar sin kraft från planetens motorer. En generator är en 28-volts likströmskälla, och den andra är en 115-volt, 400 Hz (Hz) växelströmskälla.
Cockpit -röstinspelaren och flygdatainspelaren som hämtades från Comair Flight 5191 2006. Mark Wilson/Getty Images I nästan alla kommersiella flygplan, det finns flera mikrofoner inbyggda i cockpiten som lyssnar på flygbesättningens konversation. Dessa mikrofoner spårar också allt omgivande brus i cockpit, som att strömbrytare kastas eller knackar eller dunkar. Det kan finnas upp till fyra mikrofoner i flygplanets cockpit, var och en ansluten till cockpit -röstinspelaren (CVR).
Mikrofoner skickar ljud till CVR, som digitaliserar och lagrar signalerna. I sittbrunnen, det finns också en enhet som heter tillhörande styrenhet , som ger förförstärkning för ljud som går till CVR. De fyra mikrofonerna är placerade i pilotens headset, co-pilots headset, headset till en tredje besättningsmedlem (om det finns en tredje besättningsmedlem) och nära cockpit, för att hämta ljudvarningar och andra ljud.
De flesta magnetband-CVR lagrar de senaste 30 minuterna av ljud. De använder en kontinuerlig bandslinga som slutför en cykel var 30:e minut. När nytt material spelas in, det äldsta materialet byts ut. CVR som använder lagring i solid state kan spela in två timmars ljud. I likhet med magnetbandspelare, solid-state-inspelare spelar också in över gammalt material.
En av de svarta lådorna som återfanns från Air France Airbus A330, som kraschade in i Atlanten 2009. Bureau of Analysis and Research of France (BEA) Flygdatainspelaren (FDR) är utformad för att registrera driftdata från flygplanets system. Det finns sensorer kopplade från olika områden på planet till enheten för flygdatainsamling, som är ansluten till FDR. Så när piloten vänder på en omkopplare eller vrider en vred, FDR registrerar varje åtgärd.
I USA., Federal Aviation Administration (FAA) kräver att kommersiella flygbolag registrerar minst 11 till 29 parametrar, beroende på flygplanets storlek. Magnetbandspelare har potential att spela in upp till 100 parametrar. Solid state FDR:er kan registrera hundratals eller till och med tusentals fler.
Den 17 juli, 1997, FAA utfärdade en Code of Federal Regulations som kräver registrering av minst 88 parametrar på flygplan som tillverkats efter den 19 augusti, 2002. Här är några av de parametrar som registrerats av de flesta FDR:
Solid state-inspelare kan spåra fler parametrar än magnetband eftersom de möjliggör ett snabbare dataflöde. Solid state FDR:er kan lagra upp till 25 timmars flygdata. Varje ytterligare parameter som registreras av FDR ger utredarna ytterligare en ledtråd om orsaken till en olycka.
Flyginspelarna från Continental Airlines flyg 1404, som gled av landningsbanan under start i Denver, Colorado 2008. Mark Wilson/Getty Images Flygolyckor är våldsamma affärer. Vid många sådana olyckor, de enda enheterna som överlever är kraschöverlevande minnesenheter (CSMU) för flygdatainspelare och cockpit -röstinspelare. Vanligtvis, resten av brännarens chassi och inre komponenter är trasiga. CSMU är en stor cylinder som skruvas fast på den plana delen av inspelaren. Denna enhet är konstruerad för att klara extrem värme, skakande kraschar och massor av tryck. I äldre magnetbandspelare, CSMU är inuti en rektangulär låda.
Med hjälp av tre lager av material, CSMU:n i en solid-state svart låda isolerar och skyddar bunten med minneskort som lagrar digitaliserad data.
Här är en närmare titt på materialen som utgör en barriär för minneskortet, börjar vid den innersta barriären och arbetar oss utåt:
Dessa härdade höljen är otroligt viktiga. Utan tillräckligt skydd, all flygdata skulle förstöras. Så för att se till att data förblir säkra, ingenjörer attackerar sina svarta lådor med full ilska för att se om deras produkter tål extrema övergrepp.
För att säkerställa kvaliteten och överlevnaden av svarta lådor, tillverkare testar grundligt CSMU:erna. Kom ihåg, bara CSMU måste överleva en krasch - om olycksutredare har det, de kan hämta den information de behöver. För att testa enheten, ingenjörer laddar provdata på minneskorten inuti CSMU. Detta mönster granskas vid avläsning för att avgöra om någon av data har skadats av kraschpåverkan, bränder eller tryck.
Det finns flera tester som utgör krasch-överlevnadssekvensen:
Under brandprovet, de minnesgränssnittskabel som fäster minneskortet på kretskortet bränns bort. När enheten har svalnat, forskare tar isär det och drar ut minnesmodulen. De packar om minneskortet, installera en ny minnesgränssnittskabel och anslut enheten till ett avläsningssystem för att verifiera att all förinstallerad data redovisas.
Svarta lådor säljs vanligtvis direkt till och installeras av flygplanstillverkarna. Båda svarta lådorna är installerade i svansen på planet - att placera dem i flygplanets baksida ökar deras chanser att överleva. Inspelarens exakta läge beror på det enskilda planet. Ibland är de placerade i taket på köket, i det bakre lastrummet eller i svanskonet som täcker flygplanets baksida.
Den brasilianska marinen visar återvunna skräp från ett Air France-flygplan som förlorades i mitten av flygningen över Atlanten. Brazilian Navy Handout/Xinhua Press/Corbis Även om de kallas "svarta lådor, "flyginspelare är faktiskt målade ljusorange. Denna distinkta färg, tillsammans med remsorna av reflekterande tejp som fästs på inspelarens yttre, hjälpa utredare att hitta de svarta lådorna efter en olycka. Dessa är särskilt användbara när ett plan landar i vattnet. Det finns två möjliga ursprung till termen svart låda :Vissa tror att det beror på att tidiga inspelare var svartmålade, medan andra tror att det hänvisar till den förkolning som uppstår vid bränder efter olyckor.
Förutom färg och reflekterande tejp, svarta lådor är utrustade med en undervatten lokaliseringsfyr (ULB). Om du tittar på bilden av en svart låda, du kommer nästan alltid att se en liten, cylindriskt föremål fäst vid enhetens ena ände. Även om det fungerar som ett bärhandtag, denna cylinder är faktiskt en ledstjärna.
Om ett flygplan kraschar i vattnet, varningssignalen skickar ut en ultraljudspuls som inte kan höras av mänskliga öron men som lätt kan detekteras av ekolod och akustisk lokaliseringsutrustning. Det finns en nedsänkningssensor på sidan av fyren som ser ut som ett tjur. När vatten vidrör denna sensor, fyren är aktiverad.
Fyren skickar ut pulser med 37,5 kilohertz (kHz) och kan överföra ljud så djupt som 14, 000 fot (4, 267 meter). När fyren börjar pinga, den pingar en gång per sekund i 30 dagar. Den här fyren drivs av ett batteri som har en hållbarhet på sex år. I sällsynta fall, varningslampan kan lossna under en kraftig kollision.
I USA när utredare hittar en svart låda, den transporteras till datorlaboratorierna vid National Transportation Safety Board (NTSB). Särskild försiktighet iakttas vid transport av dessa enheter för att undvika ytterligare skada på inspelningsmediet. Vid vattenolyckor, inspelare placeras i en kallare vatten så att de inte torkar ut.
Cockpit -röstinspelaren från ryska Sukhoi Superjet 100, som kraschade i sidan av ett berg 2012. AFP/AFP/GettyImages Efter att ha hittat de svarta lådorna, utredare tar inspelarna till ett labb där de kan ladda ner data från inspelarna och försöka återskapa händelserna i olyckan. Denna process kan ta veckor eller månader att slutföra. I USA, Black Box -tillverkare förser National Transportation Safety Board med avläsningssystem och mjukvara som behövs för att göra en fullständig analys av inspelarens lagrade data.
Om FDR inte är skadad, utredare kan helt enkelt spela upp den på inspelaren genom att ansluta den till ett avläsningssystem. Med solid-state-inspelare, utredare kan extrahera lagrad data på några minuter via USB- eller Ethernet -portar. Väldigt ofta, inspelare som hämtats från vraket är bucklade eller brända. I dessa fall, minneskortet tas bort, städat upp och ha en ny minnesgränssnittskabel installerad. Sedan är minneskortet anslutet till en fungerande inspelare. Denna inspelare har speciell programvara för att underlätta hämtning av data utan möjlighet att skriva över något av det.
Ett team av experter tas vanligtvis in för att tolka inspelningarna som lagras på en CVR. Denna grupp innehåller vanligtvis representanter från flygbolaget och flygplanstillverkaren, en NTSB transportsäkerhetsspecialist och en NTSB flygsäkerhetsutredare. Denna grupp kan också inkludera en språkspecialist från FBI och, om det behövs, en tolk. Denna tavla försöker tolka 30 minuters ord och ljud som spelats in av CVR. Detta kan vara en noggrann process och kan ta veckor att slutföra.
Både FDR och CVR är ovärderliga verktyg för varje flygplanundersökning. Dessa är ofta de ensamma överlevande efter flygolyckor, och som sådan ge viktiga ledtrådar till orsaken som skulle vara omöjlig att få på något annat sätt. När tekniken utvecklas, svarta lådor kommer att fortsätta att spela en enorm roll i olycksutredningar.
Inte bara för flygplan:Den svarta lådan på bilden här kom från en racerbil som var inblandad i en krasch i Australien 2006. Greg Burke-Pool/Getty Images Det finns alla möjliga förbättringar i horisonten för black box -teknik. Tydligen, nuvarande system spelar ingen video av cockpitaktivitet. I åratal, National Transportation Safety Board har förgäves försökt implementera videofunktioner i black box -system, men många piloter vägrar bestämt att tillåta video, säger att sådana system kränker deras integritet och att nuvarande datafångst är tillräckligt för olycksutredare.
NTSB fortsätter att insistera på att det inte finns något som har för mycket information när man undersöker flygolyckor. För närvarande, videoinspelningen är fortfarande i vänteläge.
Men tekniken är mer än klar. Flygbuss, till exempel, installerar ett Vision 1000 -system i alla sina helikoptrar. Vision 1000 -kameran är monterad bakom pilotens huvud, där den spelar in video av pilotens agerande och cockpitområdet, liksom utsikten bortom vindrutan, med fyra bilder per sekund. Den väger ungefär ett halvt kilo och behöver bara ström och en GPS -anslutning för aktivering.
Video är inte den enda förbättringen som har funnit motstånd från status quo. Sedan 2002 har vissa lagstiftare har drivit för lagen om lagring av flyg och flygförbättring, som inte skulle kräva en, men två flyginspelare, inklusive en som automatiskt kastar ut sig från planet under en incident. Sådana självutkastande inspelare är lättare att hitta är mindre benägna att drabbas av katastrofala skador. Än så länge, fastän, lagen har inte passerat kongressen.
Svarta lådor är inte bara för flygplan. De är nu integrerade i många typer av fordon. Du kan till och med ha en i bilen, fast du inte vet om det. Ungefär 90 procent av de nya bilarna har händelsedatainspelare (EDR) som spårar samma typ av data som flygplanets svarta lådor. EDR är uppenbarligen utformad för att underhålla och övervaka bilens säkerhetssystem, men olycksutredare kan och använder EDR -data för att bättre förstå vrak ... och ibland, att tilldela skulden efter en olycka.
När det gäller svarta lådor monterade på flygplan, det är fullt möjligt att de går längs vägen. Istället för att spela in i en låda, flygplan kan snart helt enkelt strömma alla sina viktiga data direkt till en markbaserad station. Dessa system finns redan. Till exempel, AeroMechanical Services FlyhtStream luft-till-mark-system skickar flygdata till en hemmabas via satellit.
Sådana system eliminerar det desperata sökandet efter en låda som kan ha förstörts i en krasch, och kan vara mer pålitlig, för. För tillfället, fastän, svarta lådor är fortfarande mycket nödvändiga varje dag som tusentals plan tar sig till skyn, flyger miljontals människor över hela världen.
Jag har en återkommande mardröm om att zooma genom himlen i en dömd jet. Varje gång, planet lämnar landningsbanan under start och accelererar sedan våldsamt rakt upp i himlen. Jag kommer aldrig till slutet av drömmen. Kanske är det bra. Lyckligt, flygfel är ytterst sällsynta - statistiskt sett din bil är mycket farligare. Men när flygplan faller från himlen, det är en lättnad att ha en aning om varför ... annars, ingenjörer och familjemedlemmar skulle lämnas plågsamma, undrar varför oskyldiga människor dog på ett så fruktansvärt sätt. Jag hoppas att jag aldrig är en del av en olycksplats där en svart låda är nödvändig. Såvida inte, självklart, det är bara i mina drömmar.
