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黑匣子与失事飞机

2000-06-07周金龙周珊

航空知识 2000年8期
关键词:记录器塔台黑匣子

周金龙 周珊

现代民航飞机或战斗机上,通常都有两个黑匣子(实际颜色为桔红色),被安装在飞机尾部最安全的地方。黑匣子的学名叫做“飞行参数记录系统”,简称“飞参”。“飞参”的作用与飞机的飞行安全、飞机维护以及飞行训练结合得越来越密切。飞行记录的参数与地面数据处理站专家系统相结合,可以对飞机上与之相关的系统,如发动机、大气参数、航姿、飞控、燃油等系统的工作状态进行监控,由此形成一套相对于飞行安全的闭环监控系统。一旦发生飞行事故,记录在抗坠毁的黑匣子中的飞行数据,便可以为事故分析提供关键性信息。

第一个黑匣子较为简单,是飞行员语音记录器(记做CVR)。它只不过是个无线电话录音记录器,负责记录机组人员之间的对话,或其他人如劫机者的对话。这个匣子共有四条音轨:第一条记录飞行员与地面航管人员的对话;第二条记录正、副驾驶员之间通过驾驶舱内部电话的对话;第三条通过驾驶舱内的一个监听器记录室内所有听到的声音,包括座舱内人员的聊天,尤其是可记录下异常声音:比如威胁、爆炸以及发动机声音异常等等;第四条记录机长和空中小姐对乘客的对话(战斗机上没有)。

这些录音器的最长录音时间为30分钟,每录完30分钟后又从头开始录音。这样当事故发生时,记录器内就存有事故发生前30分钟的声音,这足以使人们了解事故出现前的情况。

1995年12月22日,在阿拉斯加州美国空军一架波音737飞机起飞后不久即坠毁,从分析CVR记录的实况录音可以得知,飞机在航路上遭遇“鸟撞”是其失事的主要原因。以下便是飞机起飞后不到两分钟的时间里,飞行人员之间以及与地面航管人员的对话摘录:

7∶45∶41,(上午)无线电传出副驾驶的声音:“Y27H可以起飞,交通灯看见了。”

7∶45∶44,副驾驶:“可以起飞,全体机组。”

7∶45∶45,座舱内麦克风:发动机启动的声音。

7∶45∶47,副驾驶:“(飞行)工程师,置于起飞油门。”

7∶45∶49,座舱内麦克风:发动机涡轮加速旋转声音。

7∶46∶09,副驾驶:“80节,达到起飞速度。”

7∶46∶20,驾驶员:“飞机已离开地面。”

7∶46∶28,副驾驶“出现一些飞鸟。”

7∶46∶31,飞行工程师:“有大量的飞鸟在航线上。”

7∶46∶33,驾驶员:“撞上了一只。”

7∶46∶37,飞行驾驶员:“我们撞上了两只飞鸟。”

7∶46∶40,驾驶员:“让我进行超控。”(注:超控是指超越或绕过自动驾驶仪的手控操纵。)

7∶46∶43,无线电中传出副驾驶呼叫塔台的声音:“Y27H遭遇特情,2号发动机损坏,遇到严重鸟害。”

7∶46∶44,指导飞行工程师:“你们进行超控,使用方向舵。”

7∶46∶49,飞行工程师:“开始应急放油。”

7∶46∶51,塔台:“Y27H,说明你的意图。”

7∶46∶56,副驾驶:“Y27H请求返航。”

7∶46∶58,副驾驶:“机头下降!机头下降!机头下降!”

7∶47∶00,塔台:“Y27H,明白。”

7∶47∶02,副驾驶:“啊,上帝!”

7∶47∶06,无线电中传出副驾驶的声音:“Y27H,应急!”

7∶47∶09,塔台:“急滚下降,坠毁。”

从上述1分28秒的时间里,分析机组人员之间以及和地面塔台之间的对话可知:飞机起飞后47秒即遭遇大量飞鸟;第1分02秒,机组虽采取超控,但2号发动机已损坏;第1分15秒,机组企图迅速返航;第1分17秒,已来不及了,副驾驶连呼三遍“机头下降”;第1分28秒,飞机急滚下降,不幸坠毁。

相对于飞机的第一个黑匣子而言,第二个黑匣子则比较复杂,它是飞行数据记录器(称做FDR)。第二个黑匣子记录能力为25小时,根据不同类型飞机,可记录16至32种参数,其中主要包括格林威治时间、飞行高度、速度、迎角;升降舵、方向舱、副翼的偏角;发动机涡轮的温度、低压转子转速和高压转子转速;飞行员所承受的三个方向过载Ny,Nz,Nx;飞机的俯仰角、坡度、航向角等。如此之多的参数要记录25个小时需要大量磁带,这一难题是如何得到解决的呢?原来,它通过飞机各部分的传感器接收信息,之后将这些信息转变为数字,再用电脉冲调制法先后记录在磁带上。这样可节省信息的载体,扩大了信息的容量。

这个飞行数据记录器也使用自动回转磁带,上面有一千条音轨,录满后再从头开始“抹旧录新”。如此,足以提供分析飞行事故所需的资料。

下面再举一个实例:1999年7月14日,在华东某地我国空军一架战斗教练机(单发)因发动机停车,而进行场外迫降,FDR记录的飞行参数如下表。

从30秒钟飞参数据记录器中可知:(1)第1分36秒发现发动机涡轮后温度(T4)超温,转速(n1和n2)悬挂。这种异常意味着发动机推力下降直至停车。

(2)第1分40秒,气压高度Hp=128,指示空速Vi=270,迎角αt=9.56°,此时飞行员作了紧急处置。在拉杆同时,向右蹬舵和压杆(δe=-2.8,δb=0.5,δa=-55),坡度γ=-35.5,放弃场内迫降,寻求场外迫降。

(3)第1分45秒,飞行员急剧拉杆,向左蹬舵、压杆,急剧左转以躲避飞机下方的一个小村庄(αt=14.62°,α抖=14°,航向角=346.6°),这是飞行员为保护百姓的生命财产安全而采取的果断措施,并开始寻找新的迫降场。

(4)在1分45秒至1分56秒时间里,从三舵的偏角(δe、δb、δa)变化可以看出,飞行员不断地拉杆、松杆、再拉杆……,其目的是要尽量争取高距比,不使飞机严重失速并滑翔至更远距离。

(5)在2分00秒,αt=27.56°。飞机已严重失速和失控。在气压高度88米,绝对高度8米,表速Vi=217时,飞行员拉动“零-零”弹射装置执行应急救生。

上述两个黑匣子所记录的信息在大部分情况下是查明飞行空难事故原因的唯一线索。它们所提供的大量而翔实的参数和数据足以用来分析、判断与飞行相关的发动机、弹射救生系统的工作状态,以及飞行员控制飞机的技术水平等等。例如上面第二个例子中,飞行员为了挽救人民群众的生命安全,以至最终延误了弹射救生的最佳时机而光荣牺牲,这一点从FDR所反映的“一杆两舵”的操纵数据中,英雄的可歌可泣的事迹可以一目了然。

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