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黑匣子的铸造与特殊材料工艺,机加厂可以借鉴么?

上月,一架从云南飞往广州的客机在飞行途中坠毁,机上的132名乘客及机组人员全部遇难,事故原因仍在调查。

01航空事故调查的关键是黑匣子

黑匣子学名飞行记录器(Flight Recorder),原本确实是黑色,后来为了方便搜寻,航空局决定将黑匣子漆成具有更高辨识度的橙红色。

客机上安装的黑匣子有2台,一台是 飞机数据记录器(FDR),负责记录飞行时间、速度、高度、飞机舵面偏度、发动机转速等数据,是空难调查中最重要的直接证据;另一台是 座舱话音记录器(CVR),用来记录机上空勤人员的对话、机上与地面的通话,以及环境声音。

上为FDR,下为CVR

为了提高安全系数,黑匣子通常安装在飞机尾部最安全的部位,也就是失事时最不容易损坏的部位。

记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪,类似于计算机里的存储芯片,防止黑匣子在空难中遭到损坏。

02空难“唯一幸存者”的奥秘

黑匣子外壳坚实,由特殊合金制成,可承受100G的重力撞击11秒、6000米深水压、长时间的海水浸泡......“幸存”的奥秘在于结构设计与材质。

有网友对座舱话音记录器(CVR)进行了拆解,发现CSMU内部四周都是隔热层和减震材料,掏出一堆缓冲保护物后,里面的小圆筒才露面。

固态存储型黑匣子里的耐冲击记忆单元有三层材料

  • 外壳:由特殊的钛合金或者不锈钢铸造而成,厚度为0.64cm,可以承受3400g*的冲击力,并涂上橙色漆面以便搜寻;
  • 温度隔绝层:由2.54cm厚的干硅材料制成,可承受1090℃的高温半小时,是保证失事后的火灾中确保储存板安全的关键;
  • 绝缘层:一层包裹在储存卡周围的薄铝罩,抗电磁干扰,以防数据被破坏。

*人体的承受上限是8g。

如上图,是某国产型号黑匣子的结构设计图,1-01为外刚性壳体单元,1-02为内套刚性小盒组件,1-03为热保护材料单元。1-02-01为内套刚性壳体单元,1-02-02为热防护材料或非金属缓冲材料,1-02-03就是神秘的用于数据存储的存储介质单元了,种种防护措施,都是为了保护存储单元不被损坏。

事故发生时,通过外刚性壳体(1-01)的可控变形或断裂破坏吸收冲击过程中产出的能量,削弱冲击对黑匣子存储单元的损坏概率。

外刚性壳体(1-01)和内刚性壳体(1-02)通常采用具有高强度、高韧性力学性能特点的钢材料或钛合金材料,并采用一体加工成型为U形(如上图)、圆柱形、球形或带大圆角过渡的方形结构。

在内外双层刚性防护壳体之间填充了热防护材料(1-03),在内套刚性壳体(1-02-01)与存储介质(1-02-02)之间填充了热防护材料或非金属缓冲材料,延缓并削弱事故冲击力。

如上图所示,存储介质(1-02-02)由存储模块(1-02-02-01)和缓冲硅橡胶(1-02-02-02)组成,存储模块灌封在缓冲硅橡胶内,进一步延缓并削弱冲击力对存储模块的损坏。

日前,东航MU5735航空器飞行事故的二个黑匣子均已被安全送抵北京,黑匣子相关的破译工作正在进行,这或许会是一个漫长艰辛的过程。但我们要相信专家,耐心等待事故调查结果浮出水面。

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