東航客機(jī)MU5735墜毀事故牽動人心。目前當(dāng)務(wù)之急是全力搜救，查明事故原因，而其中的關(guān)鍵就是黑匣子。
黑匣子是判斷飛行事故原因最重要及最直接的證據(jù)。雖然叫黑匣子，其實(shí)它的顏色卻不是黑的，這只是約定俗成的一個俗名。它的正式名字是飛行信息記錄系統(tǒng)。在電子技術(shù)中，把只注重其輸入和輸出的信號而不關(guān)注其內(nèi)部情況的儀器統(tǒng)統(tǒng)稱為黑匣子。飛行信息記錄系統(tǒng)是一種典型的黑匣子式的儀器。為了方便，業(yè)內(nèi)人士都叫它黑匣子，傳到社會上，公眾也只知道飛機(jī)上有個黑匣子。
飛行信息記錄系統(tǒng)包括兩套儀器：一個是駕駛艙話音記錄器，實(shí)際上就是一個磁帶錄音機(jī)。從飛行開始后，它就不停地把駕駛艙內(nèi)的各種聲音，例如談話、發(fā)報(bào)及其他各種聲音響動全部錄下來。但它只能保留停止錄音前30分鐘內(nèi)的聲音。第二部分是飛行數(shù)據(jù)記錄器，它把飛機(jī)上的各種數(shù)據(jù)即時(shí)記錄在磁帶上。早期的記錄器只能記錄20多種數(shù)據(jù)，現(xiàn)在記錄的數(shù)據(jù)已可達(dá)到60種以上。其中有l(wèi)6種是重要的必錄數(shù)據(jù)，如飛機(jī)的加速度、姿態(tài)、推力、油量、操縱面的位置等等。
有了這兩個記錄器，平時(shí)在一段飛行過后，有關(guān)人員把記錄回放，用以重現(xiàn)已被發(fā)現(xiàn)的失誤或故障。維修人員利用它可以比較容易地找到故障發(fā)生的位置；飛行人員可以用它來檢查飛機(jī)飛行性能和操作上的不足之外，改進(jìn)飛行技術(shù)。一旦飛機(jī)失事，這個記錄系統(tǒng)就成為最直接的事故分析依據(jù)。為了保證記錄的真實(shí)性和客觀性，駕駛員只能查閱記錄的內(nèi)容而不能控制記錄器的工作或改動記錄內(nèi)容。為了確保記錄器即使在飛機(jī)失事后也能保存下來，就必須把它放在飛機(jī)上最安全的部位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料知道飛機(jī)尾翼下方的機(jī)尾是飛機(jī)上最安全的地方，于是就把這個“黑匣子”安裝在此處。黑匣子被放進(jìn)一個(或兩個)特殊鋼材制造的耐熱抗震的容器中， 此容器為球形或長方形，它能承受自身重力1000倍的沖擊、經(jīng)受11000℃的高溫30分鐘而不被破壞，在海水中浸泡30天而不進(jìn)水。為了便于尋找它的蹤影，國際民航組織規(guī)定此容器要漆成醒目的桔紅色而不是黑色或其他顏色。在它的內(nèi)部裝有自動信號發(fā)生器能****無線電信號，以便于空中搜索；還裝有超聲波水下定位信標(biāo)，當(dāng)黑匣子落入水中后可以自動連續(xù)30天發(fā)出超聲波信號。有了以上這些技術(shù)措施的保障，不管是經(jīng)過猛烈撞擊的、烈火焚燒過的、掉人深海中的黑匣子，在飛機(jī)失事之后，絕大多數(shù)都能被尋找到。根據(jù)它的記錄，航空事故分析業(yè)務(wù)進(jìn)展了一大步。
本著研究的性質(zhì)拆解來看看內(nèi)部構(gòu)造，有人會問，我拆的這個是不是失事飛機(jī)掉下來的→_→
如果真是失事飛機(jī)掉下來的。那么此時(shí)此刻這個黑匣子應(yīng)該長這樣：
或者是這樣↓
所以說放心吧，這是一個正常退役的黑匣子。
飛機(jī)上的黑匣子主要有兩個—FDR和CVR。
上為FDR，下為CVR
Flight Data Recorder(FDR)，中文一般叫飛行數(shù)據(jù)記錄器，主要是記錄飛機(jī)飛行過程中各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)備。一般說黑匣子大部分都是指的FDR，是空難調(diào)查中最重要的直接證據(jù)。
Cockpit Voice Recorder(CVR)，中文一般翻譯為座艙語音記錄器。用人話說就是個錄音機(jī)，用來記錄無線電通話和飛行員之間的對話以及環(huán)境聲音的。
這次拆的不是FDR而是CVR，所以看上去比較簡陋。
CVR整體主要分為三部分，F(xiàn)DAU，CSMU和定位信標(biāo)。
Flight Data Acquisition Unit (FDAU)，翻譯過來應(yīng)該是飛行數(shù)據(jù)收集單元，就是有方正棱角的底座部分，用來和飛機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)總線通信獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并編碼。
Crash-Survivable Memory Unit，中文應(yīng)該叫事故數(shù)據(jù)存儲單元，就是上面的橙色圓柱體，是真正用于存儲數(shù)據(jù)的地方，整個黑匣子70%的重量都在上面。
最后固定在CSMU上的小圓筒是水下定位信標(biāo) (Underwater Locator Device) ，遇水后會自動啟動發(fā)出定位信號。
這是一款來自于L-3 Communications的CVR，型號FA2100。外觀就是圖片中的樣子：
東西看上去不大但是分量卻十分的感人，而且主要重量都在凸起的CSMU上。
根據(jù)這款CVR的設(shè)計(jì)參數(shù)，它的工作溫度可以從-55℃到70℃，同時(shí)可以承受：
5000磅的重壓
1100℃的一小時(shí)持續(xù)高溫
260℃下十小時(shí)的持續(xù)高溫
3400G的加速度撞擊
而不丟失任何的數(shù)據(jù)，總的來說就是一個超強(qiáng)悍的優(yōu)盤沒錯了！
至于里面到底有什么，下面就開拆！
首先卸掉保護(hù)維修端口的保護(hù)蓋，然后卸掉周圍用來固定CVR本身的螺絲。
把螺絲統(tǒng)統(tǒng)卸掉，見一個擰一個，一點(diǎn)也不慌。
拆到最后發(fā)現(xiàn)需要先取下CSMU才能繼續(xù)取下FDAU的頂蓋，于是擰下4個巨大的螺栓，垂直抬起后取下連接電纜就能將整個CSMU取下。
本人家里只有普通的精密工具，沒有這種尺寸的扳手，廢了好大勁才取下來，手疼死了。取下后第一眼看到的就是兩個TI的DSP，這個放到一會再說，先繼續(xù)拆。
將頂蓋抬起取出放到一邊，取下固定PCB的螺絲，就可以將整塊底板取出來了。整塊板看著比較臟，實(shí)際上挺干凈的，全部都進(jìn)行了打膠處理，不過看著更像是某種樹脂，至于打膠的原因我想我不說應(yīng)該也都心里有數(shù)了吧！
接口部分還有幾片板子沒拆，繼續(xù)拆另一半……
側(cè)面看是有兩塊板子，底下還有點(diǎn)別的。于是繼續(xù)擰螺絲……
取下第一塊板，上面基本上都是一些邏輯電路，中間是主控。
第二塊板應(yīng)該是負(fù)責(zé)供電的沒跑了，這個我還是多少能看出來的。
這是貼在側(cè)面面板上的電容應(yīng)該沒認(rèn)錯吧？
電源板的另一面果然還有東西，不過基本上也是供電相關(guān)的電路。同時(shí)還有一個很可愛的環(huán)形變壓器，考慮到這玩意能同時(shí)工作在28V直流和115V交流電下，這也不奇怪。
所有板子無一例外，都做了徹底的打膠處理，基本上不會受到液體的損害，同時(shí)板與板之間都是采用連接器連接，方便維護(hù)和更換。
接下來是重頭戲，拆CSMU?？紤]到生產(chǎn)日期為上世紀(jì)末，所以采用固態(tài)記錄的可能性比較大。
撕掉底下的減震泡棉，又出現(xiàn)了四個很大的螺釘，于是又費(fèi)了好大勁才全部取出來……
小尾巴上有手寫的序列號。和貼紙上的一樣。應(yīng)該是全手工組裝校準(zhǔn)調(diào)教的沒跑了，特種設(shè)備用心程度就是不一樣啊。
摘掉底蓋，基本上就可以肯定這款用的固態(tài)介質(zhì)記錄了。周圍一圈應(yīng)該是隔熱層和減震材料，頂上黑色的應(yīng)該也是，不過材質(zhì)貌似不一樣。
用手摳了一下，感覺應(yīng)該是某種石棉和泡沫的混合物，很輕。大致作用基本上就是隔熱跟減震了。
不得不說這玩意體積比我想象中的要小很多。取出來以后內(nèi)部基本上就沒有能取出來的東西了，都是黑色的泡棉。
為了保護(hù)這個圓筒真的是煞費(fèi)苦心，可見里面東西的重要性。
二話不說直接上螺絲刀，擰下圓筒上的所有螺絲。就可以分離頂蓋了。
內(nèi)部不出意外是多層堆疊的結(jié)構(gòu)。通過4個柱子和螺絲緊緊固定在一起。
左邊是主控，右邊是FLASH。好了到了無獎競猜環(huán)節(jié)，這個黑匣子用的FLASH來自哪一家？
揭曉答案：
供應(yīng)商花落Intel。
講真，我個人還是有點(diǎn)意外的，竟然是Intel的顆粒。
不管怎么樣，全部拆了，然后一字排開，還是有點(diǎn)壯觀的。
看標(biāo)簽上的日期應(yīng)該是1998年的第21周組裝，而顆粒本身是97年產(chǎn)，是Intel產(chǎn)品線中一款還不錯的SLC顆粒。
那個年代能做到10000次擦寫應(yīng)該算是不錯的水平了。工作溫度從0℃到70℃，應(yīng)該是寬溫的顆粒。
不過頂蓋上有個182℃的貼紙，意思是內(nèi)部溫度到182℃里面的數(shù)據(jù)就很危險(xiǎn)么，不是很清楚了。
最后看看用的是什么主控。不出我所料是個定制的芯片，看來再利用整個模塊基本上是不可能了。
來算一下整個模塊總的容量，8x15就是120MB，記錄4個30分鐘的音頻，基本上就是1分鐘消耗1MB的樣子？
最后再倒回這張圖，中間兩個TI的芯片就不說了，應(yīng)該是用來處理模擬的麥克風(fēng)信號的，一顆芯片負(fù)責(zé)兩個通道，DSP左上角和右下角的兩個黑色的芯片應(yīng)該是DSP用的DRAM緩存。
中間貼了貼紙的應(yīng)該是FDAU的主控，來自QuickLogic(快輯)，本質(zhì)跟現(xiàn)在用的FPGA差不多，是一種高度客制化的ASIC，不過靈活性沒有FPGA高，個人理解就是一個專門定做的芯片。
除此以外還有幾個主要的芯片也是QuickLogic制造，應(yīng)該是應(yīng)用了一整套的方案。
之前還考慮過要不要去收一套維修工具來讀一下里面的信息，后來上網(wǎng)一查最便宜的報(bào)價(jià)都是在4w美金左右，我想那還是直接拆了吧。
拆解完的殘骸就這樣了，其實(shí)這玩意本身結(jié)構(gòu)并不是很復(fù)雜，給我的印象還是扎實(shí)的用料和一些細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)。
最后，希望能盡快找到黑匣子，還原事故真相。
來源：朝暉航空 作者：微博用戶@y1nzicng
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