民航局通报「第一部黑匣子的分析工作正在进行，目前不能排除存储单元损坏的可能性」，有哪些信息值得关注？ 第1页

首先声明，我不是航空专业的。之所以回答这个问题，是我看到CVR黑匣子找到的新闻，想来知乎看看有没有详细些的“黑匣子”资料，但是翻了一下没有回答很细的，我先把我收集的“黑匣子”先关资料整理一下发出来（2022.03.25已更新4649字）。

*再次声明，不是相关专业的，有错误请专业人士提醒更正

一、东航 MU5753 的“黑匣子”

3月23日的新闻发布会上，中国民航局航空安全办公室主任朱涛通报，当天16时30分左右，在事故现场主要撞击点东南方向约20米处的表层泥土中发现了两部飞行记录器（黑匣子）中的一部。

现场调查人员对记录器进行了初步检查，记录器外观破损严重，存储单元也存在一定程度的损坏，但相对比较完整。初步判定为驾驶舱话音记录器（CVR）。^[1]

1、为什么一开始没能判断是FDR还是CVR？

东航MU5735航班型号是波音737 800NG，里面搭载两个“黑匣子”，都安装在飞机尾部，这两个“黑匣子”除了底座之外，主体的存储部分长得很像。

因为找到的第一个黑匣子刚好只剩下存储的圆柱体部分，所以很难快速确定是FDR还是CVR。

2、该机型搭载的FDR和CVR

根据发布会消息，东航MU5735是由霍尼韦尔（Honeywell）公司生产的，我去该公司官网也看到了相关介绍。^[2]

霍尼韦尔官网上介绍的FDR和CVR都只有一款，分别是HFR5-V CVR和HFR5-D FDR，适配机型只写了波音737系列。

对比事故现场找到的CVR“黑匣子”，应该就是这一款。

说明文档我都大致看了一下，有详细的参数，但是并不是使用手册，所以信息也不多。

剩下没有找到的HFR5-D FDR跟CVR样子也差不多，只是底座后端有电池，所以底座后面更大一些。

波音737 800NG的两个“黑匣子”都装在飞机后侧，其中FDR（飞行数据记录仪）被布置在客舱后厨房的顶上，而CVR（驾驶舱录音仪）则布置在后货舱内。

二、已找到的CVR详细情况

CVR的作用主要就是录音，HFR5-V CVR详细参数如下：^[3]

这里面我把大家比较关注的信息详细介绍一下。

1、CVR录制的内容（声道）

HFR5-V CVR一共录制4个声道，3个窄带，1个宽带。

3个窄带的带宽范围为150-3500赫兹，分别是：

• 机长的耳机音频与机长麦克风音频
• 副驾驶耳机音频与副驾驶麦克风音频
• 观察员耳机音频与观察员麦克风音频

1个宽带的带宽范围是150-6500赫兹：

• 驾驶舱环境音（CAW）

要注意，这4个单独通道的录音时间只有30分钟。

另外，CVR还记录一个混合通道，就是这4个通道声音的混合声音，这个混合通道可以记录120分钟，也就是两个小时。

另外，CVR除了声音，还记录120分钟的ACARS（飞机通信寻址和报告系统）数据。^[4]包括：

1. 自动相关监视(ADS) ：目标主动报告自身位置信息,供外界对其进行监视的一种监视技术；
2. 管制员-飞行员数据链通信(CPDLC) ：用于管制员与飞行员之间的空中交通管制，包括有关飞行高度指配、通过限制通知、偏离航路告警、航路改变和放行、速度指配、通信频率指配、飞行员各种请求，以及自由格式电文的发布和接收。
3. 数据链飞行信息服务(D-FIS) ：一种地空间的数据链广播应用，它允许飞行员经过数据链路向地面计算机系统请求并接收FIS信息，包括ATIS（终端自动信息广播服务）、机场气象报告服务、终端气象服务、风切变咨询服务、航行通告服务、跑道视程服务、机场预报服务、重要气象信息服务以及临时地图服务等。
4. 航空运营管理(AOC) ：用于与飞机与其地面上的航空公司或服务合作伙伴进行通信的一组或全部应用程序。

所以大家可以看到，即使CVR完好，要从中分析的数据也很多，短时间之内肯定无法完成，我们还需要耐心等待。

另外，也有答主说“麦克风会录制油门背景音、襟翼缝翼等设置音”，这个我没有找到相关说明，先贴在下面给大家参考。^[5]

2、CVR记录时间

CVR可以记录2小时的声音和数据，开始时间为第一个引擎启动，结合东航MU5735的飞行时间（05:15-06:25）来看，如果没有损坏，那所有整个飞行所有CVR该记录的声音和数据应该都记录上了。

根据现场CVR的情况来看，尽管外壳没了，但是存储部分良好，猜测数据保存情况良好。

3、有没有可能人为关闭？

另外，再针对一些阴谋论提到的，有没有可能人为关闭CVR，我说一下自己的看法。

一些飞机可能安装 CVR 开关（不知道波音 800NG有没有），位于头顶面板的右上角，就在空调面板的上方。 ^[6]

但是这个开关只有两个功能，开启/自动，目的是为了让机组人员能够在发动机启动前可以手动打开CVR，记录驾驶舱准备情况。一些航空公司可能会要求这么操作。

所以说，即使有CVR开关，在起飞后，也没有关闭选项，要么引擎发车后自动打开，要么一直打开。

此外，很多国家法律也规定，飞行员在飞行中停止CVR是违法的。

4、后续有没有可能公布CVR录音？

很多人关心未来有没有可能公布CVR的音频，这个大概率是不可能的。

在事故调查中获得的CVR记录比FDR数据处理更保密，这是由于在驾驶舱内语言交流的高度敏感性。

ICAO Annex 13（国际民航组织附则13）要求调查小组对CVR的录音进行保密，并将其置于公共领域之外。此外，未来的书面事故报告的公开内容和时间也受到了严格的限制，最终报告中只公开驾驶舱语音记录和事故相关的部分。 ^[7]

在互联网上能找到的CVR录音，有的是非法泄露的，大部分是后期一些机构根据事故报告做的情景重现，而非真实的现场声音。

三、尚未找到的FDR详解

到目前为止，两个“黑匣子”只有CVR被找到了，FDR还未被找到。

不过，因为波音 800NG的两各“黑匣子”都安装在飞机尾部，并且已基本确定坠机事故主要撞击点，相信找到FDR只是时间问题，只不过因为撞击力非常大，最深处约20米，所以挖掘寻找难度较大。^[8]

FDR不同于CVR，CVR中的录音只代表机组人员对事故的判断，结合一些数据信息，可以进行事故原因的推断。但是FDR记录了整个飞行的数据，能为界定此次事故的直接原因提供详细的数据支持，所以，FDR和CVR两者的数据是互补的，缺一不可，相互佐证的。

1、HFR5-D FDR具体参数

结合已找到的CVR情况来看，FDR的外壳可能也已经掉落，剩下的圆柱体存储单元，跟CVR类似。

HFR5-D FDR具体参数如下：

FDR和CVR的生存能力都非常强，可以承受3400g重力加速度的撞击6.5ms，海水浸泡30天，1100℃的火中存活60分钟等等，总之非常坚固。

在埃塞俄比亚空难中，737-MAX8也是以500fts（548km/小时）的速度砸入地面，形成一个10米深的坑，但是FDR找到后，内部数据完好，调查小组恢复了超过73小时的数据。^[9]

从1991年起，所有的新交付的飞机装备的都是固态存储的FDR (SSFDR)，根据各国和各个航空公司的要求不同，可以将数百个参数的至少25个小时的数据记录到存储芯片上。

2、FDR存储内容

FDR存储的数据主要分为三类，参数的总数量超过1000个^[10]：

1. 数字数据（Digital Data）
2. 模拟数据（Analogue data）
3. 离散数据（Discrete Data）

说实话，太多了，我也不清楚，我的理解是，飞行相关的参数能记录的，都记录到了FDR上，包括但不限于高度、速度、航向、俯仰角、滚转角、垂直速度以及机组的操作如驾驶盘杆量、油门等重要参数。

这些参数对于重现事故发生原因是有决定性意义的。

当然，由于参数太多，找到FDR之后，分析数据将花费更多的时间，通常都要半年以上。

3、记录时间

FDR的记录时间也是在发动机启动时开始记录，发动机停车后停止记录，所以这次航班的飞行信息，没有意外的话也全部被FDR记录下来。

四、找到“黑匣子”之后的流程

找到黑匣子之后的主要任务就是进行分析。

根据新闻发布会中国民航局航空安全办公室主任朱涛通报，找到的黑匣子已被连夜送往北京的民航专业机构进行译码。

并不是所有的黑匣子最后都能被找到或者从中恢复数据，根据维基百科记载，一共有60起左右的空难中，黑匣子未被发现或者损坏太过严重导致数据无法恢复。^[11]

最近的一起是2021-07-06发生在俄罗斯的彼得罗巴甫洛夫斯克-堪察加航空251号(PTK251)空难，两个记录器都找到了，但是CVR损坏太严重，无法从中恢复数据。^[12]

整个分析流程会耗费很长的时间，调查人员需要有条不紊地工作，但公众和媒体的压力可能很大。一些调查人员承认，根据盒子的损坏程度和事故类型，他们可以在几天甚至几个小时内得到一个非常基本的结论。但他们强调，情况并非总是如此，也很少是全部。

初期报告在一个月后发表，但这种情况也很少。深入调查则需要一年或更长时间才能完成。^[13]

根据《飞行数据分析演变 》（The Evolution of Flight Data Analysis）一文^[14]，找到黑匣子之后，分析数据主要有这么几步：

1、数据恢复和读出

从1991年起，所有的新交付的飞机装备的黑匣子都是固态存储，原理和我们平时使用的固态硬盘类似。

所以如果黑匣子没有损坏，插上专用的读取设备使用相应的软件就可以读取和下载数据了。

霍尼韦尔（Honeywell）公司也为自家的黑匣子提供了专门的记录器测试和地面支持设备(RPGSE)。

官网介绍这款设备为“单一、通用、坚固的笔记本电脑，用于支持和托管地面支持软件应用程序，以下载、测试、回放和分析固态存储器（就是黑匣子）。”

这款手持下载单元(HHDLU)可以在不到5分钟的时间内下载25小时的固态飞行数据记录器(SSFDR)。^[15]

当然，这些设备只是应对黑匣子内部没有损坏的情况，如果黑匣子损坏，需要根据型号和记录介质类型而有所不同借助专业恢复技术进行数据恢复。

一般来说，当一个黑匣子被回收时，它通常会被带到一个专门的工程实验室，在那里，主板和芯片组被小心地取出并插入一个特殊的装置，在这个装置中，它们可以使用黑匣子制造商的专门软件进行分析。^[16]

2、数据分析

从CVR中恢复的与空难有关的数据，主要是语音录音音频，还有自动电脑广播、无线电通信、与机组人员的讨论以及对乘客的广播。开关和发动机的声音也包括在内。

只有主要调查员和少数人能够听到恢复的录音，然后密封。调查人员有时使用“频谱分析”，使科学家能够分辨出几乎听不见的警报或者短暂的爆炸声。

从FDR中恢复的数据，经过转换后，就得到了飞行的数据图和数据表。

从图表数据中，可以对比看出不同数据的吻合程度，从而发现飞行中可能出现的问题。

例如，如果磁航向值增加，则横滚姿态参数应显示右侧的坡度。^[14]

3、情景模拟

情景模拟是一种还原客机状态的有效手段，可以从任何有利位置显示飞机的 3 维视图、飞机飞行路径、驾驶舱仪表板和飞行员控制输入或飞机控制表面偏转，其作用很多：

• 帮助同化大量数据
• 将事件序列置于时间视角
• 将记录的数据与地面特征联系起来
• 将FDR数据与其他数据源相关联，例如CVR音频、雷达数据或目击者
• 对行动调查员有用的分析工具
• 帮助向非专业人士解释事件
• 培训/教育工具

4、交叉对比

根据事故发生前的情况进行模拟飞行来预测飞机在初始条件、控制输入以及飞机稳定性和控制方程的前提下应该如何表现。

然后可以将预测的行为与FDR记录的实际行为进行比较。这时候出现的任何差异都可能是由于气象影响或飞机故障等外部因素造成的。

五、“黑匣子”发展历程和展望

又开了个新坑，周末补吧……

参考

1. ^东航空难黑匣子“外观破损严重”，对调查会有影响吗？ https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_17279175
2. ^Honeywell Flight Recorders https://aerospace.honeywell.com/us/en/learn/products/recorders-and-transmitters/flight-recorders
3. ^HFR5-V COCKPIT VOICE RECORDER (CVR) TECHNOLOGY ADVANTAGE https://aerospace.honeywell.com/us/en/learn/products/recorders-and-transmitters/flight-recorders
4. ^地空数据链应用及技术 http://blog.sina.com.cn/s/blog_64b027e30100ild7.html
5. ^东航飞行事故调查已发现部分飞机残骸和人体组织碎片，有哪些信息值得关注? - 梦执的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/523696548/answer/2404074469
6. ^Cockpit Voice Recorder http://www.b737.org.uk/communications.htm#Cockpit_Voice_Recorder
7. ^ICAO Annex 1-18 https://www.icao.int/safety/airnavigation/nationalitymarks/annexes_booklet_en.pdf
8. ^东航坠机事故已基本确定坠机事故主要撞击点，最深 20 米左右，还有哪些信息值得关注？ https://www.zhihu.com/question/523860002
9. ^How Investigators Pull Data off a Boeing 737’s Black Boxes https://www.wired.com/story/boeing-737-max-8-ethiopia-crash-black-box-data-lion-air/
10. ^737 CVR, FDR, ELT, LF-ULB, DFDAU and QAR https://www.youtube.com/watch?v=GMI3-ikkcas
11. ^List of unrecovered and unusable flight recorders https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_unrecovered_and_unusable_flight_recorders
12. ^Petropavlovsk-Kamchatsky Air Flight 251 (2021) https://en.wikipedia.org/wiki/Petropavlovsk-Kamchatsky_Air_Flight_251_(2021)#cite_note-22
13. ^Explainer: How to read an aircraft's black box https://www.reuters.com/article/us-ethiopia-airlines-blackbox-explainer-idUSKCN1QV2ST
14. ^^abThe Evolution of Flight Data Analysis https://humsconference.com.au/Papers2015/Not_on_DVD/Campbell01.pdf
15. ^Recorder Test and Ground Equipment https://aerospace.honeywell.com/us/en/learn/products/recorders-and-transmitters/recorder-test
16. ^Recovering data from black boxes https://www.ontrack.com/en-gb/blog/recovering-data-black-boxes