回收飛機殘骸有什麼用？

知識 06-14

2014年12月28日5時35分，亞航QZ8501客機由印度尼西亞泗水起飛，駛往新加坡。6時12分，航班向管控中心發出要求，向左偏航並調整航行高度至38000英尺（約11千米）；5分鐘後，該機從雷達系統中消失。7時28分，中心確認該機已經失去聯繫。

此事件成為繼馬航MH370班機失聯、MH17在烏克蘭墜毀之後，2014年的第三起與馬來西亞的航空公司相關的重大空難。在向死難者及家屬表示沉痛哀悼的同時，我們也有必要來思考一下航空安全事故的善後處理工作，都有哪些技術上的細節。

飛機在墜毀過程中，可能會經歷空中解體、劇烈的地面衝擊，甚至爆炸和火災。這導致了飛機殘骸往往都受到極端嚴重的破壞，保留下來的信息很少，為了深入的分析事故原因、積累經驗教訓，需要特殊的設備來為我們提供可靠的數據，這種特殊的設備就是大家耳熟能詳的「黑匣子」。

飛行記錄儀

1.「黑匣子」究竟是什麼？

黑匣子，學名「飛行記錄儀」（Flight Recorder），誕生於20世紀50年代，最早確實就是一個黑色的方盒子。後來為了方便搜索（特別是在海上），改用更加醒目的橙色塗裝，「黑匣子」的俗稱也沿用了下來。現代的「黑匣子」由兩個部分組成，一是飛行數據記錄系統（Flight Data Recorder Sysem），二是駕駛艙音頻記錄系統（CockpitVoice Recorder）。

回收飛機殘骸有什麼用？黑匣子

我們平時講的「黑匣子」主要側重於第二個意思，在社交網路上也多次見到有網友分享「華航空難黑匣子錄音」，記錄了失事前機艙內的聲音情況，為分析事故原因提供了重要信息。而實際上，記錄飛行數據，如飛行時間、高度、速度、加速度、發動機工況、氣動舵面角度等，才是飛行記錄儀的最主要功能，這些飛行參數為技術人員提供了最直接的工程參考。比如震驚世界的法航447號班機空難，通過黑匣子保存的飛行數據，事故原因和經過得以揭示：在航班飛臨大西洋上空時，皮託管（空速管）結冰失效，飛行員對飛機速度估計錯誤，並在接下來發生了操作失誤——過度爬升導致速度過低、升力不足——飛機在亂流中失速墜毀。黑匣子記錄的最後一句語音是機長所說的「仰角10度」。這些詳細的數據只能通過專門的儀器來記錄，很難通過事故現場或殘骸推斷。

2.黑匣子在哪裡？

與想像中不同，雖然黑匣子記錄的是飛機頭部駕駛艙的聲音，飛機的主要航電、控制系統也都集中在頭部，但黑匣子是安裝在飛機尾部的。這是為了盡最大可能保護飛行記錄儀。

回收飛機殘骸有什麼用？黑匣子在飛機上的位置

3.「黑匣子」能提供多少信息？

黑匣子可以記錄連續25個小時的飛行參數，可以覆蓋絕大部分航班的全程。而駕駛艙錄音的容量則較為有限，每兩個小時會擦除重寫一次。也就是說，當黑匣子被找到的時候，我們只能獲取空難前最後兩個小時的聲音記錄。

這樣的限制應該是出於設計上的權衡，畢竟飛行參數記錄提供的是更加直接、充分、集約的數據，而聲音數據所需要的存儲空間更大。

4.怎樣找到「黑匣子」？

當飛機在海中墜毀時，鹽水將會觸發水下信標（under water beacon）——就是飛行記錄儀尾部的圓筒。該設備會發出37.5kHz的聲波信號，只能通過聲吶設備探測。水下信標的電池可支撐設備工作30天，也就是說，一旦事故發生超過30天，想再找到黑匣子就極其困難了。

在前文提到的法航事故中，儘管有法、巴、美等多國海軍及海洋研究機構合作進行，但黑匣子的搜索工作仍然持續了整整兩年——直至2011年5月。

目前，「黑匣子」還不具備無線電收發能力，這使得搜索工作充滿了挑戰。在日前的亞航事故中，印尼方面最終是通過機上一名乘客的手機信號定位了飛機殘骸。

5.「黑匣子」有多結實？

為了使飛行數據在極端環境下保存下來，黑匣子具有超強的防禦力，它可以耐6千米深的水壓，在1100攝氏度的高溫中堅持30分鐘，能夠在6.5毫秒內承受3400倍重力加速度的衝擊。

1983年，前蘇聯空軍出動戰鬥機發射穿甲彈，將偏離航線誤入蘇聯境內的大韓航空007號航班擊落，客機隨後墜海爆炸。在這種情況下，飛機上搭載的飛行記錄儀仍然完好地被保存了下來，並被蘇聯方面獲得，直到蘇聯解體之後，數據始被公諸於世。

飛機殘骸分析

黑匣子雖然能夠給出最詳實的飛行數據，但其搜索打撈工作難度極大，並且數據的保存、復原、解析等一系列工序極其繁複，往往耗時數年。在一些空難中，飛機的機體殘骸也十分重要，因其體積大、目標明顯而易於搜索，並且可能提供更加直接的分析憑據。

下圖是14年7月馬航MH17航班空難現場的機體殘骸照片。此照片一經發回，即有專家推斷出：該機為導彈擊中。

回收飛機殘骸有什麼用？馬航MH17航班殘骸

由圖可見，這塊舷窗周圍殘骸上布滿了密集的小孔，且多出油漆呈現起泡狀，可知飛機遭到了高速細小彈片的打擊。這些碎片也有可能是發動機爆炸產生的，但照片中的傷痕尺寸較為均一，故最終排除了引擎爆炸的可能性。

該導彈並非直接命中機體，否則殘骸的斷面會表現出整體貫通或內部爆炸的形式。通過殘骸表面的彈痕推斷，導彈是在飛機附近爆炸，高爆彈頭內的預製破片爆出，達到大面積殺傷效果。最終根據導彈的特性與事發地武裝的情報，斷定是9K37「山毛櫸」導彈所為。

回收飛機殘骸有什麼用？高爆彈頭示意圖

以上結論在獲得機體殘骸照片的當時就可以得出，為之後的調查指明了大方向，這是非常快捷高效的。而對黑匣子數據的解析則需要極其漫長的時間，如法航事故的最終調查結果於12年7月發布，此時已經距離成功打撈黑匣子過去了一年有餘。

常規情況下，在排除恐怖襲擊的可能性後，重大飛行事故的調查處理方由三部分人員構成：飛機運營商（航空公司）、飛機製造商和事發當地民航局安全部門，其中事發當地以飛機殘骸所在地為準。在去年的馬航失聯事件中，雖然航班上有超過一半乘客是中國籍，但飛機從未進入中國境內，不是在中國境內失事，因此我國不能作為以上三方之一參與調查處理，而只能觀察員身份作協助。

回收機體殘骸的主要目的就是交由飛機製造商進行鑒定處理，以憑藉殘骸推斷失事前飛機的狀態，如：整機墜毀還是空中解體、部件故障還是外力破壞、是否發生爆炸等等。這些深入的分析不能僅憑照片進行，必須回收殘骸原件，進行金相分析和力學分析。

如2002年的中華航空611號班機空難（又稱「澎湖空難」），事發的播音747客機在爬升階段空中解體，在對飛機殘骸的分析過程中發現，機尾蒙皮有過修補痕迹。之後經過金相分析，得出這塊蒙皮有金屬疲勞現象。由此進一步調查後終於還原了空難的原因：1980年該機曾遭受機尾觸地損傷，而維修卻沒有嚴格按照製造商的標準進行蒙皮的整體更換，結果在事發時結構損傷出產生2米多長的裂痕，進而導致飛機結構崩壞、空中解體。

回收飛機殘骸有什麼用？華航空難機尾蒙皮損傷示意圖