回收飞机残骸有什么用？
2014年12月28日5时35分，亚航QZ8501客机由印度尼西亚泗水起飞，驶往新加坡。6时12分，航班向管控中心发出要求，向左偏航并调整航行高度至38000英尺（约11千米）；5分钟后，该机从雷达系统中消失。7时28分，中心确认该机已经失去联系。
此事件成为继马航MH370班机失联、MH17在乌克兰坠毁之后，2014年的第三起与马来西亚的航空公司相关的重大空难。在向死难者及家属表示沉痛哀悼的同时，我们也有必要来思考一下航空安全事故的善后处理工作，都有哪些技术上的细节。
飞机在坠毁过程中，可能会经历空中解体、剧烈的地面冲击，甚至爆炸和火灾。这导致了飞机残骸往往都受到极端严重的破坏，保留下来的信息很少，为了深入的分析事故原因、积累经验教训，需要特殊的设备来为我们提供可靠的数据，这种特殊的设备就是大家耳熟能详的“黑匣子”。
飞行记录仪
1.“黑匣子”究竟是什么？
黑匣子，学名“飞行记录仪”（Flight Recorder），诞生于20世纪50年代，最早确实就是一个黑色的方盒子。后来为了方便搜索（特别是在海上），改用更加醒目的橙色涂装 ，“黑匣子”的俗称也沿用了下来。现代的“黑匣子”由两个部分组成，一是飞行数据记录系统（Flight Data Recorder Sysem），二是驾驶舱音频记录系统（CockpitVoice Recorder）。
我们平时讲的“黑匣子”主要侧重于第二个意思，在社交网络上也多次见到有网友分享“华航空难黑匣子录音”，记录了失事前机舱内的声音情况，为分析事故原因提供了重要信息。而实际上，记录飞行数据，如飞行时间、高度、速度、加速度、发动机工况、气动舵面角度等，才是飞行记录仪的最主要功能，这些飞行参数为技术人员提供了最直接的工程参考。比如震惊世界的法航447号班机空难，通过黑匣子保存的飞行数据，事故原因和经过得以揭示：在航班飞临大西洋上空时，皮托管（空速管）结冰失效，飞行员对飞机速度估计错误，并在接下来发生了操作失误——过度爬升导致速度过低、升力不足——飞机在乱流中失速坠毁。黑匣子记录的最后一句语音是机长所说的“仰角10度”。这些详细的数据只能通过专门的仪器来记录，很难通过事故现场或残骸推断。
2.黑匣子在哪里？
与想象中不同，虽然黑匣子记录的是飞机头部驾驶舱的声音，飞机的主要航电、控制系统也都集中在头部，但黑匣子是安装在飞机尾部的。这是为了尽最大可能保护飞行记录仪。
3.“黑匣子”能提供多少信息？
黑匣子可以记录连续25个小时的飞行参数，可以覆盖绝大部分航班的全程。而驾驶舱录音的容量则较为有限，每两个小时会擦除重写一次。也就是说，当黑匣子被找到的时候，我们只能获取空难前最后两个小时的声音记录。
这样的限制应该是出于设计上的权衡，毕竟飞行参数记录提供的是更加直接、充分、集约的数据，而声音数据所需要的存储空间更大。
4.怎样找到“黑匣子”？
当飞机在海中坠毁时，盐水将会触发水下信标（under water beacon）——就是飞行记录仪尾部的圆筒。该设备会发出37.5kHz的声波信号，只能通过声呐设备探测。水下信标的电池可支撑设备工作30天，也就是说，一旦事故发生超过30天，想再找到黑匣子就极其困难了。
在前文提到的法航事故中，尽管有法、巴、美等多国海军及海洋研究机构合作进行，但黑匣子的搜索工作仍然持续了整整两年——直至2011年5月。
目前，“黑匣子”还不具备无线电收发能力，这使得搜索工作充满了挑战。在日前的亚航事故中，印尼方面最终是通过机上一名乘客的手机信号定位了飞机残骸。
5.“黑匣子”有多结实？
为了使飞行数据在极端环境下保存下来，黑匣子具有超强的防御力，它可以耐6千米深的水压，在1100摄氏度的高温中坚持30分钟，能够在6.5毫秒内承受3400倍重力加速度的冲击。
1983年，前苏联空军出动战斗机发射穿甲弹，将偏离航线误入苏联境内的大韩航空007号航班击落，客机随后坠海爆炸。在这种情况下，飞机上搭载的飞行记录仪仍然完好地被保存了下来，并被苏联方面获得，直到苏联解体之后，数据始被公诸于世。
飞机残骸分析
黑匣子虽然能够给出最详实的飞行数据，但其搜索打捞工作难度极大，并且数据的保存、复原、解析等一系列工序极其繁复，往往耗时数年。在一些空难中，飞机的机体残骸也十分重要，因其体积大、目标明显而易于搜索，并且可能提供更加直接的分析凭据。
下图是14年7月马航MH17航班空难现场的机体残骸照片。此照片一经发回，即有专家推断出：该机为导弹击中。
由图可见，这块舷窗周围残骸上布满了密集的小孔，且多出油漆呈现起泡状，可知飞机遭到了高速细小弹片的打击。这些碎片也有可能是发动机爆炸产生的，但照片中的伤痕尺寸较为均一，故最终排除了引擎爆炸的可能性。
该导弹并非直接命中机体，否则残骸的断面会表现出整体贯通或内部爆炸的形式。通过残骸表面的弹痕推断，导弹是在飞机附近爆炸，高爆弹头内的预制破片爆出，达到大面积杀伤效果。最终根据导弹的特性与事发地武装的情报，断定是9K37“山毛榉”导弹所为。
以上结论在获得机体残骸照片的当时就可以得出，为之后的调查指明了大方向，这是非常快捷高效的。而对黑匣子数据的解析则需要极其漫长的时间，如法航事故的最终调查结果于12年7月发布，此时已经距离成功打捞黑匣子过去了一年有余。
常规情况下，在排除恐怖袭击的可能性后，重大飞行事故的调查处理方由三部分人员构成：飞机运营商（航空公司）、飞机制造商和事发当地民航局安全部门，其中事发当地以飞机残骸所在地为准。在去年的马航失联事件中，虽然航班上有超过一半乘客是中国籍，但飞机从未进入中国境内，不是在中国境内失事，因此我国不能作为以上三方之一参与调查处理，而只能观察员身份作协助。
回收机体残骸的主要目的就是交由飞机制造商进行鉴定处理，以凭借残骸推断失事前飞机的状态，如：整机坠毁还是空中解体、部件故障还是外力破坏、是否发生爆炸等等。这些深入的分析不能仅凭照片进行，必须回收残骸原件，进行金相分析和力学分析。
如2002年的中华航空611号班机空难（又称“澎湖空难”），事发的播音747客机在爬升阶段空中解体，在对飞机残骸的分析过程中发现，机尾蒙皮有过修补痕迹。之后经过金相分析，得出这块蒙皮有金属疲劳现象。由此进一步调查后终于还原了空难的原因：1980年该机曾遭受机尾触地损伤，而维修却没有严格按照制造商的标准进行蒙皮的整体更换，结果在事发时结构损伤出产生2米多长的裂痕，进而导致飞机结构崩坏、空中解体。
遗物
从感情因素和人道主义出发，我们都希望尽可能多地找到遇难者的遗体遗物。此外，遗物还对分析事故成因具有极高的参考价值。
1985年的日航123航班空难中，因维修不当导致飞机尾翼脱落，在飞机出现故障后，有乘客拍摄了客舱内的照片（下图），另有部分乘客写下了遗书，这些都为全方位分析空难的原因留下宝贵的资料。
结语
虽然相比较其他交通工具，空难的绝对数量在历史上并不多，但伤亡却十分惨重。希望航空业在安全、质量方面能够积累经验、发展技术、不断保持进步，极力避免惨剧的发生，也愿逝者安息。
- 发表于 2015-01-08 00:00
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