课程：

• 1、怎样寻找黑匣子？
• 2、为何不能在黑匣子装GPS
• 3、黑瞎子上没有定位吗
• 4、黑匣子的定位打捞
• 5、水下定位信标的作用和工作原理,为什么使用声纳而不是采用电波

怎样寻找黑匣子？

搜寻黑匣子主要依靠水下定位信标和人工目视两种方法。

黑匣子在水下定位，主要依靠水下定位信标，当黑匣子入水，信标上的水敏开关启动信标工作，然后通过专用声呐探测仪对其进行定位。

在陆地的定位主要依靠人工目视，找到飞机残骸后，利用黑匣子外表明亮、独特的颜色和反光标识进行搜寻。在确定大致位置范围后，即使黑匣子埋入土中，也可用金属探测仪等探地工具寻找。

为何不能在黑匣子装GPS

从3月21日东航空难发生，到了3月23号下午，时间过去了整整两天的时间，飞机上的两个黑匣子之一的记载飞机航行数据的黑匣子终于找到了。很多小伙伴疑惑这个小东西这么重要，飞机出现事故后又这么难找，为什么不加装一个类似于手机上的GPS定位器呢，这样不是一下子就找到了吗？要知道我们能想到的，作为航空工业的技术人员应当早就会想到了，但是这里面的事那里有那么简单呢！

现在对于黑匣子的寻找一般区分两块，一块是黑匣子落水，比如在海洋之中，一块是陆地上，两者寻找方式是有区别的。

一、黑匣子落入水中

在水中的寻找主要依靠“水下定位信标”和“被动声纳信标”。黑匣子都配备水下定位信标，水下定位信标一遇水便会自动开启，水下定位信标可以发射两种频次的信号：高频和低频高频段的“水下定位信标”。高频可以发射频率为37500hz的正弦波信号。这种水下信标一旦被触发，就会连续不断发射这种信号，直到黑匣子的电量消耗殆尽为止。高频水下定位信标发射的超声波强度大，更易探测到，但是信号的范围有限，一般只能在4公里的范围内探测到。而且也更费电，所以一般只能坚持运行30天。

而低频水下信标采用的是8800hz的声波，这种声波人耳可以听到，频率比较低，所以比较省电，寿命可以延长到90天。低频信标在海面上可发射到20公里之外的区域。在海底，考虑到信号折损后，依旧可以传递到6000米以内的海面上。即便是这样，相对于海面的辽阔，十几公里的搜寻范围实在是太小了！

黑匣子的第二套定位系统，被动声纳信标，也是专门应用在水下的，因为水下环境中，纯声音信号会不断衰减，那么利用拖拽声纳进行测距，然后不断逼近，也可以完成定位。

二、黑匣子在坠落在陆地上

即使黑匣子落到了地面上，给黑匣子安装定位系统也存在两个问题：

我们的GPS定位系统并没有反向定位功能，也就是卫星只能告诉你，你自己在哪里，而不可能告诉别人你在哪里，也就是说黑匣子知道自己在哪里，但无法告诉别人自己在哪里。我们所有的定位都是在被动地接收卫星发送的信号，而无法给卫星发送信号，因为手机根本无法提供那么大的功率，同样黑匣子中也无法负载一个大功率的信号发射装置。

黑匣子的外表，被一层特制的钛钢所包裹，这是保证黑匣子在极端环境下，能够保存完好的重要保护措施。但金属表面会屏蔽电磁波信号。这就成了黑匣子无法安装卫星定位装置的关键障碍。也就是说，即便克服了信号发射功率和技术难题给黑匣子装了卫星定位装置，向外发出的信号，也会被金属外壳屏蔽。

3. 即使黑匣子设计的再坚固，但是在飞机出现重大事故而坠机时，由于撞击或爆炸等原因很多黑匣子的内部也会遭到损坏严重的破坏，从而导致内部的元器件发生损坏而无法正常工作，这时其定位功能也会丧失。

现在民航客机装配的黑匣子标准来自上个世纪80年代。40多年过去了黑匣子的技术参数基本上没有太多的变化。只不是调整了一些存贮信息而已。但是随着我们科技的进步，尤其是对我们对于更广阔空间信息通讯水平的提高，相信在下一代黑匣子的技术中就有可能加入高空的数据实时传输功能。真正达到我们所说的数据云存储。到了那时如果如果真的出了事故也不需要找什么黑匣子了。因为所有的数据早就时时的同步到一个更安全的地方去了。

黑瞎子上没有定位吗

黑匣子有定位功能。

但是黑匣子的定位和我们理解的手机定位完全不一样，甚至都不能算是同一种技术。黑匣子可以主动发出信号，发出这种信号的仪器叫“水下定位信标”。信标的旁边有个触发器，只有遇水之后才能触发“水下定位信标”（ULB）。这种信号不是电磁波，而是超声波，人耳是听不到的。

理论上，黑匣子能做到与卫星定位的功能。但由于各种现实的因素限制，导致黑匣子一直未能配备卫星定位。黑匣子的外壳由很厚的钢板和多层绝热防冲击保护材料构成，通常安装在飞机尾部最安全的部位，以防止其在空难中损坏。国际航协对黑匣子有明确要求，比如在耐高温方面，对于1000摄氏度左右的高温要能承受30分钟左右；耐水浸方面，正常情况下要保证半年以上。在耐酸碱、耐冲击等方面也都有一定要求，只有符合要求的黑匣子才能装在飞机上。

黑匣子的定位打捞

当前黑匣子在陆地的定位主要依靠人工目视，找到飞机残骸后，利用黑匣子外表明亮、独特的颜色和反光标识进行搜寻。

黑匣子在水下定位主要依靠水下定位信标（ULB，UnderwaterLocatorBeacon）。它是一个电池供电的水下超声波脉冲发生器，牢固地安装在黑匣子外部。一旦黑匣子入水，信标上的水敏开关启动信标工作，通过信标的金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，每秒一个脉冲。其内置电池可连续工作至少30天，30天后随着电量逐渐耗尽，超声波信号将越来越微弱直至停止工作。

信标可以在6096米的深度内发出超声波，但在距离信标1800~3600米的范围内才能够被仪器探测到，海水的状态、周围的船只、海洋动物、石油管道以及其他因素造成的周围噪音都会影响信标的被探测范围。

水下定位信标发出信号时，可以通过专用声呐探测仪进行定位。由于信标信号的可探测范围相对于大海而言极其有限，一般先要进行残骸大致范围定位，然后再通过拖曳式声呐缩小定位范围，最后再使用可以定位信号来源方向的水听器，定位黑匣子的方位。

如果黑匣子沉入浅海，可由潜水员进行打捞。如果黑匣子沉入深海，超过人工潜水深度时，需要使用专门的搜索、打捞设备，一般可使用轮船放下水下线控机器人，操作人员在船上通过综合显示控制台，控制机器人携带的海底声呐扫描设备、信标方位定位器、深海摄像头定位黑匣子，通过机械手打捞黑匣子。

在美国，当事故调查员们找到黑匣子后，它被立即送到NTSB的计算机实验室中。为了避免对记录媒介的任何损坏，在运输过程中这种装置受到特殊的保护。在发生水下事故时，记录仪会被保存在冷水中以防止烘干。

“所作的一切都是为了保存记录仪的状态直到其被妥善的处理，”Daron说，“把记录仪放置在一桶水中，通常是冷水，也就是保持黑匣子被找到的地方的环境，直到被送达可以充分分析黑匣子的地方。”

水下定位信标的作用和工作原理,为什么使用声纳而不是采用电波

水为导电介质，所以电波在水中会很快衰减，无法远距离的有效传播。

而声音为机械波，可以实现在水中的远距离传播，声纳就是通过发声来实现信号传递与接收的。

声纳分主动、被动及主被动合置。

水下定位信标其实就是一个主被动合置的声纳，通过与水下定位信标的通信，来实现对自己位置的定位或者校正。