飛行紀錄儀

飛行紀錄儀（英語：Flight Recorder），俗稱黑盒（Black box）但實為橘色，是安裝在航空器上，用於航空事故調查、維修、飛行試驗用途的設備。安裝位置在空難時最常被完整保留下來的機尾上。1953年，世界上第一個飛航記錄器由澳洲研究實驗室發明^[1]。很多空難發生後只有飛行紀錄儀能夠向調查人員提供飛機發生事故前各系統的運作情況，因為空難時通常發生在一瞬間，飛行員和全部乘客都同時遇難而缺乏當事人的證詞，調查事故原因會有很大困難，而黑盒則可以向人們提供飛機失事瞬間和失事前一段時間裏，飛機飛行狀況、機上設備工作情況等；駕駛艙語音紀錄儀能幫助人們根據機上人員各種對話分析事故原因，以便對事故作出正確結論。

「Flight recorder」的各地常用名稱
飛行紀錄儀
中國大陸	飛行記錄儀
臺灣	飛行記錄器，飛航記錄器
港澳	飛行紀錄儀

「black box」的各地常用名稱
中國大陸	黑匣子
臺灣	黑盒子
港澳	黑盒
新加坡	黑箱
馬來西亞	黑箱

研發歷史

1956年，戴維·沃倫 (David Warren)與同事試驗了可保持4個小時語音和飛行數據資料的「黑盒」雛形，但遭到澳洲航空界的排斥。澳洲皇家空軍認為「這種設備並沒太大用處，無助於解釋事故的原因」。沃倫不得不尋求海外的支持。1958年，一名英國航空官員看到沃倫的發明後，同意資助沃倫在英國生產「黑盒」。隨後，沃倫率領團隊研製出了新的黑盒模型。他們把飛航記錄器放進一個防震防火的盒子裏，並開始在全世界發售。

1960年澳洲昆士蘭州一次空難後，澳洲成為世界上第一個強制要求所有民用和軍用飛機上都要安裝黑盒的國家。之後的半個世紀裏，黑盒在全球航空業都得到了普遍運用，並成為全世界所有民航和多數軍事飛機上的標準設備^[1]。

沃倫沒有為黑盒申請專利，澳洲政府也沒有向他提供特別獎金，但在2002年被授予澳洲勳章（Officer of the Order of Australia AO)，表彰其對航空工業的貢獻。沃倫曾半開玩笑地表示，因為他為澳洲皇家空軍工作時很多發明其實都失敗了，只要澳洲國防部不找他要錢就好^[2]。

記錄器

一架飛機上的飛航記錄器都包含兩個不同的部份，分別是飛行數據紀錄儀和駕駛艙語音紀錄儀。

中國東方航空5735號班機空難現場發現的飛行數據紀錄儀

• 飛行數據紀錄儀（Flight Data Recorder，FDR）能記錄飛機的系統工作狀況和引擎工作參數等飛行參數，內容包括：空中飛行速度、高度、航向、發動機推力資料、俯仰與滾動資料、縱向加速度資料及許多參數資料，根據美國聯邦航空局對飛行數據紀錄儀的最低要求，必須包括壓力高度、空速、磁航向、加速度及經過時間等5項，除了上述五項，聯邦航空局另外再要求俯仰姿態、滾轉姿態、發動機動力及襟翼的位置。計錄器是由馬達帶動的8條磁軌，磁帶全長約140米，可記錄60多種資料25小時。

• 駕駛艙語音紀錄儀（Cockpit Voice Recorder，CVR），又稱座艙通話記錄器，儀器上的四條音軌分別記錄飛行員與航空管制員的通話，正、副駕駛員之間的對話、機組員對乘客的廣播，以及駕駛艙內各種聲音（引擎聲、警報聲）。記錄的時間約2小時，錄完後，會自動倒帶從頭錄起，若發生空難，之前的兩個小時會被完整保留，並持續發出訊號，直到斷電為止（記錄器所提供的電力足夠發出信號30日）。

結構與外觀

飛航記錄器雖然名為「黑盒」，但它實際的顏色為橘紅色，以求顯目便於尋找。黑盒的名稱由來，可追溯至1954年，在駕駛座機艙內裝設聲音記錄器的構想在該年首度提出，當時飛機內所有的電子儀器都是放置在大小、形狀都統一的黑色方盒裏。而聲音記錄器則放在最堅固的黑色方盒中。美國民航局（之後改制為美國聯邦航空總署）在1957年規定，凡是重量超過9.09公噸以上的飛機都必須裝設這些加強保護的飛行紀錄儀。8年後，航空局決定將這「黑盒」漆成亮紅色或橘色，這樣在飛機失事的時候，外表醒目的「黑盒」就會比較容易被找到。到了1965年，幾乎全世界的每一家航空公司都改用橘色的飛航紀錄器，但仍沿用「黑盒」這個名稱。除了漆成橘紅色外，有些黑盒外殼會貼有反光條以更容易被尋獲，並寫有「FLIGHT RECORDER, DO NOT OPEN」（飛行記錄儀，請勿開啟）。

其外部的材質為鈦鋼金屬，長50厘米、寬20厘米，高15厘米。為了能在強力撞擊下保存下來，飛行記錄器必須通過防火防震的考驗，根據美國民航局的規定，必須能忍受在1090°C的火焰中燃燒30分鐘，並能承受3米重達230公斤之鐵塊擊中，相當於100G重力之撞擊達11秒，而美國聯邦航空局的規定為100G重力之撞擊達15秒，由於地球表面大部分是由水所覆蓋，因此也必須能承受2萬呎的水壓。飛行記錄器的外部加裝圓筒型的蜂鳴器，只要一碰到水，水分會使其線路發生短路，蜂鳴器將會發出37.5kHz頻率的鳴叫持續30天。除此之外，為了防止記錄器內磁性記憶遭到電流或磁場破壞，飛航記錄器也要具備抗外界電流、磁場的防護能力。

雖然如此多重的保護，但仍然有些飛航記錄器在空難中損壞，所以國際航空機構又規定了更加嚴格的標準，而且記錄介質也從磁帶式改進成為能承受更大衝擊的靜態存儲記錄儀，類似於電腦裏的快閃記憶體（Flashmemory）。

記錄損毀實例

雖然飛行紀錄儀被設計成能經受瞬時惡劣環境的損壞，但由於事故發生後記錄儀可能需要長時間才能尋獲，記錄儀無法保證長時間的持續惡劣環境而導致內部記錄損壞。

• 南非航空295號班機，墜毀於印度洋後一年，駕駛艙語音紀錄儀才被打撈出水（但飛行數據紀錄儀至今未尋獲），可是經過長期泡浸於海水中，塑膠製的磁帶已經開始分解，辨識困難^[3][4]。
• 勞達航空004號班機，於1991年空中解體墜毀於泰國境內。雖然通過駕駛艙語音紀錄儀了解到解體原因是機械故障導致推力反向器在空中意外展開，但因為飛行數據紀錄儀嚴重損毀，已無法讀取任何資料，故機械故障的根本原因始終未能查明。

功能

1. 事故/空難調查：飛行紀錄儀記錄的飛行速度、高度、俯仰、航向、垂直過載、傾側、操縱面的偏轉角、阻力、升力和發動機功率、GPS位置等資訊，空難發生時候能把飛行紀錄儀所記錄的資訊，經處理後送入飛行模擬器，重現失事的經過情況，以模擬分析墜毀前發生的因素。
2. 維修參考：所記錄的數據資料能作為檢查維修提供重要的參考資訊。
3. 試飛記錄分析：在試飛中的產生的數據資料除一部分靠遙控天線裝置發回到地面外，大部分使用飛行紀錄儀記錄下來，供進一步分析研究。

參考資料

1. 黑盒之父戴維·沃倫飽受空難傷痛. [2010-08-02]. （原始內容存檔於2022-03-23）. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
2. 「黑匣子」：一個可能曾救你一命的發明. [2019年8月12日]. （原始內容存檔於2022-03-23）. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
3. Marsh, Rob. Verlore Skakels: Onverklaarde Geheime van Suider-Afrika 1. Struik Publishers (Pty) Ltd. 1994: 17. ISBN 1-86825-407-0.
4. 1987 SAA Helderberg Air Disaster. [2011-01-04]. （原始內容存檔於2022-03-23）. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）