來，開開眼界，新一代飛機黑匣子內部儲存長什麼樣？「領存研製」

storlead發表於2022-12-01

“ 「領存技術」為國外某飛機廠商研製的下一代大容量飛機黑匣子儲存盤近日完成交付，相比傳統飛行記錄儀，領存研製的新一代黑匣子儲存容量為128GB，可將飛行資料和駕駛艙通話記錄時間都大幅增加，採用工業級SLC儲存介質，擦寫壽命高達10萬次，採用雙冗餘架構設計，可確保資料萬無一失。 ”



01—何謂飛機黑匣子？


飛行記錄儀（Flight Recorder），俗稱黑匣子，黑匣子其實並非黑色，而是橙黃色，安裝位置一般在機尾上，因為空難發生時，機尾常常可以被完整的保留下來，其作用主要是航空事故調查、維修、飛行試驗等。

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（網路圖片：東航5735航班3.21空難現場發現的黑匣子）


飛機上的飛航記錄器包含飛行資料記錄器和駕駛艙通話記錄器兩個部分。

  • 飛行資料記錄器（Flight Data Recorder，FDR）用於記錄飛機的系統工作狀況和飛行引數，包括：空中飛行速度、高度、航向、發動機推力、俯仰姿態與滾動姿態、縱向加速度、發動機動力及襟翼的位置等諸多引數。
  • 駕駛艙通話記錄器（Cockpit Voice Recorder，CVR），用於記錄飛行員與航空管制員的通話，正、副駕駛員之間的對話、機組人員對乘客的廣播，以及駕駛艙內各種聲音。記錄的時間約2小時，若發生空難，空難之前的兩個小時的通話記錄會被完整保留，並持續發出訊號，直到斷電為止。



02 —飛機黑匣子面臨哪些技術挑戰？


當空難發生時，強大的物理衝擊力、高溫、水下壓力和海水腐蝕等對儲存來說都是巨大的挑戰，領存技術採用電子盤設計併為各種嚴峻挑戰做了充足的防護。

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（圖片：領存技術飛機黑匣子單晶片SLC硬碟）


黑匣子的儲存採用了特殊單顆粒封裝的固態硬碟，主控晶片和儲存晶片封裝在同一個晶片中，這樣設計的目的有二：
1、大量減少裸露在外的電子元器件，線路板上只留寥寥無幾的元器件，這樣的設計可以保障硬碟不會因為個別元器件受損而影響資料的讀出。
2、減少因個別核心器件受損而影響資料讀取的機率，固態硬碟通常由主控晶片和快閃記憶體顆粒共同組成，如果主控晶片或儲存晶片任何一個器件受損，則硬碟資料均無法讀取，單晶片封裝則會從機率上降低核心器件受損的機率。

電子產品無論設計和測試多麼嚴格，總會存在故障的可能，假如很不幸，在空難發生前兩個小時，儲存硬碟出現故障怎麼辦？
領存技術的雙冗餘設計則保障了任務不斷、資料不丟，當其中一個儲存裝置出現故障時，另一個裝置則無縫接管任務，簡單來說，就是兩個人幹同一個活兒，一個人死了，另一個人接著幹。

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（帶RAID冗餘設計）

黑匣子需要使用很多年，萬一晶片的焊接處出現老化、虛焊而又沒有被及時發現怎麼辦？
領存在生產黑匣子時，儲存晶片和線路板的焊接處，採用高強度底部填充膠進行填充，經過160度高溫固化後，晶片底部管腳下的空氣被完全排出，不再接觸空氣，從而避免長期使用和惡劣環境造成的晶片管腳氧化導致不可預估的儲存故障。

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（軍用rSATA加固聯結器）


為了對抗飛機墜毀時產生的劇烈衝擊，硬碟介面聯結器採用軍用加固聯結器，聯結器與線路板透過螺絲固定，與常見的把硬碟直接安裝到主機板不同，黑匣子儲存硬碟與對外讀寫介面採用軍用軟排線進行連線，即使發生強烈的物理衝擊也不會出現聯結器折斷。


03—當黑匣子被找到後，如何讀取記錄資料？


黑匣子找到後，需要使用領存特製的讀卡器進行讀取，讀卡器可以透過常規的SATA介面連線到普通電腦。

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（圖片：領存技術黑匣子讀卡器）


當黑匣子被找到後會有兩種情況：

1、如果儲存盤沒有損壞，則可將儲存盤直接連線到資料讀卡器讀取即可；
2、如果線路板被損壞，則需要將儲存硬碟拆下來（拆卸時需要透過特殊溶液將底部填充膠進行清洗）放到晶片讀卡器上進行讀取和資料恢復。

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