[發明專利]一種飛行記錄儀水下定位發信器

有效

• 申請號: 201610385860.0
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN105891806B
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發明（設計）人: 高沿;董亮
• 申請（專利權）人: 高沿;董亮
• 主分類號: G01S7/524
• 分類號: G01S7/524
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所53106
• 代理人: 蘇蕓蕓

技術領域

本發明屬于航空工業領域，具體涉及一種飛行記錄儀水下定位發信器。

背景技術

飛行記錄儀（Flight Recorder），俗稱“黑匣子”，是現代民用飛機不可或缺的安全設施。它由兩部分構成，飛行數據記錄器（Flight Data Recorder）和駕駛艙通話記錄器（Cockpit Voice Recorder），兩者裝在同一個旨在保護它們的金屬外殼中。兩者在飛行過程中一直分別記錄著飛機的各個部件的運行狀態參數和駕駛艙內的飛行員的通話語音。如果飛機失事墜毀，那么飛行記錄儀所記錄的信息便可以協助事故調查，幫助人們找出事故原因。一旦找到事故發生的原因，人們便可以改善今后的飛機設計、維護、管理及操作程序，以避免類似的事故再次發生。

可是，飛行記錄儀并不是在每次空難都能很容易找到。當空難發生在水上時，飛行記錄儀尤為難找；以具體事件為例，1987年的南非航空295航班、1985年的印度航空182航班、2007年的印度尼西亞亞當航空574航班以及前幾年的馬航MH370均墜毀在海上，且尋找飛行記錄儀的難度均給事故調查增加了不少阻力。這幾起事故中甚至有幾個飛行記錄儀在葬身海底之后至今仍未被找到。

為了方便在水中尋找失事飛機的飛行記錄儀，人們通常會在飛行記錄儀的外殼上安裝一個叫作水下定位發信器（Underwater Locator Beacon，簡稱ULB，下文當中“飛行記錄儀水下定位發信器”、“發信器”、“ULB”皆指此設備）的裝置。水下定位發信器一旦浸在水中，就會開始向周圍發出一定頻率的聲納信號（國際標準一般為37.5千赫茲）。這樣的信號會一直持續，直到水下定位發信器的電池能量耗盡，無法繼續為信號提供能量為止。這個聲納信號，打撈人員可以通過自己所駕乘的船只攜帶的被動聲納對其進行探測，從而確定飛行記錄儀的位置。當然，人們除此之外還考慮過許多其它減少尋找難度的方法，但那些方法由于各種原因一直未被采用，在此不作贅述。

ULB在外形上是一個直徑約3厘米，高約10厘米的金屬圓柱體，內部裝有一個電路。那個電路由一個聲納信號播放器和一節鋰電池串聯而成。電路有一部分通向圓柱體表面，并在該位置處于斷開狀態；整個圓柱體一旦浸入水中，斷開的位置就會被水充滿，電路也就會通過帶有雜質的水的導體性質閉合。這樣，便形成了一個未浸水關閉，浸入水中開啟的聲納信號播放裝置。

ULB的主要局限在于它的能源。目前世界主流工業標準要求ULB能夠發出1米處160.5 dB re 1μPa的聲納信號（相當于147.5 dB re 20μPa，空氣中的標準147.5分貝），平均每秒發出不少于1個持續時間10毫秒的脈沖——這樣的信號在大約幾千米遠處可以用一般搜救船只的被動聲納監測到。與此同時，世界主流工業標準要求ULB能夠將這樣的信號維持30天。為此，ULB的內置電池需要攜帶大約10kJ的能量；盡管這能量要求并不高，但對于一個ULB尺寸的物體而言，提供這樣的能量的電池已經需要占用它絕大部分的體積。

然而，即使是持續30天的信號，在現實中也被認為是不夠的；以往在水上發生的空難，打撈人員尋找飛機殘骸的時間經常超過30天。為此，美國聯邦航空管理局（Federal Aviation Administration）曾建議各航空公司采用能量更高的電池，將信號持續時間延長至90天。然而，讓相同大小及重量的電池含有更多的能量，電池的價格便會隨能量的增加而指數式飆升，故此全球多數航空公司沒有采納這項建議。如果擴大ULB的物理尺寸以容納更大更重的電池，則會增加其對于飛機運載能力的負擔。

更何況，即使采用能夠持續90天的電池，ULB也很有可能由于意外情況而在空難之前將電能耗盡；例如，在黑匣子周圍的空氣濕度較大或有灰塵意外落到ULB電路斷開位置的情況下，電路會被水氣或灰塵接通，即使飛機沒有在水上墜毀也會導致ULB開始發送信號并消耗電池。美國至今已發生并查出多起這樣的事件，而每次都需要飛機的操作者臨時緊急更換ULB電池，給飛機的使用所帶來的不便可想而知。世界其它國家發生類似事件的相關統計信息不詳，但目前沒有任何證據表明其它國家沒有發生這種事情。

發明內容

為了解決這一系列問題，本發明提供了一種飛行記錄儀水下定位發信器，其給現有的ULB加裝兩種部件；這兩種部件分別為水聽器（hydrophone）和固態繼電器（Solid State Relay，簡稱SSR）；本發明適用于改善水上空難之后尋找飛行記錄儀的難易度，同時也可以降低發信器平時儲存時的成本。