《无线黑匣子》BY Peter Tyson
和歪歪一起翻译了一篇Peter Tyson于2004年发表在NOVA上的《无线黑匣子》，瑞士航空公司111号班机坠机事件是加拿大航空史上第二严重的惨剧，飞机在冲入大西洋后粉碎性解体，全机229人无一生还，其中包括一名中国乘客。我们得到的启示是什么。
新闻背景
瑞士航空111号班机空难是一宗于1998年9月2日凌晨发生在加拿大哈利法克斯机场附近海域的空难事件。失事班机是一架隶属于瑞士航空、编号HB-IWF的MD-11三引擎广体客机，飞机在冲入大西洋后粉碎性解体，全机229人无一生还，其中包括一名中国乘客。此事件对原本营运状况就不是很好的瑞士航空无疑是雪上加霜，间接导致该公司在2001年10月破产重组。这是加拿大本土发生的第二严重的空难事故，仅次于1985年发生的飞箭航空1285号班机。
在对空难原因调查进行到第2年时，研究人员在飞机碎片中发现其中一根电线上有电弧，由此便推出了空难原因：由电线短路引起的火花点燃了PET隔热层，再由PET隔热层点燃了其它东西。电线短路是原于这架飞机在事故之前的一次改造。当时，瑞士航空公司为了吸引更多的乘客，对这架飞机的头等舱加装了一套高级娱乐系统，通过这套系统，乘客可以在自己的位置上浏览互联网，甚至可以通过信用卡进行赌博游戏。然而，在飞机正常的电路系统上加装这样一套装置无疑加重系统的负担，更致命的是，竟然没有对这样一个系统设置一个开关以在必要时刻关闭之。终于，过热的电线引燃的绝缘层并导致了火灾。大火在飞机坠毁前6分钟烧断了黑盒子的电线，并开始烧断别的电线，在坠毁前几分钟，飞机上的电子元件一个接一个失灵，速度非常之快，到坠毁前一刻，仅个别几个设备可正常运转。
黑匣子
飞行数据记录仪。在1100℃的火焰中能承受30分钟烧烤，能承受2吨重的物体挤压5分钟，能够在许多恶劣的天气条件下安然无恙。其中的记录介质类似于计算机里面的存储芯片，为静态存储记录仪。
无线黑匣子
原文标题：Wireless Black Boxes
Should airlines transmit flight and cockpit data to ground stations in real time?
By Peter Tyson | Posted 02.17.04 | NOVA
译/欲姑娘 歪歪熊
我和同事们在NOVA网站上看到了媒体关于瑞士航空公司111号班机坠机事故的报道，报道中提及，111号航班的黑匣子在事故发生前约六分钟停止了工作。和我一同看新闻的同事们都在感叹，这简直太不幸了。我身旁的同事问道：“航空公司为什么不通过卫星，将黑匣子中数据实时传输至地面呢？这样我们就能知道到底发生了什么。”
飞机应该将飞行和驾驶数据实时传输回地面吗？
1998年9月2日的晚上，一架由纽约飞往日内瓦的航班诡异地一头扎入加拿大斯科舍省近海，机上229人全部遇难。飞机上的黑匣子或许可以为飞机坠毁提供有价值的线索，但是，由于黑匣子并没有记录下飞机飞行时最后几分钟的数据，加拿大运输安全委员会不得不进行了一场为期四年半、耗费三千九百万美元的调查，他们只能试图通过其他方式找到飞机坠毁的原因。
我和身旁的人在当时都没法回答那个同事的疑问。所以我询问了美国联邦航空管理局（FAA）和美国国家运输安全委员会（NTSB）的专家，以及一些学术界和私人领域的专家们，他们的答案可以汇总为：他们正在努力实现这项实时通信技术，他们要改进的不仅仅是黑匣子数据传输功能，同时也试图提升飞机在紧急情况下排除故障的能力、提高航空公司的效率和维护，甚至提供远程医疗。但是，实现上面说的这几点谈何容易。
一些资讯
假如能将飞行数据实时的、连续的传输至地面，这好处是很多的。
首先，如果使用传输数据流的技术，飞机在受到意外撞击的情况下，黑匣子中的数据会立即传输至调查人员。他们不必等待调查人员将黑匣子从海底打捞出来，以延误调查时机，这在遭遇恐怖袭击时具有重要的意义。执法人员需要立刻知道爆炸是否与恐怖主义有关，飞机爆炸后每流失一分钟，恐怖分子留下的线索也就减少一点，更不用说调查组在几天或几周后才能找到黑匣子，当他们开始分析那些录音，恐怖分子早已逃得无影无踪了。
如果有实时额数据链，当黑盒子里的记录丢失的时候（两架飞机袭击纽约世贸中心时就是这种情况），从数据链上下载的数据可能成为唯一的线索。（在这里应当注意，如果瑞士航空公司的111次航班已经有了一个实时的数据链，这个数据链会和黑盒子同时停止工作，因为跟黑盒子一样，数据链系统也将依靠飞机上的电力供应， 111次航班上的飞行员就为了扑灭飞机上的大火，将电力供应关掉了，大火也是导致飞机坠毁的直接原因。）
一个强大的数据链路，不仅仅可以将黑匣子的数据传输至地面，也可以使飞机与地面控制台有更多的互动，信息是双向流动的。当飞机飞越海洋时，飞行员通常不希望被地面控制塔台打扰，“当飞机略过海洋中偏远的荒岛时，那是你可以隐藏自我、跟世界脱节的唯一时刻，”一位航空专家这样告诉我，显然他很享受这种孤立。但如果存在一个通信链路，这种孤立就不会发生，飞行员和地面上的人就能进行恒定的、持续的联系了。
通信链路的另外一个明显好处是，它能提升飞机应对突发事件的能力。如果空中交通管制员在飞机起飞前能够实时接收到飞机上的各项数据，飞机可能会减少起飞时在跑道上发生的事故，而这类事故在飞机事故中占有很大比例。（编者按：在所有事故中，只有大约6%发生在巡航阶段。大约有35%的事故发生在飞机起飞与爬升阶段，将近60%的事故发生在下降、进近和着陆阶段。）
在因技术原因导致的紧急情况下，飞行员可以从工程师和其他地面上的专家们那里得到关键建议，这些专家对这架飞机发动机的实时状况、飞行控制仓位以及其他重要数据了如指掌。如果发生了劫机事件，空中管制人员、政府官员和其他主要人员能够做出更有效的决策，甚至提前告知那些可能受到攻击的目标。在911事故发生的当天，如果空中管制人员能随时接收到飞机航向的变化和反常现象，或许悲剧就不会发生，至少能提前疏离人员，减少人员的伤亡。有了通信链路，空姐们甚至能更好的处理飞行中的医疗危机。附着于患者身上的传感器，可以让地面的医生得知患者的生命体征和其他数据，据此作出拯救生命的决定。
当然，无论这些事故有意触发与否，飞机上的紧急情况都是比较罕见的。这种高带宽链路的主要还是在飞机的日常运行中发挥作用，例如，计算机监控的数据链路可以提醒陆地上的机械师们飞机的哪一部分迫切需要更换，航空公司可以提前将那一部分准备好，在飞机的目的地等待着。如果航空公司职员随时知道飞机的精确信息，他们就能够更好地调度人员接机、提取行李等，以大大节省航空公司的成本。
如何将这种系统付诸实践？
几种不同的思路正被用于开发这样一个系统。负责为美国联邦航空局（FAA）研究、开发、测试新的航空设备的FAA技术中心，一直与圣地亚哥的Titan公司合作，致力于开发一个新的系统架构。新系统通过现有的通信链路，比如空地手机（当飞机在视线中时）或是卫星（若飞机不在视线中时）等，将黑匣子、其他飞机或机舱数据传回地面。据Titan公司的Richard Goelz说，这个项目是由1996年环球航空800号班机空难调查延伸出来的，当时人们花了超过一周的时间才找到失事飞机的黑匣子，付出了极其高昂的代价。“这个项目开始的想法是，有必要为接受那样重要的数据提供一个更好的获取方法，而不是一味进行扩展搜索。”
另一家公司，位于美国新罕布什尔州坦普尔的AeroSat（航空卫星）公司，则专有一个部门采取另一种方法在做着同样的事情。AeroSat并不关注空地电话或是卫星，而是提出将飞机本身当作发射端和接收端。当某架飞机在视线之外时，该飞机将数据发送给另一架飞行中的飞机，第二架飞机则将数据传递到第三架飞机，如此往复进行，直到数据被传送到某架视域内的飞机，此时再将数据下载至地面站。”就像雨水从屋顶上落下” AeroSat公司的Bill McNary说，飞行器在高空中形成菊花链网络，信息水平传递直到找到出口为止。
无论具体采取哪种方法，专家的共识是，该技术是存在的，而这样规模的数据流量是在可控范围内的。
实施的困难
那么为什么这些项目会一拖再拖？首先，当然是成本啦。 “单纯从事故调查的角度来看，飞机几乎永远都不可能坠毁”， Jim Cash，国家运输安全委员会(NTSB)的黑匣子高级技术顾问如是说，“正常来讲，一架飞机可以安全飞行四五十年而不发生任何事故，现在却要它们连续不断的发送数据，没有人有那么多钱，尤其是对于航空业而言。用黑匣子就便宜省事的多了，你把黑匣子放在飞机上，无需额外关注，它就能高高兴兴地运转下去，记录着那些从来没人看的数据。”
上文提到的成本涵盖设计，建设，运营和维护系统方面的成本，这意味着需要建设一系列新的地面站和/或买下昂贵的卫星时间。同时，也要考虑隐私和竞争方面的问题。譬如说，你能保证新加坡航空公司的数据，即便是在加密处理后，只有新加坡航空公司才能接受到吗？情况危急，飞机在最需要数据联络时失去信号，谁也不能保证这种情况不会发生，瑞士航空公司111航班的那最后的六分钟里，出现的正是这样的情况。出于这样那样的原因，大多数专家认为，这样的系统并不能取代黑匣子，而仅仅是作为补充的存在。
除了这些障碍以外，无线传输其实并不那么遥不可及。航空专家Paul Czysz教授，目前就职于圣路易斯大学任名誉教授。他说，若是一架重要飞机在海洋深处坠毁，黑匣子根本无处可寻----只消发生一次这样的大事件，官方就会开始推进遥测系统的开发。 他将这样的大事件称为“泰坦尼克号事件”。“你别无选择，只能去开发这样的技术”，
在灾难性事故发生后，如果说有一件事是所有人都想知道的，那就是“在发生事故的那一刻，飞机上到底发生了什么”。
新闻背景
瑞士航空111号班机空难是一宗于1998年9月2日凌晨发生在加拿大哈利法克斯机场附近海域的空难事件。失事班机是一架隶属于瑞士航空、编号HB-IWF的MD-11三引擎广体客机，飞机在冲入大西洋后粉碎性解体，全机229人无一生还，其中包括一名中国乘客。此事件对原本营运状况就不是很好的瑞士航空无疑是雪上加霜，间接导致该公司在2001年10月破产重组。这是加拿大本土发生的第二严重的空难事故，仅次于1985年发生的飞箭航空1285号班机。
在对空难原因调查进行到第2年时，研究人员在飞机碎片中发现其中一根电线上有电弧，由此便推出了空难原因：由电线短路引起的火花点燃了PET隔热层，再由PET隔热层点燃了其它东西。电线短路是原于这架飞机在事故之前的一次改造。当时，瑞士航空公司为了吸引更多的乘客，对这架飞机的头等舱加装了一套高级娱乐系统，通过这套系统，乘客可以在自己的位置上浏览互联网，甚至可以通过信用卡进行赌博游戏。然而，在飞机正常的电路系统上加装这样一套装置无疑加重系统的负担，更致命的是，竟然没有对这样一个系统设置一个开关以在必要时刻关闭之。终于，过热的电线引燃的绝缘层并导致了火灾。大火在飞机坠毁前6分钟烧断了黑盒子的电线，并开始烧断别的电线，在坠毁前几分钟，飞机上的电子元件一个接一个失灵，速度非常之快，到坠毁前一刻，仅个别几个设备可正常运转。
黑匣子
飞行数据记录仪。在1100℃的火焰中能承受30分钟烧烤，能承受2吨重的物体挤压5分钟，能够在许多恶劣的天气条件下安然无恙。其中的记录介质类似于计算机里面的存储芯片，为静态存储记录仪。
无线黑匣子
原文标题：Wireless Black Boxes
Should airlines transmit flight and cockpit data to ground stations in real time?
By Peter Tyson | Posted 02.17.04 | NOVA
译/欲姑娘 歪歪熊
我和同事们在NOVA网站上看到了媒体关于瑞士航空公司111号班机坠机事故的报道，报道中提及，111号航班的黑匣子在事故发生前约六分钟停止了工作。和我一同看新闻的同事们都在感叹，这简直太不幸了。我身旁的同事问道：“航空公司为什么不通过卫星，将黑匣子中数据实时传输至地面呢？这样我们就能知道到底发生了什么。”
飞机应该将飞行和驾驶数据实时传输回地面吗？
1998年9月2日的晚上，一架由纽约飞往日内瓦的航班诡异地一头扎入加拿大斯科舍省近海，机上229人全部遇难。飞机上的黑匣子或许可以为飞机坠毁提供有价值的线索，但是，由于黑匣子并没有记录下飞机飞行时最后几分钟的数据，加拿大运输安全委员会不得不进行了一场为期四年半、耗费三千九百万美元的调查，他们只能试图通过其他方式找到飞机坠毁的原因。
我和身旁的人在当时都没法回答那个同事的疑问。所以我询问了美国联邦航空管理局（FAA）和美国国家运输安全委员会（NTSB）的专家，以及一些学术界和私人领域的专家们，他们的答案可以汇总为：他们正在努力实现这项实时通信技术，他们要改进的不仅仅是黑匣子数据传输功能，同时也试图提升飞机在紧急情况下排除故障的能力、提高航空公司的效率和维护，甚至提供远程医疗。但是，实现上面说的这几点谈何容易。
一些资讯
假如能将飞行数据实时的、连续的传输至地面，这好处是很多的。
首先，如果使用传输数据流的技术，飞机在受到意外撞击的情况下，黑匣子中的数据会立即传输至调查人员。他们不必等待调查人员将黑匣子从海底打捞出来，以延误调查时机，这在遭遇恐怖袭击时具有重要的意义。执法人员需要立刻知道爆炸是否与恐怖主义有关，飞机爆炸后每流失一分钟，恐怖分子留下的线索也就减少一点，更不用说调查组在几天或几周后才能找到黑匣子，当他们开始分析那些录音，恐怖分子早已逃得无影无踪了。
如果有实时额数据链，当黑盒子里的记录丢失的时候（两架飞机袭击纽约世贸中心时就是这种情况），从数据链上下载的数据可能成为唯一的线索。（在这里应当注意，如果瑞士航空公司的111次航班已经有了一个实时的数据链，这个数据链会和黑盒子同时停止工作，因为跟黑盒子一样，数据链系统也将依靠飞机上的电力供应， 111次航班上的飞行员就为了扑灭飞机上的大火，将电力供应关掉了，大火也是导致飞机坠毁的直接原因。）
一个强大的数据链路，不仅仅可以将黑匣子的数据传输至地面，也可以使飞机与地面控制台有更多的互动，信息是双向流动的。当飞机飞越海洋时，飞行员通常不希望被地面控制塔台打扰，“当飞机略过海洋中偏远的荒岛时，那是你可以隐藏自我、跟世界脱节的唯一时刻，”一位航空专家这样告诉我，显然他很享受这种孤立。但如果存在一个通信链路，这种孤立就不会发生，飞行员和地面上的人就能进行恒定的、持续的联系了。
通信链路的另外一个明显好处是，它能提升飞机应对突发事件的能力。如果空中交通管制员在飞机起飞前能够实时接收到飞机上的各项数据，飞机可能会减少起飞时在跑道上发生的事故，而这类事故在飞机事故中占有很大比例。（编者按：在所有事故中，只有大约6%发生在巡航阶段。大约有35%的事故发生在飞机起飞与爬升阶段，将近60%的事故发生在下降、进近和着陆阶段。）
在因技术原因导致的紧急情况下，飞行员可以从工程师和其他地面上的专家们那里得到关键建议，这些专家对这架飞机发动机的实时状况、飞行控制仓位以及其他重要数据了如指掌。如果发生了劫机事件，空中管制人员、政府官员和其他主要人员能够做出更有效的决策，甚至提前告知那些可能受到攻击的目标。在911事故发生的当天，如果空中管制人员能随时接收到飞机航向的变化和反常现象，或许悲剧就不会发生，至少能提前疏离人员，减少人员的伤亡。有了通信链路，空姐们甚至能更好的处理飞行中的医疗危机。附着于患者身上的传感器，可以让地面的医生得知患者的生命体征和其他数据，据此作出拯救生命的决定。
当然，无论这些事故有意触发与否，飞机上的紧急情况都是比较罕见的。这种高带宽链路的主要还是在飞机的日常运行中发挥作用，例如，计算机监控的数据链路可以提醒陆地上的机械师们飞机的哪一部分迫切需要更换，航空公司可以提前将那一部分准备好，在飞机的目的地等待着。如果航空公司职员随时知道飞机的精确信息，他们就能够更好地调度人员接机、提取行李等，以大大节省航空公司的成本。
如何将这种系统付诸实践？
几种不同的思路正被用于开发这样一个系统。负责为美国联邦航空局（FAA）研究、开发、测试新的航空设备的FAA技术中心，一直与圣地亚哥的Titan公司合作，致力于开发一个新的系统架构。新系统通过现有的通信链路，比如空地手机（当飞机在视线中时）或是卫星（若飞机不在视线中时）等，将黑匣子、其他飞机或机舱数据传回地面。据Titan公司的Richard Goelz说，这个项目是由1996年环球航空800号班机空难调查延伸出来的，当时人们花了超过一周的时间才找到失事飞机的黑匣子，付出了极其高昂的代价。“这个项目开始的想法是，有必要为接受那样重要的数据提供一个更好的获取方法，而不是一味进行扩展搜索。”
另一家公司，位于美国新罕布什尔州坦普尔的AeroSat（航空卫星）公司，则专有一个部门采取另一种方法在做着同样的事情。AeroSat并不关注空地电话或是卫星，而是提出将飞机本身当作发射端和接收端。当某架飞机在视线之外时，该飞机将数据发送给另一架飞行中的飞机，第二架飞机则将数据传递到第三架飞机，如此往复进行，直到数据被传送到某架视域内的飞机，此时再将数据下载至地面站。”就像雨水从屋顶上落下” AeroSat公司的Bill McNary说，飞行器在高空中形成菊花链网络，信息水平传递直到找到出口为止。
无论具体采取哪种方法，专家的共识是，该技术是存在的，而这样规模的数据流量是在可控范围内的。
实施的困难
那么为什么这些项目会一拖再拖？首先，当然是成本啦。 “单纯从事故调查的角度来看，飞机几乎永远都不可能坠毁”， Jim Cash，国家运输安全委员会(NTSB)的黑匣子高级技术顾问如是说，“正常来讲，一架飞机可以安全飞行四五十年而不发生任何事故，现在却要它们连续不断的发送数据，没有人有那么多钱，尤其是对于航空业而言。用黑匣子就便宜省事的多了，你把黑匣子放在飞机上，无需额外关注，它就能高高兴兴地运转下去，记录着那些从来没人看的数据。”
上文提到的成本涵盖设计，建设，运营和维护系统方面的成本，这意味着需要建设一系列新的地面站和/或买下昂贵的卫星时间。同时，也要考虑隐私和竞争方面的问题。譬如说，你能保证新加坡航空公司的数据，即便是在加密处理后，只有新加坡航空公司才能接受到吗？情况危急，飞机在最需要数据联络时失去信号，谁也不能保证这种情况不会发生，瑞士航空公司111航班的那最后的六分钟里，出现的正是这样的情况。出于这样那样的原因，大多数专家认为，这样的系统并不能取代黑匣子，而仅仅是作为补充的存在。
除了这些障碍以外，无线传输其实并不那么遥不可及。航空专家Paul Czysz教授，目前就职于圣路易斯大学任名誉教授。他说，若是一架重要飞机在海洋深处坠毁，黑匣子根本无处可寻----只消发生一次这样的大事件，官方就会开始推进遥测系统的开发。 他将这样的大事件称为“泰坦尼克号事件”。“你别无选择，只能去开发这样的技术”，
在灾难性事故发生后，如果说有一件事是所有人都想知道的，那就是“在发生事故的那一刻，飞机上到底发生了什么”。
