拆解神秘的飞机黑匣子，看看里面的PCB和元器件都长什么样?

东航客机MU5735坠毁事故牵动人心。目前当务之急是全力搜救，查明事故原因，而其中的关键就是黑匣子。

黑匣子是判断飞行事故原因最重要及最直接的证据。虽然叫黑匣子，其实它的颜色却不是黑的，这只是约定俗成的一个俗名。它的正式名字是飞行信息记录系统。在电子技术中，把只注重其输入和输出的信号而不关注其内部情况的仪器统统称为黑匣子。飞行信息记录系统是一种典型的黑匣子式的仪器。为了方便，业内人士都叫它黑匣子，传到社会上，公众也只知道飞机上有个黑匣子。

飞行信息记录系统包括两套仪器：一个是驾驶舱话音记录器，实际上就是一个磁带录音机。从飞行开始后，它就不停地把驾驶舱内的各种声音，例如谈话、发报及其他各种声音响动全部录下来。但它只能保留停止录音前30分钟内的声音。第二部分是飞行数据记录器，它把飞机上的各种数据即时记录在磁带上。早期的记录器只能记录20多种数据，现在记录的数据已可达到60种以上。其中有l6种是重要的必录数据，如飞机的加速度、姿态、推力、油量、操纵面的位置等等。

有了这两个记录器，平时在一段飞行过后，有关人员把记录回放，用以重现已被发现的失误或故障。维修人员利用它可以比较容易地找到故障发生的位置；飞行人员可以用它来检查飞机飞行性能和操作上的不足之外，改进飞行技术。一旦飞机失事，这个记录系统就成为最直接的事故分析依据。为了保证记录的真实性和客观性，驾驶员只能查阅记录的内容而不能控制记录器的工作或改动记录内容。为了确保记录器即使在飞机失事后也能保存下来，就必须把它放在飞机上最安全的部位。根据统计资料知道飞机尾翼下方的机尾是飞机上最安全的地方，于是就把这个“黑匣子”安装在此处。黑匣子被放进一个(或两个)特殊钢材制造的耐热抗震的容器中， 此容器为球形或长方形，它能承受自身重力1000倍的冲击、经受11000℃的高温30分钟而不被破坏，在海水中浸泡30天而不进水。为了便于寻找它的踪影，国际民航组织规定此容器要漆成醒目的桔红色而不是黑色或其他颜色。在它的内部装有自动信号发生器能发射无线电信号，以便于空中搜索；还装有超声波水下定位信标，当黑匣子落入水中后可以自动连续30天发出超声波信号。有了以上这些技术措施的保障，不管是经过猛烈撞击的、烈火焚烧过的、掉人深海中的黑匣子，在飞机失事之后，绝大多数都能被寻找到。根据它的记录，航空事故分析业务进展了一大步。

本着研究的性质拆解来看看内部构造，有人会问，我拆的这个是不是失事飞机掉下来的→_→如果真是失事飞机掉下来的。那么此时此刻这个黑匣子应该长这样：

或者是这样↓

所以说放心吧，这是一个正常退役的黑匣子。飞机上的黑匣子主要有两个—FDR和CVR。上为FDR，下为CVR
Flight Data Recorder(FDR)，中文一般叫飞行数据记录器，主要是记录飞机飞行过程中各项指标参数数据的设备。一般说黑匣子大部分都是指的FDR，是空难调查中最重要的直接证据。Cockpit Voice Recorder(CVR)，中文一般翻译为座舱语音记录器。用人话说就是个录音机，用来记录无线电通话和飞行员之间的对话以及环境声音的。这次拆的不是FDR而是CVR，所以看上去比较简陋。CVR整体主要分为三部分，FDAU，CSMU和定位信标。Flight Data Acquisition Unit (FDAU)，翻译过来应该是飞行数据收集单元，就是有方正棱角的底座部分，用来和飞机相关数据总线通信获取相应数据并编码。Crash-Survivable Memory Unit，中文应该叫事故数据存储单元，就是上面的橙色圆柱体，是真正用于存储数据的地方，整个黑匣子70%的重量都在上面。最后固定在CSMU上的小圆筒是水下定位信标 (Underwater Locator Device) ，遇水后会自动启动发出定位信号。

这是一款来自于L-3 Communications的CVR，型号FA2100。外观就是图片中的样子：

东西看上去不大但是分量却十分的感人，而且主要重量都在凸起的CSMU上。

根据这款CVR的设计参数，它的工作温度可以从-55℃到70℃，同时可以承受：

• 5000磅的重压

• 1100℃的一小时持续高温

• 260℃下十小时的持续高温

• 3400G的加速度撞击

而不丢失任何的数据，总的来说就是一个超强悍的优盘没错了！至于里面到底有什么，下面就开拆！

首先卸掉保护维修端口的保护盖，然后卸掉周围用来固定CVR本身的螺丝。

把螺丝统统卸掉，见一个拧一个，一点也不慌。
拆到最后发现需要先取下CSMU才能继续取下FDAU的顶盖，于是拧下4个巨大的螺栓，垂直抬起后取下连接电缆就能将整个CSMU取下。

本人家里只有普通的精密工具，没有这种尺寸的扳手，废了好大劲才取下来，手疼死了。取下后第一眼看到的就是两个TI的DSP，这个放到一会再说，先继续拆。将顶盖抬起取出放到一边，取下固定PCB的螺丝，就可以将整块底板取出来了。整块板看着比较脏，实际上挺干净的，全部都进行了打胶处理，不过看着更像是某种树脂，至于打胶的原因我想我不说应该也都心里有数了吧！
接口部分还有几片板子没拆，继续拆另一半……

侧面看是有两块板子，底下还有点别的。于是继续拧螺丝……

取下第一块板，上面基本上都是一些逻辑电路，中间是主控。

第二块板应该是负责供电的没跑了，这个我还是多少能看出来的。

这是贴在侧面面板上的电容应该没认错吧？

电源板的另一面果然还有东西，不过基本上也是供电相关的电路。同时还有一个很可爱的环形变压器，考虑到这玩意能同时工作在28V直流和115V交流电下，这也不奇怪。

所有板子无一例外，都做了彻底的打胶处理，基本上不会受到液体的损害，同时板与板之间都是采用连接器连接，方便维护和更换。

接下来是重头戏，拆CSMU。考虑到生产日期为上世纪末，所以采用固态记录的可能性比较大。

撕掉底下的减震泡棉，又出现了四个很大的螺钉，于是又费了好大劲才全部取出来……小尾巴上有手写的序列号。和贴纸上的一样。应该是全手工组装校准调教的没跑了，特种设备用心程度就是不一样啊。

摘掉底盖，基本上就可以肯定这款用的固态介质记录了。周围一圈应该是隔热层和减震材料，顶上黑色的应该也是，不过材质貌似不一样。用手抠了一下，感觉应该是某种石棉和泡沫的混合物，很轻。大致作用基本上就是隔热跟减震了。不得不说这玩意体积比我想象中的要小很多。取出来以后内部基本上就没有能取出来的东西了，都是黑色的泡棉。

为了保护这个圆筒真的是煞费苦心，可见里面东西的重要性。二话不说直接上螺丝刀，拧下圆筒上的所有螺丝。就可以分离顶盖了。

内部不出意外是多层堆叠的结构。通过4个柱子和螺丝紧紧固定在一起。左边是主控，右边是FLASH。好了到了无奖竞猜环节，这个黑匣子用的FLASH来自哪一家？揭晓答案：

供应商花落Intel。讲真，我个人还是有点意外的，竟然是Intel的颗粒。不管怎么样，全部拆了，然后一字排开，还是有点壮观的。
看标签上的日期应该是1998年的第21周组装，而颗粒本身是97年产，是Intel产品线中一款还不错的SLC颗粒。

那个年代能做到10000次擦写应该算是不错的水平了。工作温度从0℃到70℃，应该是宽温的颗粒。不过顶盖上有个182℃的贴纸，意思是内部温度到182℃里面的数据就很危险么，不是很清楚了。

最后看看用的是什么主控。不出我所料是个定制的芯片，看来再利用整个模块基本上是不可能了。来算一下整个模块总的容量，8x15就是120MB，记录4个30分钟的音频，基本上就是1分钟消耗1MB的样子？最后再倒回这张图，中间两个TI的芯片就不说了，应该是用来处理模拟的麦克风信号的，一颗芯片负责两个通道，DSP左上角和右下角的两个黑色的芯片应该是DSP用的DRAM缓存。中间贴了贴纸的应该是FDAU的主控，来自QuickLogic(快辑)，本质跟现在用的FPGA差不多，是一种高度客制化的ASIC，不过灵活性没有FPGA高，个人理解就是一个专门定做的芯片。除此以外还有几个主要的芯片也是QuickLogic制造，应该是应用了一整套的方案。

之前还考虑过要不要去收一套维修工具来读一下里面的信息，后来上网一查最便宜的报价都是在4w美金左右，我想那还是直接拆了吧。

拆解完的残骸就这样了，其实这玩意本身结构并不是很复杂，给我的印象还是扎实的用料和一些细节上的设计。最后，希望能尽快找到黑匣子，还原事故真相。