CN103971423A - 球形飞机黑匣子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机黑匣子装置，其包括黑匣子保护壳，为球体形状，底部设有黑匣子球接口；卫星天线，置于黑匣子保护壳内，黑匣子保护壳上部与卫星天线之间形成密闭空腔；卫星通讯本体，固定于黑匣子保护壳腔体下部；还包括黑匣子分离装置，由用于放置黑匣子的飞机凹槽、封闭飞机凹槽的顶盖和环形安全气囊构成，飞机凹槽底部设有凹槽接口，与球形黑匣子接口相连接；顶盖与飞机凹槽之间通过电磁铁吸合锚栓固定；环形安全气囊环绕于球形黑匣子底部。球形黑匣子在事故瞬间能够安全、可靠、顺利脱离飞机，且在水中能够滚动上浮到水面；实现即时数据转存卫星通信网云数据库，保证在无法获得黑匣子时也能够即刻获得黑匣子数据。

Description

球形飞机黑匣子

技术领域

本发明涉及一种飞机黑匣子装置，特别是涉及一种在飞机损毁时能够瞬时有效与飞机分离，并即时通过卫星通信网络按照最高优先级将数据发送卫星通信网云数据库的飞机黑匣子。

背景技术

从第一架民用航班到现在近百年的飞行历史，搭乘飞机已经成为民众从一地到另一地习以为常的交通方式。然而消失了一个月的马航MH370航班却暴露出，航空飞行的安全性还有重大缺失。马航事故中不能及时获得黑匣子数据导致搜救代价巨大。2002年的大连″五·七空难″，就出现两个黑匣子与信标脱离的后果。2009年6月1日上午发生的法航A330客机事故，也是由于不能及时获得黑匣子，难以了解失事具体原因，导致众说纷纭。

目前现有各种飞机黑匣子存在严重弊端，主要表现为以下几个方面：黑匣子不能安全、瞬时、有效脱离飞机造成其承受长时间高温高压破坏；不能及时将黑匣子全部数据转存到安全地方；在飞机发生爆炸时会导致黑匣子与信标分离入海，造成搜寻困难；尤其黑匣子落入深海打捞成本极其高昂。而且一般海深2000---3000米，在海底黑匣子信号发射微弱，因此打捞黑匣 子有很大难度。黑匣子虽能发出数千米之外都能探测到的光线，但在海底这个范围可能只有1000米。黑匣子的电池也只够维持30天左右，如果搜寻人员不能在电池耗尽之前发现黑匣子发出的信号，那么黑匣子可能就会永远沉在海底了，找不到黑匣子调查人员可能很难确定飞机的坠毁原因。

马航事故马方发言人艾哈迈德·沙比里也表示，″虽然通信技术在过去5年中有了突飞猛进的发展，但′黑匣子′却停留在30年前的状态″。因此现在迫切需要一种安全、可靠、经济、实用的、能够对飞机飞行数据实时监测记录并在飞机损毁时快速有效离机并即时通过卫星通信网络按照最高优先级将数据发送卫星通信网络云数据库的装置。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种黑匣子装置能够在飞机事故瞬间安全、可靠、顺利脱离飞机，且在水中能够滚动上浮到水面；实现即时数据转存卫星通信网云数据库，保证在无法获得黑匣子时也能即刻获得黑匣子数据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种飞机黑匣子，包括黑匣子保护壳、卫星天线、卫星通讯本体，黑匣子保护壳为球体形状，底部设有黑匣子接口；

卫星天线，置于黑匣子保护壳内，黑匣子保护壳上部与所述卫星天线之间形成密闭空腔；卫星通讯本体，固定于所述黑匣子保护壳腔体下部；卫星通信本体包括辅助控制系统，具有失电监控、通讯优先级控制、无线路由器、 超大闪存与数据存取等功能。

这种设计一方面保证整个黑匣子总比重小于1.0，能够在水中浮起来，而且由于球形黑匣子的重心在卫星电话一端，就保证了卫星天线始终向上对着天上卫星；另外，球形黑匣子的圆球形状及低阻安置措施也便于飞机发生爆炸或者沉入海底时不易破损或者被障碍物阻住，球形黑匣子表面用醒目的橘黄色涂覆表面，也便于搜救人员发现。

还包括球形黑匣子分离装置，由用于放置球形黑匣子的飞机凹槽、封闭飞机凹槽的顶盖和环形安全气囊构成，飞机凹槽底部设有凹槽接口，与黑匣子接口相连接，用于和飞机进行电力和数据交互；顶盖与飞机凹槽之间通过电磁铁吸合锚栓固定；环形安全气囊环绕于球形黑匣子底部。

凹槽顶盖是由可通过微波信号的复合材料制造，通过凹槽口上的电磁铁吸合在飞机表面上，保证顶盖牢固和平滑，并能够将下面的球形黑匣子紧紧压在飞机凹槽内而不会因为强烈振动造成接触不良。环形安全气囊平时是瘪的，一旦事故造成黑匣子失电，凹槽顶盖电磁铁失电弹开顶盖的同时，安全气囊快速充气把球形黑匣子顶出飞机凹槽，如同飞行员紧急弹射出舱一般脱离飞机，避免传统黑匣子不能瞬时脱离飞机造成高温高压破坏。

进一步地，所述凹槽接口与所述黑匣子接口的连接方式为压片接触式或插式。

所述黑匣子保护壳上部为卫星天线罩壳，由可通过微波信号的耐高温高压复合材料制成。黑匣子保护壳下部可采用通常的钛合金材料制造，一起构成安装有黑匣子的球体。

所述黑匣子保护壳与卫星通讯本体形成的空腔内填充绝缘并传热的发泡材料，对卫星通讯本体和卫星天线进行固定与散热。

进一步地，所述凹槽接口与所述黑匣子接口连接时，卫星通信本体与飞机共用一个号码，作为飞机内部通过卫星通信网络上互联网通讯的无线通信路由器，包括随机安全员拥有最高优先级的通讯请求；

事故瞬间，卫星通讯本体立即关闭卫星电话功能，转入最高优先级黑匣子数据高速上传卫星通信网云数据库，依次将不同优先级的数据按照失电当时为起点将全部数据回溯转存；在全部数据转存结束，启动卫星通讯本体的卫星电话待机定位功能。球形黑匣子具备超大闪存功能，与卫星通信的数据传输协议按照最高优先级设置，依次将不同优先级的数据按照失电当时为起点数据回溯转存卫星通信云数据库；电池容量保证在所有数据发送完毕后进入最省电的待机状态，等待搜寻信号访问唤醒发送定位信息。

本发明的有益效果是：通过对现有黑匣子进行球形设计，内部设置卫星电话系统，保证了事故瞬间立即启动将数据转存卫星通信网云数据库；卫星天线设置在球形黑匣子上半部，与卫星天线罩壳之间是空的；卫星天线罩壳采用便于微波信号通过的耐高温高压复合材料，保证球形黑匣子在水中时有上浮力，并使卫星天线始终向上对着卫星；通过在飞机尾部设置凹槽安装球 形黑匣子，以及采用电磁铁吸合凹槽顶盖、在凹槽底部安装安全气囊等办法辅助球形黑匣子在事故瞬间能够快速弹射脱离飞机，避免黑匣子受到高温高压的破坏；凹槽顶盖采用便于微波信号通过的复合材料制造，保证凹槽内的球形黑匣子进行正常的卫星通讯；球形黑匣子底部与凹槽之间通过压片接触或插式数据接口，既保证接口的紧密接触不受强烈振动影响，同时保证球形黑匣子在飞机发生爆炸或者沉入海底时顺利快速脱离飞机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1.飞机外壳，2.凹槽顶盖，3.电磁铁吸合锚栓，4.黑匣子保护壳，5.卫星天线，6.卫星通讯本体，7.黑匣子接口，8.凹槽接口，9.环形安全气囊，10.飞机凹槽，11.卫星天线罩壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1所示，一种飞机黑匣子，包括黑匣子保护壳4、卫星天线5、卫星通讯本体6，卫星天线罩壳11组成球体形状，底部设有黑匣子接口7；其中，黑匣子保护壳4与卫星天线罩壳11中间是卫星天线5，卫星天线5与卫星天线罩壳11之间形成密闭空腔；卫星通讯本体6位于卫星天线5下面，与黑匣子保护壳4形成的腔体填充绝缘并传热的发泡材料，以对卫星通 讯本体6和卫星天线5进行固定与散热；还包括黑匣子分离装置，由用于放置黑匣子的飞机凹槽10、封闭飞机凹槽的顶盖2和环形安全气囊9构成，飞机凹槽10底部设有凹槽接口8，与黑匣子接口7相连接，用于和飞机进行电力和数据交互；凹槽顶盖2与飞机凹槽10之间通过电磁铁吸合锚栓3固定；环形安全气囊9环绕于球形黑匣子底部。

其中，凹槽顶盖2采用易于微波信号通过的复合材料制造，保证卫星通信的正常；黑匣子保护壳4与传统黑匣子保护壳所用材料一样，属于公知技术；卫星通讯本体6包括卫星电话功能、失电监控、通讯优先级控制、无线路由器、超大闪存与数据存取等集成功能模块；黑匣子接口7和凹槽接口8之间连接方式为压片接触式或类似USB接口的插式接口；飞机凹槽10，由凹槽顶盖2和电磁铁吸合锚栓3将压力给卫星天线罩壳11和黑匣子保护壳4，使黑匣子接口7和凹槽接口8紧密、牢固接触，保证球形黑匣子紧密固定在凹槽里面不受强烈振动影响；环形安全气囊9平时是瘪的，环套在凹槽接口8周围，事故瞬间安全气囊迅速充满气体，使黑匣子接口7与凹槽接口8快速分离，并弹射出飞机凹槽10；卫星天线罩壳11采用利于微波信号通过的耐高温高压的复合材料制造，与卫星天线5之间形成空腔，一方面保证球形黑匣子在水中时有足够上浮力，同时在重力作用下卫星天线5始终向上对着天空，保证卫星通信的正常。

实施例2

如图1所示，一种飞机黑匣子，包括黑匣子保护壳4、卫星天线5、卫星通讯本体6，黑匣子保护壳4为球体形状，底部设有黑匣子接口7；卫星天线5，置于黑匣子保护壳4内，黑匣子保护壳4上部与卫星天线5之间形成密闭空腔；卫星通讯本体6固定于卫星天线5下部；黑匣子保护壳4与卫星通讯本体6形成的空腔内填充绝缘并传热的发泡材料，对卫星通讯本体6和卫星天线5进行固定与散热。还包括球形黑匣子分离装置，由用于放置球形黑匣子的飞机凹槽10、封闭飞机凹槽的顶盖2和环形安全气囊9构成，飞机凹槽10底部设有凹槽接口8，与黑匣子接口7相连接，用于和飞机进行电力和数据交互；凹槽顶盖2与飞机凹槽10之间通过电磁铁吸合锚栓3固定；环形安全气囊9环绕于球形黑匣子底部。

凹槽接口8与黑匣子接口7连接时，卫星通信本体6与飞机共用一个号码，作为飞机内部通过卫星通信网络上互联网通讯的无线通信路由器，包括随机安全员拥有最高优先级的通讯请求；事故瞬间，卫星通讯本体6立即关闭卫星电话功能，转入最高优先级黑匣子数据高速上传卫星通信网云数据库，依次将不同优先级的数据按照失电当时为起点将全部数据回溯转存；在全部数据转存结束，启动卫星通讯本体6的卫星电话待机定位功能。

其中，凹槽顶盖2采用利于微波信号通过的复合材料制造，保证卫星通信的正常；黑匣子保护壳4与传统黑匣子保护壳所用材料一样，属于公知技术；卫星通讯本体6包括卫星电话功能、失电监控、通讯优先级控制、无线路由器、超大闪存与数据存取等集成功能模块；黑匣子接口7和凹槽接口8之间连接方式为压片式或插式接触；飞机凹槽10，由凹槽顶盖2和电磁铁吸合锚栓3将压力给卫星天线罩壳11和黑匣子保护壳4，使黑匣子接口 7和凹槽接口8紧密、牢固接触，保证球形黑匣子紧密固定在凹槽里面不受强烈振动影响；环形安全气囊9平时是瘪的，环套在凹槽接口8周围，事故瞬间安全气囊9迅速充满气体，使黑匣子接口7和凹槽接口8快速分离；卫星天线罩壳11采用利于微波信号通过的耐高温高压的复合材料制造，与卫星天线5之间形成空腔，一方面保证球形黑匣子在水中时有足够上浮力，同时在重力作用下卫星天线5始终向上对着天空，保证卫星通信的正常。

事故瞬间，首先是失电发生，导致电磁铁吸合锚栓3失电失磁，凹槽顶盖2接着弹开，安全气囊9迅速充气，瞬时将球形黑匣子顶出飞机凹槽10；如果此时飞机内部爆炸会产生压力传到飞机凹槽10，也会将球形黑匣子顶出飞机外壳1。同时在黑匣子保护壳4里面的卫星通讯本体6即刻关闭卫星电话功能，转入最高优先级黑匣子数据高速上传卫星通信网云数据库，依次将不同优先级的数据按照失电当时为起点将全部数据回溯转存；在全部数据转存结束，启动卫星通讯本体6的卫星电话待机定位功能。

球形黑匣子无论落到地面还是水中，由于黑匣子保护壳4的坚固性，与卫星通讯本体6之间采用防爆抗击的绝缘并传热的发泡材料填充，对卫星通讯本体和卫星天线进行固定与散热，以及卫星天线罩壳11也是耐高温高压复合材料制造，保证了球形黑匣子的安全；同时由于球形黑匣子总比重小于 1.0，是球形结构而且是偏心布局，便于飞机发生爆炸或者沉入海底时不易破损或者被障碍物阻住，能够在水中浮起来，保证球形黑匣子漂浮水面后卫星通信天线5始终具有朝上指向的波束，利用卫星移动通信业务，可与地面的反射区分开，几乎完全避免在陆地系统中常见的深度多径衰落。这也适合潜艇等发生意外的时候使用。即使球形黑匣子落地面也会由于偏心结构使卫星天线5始终向上指对卫星正常工作，直至被搜救人员找到为止。

Claims (6)

1.一种飞机黑匣子，包括黑匣子保护壳4、卫星天线5、卫星通讯本体6，其特征在于：所述黑匣子保护壳4，为球体形状，底部设有黑匣子接口7；所述卫星天线5，置于所述黑匣子保护壳4内，所述黑匣子保护壳上部与所述卫星天线5之间形成密闭空腔；所述卫星通讯本体6，固定于所述卫星天线5下部；还包括黑匣子分离装置，由用于放置球形黑匣子的飞机凹槽10、封闭飞机凹槽10的顶盖2和环形安全气囊9构成，所述飞机凹槽10底部设有凹槽接口8，与所述黑匣子接口7相连接，用于和飞机进行电力和数据交互；所述顶盖2与飞机凹槽10之间通过电磁铁吸合锚栓3固定；所述环形安全气囊9环绕于球形黑匣子底部。

2.根据权利要求1所述的飞机黑匣子，其特征在于，所述凹槽接口8与所述黑匣子接口7的连接方式为压片接触式或者插式。

3.根据权利要求1所述的飞机黑匣子，其特征在于，所述黑匣子保护壳4上部为卫星天线罩壳11，由可通过微波信号的耐高温高压复合材料制成，与下部的采用钛合金材料制造的黑匣子保护壳4封闭形成球体结构。

4.根据权利要求1所述的飞机黑匣子，其特征在于，所述黑匣子保护壳4与卫星通讯本体6形成的空腔内填充绝缘并传热的发泡材料，对卫星通讯本体6和卫星天线5进行固定与散热。

5.根据权利要求1所述的飞机黑匣子，其特征在于，所述的顶盖2， 采用易于微波信号通过的复合材料制造，边缘有导磁材料便于电磁铁吸合锚栓3将顶盖2与飞机表面1牢固吸合，将压力给卫星天线罩壳11和黑匣子保护壳4，使黑匣子接口7和凹槽接口8紧密、牢固接触，保证球形黑匣子紧密固定在飞机凹槽10里面不受强烈振动影响。

6.根据权利要求1所述的飞机黑匣子，其特征在于，所述凹槽接口8与所述黑匣子接口7连接时，卫星通信本体6与飞机共用一个号码，作为飞机内部通过卫星通信网络上互联网通讯的无线通信路由器，包括随机安全员拥有最高优先级的通讯请求；事故瞬间，卫星通讯本体6关闭卫星电话功能，转入最高优先级黑匣子数据高速上传卫星通信网云数据库，依次将不同优先级的数据按照失电当时为起点将全部数据回溯转存；在全部数据转存结束，启动卫星通讯本体6的卫星电话待机定位功能。