分离式飞机应急数据记录跟踪系统设计与试验

张延泰，孙建红，2，*，侯斌，王一波

（1.南京航空航天大学飞行器环境控制与生命保障工业和信息化部重点实验室，南京 210016；2.南京航空航天大学民航学院，南京 211106；3.中国航天科技集团公司上海航天控制技术研究所，上海 201109）

在法航AF447和马航MH370等海上空难中，由于飞行数据记录器（Flight Data Recorder，FDR），也称“黑匣子”，固定在机身中，空难发生时记录器随飞机残骸沉入海底，给打捞和定位造成困难，甚至无法打捞，严重制约了及时救援和事故调查。特别是马航MH370事故，数国历时几年竭尽全力的救援和打捞仍未成功，使得FDR相关的航空安全技术成为了研究热点［1-3］。

FDR自1958年发明后，随着飞行安全和数据安全标准的不断提高，其抗坠毁性能也不断增强［4］。同时，现有民航飞机的FDR依然采用传统设计思路，即FDR随飞机坠毁后，依靠较强的防坠毁性能保护飞行数据，依靠信标为搜救团队定位。但从海上空难救援实践看，FDR面临着深海不易寻回、水下信号干扰、电池续航时间有限等问题，这对FDR的设计功能提出了更高的要求。

在FDR的改进研究中，一方面是改进水下定位信标（Underwater Locator Beacon，ULB）及其信号探测方法。Zhu等［5］提出了基于声音轨道角动量的ULB探测方法，该方法可以提高ULB方位角的测量精度，进而提高ULB的定位精度。Liu等［6］提出采用声场模拟方法量化声波的水下传输损耗，改进ULB信号的探测与分析流程。传统ULB信号只能提供距离信息，需要三角定位等手段才能获得具体位置。Wang等［7］提出将惯性导航系统与ULB整合，使水下信标可以直接发送位置坐标信号。……