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拆解飞机黑匣子,看看内部构造、PCB及芯片

时间:2022-09-17 22:30:01 电子变压器点胶机电连接器的固线构造y1电容材质材质y1电容

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先说背景,大概是在垃圾场发现的。根据研究的性质,我们来看看内部结构。内部结构。我不想记录这个过程。我只是拍了几张照片,检查了很多信息。我不熟悉电路。如果下面有错误,请给我一些建议。

开始前回答两个问题,为什么黑匣子是橙色的?为什么叫黑匣子?

每个人都能猜到颜色问题。橙色识别度更高,便于搜索和定位。毕竟,它存储了非常重要的飞行数据。

至于为什么叫黑匣子,有一种广泛认可的说法,因为工作原理比较简单,只需要输入数据。至于内部发生了什么,我不知道,有点像盲盒。

然后有人会问我,如果失事飞机真的掉了,我拆的飞机会掉下来吗?

此时此刻这个黑匣子应该长这么长▲

或者是这样▲

所以放心吧,这是一个正常退役的黑匣子。

接下来,让我们做一些额外的家庭作业,否则拆卸会有点雾。

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),中文一般称为飞行数据记录器,主要是记录飞机飞行过程中各种指标参数数据的设备。一般来说,大多数黑匣子都是指FDR,是空难调查中最重要的直接证据。

Cockpit Voice Recorder(CVR),中文通常被翻译成驾驶舱语音记录器。用人的话说,它是一个记录无线电通话与飞行员对话和环境声音的录音机。

不幸的是,这次没有拆除。FDR而是CVR,所以看起来很简陋。CVR整体主要分为三部分,FDAU,CSMU定位信标。

Flight Data Acquisition Unit (FDAU),翻译应为飞行数据收集单元,即方形棱角的底座部分,用于通信飞机相关数据总线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,也就是上面的橙色圆柱体,是存储数据的地方,整个黑匣子70%的重量都在上面。

最后固定在CSMU上面的小圆筒是水下定位信标 (Underwater Locator Device) ,定位信号将在遇水后自动启动。

完成作业后,我对这次拆解的型号有了大致的了解。

这是一个来源L-3 Communications的CVR,型号FA2100。

图片中的外观的样子▲

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其工作温度可从设计参数中提高-55℃70℃,同时可承受:5000磅的重压1100℃持续高温一小时,260℃持续高温十小时,3400G加速丢失任何数据的情况下,加速度冲击是一个超级强大的优盘,是的!至于里面有什么,下面就拆!

首先拆下保护维修端口的保护盖,然后拆下周围固定的保护盖CVR螺丝本身。

卸下所有的螺丝,看到一个拧一个,一点也不慌。

最后,我发现我需要先把它拆掉CSMU继续取下FDAU所以拧下四个巨大的螺栓,垂直抬起后取下连接电缆CSMU取下。

我家只有一个普通的精密工具,没有这个尺寸的扳手,浪费了很多努力才取下来,手疼死了。我第一次看到的是两个TI的DSP,放一会儿再说,先继续拆。

抬起顶盖,取出放在一边,取下固定PCB螺丝可以取出整个底板。

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!

接口部分有几块板没有拆卸,继续拆卸另一半……

侧面有两块板,下面还有别的。所以继续拧螺丝。……

取下第一块板,上面基本都是逻辑电路,中间是主控。

第二块板应该是负责供电的,我还能看出来。

这是贴在侧面板上的电容器(?)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在交流电下,这并不奇怪。

无一例外,所有的板都经过彻底的涂胶处理,基本上不会受到液体的损坏。同时,板与板之间采用连接器连接,便于维护和更换。

接下来是重头戏,拆CSMU。考虑到生产日期是上世纪末,更有可能使用固态记录。

撕下底部的减震泡棉,又出现了四个大螺丝,于是花了很大力气才把它们全部取出来……

小尾巴上有手写序列号,和贴纸上的一样。应该是全手工组装校准调整,特种设备的用心程度不同。

拆下底盖,基本上可以肯定这个固体介质的记录。周围的圆圈应该是隔热层和减震材料,顶部也应该是黑色的,但材料似乎不同。

用手挖,感觉应该是石棉和泡沫的混合物,很轻。一般效果基本上是隔热和减震。

我不得不说,这个东西比我想象的要小得多。取出后,内部基本上没有东西可以取出,都是黑色泡沫。

保护这个圆筒真是煞费苦心,可见里面东西的重要性。

直接用螺丝刀拧下圆筒上的所有螺丝。顶盖可以分开。

内部不出意外的是多层堆叠结构。用四根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哪个家庭?

答案:供应商Intel

说实话,我个人还是有点惊讶,其实是Intel的颗粒。

无论如何,全部拆了,然后一字排开,还是有点壮观。


标签上的日期应该是1998年的第21周组装,颗粒本身是97年生产的Intel一条产品线还不错SLC颗粒。

当时能做到1万次擦写应该算是个不错的水平。工作温度从00开始℃到70℃,应为宽温颗粒。

但是顶盖上有182℃贴纸是指内部温度达到182℃里面的数据很危险吗?不太清楚。

最后,让我们看看使用了什么主控制器。出乎我所料,这是一个定制的芯片。看来整个模块基本上不可能重复使用。

计算整个模块的总容量,8x15就是120MB,记录4个30分钟的音频,基本上1分钟消耗1分钟MB的样子?

最后,回这张图,中间两个TI不要说芯片,应该用来处理模拟麦克风信号,一个芯片负责两个通道,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,以后有机会想办法去搞个FDR来拆,固态的CVR还是简单了些。

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