“黑匣子”(Black Box)作为飞行记录仪的俗称,是现代航空器的标配电子设备之一。现代“黑匣子”能够记录客机失事坠毁或停止工作前两小时的飞行航向、高度、速度、加速、耗油、爬升、下降、格林威治时间等飞行参数以及前半小时的驾驶舱语音对话,是对事故分析的重要证据来源，也是对事故作出正确判断的数据来源。

1953年，墨尔本航空研究实验室的科学家戴维·沃伦博士受到音乐录音设备的启发，制造出了“黑匣子”的雏形。1957年，美国民航局规定，重量超过九吨以上的飞机都必须安装飞行信息记录系统以加强对飞机的保护。20世纪60年代，美国、英国等国的政府与民航管理部门陆续出台规章，要求所有民用运输机都必须携带飞行记录仪。自此，飞行记录仪逐渐成为全球民航飞机的标配。

黑匣子通常被安装在机尾最安全的位置。现代飞机上所安装的“黑匣子”均由两个设备所组成。其一为飞行数据记录仪；另一个则为驾驶舱话音记录器。飞机上所有电子仪器仪表以及各个机械部位均安装有传感器并与“黑匣子”相连。

作为一种事关飞行安全的重要航空电子设备，黑匣子具有抗强冲击、抗穿透、抗高温火烧、抗深海压力、耐海水浸泡、耐腐蚀性液体浸泡等特种防护能力，能在各种飞机事故中保存其内部存储的信息。

黑匣子是飞行信息记录系统（或称飞行参数记录器）的俗称。但其实黑匣子并不是黑色的，为了便于事故后搜寻，黑匣子的外表为橘红色，表面还贴有方便夜间搜寻的反光标识。在飞机上安装黑匣子的构想是上世纪50年代首度提出，由于当时飞机上的电子设备都被存放在一个个大小统一的黑盒子里面，再加上黑匣子记录的数据主要用于航空事故调查，具有很强的神秘感。同时，事故发生后，有些黑匣子遭遇火烧，外观呈现熏黑色，因此被称为“黑匣子”。

1908年，世界上发生了第一起军用飞机事故。之后，随着飞行事故增加，人们迫切需要一种分析事故原因的仪器。

1939年，2名法国工程师发明了基于照相原理的记录器，随后1名英国工程师发明了钢丝记录器。不过，这些记录器仅用于记录试飞过程数据，并不具备抗毁功能，也不适用于飞行事故的调查。

第二次世界大战后，英国哈维兰航空公司研制的全球首型喷气式客机“彗星”带领世界进入了喷气式民航时代，但从1952年正式投入民航运行，“彗星”客机屡屡发生事故，仅在1953年至1954年之间就发生了3次坠毁事故，这使得“彗星”品牌遭到了重大打击。作为英联邦成员，澳大利亚科研人员也参与到“彗星”客机坠毁的调查中。当时，澳大利亚民航部负责航空燃料领域的科研人员大卫·沃伦（David Warren）提出了一种设备构想，在记录飞机仪表读数的同时记录驾驶舱里的声音。

1953年，墨尔本航空研究实验室的科学家戴维·沃伦博士受到音乐录音设备的启发，制造出了“黑匣子”的雏形。之后他不断细化自己的想法，认为这种装置需要有极强的抗火能力，能像迷你录音机那样使用耐热的金属材料制成，并且能够自动消磁，确保能录下飞行的最后几小时的声音。沃伦把他的想法整理好，写成一份起名为《一个有助于空难调查的装置》的报告交给了他的上司，遗憾的是，它却没有得到重视。但是沃伦并没有放弃，在几个同事的支持下，他利用业余时间，不断进行完善。沃伦将这个报告两次发表于国内外，但并没有引起广泛的关注。

1958年，英国航空注册管理会秘书罗伯特·哈丁汉参观沃伦实验室时看到了这个飞行记录仪。经过简短的介绍，哈丁汉马上意识到这个飞行记录仪的巨大潜力。他邀请沃伦到英国与其他科学家和工程师一起改进这个模型并投入生产。这是沃伦第一次得到的如此切实的认可。沃伦决定冒险亲自进行实验，他带着装置乘搭了一班飞去英国的前后4天的航班，飞机上其中一个引擎失灵，他在他的位置上用记录仪记录数据，由此证明了这个装置的作用。这个记录仪在英国得到了广泛的认可，当地一位记者在一则简讯中给它起了个新名字——“黑匣子”。

1960年，福克友谊飞机（FokkerFriendshipPlane）在澳大利亚昆士兰州坠毁，事故调查过程非常艰难,澳政府开始重视飞行记录系统,要求全国的飞机都安装“黑匣子”。20世纪60年代，美国、英国等国的政府与民航管理部门陆续出台规章，要求所有民用运输机都必须携带飞行记录仪。自此，飞行记录仪逐渐成为全球民航飞机的标配。

第一代黑匣子诞生于20世纪50年代初，是在飞机设计试飞记录设备的基础上改进而来的，其工作原理为通过在金属箔带上用针留下划痕来反映数据变化曲线，仅能记录航向、高度、空速、垂直过载和时间等5个飞行参数。

第二代黑匣子出现于20世纪50年代末，其工作原理类似于普通磁带机，但在磁带机外面加装了具有抗冲击、耐火烧等能力的保护外壳，按照美国联邦航空局当时颁布的第一个黑匣子标准TSO-C51，要求黑匣子能够承受100g（重力加速度）、持续11ms的冲击，以及1100℃、30分钟的火烧。1966年标准更新为TSO-C51a，将抗强冲击指标提高到1000g，并增加了抗穿透、静态挤压、耐海水浸泡、耐腐蚀液体浸泡等要求。第二代黑匣子一般可以记录几十个参数，并同时出现了座舱音频记录器。

第三代黑匣子出现于20世纪90年代。随着微电子技术的突飞猛进，黑匣子开始采用半导体存储器记录数据，随着对飞机坠毁时黑匣子破坏情况的不断深入认识，黑匣子的抗坠毁能力标准更新为TSO-C124，抗强冲击指标提高到3400g，抗1100℃高温火烧的时间提高到60分钟，耐海水浸泡时间由36小时增加到30天，增加了耐6000米深海压力要求。1996年，美国联邦航空局发布了TSO-C124a标准，增加了抗260℃、10小时的火烧要求。第三代黑匣子记录参数一般在几百个，功能已从飞行事故调查，逐渐延伸到日常飞行员监控、飞机故障诊断与维护。

21世纪以来出现的新一代黑匣子可以记录视频信息，记录的参数数量也多达几千个，并且能够通过卫星等数据链定期传输黑匣子的关键数据。但由于通讯带宽和信号盲点以及气象环境等影响，数据实时传输方式无法完全取代传统黑匣子的作用。此外，新型抛放式黑匣子也已经出现，它能够在飞机坠毁时自动与机体分离，并具备水上漂浮和无线电、卫星定位功能。

中国的飞机黑匣子技术虽然起步较晚，但紧跟国际民航标准，产品发展也历经了四代。中航工业陕西千山航空电子有限责任公司（简称：中航工业千山）作为中国飞机黑匣子的诞生地和唯一专业化企业，建有中国唯一的国家级飞机黑匣子坠毁防护性能验证试验室，1978年研制了中国第一台磁带式黑匣子；1990年研制出了中国第一台采用半导体记录介质的黑匣子；1991年取得中国第一个机载设备适航证；2000年成功研制了紧跟TSO-C124a标准的黑匣子；2012年成功研制了抗飞机高速坠毁的黑匣子，超出TSO-C124b标准要求。目前研发的新型抛放式黑匣子，具备水上漂浮、无线电和卫星定位功能。

黑匣子是一个有着厚重外壳的长方体，其外部材料是一种特殊硬钢，可以帮助它承受2吨重物体的挤压5分钟。虽然黑匣子的名字里有“黑”字，但通常为橙红色，其长约40厘米、宽与高约为20厘米，大概是三四块砖头垒在一起的大小，每个重约20公斤到30公斤。

当前客机上所安装的“黑匣子”均由两个设备所组成。其一为客机飞行数据记录仪；另一个则为客机驾驶舱话音记录器。客机上所有电子仪器仪表以及各个机械部位均安装有传感器并与“黑匣子”相连。

飞行数据记录仪，英语简称为FDR，主要用于记录航空器的各种飞行数据。飞行数据记录仪在开启后，即在实时记录飞行当时的各类飞行参数，并可保留25小时，一旦飞行时间超过这一限度，数据记录仪就会自动予以更新，原先保留在内的旧数据将被新数据所覆盖。机上的各个仪器仪表与机械部位均安装有传感器。航空器在通电后，各项传感器即从不同区域连接至飞行数据采集工具单元，进而再连接至飞行数据记录仪。

1997年7月17日，联邦航空局发布了《联邦法规》，要求在2002年8月19日之后制造的飞机上至少记录88个参数。以下是大多数FDR记录的一些参数：时间、压力高度、空速、垂直加速度、磁航向、控制柱位置、方向舵、踏板位置、控制轮位置、水平稳定器、燃油流量等。但大多数现代飞机的黑匣子记录的数据远比这个最低要求多得多。例如，波音737-800飞机上携带的FDR可记录超过1500个参数，空中客车A380飞机上携带的FDR可记录2800多个参数。

在事故调查中，FDR是还原事故真相的核心。FDR存储的数据主要分为数字数据（Digital 数据）、模拟数据（Analogue data）、离散数据（Discrete Data）三类，参数的总数量超过1000个。所有能记录的飞行相关参数，都记录到了FDR上，包括但不限于高度、速度、航向、俯仰角、滚转角、垂直速度以及机组的操作如驾驶盘杆量、油门等重要参数。这些参数对于重现事故发生原因是有决定性意义的。

驾驶舱话音记录器，英语简称为CVR，其实则为一个无线电通话记录器。利用这一设备，“黑匣子”可以对客机内的各种通话予以实时记录。驾驶舱话音记录器所拥有的四条音轨，可分别对正、副驾驶员之间的对话、飞行员与地面指挥中心的通话、机长、空姐对乘客的讲话以及爆炸、威胁等各类异常声音予以记录。

驾驶舱话音记录器的能自动将机组人员的通话和驾驶舱内的声音记录在磁带上。磁带上记录飞机停止工作或失事坠毁前半小时内的通话和音响;当记录新的音响时,就将旧的（30分钟以前的）录音自动抹去。在事故检查中，它能帮助事故检查人员将机组人员的活动与飞机工作舱联系起来。有时也可通过录音来鉴别和判断机件的工作情况,给人们提供分析研究的依据,以便对事故做出正确的结论。在飞行中关闭CVR是非法的。

CVR既记录声音，也记录大量数据。它一共录制4个声道，包括3个窄带和1个宽带。3个窄带的带宽范围均为150-3500赫兹，包括机长的耳机音频与机长麦克风音频、副驾驶耳机音频与副驾驶麦克风音频、观察员耳机音频与观察员麦克风音频，宽带的带宽范围是150-6500赫兹，即驾驶舱环境音。但是这4个单独通道的录音时间只有30分钟。不过CVR还记录一个混合通道（4个通道声音的混合声音），可以记录两个小时。同时，CVR记录120分钟的ACARS（飞机通信寻址和报告系统）数据。如：

1.自动相关监视（ADS）：目标主动报告自身位置信息,供外界对其进行监视的一种技术；

2.管制员——飞行员数据链通信（CPDLC）：用于管制员与飞行员之间的空中交通管制，包括有关飞行高度指配、通过限制通知、偏离航路告警、航路改变和放行、速度指配、通信频率指配、飞行员各种请求，以及自由格式电文的发布和接收。

3.数据链飞行信息服务（D-FIS）：一种地空间的数据链广播应用，它允许飞行员经过数据链路向地面计算机系统请求并接收FIS信息，包括ATIS（终端自动信息广播服务）、机场气象报告服务、终端气象服务、风切变咨询服务、航行通告服务、跑道视程服务、机场预报服务、重要气象信息服务以及临时地图服务等。

4.航空运营管理（AOC）：用于与飞机与其地面上的航空公司或服务合作伙伴进行通信的一组或全部应用程序。

现代飞机上普遍安装有1~2台“黑匣子”,个别飞机也有安装3台“黑匣子”的。小型飞机一般安装1台“黑匣子”;大中型飞机安装2台“黑匣子”，通常1台安装在机首，另外1台安装在机尾。安装在机首是因为大部分机载设备集中在驾驶舱内，传感器与之连接比较方便，线束长度也可大为缩短;安装在机尾是因为对许多起飞行事故的统计,发现飞机的机尾部相对位置较高,飞机坠毁后通常不易完全损毁，安装在机尾内的一些机载仪器设备也不易损坏,所以就将“黑匣子”安装在机尾位置内。

“黑匣子”的外部材质为钛钢金属。这种金属材料耐高温、高压，不怕腐蚀，能够有效保证“黑匣子”不被破坏。为了能在强力撞击下保存下来，“黑匣子”通常要经过一系列的测试，包括坠毁撞击试验、落针试验、静态挤压试验、燃烧试验、深海浸没试验、盐水浸没试验、液体浸泡试验等。因为所有这些试验环境或条件，都是空难发生时“黑匣子”可能面临的考验。

根据欧洲民用航空设备组织（EUROCAE）于2013年9月发布的ED-112A文件确定的黑匣子防撞国际技术标准，抗坠毁的机载记录系统最低运行性能规范必须符合以下“生存能力标准”：承受3400G冲击；承受5000磅（约2268公斤）静态压力；承受1100摄氏度高温时间1小时；承受260摄氏度高温持续10小时。同时每个飞行记录仪必须有一个水下定位信标（ULB）。当记录仪浸入水中时，ULB会自动激活，并发送90天的信号，以帮助定位黑匣子。

通常在陆地寻找“黑匣子”的方式都是搜救人员在飞机失事地点附近展开拉网式搜索，利用黑匣子外表明亮、独特的颜色和反光标识进行搜寻。同时可以利用金属探测器和搜救犬以及空中机器人、无人车等先进设备进行黑匣子的搜索。

黑匣子在水下定位主要依靠水下定位信标（ULB，Underwater Locator Beacon）。它是一个电池供电的水下超声波脉冲发生器，牢固地安装在黑匣子外部。一旦黑匣子入水，信标上的水敏开关启动信标工作，通过信标的金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，每秒一个脉冲。其内置电池可连续工作至少30天，30天后随着电量逐渐耗尽，超声波信号将越来越微弱直至停止工作。

信标可以在6096米的深度内发出超声波，但在距离信标1800~3600米的范围内才能够被仪器探测到，海水的状态、周围的船只、海洋动物、石油管道以及其他因素造成的周围噪音都会影响信标的被探测范围。

水下定位信标发出信号时，可以通过专用声呐探测仪进行定位。由于信标信号的可探测范围相对于大海而言极其有限，一般先要进行残骸大致范围定位，然后再通过拖曳式声呐缩小定位范围，最后再使用可以定位信号来源方向的水听器，定位黑匣子的方位。

如果黑匣子沉入浅海，可由潜水员进行打捞。如果黑匣子沉入深海，超过人工潜水深度时，需要使用专门的搜索、打捞设备，一般可使用轮船放下水下线控机器人，操作人员在船上通过综合显示控制台，控制机器人携带的海底声呐扫描设备、信标方位定位器、深海摄像头定位黑匣子，通过机械手打捞黑匣子。

根据目前飞机“黑匣子”使用中存在的一些缺陷和某些问题,制造商正考虑做进一步改进。首先,将采用长寿命电池,突破信标发送信号只能持续30天的限制,力求增加3倍,达到90天。其次,拟将延长当前所能记录的舱内人员通话时间,增加所记录的飞行数据量,力求超过200个以上;增强飞机“黑匣子”抗外界电流、磁场干扰的能力,保持飞机—卫星—地面的实时联系及其精确定位,以便全程跟踪;保留下更多可供追溯的线索和行踪,以便搜寻人员能在十分恶劣的环境下尽快地寻找到飞机“黑匣子”,早日解码,还原空难真相。

3月21日14时38分许，中国东方航空集团有限公司MU5735航班执行昆明-广州市任务时，在广西梧州市上空失联并坠毁。机上载有乘客123人、机组人员9人。23日16时30分左右，在主要撞击点附近发现一部黑匣子，初步检查，外观破损严重。初步判断是驾驶舱语音记录器。27日上午，第二个黑匣子在坠机核心现场被成功找到。

数据修复及分析工作仍在进行中。

2021年1月10日，印度尼西亚三佛齐航空公司一架波音737-500飞机客机从首都雅加达起飞后不久失联，随后被发现坠毁在雅加达附近海域。当地时间12日16时20分左右，印尼海军救援队的潜水员在事发海域水下约23米处发现了该失事飞机的飞行数据记录器(FDR)并将它打捞上岸。距印尼三佛齐航空公司一架波音客机失事坠海近3个月后，失事飞机另一个“黑匣子”——座舱语音记录器(CVR)31日被寻获并打捞出水。印尼国家运输安全委员会对该黑匣子数据及机场空中交通管制数据进行分析后，于2月10日发布初步调查报告称，自动油门故障可能是飞机失控坠海的原因。

印度尼西亚狮子航空公司一架载有189人的国内航班于2018年10月29日从首都雅加达起飞不久后坠海。11月1日上午11时许，印尼海军陆战队潜水员打捞出失事飞机黑匣子中的飞行数据记录仪(FDR)，并已将之移交印尼国家运输安全委员会。次年1月14日，由印尼海军和国家运输安全委员会组成的搜救队在坠机地点附近海底寻获并打捞出了失事狮航客机第二个黑匣子——驾驶舱语音记录仪(CVR)。最终调查发现，此次空难的是由波音公司的工程师错误的技术假设、波音公司管理缺乏透明度以及美国联邦航空管理局监管严重不足共同引起的。

又称汽车行驶记录仪,是安装在车辆上,对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。它记录汽车运行期间的各种综合信息数据,可以帮助有关部门快速查找事故原因,检查考核汽车运行车况及汽车驾驶员操作情况,对提高交通的管理执法水平和运输管理水平、保障车辆运行安全有着重要的实际作用及意义。

船用黑匣子,学名船载航行数据记录仪或简易航行数据记录仪 (VOYAGE 数据 记录器),英文简称VDR或S-VDR,是专门用于记录船舶航行数据的仪器,以安全和恢复的方式保持船舶发生事故前后一段时间的船位置、舶动态、物理状况、命令和操纵的信息。当船舶发生事故时,该信息数据在分析事故时起到不可替代的重要作用。

火车“黑匣子”是采用智能微机技术和传感技术,把机车运行中的时刻、速度、位置及制动机等机械运作情况,地面线路状态、固定信号的显示、司机操作情况,以及行车调度指挥人员的命令指示等信息“密封”记录在案。机车返回机务段时,微机分析人员可以调出“黑匣子”中的记录,分析机车的全程运行数据,以便有效地监督机车乘务员执行标准化作业的情况和机车运用的经济性指标。