mini|hochkant=1.2|David Warren, Erfinder des Flugschreibers, mit einem Prototyp
Flugschreiber (umgangssprachlich als Black Box bezeichnet) sind an Bord von größeren Luftfahrzeugen (Flugzeugen und Hubschraubern) mitgeführte Aufzeichnungsgeräte, die während eines Fluges relevante Flugdaten- und Flugzeugparameter sowie akustische Informationen zeitlich zugeordnet speichern. Nach einem Flugunfall geben sie anhand der gespeicherten Daten eine zusätzliche Möglichkeit, den Unfallhergang aufgrund des Verhaltens des Luftfahrzeugs und seiner Besatzung nachzuvollziehen.
Es gibt zwei Arten von Flugschreibern: den Flugdatenschreiber (englisch: , kurz FDR) und den Stimmenrekorder (, kurz CVR). Es können auch beide Geräte in einem Cockpit Voice and Data Recorder (CVDR) vereint sein.
Ihre Konstruktion ist darauf ausgelegt, die Speicherung der Daten auch nach den oft auftretenden hohen Beschleunigungen (g-Kräften beim Aufprall) und Temperaturen sicherzustellen. Das gegen Verformung besonders widerstandsfähige Gehäuse der CSMU (Crash-Survivable Memory Unit) mit dem/den Speicher(n) muss speziell nach Unfällen über Tiefseegebieten längere Zeit auch einem sehr hohen Wasserdruck standhalten.
Zur schnellen Lokalisierung von ggf. im Wasser versunkenen Geräten besitzt jeder Recorder einen Unterwasser-Peilsender. Im ungünstigsten Fall kann dieser jedoch beim Unfall von der Speichereinheit abgetrennt werden, was deren Auffinden erheblich erschwert oder gar unmöglich macht.
Technik mini|hochkant=1.5|Ansicht und Kennzeichnung. Die runden Gehäuse (CSMU) enthalten die Datenspeicher.
Die Geräte sind heute meist in der Mitte oder im Heck der Maschine eingebaut, die erfahrungsgemäß bei einem Unfall am wenigsten zerstört werden. Heutige Modelle sind jeweils etwa so groß wie ein Schuhkarton, in auffälligem Leuchtorange (ähnl. RAL 2005) lackiert und mit ebenso auffälligen Beschriftungen „FLIGHT RECORDER DO NOT OPEN“ auf einer Seite auf Englisch und auf der anderen auf Französisch „ENREGISTREUR DE VOL NE PAS OUVRIR“ versehen. Die Aufzeichnungs- bzw. Speichereinheit (CSMU) muss Hitzeeinwirkungen von 1100 °C mindestens 60 Minuten standhalten und mindestens bis zu einer Wassertiefe von 6000 Metern wasserdicht sein. Von außen müssen statische Dauerkräfte von 23 kN erlaubt sein. Die Gerätespezifikationen sind in den Standardisierungsrichtlinien Elektronik in der Luftfahrt der European Organization for Civil Aviation Equipment im Dokument EUROCAE ED-112 (Minimum Operational Performance Specification for Crash Protected Airborne Recorder Systems) festgelegt. EUROCAE ist die europäische Entsprechung zur US-amerikanischen RTCA, die beide eng zusammenarbeiten.
Flugdatenschreiber
mini|hochkant=1.2|Geöffneter moderner Flugdatenschreiber (SSFDR, Typ Fairchild F 1000 von L-3 Aviation Recorders, früher Loral Data Systems). Das besonders stabile Gehäuse links ist die CSMU mit den Flash-Speichern. Die Elektronik auf den Leiterplatten rechts davon dient der Signalaufbereitung bzw. zur Stromversorgung.
Der Flugdatenschreiber (englisch , FDR) bzw. auch digitale Flugdatenschreiber (englisch , DFDR) zeichnet je nach Technik einige wenige bis über hundert Flugparameter auf. Die wichtigsten davon sind Flughöhe (siehe auch: barometrische Höhenmessung in der Luftfahrt), Fluggeschwindigkeit relativ zur Luft („Airspeed“) und Geschwindigkeit über Grund („Groundspeed“), Stellungen der Ruder und Auftriebshilfen (Vorflügel/„slats“ und Klappen/„flaps“) sowie Kurs und der Roll-Nick-Gier-Winkel. Dazu kommen ggf. Daten des Autopiloten und Flight-Management-Systems (FMS) sowie Werte wie Drehzahl, Öl- und Abgastemperatur (EGT) aus dem/den Triebwerk/-en (Kolbenmotor, Turboprop, Strahlturbine).
Hierfür werden unterschiedliche Speichermedien genutzt. In den frühen FDR war dies eine Metallfolie aus Inconel, einer hitzebeständigen Nickelbasislegierung. abgerufen am 30. März 2015 (englisch) Die Inconel-Folien mussten regelmäßig gewechselt werden, da sie nur einmal beschrieben werden konnten. Ein solcher FDR zeichnete z. B. diese vier Parameter auf: barometrische Höhe, Fluggeschwindigkeit relativ zur Luft (Airspeed), Kompass-Steuerkurs sowie Steig- oder Sinkrate (dazu siehe auch: Variometer). Die Aufzeichnungszeit der 200 Fuß (61 Meter) langen Speicherfolie betrug 400 Stunden.The secret sauce of airplanes black box video auf gizmodo.com, abgerufen am 2. April 2015 (video engl.) Später kam die Aufzeichnung auf Magnetband, das mehr Parameter registrieren konnte, wobei auf der Endlosschleife die ältesten Datensätze überschrieben wurden. Bild einer geborgenen Magnetbandeinheit auf tsb.gc.ca
In den seit den 1990er Jahren üblichen SSFDR (Solid state flight data recorder) befinden sich Flash-Speicher (genauer: Flash-EEPROMs), in denen ebenfalls die jeweils ältesten Datensätze überschrieben werden. Der einer Solid-State-Drive ähnliche Speicher ist gegen Umwelteinflüsse geschützt in einem besonders stabilen Gehäuse untergebracht.Siehe hierzu: Untersuchung eines Fairchild F 1000 FDR auf atsb.gov.au, abgerufen am 28. März 2023 (pdf, 5,0 MB, engl.) Die einzelnen Parameter sind im EUROCAE-Dokument ED 112 aufgeführt. So muss der Flugdatenschreiber zum Beispiel Stößen von 3400 g mindestens 6,5 Millisekunden (Vollbremsung aus 796 km/h auf einer Wegstrecke von 72 cm) standhalten, bei Temperaturen von 1100 °C darf es innerhalb der ersten 60 Minuten zu keinem Datenverlust kommen und Flammen und Hitze bis 260 °C muss das Gehäuse 10 Stunden lang widerstehen. Die Daten dürfen selbst in einer Wassertiefe von 6000 Metern nicht verloren gehen.Flug Revue August 2017 Seite 69, Luft- und Raumfahrt A bis Z, Folge 28
Der erste Flugunfall, bei dem ein FDR zur Ermittlung der Ursache eine Rolle spielte, war die Flugzeugkollision von New York City vom 16. Dezember 1960.
Flugprofilrecorder Flugprofilrecorder (FPR) sind Aufzeichnungsgeräte, die im militärischen Bereich bekannt sind und detaillierte Informationen zu Flügen speichern können.
Stimmenrekorder
mini|hochkant=1.2|Ein älterer Stimmenrekorder (Fairchild A100) mit Magnetbandaufzeichnung
Der Stimmenrekorder (, CVR, ) zeichnet fortlaufend die letzten 30 bis 120 Minuten in einer Endlosschleife auf. Dies muss automatisch beginnen, bevor sich das Flugzeug mit eigener Triebwerkleistung fortbewegt, und dauert ohne Unterbrechung an, bis die Piloten das Flugzeug verlassen. Dabei werden die akustischen Signale zeitlich nachvollziehbar je nach Ausführung auf einem Magnetband oder einem Halbleiterspeicher festgehalten.Flugzeugabsturz – Die Black Box, Süddeutsche.de, 17. Mai 2010
Cockpit Voice Recorder speichern in der Regel alle wichtigen akustischen Ereignisse an Bord: den gesamten Sprechfunkverkehr der Cockpitbesatzung – bei Notfällen auch über die Mikrofone in den Sauerstoffmasken der Piloten, Gespräche über die bordeigene(n) Gegensprechanlage(n), Ansagen in den Passagierbereich über die Kabinen-Lautsprecheranlage sowie Gespräche im Cockpit über das/die Cockpitmikrofon/-mikrofone. Letztere können ggf. ebenfalls die Betätigung von Hebeln bzw. Schaltern sowie akustische Signale des Flight-Management-Systems und der Navigationsgeräte erfassen. Hierzu gehören z. B. während des Landeanflugs die Meldung des Instrumentenlandesystems (ILS) beim Überflug des Vor- bzw. Haupteinflugzeichens (Outer Marker/Middle Marker).
Der Stimmenrekorder spielt oft eine entscheidende Rolle, wenn es um mögliche Fehler der Besatzung („Pilot error“) als Ursache eines Flugunfalls geht. Auch lässt sich herausfinden, ob die Alarmfunktionen aktiv waren; die Untersuchung des Frequenzspektrums der Hintergrundgeräusche über einen Spektrumanalysator kann zusätzliche Hinweise auf Störungen in den Triebwerken liefern.
Kombinierte Geräte Bei einem CVDR (combined digital Cockpit Voice and Data Recorder) sind beide (Cockpit Voice und Data Recorder) in einem Gerät vereint.Airbus: Progress to Pinpoint an Aircraft's Position, abgerufen am 17. Juni 2025 Ein EAFR (Enhanced Airborne Flight Recorder) enthält laut ARINC767-1-Standard eine Kombinationen von einigen oder allen der folgenden Funktionen in einem einzigen Gerät: Digital Flight Data Recorder (DFDR), Cockpit Voice Recorder (CVR), Data Link Recording und Image Recording.GE Aerospace: enhanced-aircraft-flight-recorder-3254F.pdf, abgerufen am 17. Juni 2025 Obwohl ein EAFR oder CVDR sowohl die Funktionen eines FDR als auch eines CVR beinhaltet, müssen nach den geltenden Vorschriften zwei EAFR oder CVDR im Flugzeug installiert sein.AeroSafetyworld, January 2008: Fade-free Memory - Enhanced airborne flight recorders will safeguard vastly more data, including images if required, abgerufen am 17. Juni 2025FAA: AC No: 20-141B - Airworthiness and Operational Approval of Digital Flight Data Recorder Systems vom 23. Juni 2023, abgerufen am 18. Juni 2025.
Unterwasserortung mini|hochkant=1.2|Unterwasser-Ortungsbake mini|hochkant=1.2|Schematische Darstellung der Flugschreibersuche Alle Flugschreiber (CVR, FDR und CVDR) sind mit einem eigenen Unterwasser-Peilsender (englisch , kurz ULB, ähnlich einer Notfunkbake) ausgestattet. Dieser Sender (englisch ) schaltet sich ein, wenn er mit Wasser (Süß- oder Meerwasser) in Berührung kommt und strahlt dann periodisch ein Ultraschall-Signal mit einer Frequenz von 37,5 kHz ab. Der 10 Millisekunden lange „ping“ wird einmal pro Sekunde gesendet. Damit ist das Signal vom sonst üblichen Frequenzspektrum im Meer unterscheidbar – also dem allgemeinen Lärm unter Wasser, der durch Tiere, Schiffe oder Wellenbewegungen verursacht wird.
Der Schalldruckpegel am Sender liegt bei 160 Dezibel. Dadurch ist das Signal bei ungehinderter Abstrahlung typischerweise in einem Umkreis von 2000 Metern bei einer angegebenen maximalen Tiefe von 14000 Fuß (4370 Meter) registrierbar. Die Signalsuche erfolgt mit einem speziellen Empfänger in einer Schleppsonde (engl. Towed Pinger Locator) ungefähr 2000 m über dem Meeresboden. Jede ULB-Einheit besitzt eine eigene Lithiumbatterie mit einer Mindesthaltbarkeit von 6 Jahren. Deren Kapazität ist groß genug, um nach der Aktivierung den Sendebetrieb für mindestens 30 Tage zu gewährleisten.Flugschreiber verschollener Boeing: Piepsen aus 4500 Metern Tiefe, Spiegel online am 7. April 2014 (abgerufen am 31. März 2015) Neuere ULBs haben eine garantierte Sendedauer von 90 Tagen.DK120/90 – Recorder Beacon auf dukaneseacom.com und 90-Day Beacon Underwater Locator Device auf l3harris.com, beide abgerufen am 28. März 2023
Telemetrie Die Absturzursache von Air-France-Flug 447 im Juni 2009 konnte längere Zeit nicht endgültig geklärt werden, da Flugdatenschreiber und Stimmenrecorder erst Anfang Mai 2011 gefunden wurden. Airbus begann bereits vor dem Auffinden der Flugschreiber mit der Entwicklung eines Flugschreibers auf Basis der Telemetrie. Dabei werden die Daten vom Flugzeug per Funk über Satellit zu einer Bodenstation übertragen. Die Airbus A220 sollen die ersten Flugzeuge sein, die mit dieser Technologie ausgestattet werden.CSeries aims to be first with live 'black box' telemetry vom 2. September 2010
Auswertung Bekannte Untersuchungsinstitutionen, die Flugschreiber auswerten können, sind: die Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung (BFU) in Braunschweig das National Transportation Safety Board (NTSB) in den USA das Bureau d’Enquêtes et d’Analyses pour la sécurité de l’aviation civile (BEA) in Frankreich das Air Accidents Investigation Branch (AAIB) in Großbritannien.
Abgrenzung ACARS liefert Live-Daten aus großen Flugzeugen via Funk oder Satelliten an Bodenstationen, allerdings müssen diese Meldungen im Flug i. d. R. von der Besatzung manuell verschickt werden und sie enthalten nur sehr wenige Daten. Beim Flug AF 447 konnten die ACARS-Daten bereits ausgewertet werden, während noch nach dem Flugschreiber gesucht wurde.