黑匣子的外部材质是钛钢金属，长50厘米、宽20厘米，高15厘米。为了能在强力撞击下保存下来，飞行记录器必须通过防火防震的考验，根据美国民航局的规定，必须能忍受在1090°C的火焰中燃烧30分钟，并能承受3米重达230千克之铁块击中，相当于100G重力之撞击达11秒，而美国联邦航空局的规定为100G重力之撞击达15秒，由于地球表面大部分是由水所覆盖，因此也必须能承受2万英尺的水压。飞行记录器的外部加装圆筒型的蜂鸣器，只要一碰到水，水分会使其线路发生短路，蜂鸣器将会发出37.5kHz频率的鸣叫持续30天。除此之外，为了防止记录器内磁性记忆遭到电流或磁场破坏，飞航记录器也要具备抗外界电流、磁场的防护能力。

虽然如此多重的保护，但仍然有些飞航记录器空难中损坏，所以国际航空机构又规定了更加严格的标准，而且记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪，类似于电脑里的快闪存储器。

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