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飛航資料記錄器雖名為「黑盒子」,但它實際的顏色為橘紅色,以求顯目便於尋找。黑盒子的名稱由來有二種說法:一稱由於飛航資料記錄器有神祕的感覺,故稱以「黑」。另有一說表示,由於事故時,大火常會熏黑記錄器。
其外部的材質為鈦鋼金屬,長50厘米、寬20厘米,高15厘米。為了能在強力撞擊下保存下來,飛航資料記錄器必須通過防火防震的考驗,根據美國民航局的規定,必須能忍受在1090℃的火焰中燃燒30分鐘,並能承受3公尺重達230公斤之鐵塊擊中,相當於100G重力之撞擊達11秒,而美國聯邦航空總署的規定為100G重力之撞擊達15秒,由於地球表面大部分是由水所覆蓋,因此也必須能承受2萬英尺的水壓。飛航資料記錄器的外部加裝圓筒型的蜂鳴器,只要一碰到水,水分會使其線路發生短路,蜂鳴器將會發出37.5kHz頻率的鳴叫持續30天。除此之外,為了防止記錄器內磁性記憶遭到電流或磁場破壞,飛航資料記錄器也要具備抗外界電流、磁場的防護能力。
雖然如此多重的保護,但仍然在有些黑盒子在空難中損壞,所以國際航空機構又規定了更加嚴格的標準,而且記錄介質也從磁帶式改進成為能承受更大衝擊的靜態存儲記錄儀,類似於電腦裏的存儲晶片。