瑞語(yǔ)

馬來(lái)西亞航空公司MH370航班“失聯(lián)”事件以及由此引發(fā)的全球大搜索行動(dòng)舉世矚目，牽動(dòng)人心。在現(xiàn)代科技條件下，一架先進(jìn)的客機(jī)為什么會(huì)發(fā)生突然失去聯(lián)系的情況。要了解個(gè)中緣由，那就先要從飛機(jī)是如何與地面保持聯(lián)系的說(shuō)起。

飛機(jī)如何與地面保持聯(lián)系

正常情況下，飛機(jī)會(huì)通過(guò)多個(gè)系統(tǒng)與地面保持聯(lián)系，地面也會(huì)通過(guò)多種方法追蹤到飛機(jī)。以波音777為例，這種先進(jìn)的客機(jī)上有3種獨(dú)立運(yùn)作的通信系統(tǒng)，即高頻和甚高頻無(wú)線電系統(tǒng)、應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)以及飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)。

飛行員與地面管制人員之間的雙向語(yǔ)音通話是通過(guò)高頻和甚高頻無(wú)線電通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。其中高頻通信系統(tǒng)是遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)，它利用電離層的反射，因而通信距離可達(dá)數(shù)千千米。但高頻通信系統(tǒng)目前很少使用，更多的是借助于衛(wèi)星通信，反而是近距離的甚高頻通信系統(tǒng)最為常用，其作用距離隨高度變化，在高度為300米時(shí)作用距離為74千米。因?yàn)槠痫w和降落期間是飛機(jī)和地面聯(lián)系最頻繁的時(shí)間，也是飛行中最容易發(fā)生事故的時(shí)間，因此必須保證甚高頻通信系統(tǒng)的高度可靠，民航飛機(jī)上一般都裝有一套以上的備用系統(tǒng)。

除了無(wú)線電通信系統(tǒng)之外，地面管制雷達(dá)也是管制人員獲取飛機(jī)位置信息的重要手段。管制雷達(dá)分為一次監(jiān)視雷達(dá)與二次監(jiān)視雷達(dá)。一次監(jiān)視雷達(dá)的原理很簡(jiǎn)單，通過(guò)掃描獲得回波，屏幕上顯示的一個(gè)個(gè)小光點(diǎn)就是空中的飛機(jī)。但是，僅憑這些小光點(diǎn)無(wú)法分清到底是哪架飛機(jī)，這時(shí)就需要二次監(jiān)視雷達(dá)來(lái)提供幫助。二次監(jiān)視雷達(dá)將向空中的飛機(jī)發(fā)射詢問(wèn)脈沖，機(jī)載應(yīng)答機(jī)接收到詢問(wèn)脈沖后，將應(yīng)答機(jī)代碼及高度、速度等信息編成應(yīng)答脈沖，發(fā)回地面。二次雷達(dá)所獲取的信息與一次雷達(dá)獲得的飛機(jī)位置信息結(jié)合在一起，組成了最終在地面管制人員終端上所顯示的綜合信息。若飛機(jī)上的應(yīng)答機(jī)失效或關(guān)閉，地面管制人員將無(wú)法從二次雷達(dá)上看到飛機(jī)的航向、高度、速度、航班號(hào)等數(shù)據(jù)信息。

除了通過(guò)無(wú)線電通信和應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)保持空地聯(lián)系外，飛機(jī)還會(huì)通過(guò)無(wú)線電或衛(wèi)星信號(hào)實(shí)時(shí)上傳飛行數(shù)據(jù)包，這就是飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ACARS系統(tǒng)）。ACARS系統(tǒng)是地面監(jiān)控飛機(jī)飛行狀態(tài)最重要的手段，地面控制中心可以隨時(shí)了解飛機(jī)的引擎和其他設(shè)備的狀態(tài)，以及高度、速度、油量、航向等數(shù)據(jù)。

如果一架飛機(jī)甚高頻無(wú)線電呼叫不到，一次雷達(dá)掃描不到，二次雷達(dá)問(wèn)詢不回答，甚至自動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)的ACARS系統(tǒng)也被關(guān)閉，那么這架飛機(jī)便與地面管制徹底“失聯(lián)”了。幾種獨(dú)立運(yùn)作的通信系統(tǒng)都出了問(wèn)題，便可以肯定飛機(jī)上發(fā)生了不同尋常的事情，尤其是ACARS系統(tǒng)，飛行員很少會(huì)有關(guān)閉這套系統(tǒng)的理由。

最后的線索：

“黑匣子”與失事信標(biāo)

如果飛機(jī)與地面間的一切聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)全部被切斷，那么外界能夠知道最后的一段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)上發(fā)生了什么嗎？如果飛機(jī)不幸墜落，那么人們能夠發(fā)現(xiàn)它的蹤跡嗎？最后的線索便隱藏于失事信標(biāo)與“黑匣子”中了。

“黑匣子”是判斷飛行故障原因的重要及直接證據(jù)，它正式的名稱叫飛行記錄器，用來(lái)記錄飛機(jī)上的所有相關(guān)信息。每架飛機(jī)都有兩臺(tái)黑匣子，一臺(tái)是飛機(jī)數(shù)據(jù)記錄器，負(fù)責(zé)記錄飛行中各種參數(shù)，如飛機(jī)的高度、速度、航向、過(guò)載、姿態(tài)、推力、油量、操縱面位置等，記錄的時(shí)間范圍是航程最后的25小時(shí)左右；另一臺(tái)是座艙話音記錄器，負(fù)責(zé)記錄機(jī)上空勤人員的對(duì)話、機(jī)上與地面的通話，以及機(jī)艙里的各種聲音，時(shí)間至少是航程的最后30分鐘。黑匣子上是沒(méi)有無(wú)線電發(fā)送裝置的，墜落在陸地上的話，人們憑借其橘紅色的鮮艷外殼和外殼上的發(fā)光帶來(lái)發(fā)現(xiàn)它；墜落在水里的話，則水下信標(biāo)啟動(dòng)，發(fā)出聲波信號(hào)，可持續(xù)工作30天。由于“黑匣子”的功率有限，不可能發(fā)出太強(qiáng)的信號(hào)，所以必須在搜救目標(biāo)附近才能收到信號(hào)。

與“黑匣子”這個(gè)人們常能聽(tīng)到的儀器名稱相比，ELT這個(gè)名字就很陌生了。ELT是應(yīng)急定位信號(hào)發(fā)射機(jī)的簡(jiǎn)稱，也被稱為應(yīng)急電臺(tái)或失事信標(biāo)，它分為便攜式和機(jī)載固定式兩種類型。也就是說(shuō)，在飛機(jī)出事后，幸存的機(jī)上人員可以通過(guò)ELT與救援力量聯(lián)系。救援力量也可以通過(guò)失事飛機(jī)的ELT信號(hào)來(lái)定位其所在位置。全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)在接收到事故信號(hào)后，會(huì)判別出飛機(jī)屬于哪個(gè)國(guó)家，以及飛機(jī)墜落于哪個(gè)地區(qū)，以便相關(guān)國(guó)家組織救援。

下一代空管技術(shù)

從技術(shù)角度來(lái)看，馬航客機(jī)失聯(lián)事件與現(xiàn)有主要依靠地面雷達(dá)的空管技術(shù)難以掌握飛機(jī)實(shí)際位置有很大關(guān)系。而被譽(yù)為下一代空管技術(shù)的ADS-B系統(tǒng)則將當(dāng)今空中管制中的通信、導(dǎo)航、監(jiān)控三大要素重新定義，其核心內(nèi)容是改變目前空管系統(tǒng)依賴陸基雷達(dá)的現(xiàn)狀，建立一套基于衛(wèi)星和GPS的新空管系統(tǒng)。

ADS-B是“自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播系統(tǒng)”的英文縮寫，具體說(shuō)來(lái)，自動(dòng)意味著可以無(wú)需職守的全天候運(yùn)行；相關(guān)意味著它只需要全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)即可；監(jiān)視是指實(shí)時(shí)獲得飛機(jī)位置、高度、速度、航向、識(shí)別號(hào)等一系列信息；廣播是指飛機(jī)之間或飛機(jī)與地面站互相廣播各自的數(shù)據(jù)信息，無(wú)需應(yīng)答。

下一代航空管制技術(shù)其實(shí)早在10多年前便已研發(fā)出來(lái)，遲遲未能推廣開來(lái)并不是因?yàn)榧夹g(shù)原因，而是由于需要對(duì)目前所有航空管制系統(tǒng)的地面和空中設(shè)備進(jìn)行更新，所有航空管制員和飛行員都需要重新培訓(xùn)，難度可想而知。不知此次馬航失聯(lián)事件，可否成為新一代空管技術(shù)走上前臺(tái)的助推劑。

【責(zé)任編輯】龐 云

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什么是應(yīng)答機(jī)

應(yīng)答機(jī)是一部能在收到無(wú)線電詢問(wèn)信號(hào)時(shí)，自動(dòng)對(duì)信號(hào)做出回應(yīng)的電子設(shè)備。它是從第二次世界大戰(zhàn)中開發(fā)的雷達(dá)敵我識(shí)別系統(tǒng)中演化而來(lái)的，20世紀(jì)50年代航空界開始使用二次雷達(dá)配合應(yīng)答機(jī)進(jìn)行航空管制。通過(guò)分配應(yīng)答機(jī)代碼，地面管制人員可以對(duì)不同飛機(jī)加以區(qū)分。應(yīng)答機(jī)代碼為0000到7777之間的4位數(shù)字，其中一些代碼帶有特定的意思，如7500代表發(fā)生劫機(jī)等非法行為，7600代表通信故障，7700代表飛機(jī)處于緊急狀態(tài)。

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全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)

全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)是由美國(guó)、蘇聯(lián)、法國(guó)、加拿大于1979年共同組建的衛(wèi)星使用協(xié)議。該系統(tǒng)分為太空部分和地面部分。太空部分由近地軌道衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星組成。5顆近地軌道衛(wèi)星在距地面850千米的高度沿經(jīng)線飛越兩級(jí)，運(yùn)行周期100分鐘。4顆地球同步衛(wèi)星在赤道上方36000千米處與地球自轉(zhuǎn)相同的方向和角速度飛行，相對(duì)于地面靜止，其監(jiān)控范圍覆蓋除南北極地外的所有地區(qū)。得益于這兩種衛(wèi)星協(xié)同合作，ELT發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)能被準(zhǔn)確截獲并推算出信號(hào)發(fā)生源位置。endprint