如何讓飛機不“失聯”？

瑞語

馬來西亞航空公司MH370航班“失聯”事件以及由此引發的全球大搜索行動舉世矚目，牽動人心。在現代科技條件下，一架先進的客機為什么會發生突然失去聯系的情況。要了解個中緣由，那就先要從飛機是如何與地面保持聯系的說起。

飛機如何與地面保持聯系

正常情況下，飛機會通過多個系統與地面保持聯系，地面也會通過多種方法追蹤到飛機。以波音777為例，這種先進的客機上有3種獨立運作的通信系統，即高頻和甚高頻無線電系統、應答機系統以及飛機通信尋址與報告系統。

飛行員與地面管制人員之間的雙向語音通話是通過高頻和甚高頻無線電通信系統實現的。其中高頻通信系統是遠距離通信系統，它利用電離層的反射，因而通信距離可達數千千米。但高頻通信系統目前很少使用，更多的是借助于衛星通信，反而是近距離的甚高頻通信系統最為常用，其作用距離隨高度變化，在高度為300米時作用距離為74千米。因為起飛和降落期間是飛機和地面聯系最頻繁的時間，也是飛行中最容易發生事故的時間，因此必須保證甚高頻通信系統的高度可靠，民航飛機上一般都裝有一套以上的備用系統。

除了無線電通信系統之外，地面管制雷達也是管制人員獲取飛機位置信息的重要手段。管制雷達分為一次監視雷達與二次監視雷達。一次監視雷達的原理很簡單，通過掃描獲得回波，屏幕上顯示的一個個小光點就是空中的飛機。但是，僅憑這些小光點無法分清到底是哪架飛機，這時就需要二次監視雷達來提供幫助。二次監視雷達將向空中的飛機發射詢問脈沖，機載應答機接收到詢問脈沖后，將應答機代碼及高度、速度等信息編成應答脈沖，發回地面。二次雷達所獲取的信息與一次雷達獲得的飛機位置信息結合在一起，組成了最終在地面管制人員終端上所顯示的綜合信息。若飛機上的應答機失效或關閉，地面管制人員將無法從二次雷達上看到飛機的航向、高度、速度、航班號等數據信息。

除了通過無線電通信和應答機系統保持空地聯系外，飛機還會通過無線電或衛星信號實時上傳飛行數據包，這就是飛機通信尋址與報告系統（簡稱ACARS系統）。ACARS系統是地面監控飛機飛行狀態最重要的手段，地面控制中心可以隨時了解飛機的引擎和其他設備的狀態，以及高度、速度、油量、航向等數據。

如果一架飛機甚高頻無線電呼叫不到，一次雷達掃描不到，二次雷達問詢不回答，甚至自動傳輸數據的ACARS系統也被關閉，那么這架飛機便與地面管制徹底“失聯”了。幾種獨立運作的通信系統都出了問題，便可以肯定飛機上發生了不同尋常的事情，尤其是ACARS系統，飛行員很少會有關閉這套系統的理由。

最后的線索：

“黑匣子”與失事信標

如果飛機與地面間的一切聯絡系統全部被切斷，那么外界能夠知道最后的一段時間內飛機上發生了什么嗎？如果飛機不幸墜落，那么人們能夠發現它的蹤跡嗎？最后的線索便隱藏于失事信標與“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，它正式的名稱叫飛行記錄器，用來記錄飛機上的所有相關信息。每架飛機都有兩臺黑匣子，一臺是飛機數據記錄器，負責記錄飛行中各種參數，如飛機的高度、速度、航向、過載、姿態、推力、油量、操縱面位置等，記錄的時間范圍是航程最后的25小時左右；另一臺是座艙話音記錄器，負責記錄機上空勤人員的對話、機上與地面的通話，以及機艙里的各種聲音，時間至少是航程的最后30分鐘。黑匣子上是沒有無線電發送裝置的，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光帶來發現它；墜落在水里的話，則水下信標啟動，發出聲波信號，可持續工作30天。由于“黑匣子”的功率有限，不可能發出太強的信號，所以必須在搜救目標附近才能收到信號。

與“黑匣子”這個人們常能聽到的儀器名稱相比，ELT這個名字就很陌生了。ELT是應急定位信號發射機的簡稱，也被稱為應急電臺或失事信標，它分為便攜式和機載固定式兩種類型。也就是說，在飛機出事后，幸存的機上人員可以通過ELT與救援力量聯系。救援力量也可以通過失事飛機的ELT信號來定位其所在位置。全球衛星搜救系統在接收到事故信號后，會判別出飛機屬于哪個國家，以及飛機墜落于哪個地區，以便相關國家組織救援。

下一代空管技術

從技術角度來看，馬航客機失聯事件與現有主要依靠地面雷達的空管技術難以掌握飛機實際位置有很大關系。而被譽為下一代空管技術的ADS-B系統則將當今空中管制中的通信、導航、監控三大要素重新定義，其核心內容是改變目前空管系統依賴陸基雷達的現狀，建立一套基于衛星和GPS的新空管系統。

ADS-B是“自動相關監視廣播系統”的英文縮寫，具體說來，自動意味著可以無需職守的全天候運行；相關意味著它只需要全球衛星定位系統的數據即可；監視是指實時獲得飛機位置、高度、速度、航向、識別號等一系列信息；廣播是指飛機之間或飛機與地面站互相廣播各自的數據信息，無需應答。

下一代航空管制技術其實早在10多年前便已研發出來，遲遲未能推廣開來并不是因為技術原因，而是由于需要對目前所有航空管制系統的地面和空中設備進行更新，所有航空管制員和飛行員都需要重新培訓，難度可想而知。不知此次馬航失聯事件，可否成為新一代空管技術走上前臺的助推劑。

【責任編輯】龐 云

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什么是應答機

應答機是一部能在收到無線電詢問信號時，自動對信號做出回應的電子設備。它是從第二次世界大戰中開發的雷達敵我識別系統中演化而來的，20世紀50年代航空界開始使用二次雷達配合應答機進行航空管制。通過分配應答機代碼，地面管制人員可以對不同飛機加以區分。應答機代碼為0000到7777之間的4位數字，其中一些代碼帶有特定的意思，如7500代表發生劫機等非法行為，7600代表通信故障，7700代表飛機處于緊急狀態。

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全球衛星搜救系統

全球衛星搜救系統是由美國、蘇聯、法國、加拿大于1979年共同組建的衛星使用協議。該系統分為太空部分和地面部分。太空部分由近地軌道衛星和地球同步衛星組成。5顆近地軌道衛星在距地面850千米的高度沿經線飛越兩級，運行周期100分鐘。4顆地球同步衛星在赤道上方36000千米處與地球自轉相同的方向和角速度飛行，相對于地面靜止，其監控范圍覆蓋除南北極地外的所有地區。得益于這兩種衛星協同合作，ELT發射的無線電信號能被準確截獲并推算出信號發生源位置。endprint