淺談應急定位發射機的工作原理及其機隊管理

王鵬

摘要：圍繞應急定位發射機的工作原理以及在航空安全方面起到的作用及影響，詳細系統地分析了航空公司如何選擇適合本航空公司的ELT產品以及在日常營運如何正確維護與管理ELT設備。

關鍵詞：ELT;機隊管理;運營維護

0引言

依據CCAR91.435條要求，2008年7月1日后，任何批準載客19人以上的飛機必須裝備一臺自動應急定位發射機（ELT）或兩臺任意類型的應急定位發射機，且所有實施國際運行的航空器上安裝的自動觸發工作的應急定位發射機必須能夠同時工作在121.5MHz和406MHz頻率上^[1]。

規章頒布后，為了能在規章要求日期前使本航空公司運營的飛機滿足要求，全國范圍內的航空公司集中對運營飛機進行分批分撥的加裝或改裝以滿足局方要求的含有406MHz頻率的應急定位發射機，目前全球有資質、符合要求的應急定位發射機主要有霍尼韋爾公司、泰雷茲公司、ELTA和ARTEX四家供應商，航空公司選擇加裝的應急定位發射機絕大多數都是從這四家有資質的供應商中選擇的。然而，由于部分大型航空公司機隊規模龐大，一兩家供應商無法滿足加裝數量需求，出現了四家供應商的產品都加裝到該航空公司的飛機上的情況，又或航空公司在新飛機引入時的設備選型上選擇了不同廠家的應急定位發射機設備，這就產生了一個新的挑戰，即航空公司如何在運營中管理多廠家多種類的應急定位發射機，實現既能有效管理好這些設備又能節省運營成本。

本文將圍繞這個課題詳述不同廠家不同種類應急定位發射機的特點以及在運營中的管理和維護，從而幫助航空營運人選擇適合自己機隊的應急定位發射機，減少其在運營中管理和維護的成本。

1機載應急定位發射機

1.1 ELT的類型

應急定位發射機（ELT）是在航空領域中對求救電臺的一種特定稱謂。從ELT的安裝形式劃分，可分為固定式ELT（Automatic Fixed，標記為TYPE 406AF）和便攜式ELT（Portable ELT，標記為TYPE406S或406AP）。從觸發形式上劃分，可分為水觸發和自動觸發，如圖1所示。

1）水觸發是指以ELT的電池元件為電解質電池，當電池元件接觸到海水或淡水后電池內的電解質遇水發生化學反應形成電解液從而產生電化學作用，為ELT提供穩定的工作電源。這種工作形式的ELT通常應用在便攜式ELT中。

2）自動觸發是指ELT發射機內部裝有墜撞探測“G”電門，這種工作形式的ELT可以應用在固定式ELT上也可應用在便攜式ELT上。

固定式ELT是一種永久性固定安裝在飛機上的ELT。ELT發射機上安裝了墜撞探測“G”電門，這是一個重力加速度感應裝置，當“G”電門探測到墜撞信號后會自動激活觸發ELT^[2]。該類型的ELT使用外部天線，在駕駛艙安裝了控制面板，還可以在駕駛艙選擇加裝蜂鳴器。

便攜式ELT用于發生墜撞事件后為幸存者定位事發地點以得到及時救援。這類ELT又分為水觸發型和自動觸發型。根據航空器的載客人數和CCAR91.435的要求在客艙的前后區域安裝不同數量的便攜式ELT。

1.2 406MHz頻率介紹

1） 406MHz頻率產生的背景

早期應急定位發射機是依據RTCA/D0-183標準使用國際公認求救信號頻率中的121.5MHz和243MHz（243MHz為軍方使用），但隨著國際救援組織成員國數量不斷增加，在全世界范圍內搜索面積不斷擴大，新的問題開始出現。

國際救援組織每年都要應對上百個求救信息，有時在同一天內就有十幾個求救信息出現，后來證實超過90%的“求救”信息都是誤發的假信息，而當時的國際救援組織無法在技術上短時間內判斷這些“求救”信息的真偽，在救援上造成了很大的麻煩，浪費了大量的寶貴時間。

為了有效解決該問題同時改善信號的可靠性使搜索和救援更有效，SAR機構提出在原有求救電臺頻率的基礎上增加406MHz頻率。

2） 406MHz頻率的特點

406MHz頻率滿足國際救援組織要求的工作范圍，增強了發射電臺的穩定性，輸出功率高。

典型的406MHz電臺在被激活的狀態下每隔50s發出一個持續時間為0.5s的5W射頻脈沖（典型的121.5MHz的輸出功率為250mW），這個射頻脈沖具有很高的穩定性，定位更加精確，脈沖信號對數字信息進行相位調制。

406MHz電臺還有一個重要特征是增加了一個唯一的數字信息，信息包括電臺注冊的國家相關信息，通過“編碼協議”以編碼的形式輸入電臺。

406MHz頻率特點包括：適應系統要求、頻率穩定、輸出功率高、數字信息的唯一性、特定的編碼形式。

1.3 406MHz頻率ELT編碼原理

1） 406MHz頻率的編碼原則是根據ICAO ANNEX 10 CHAPTER5中對編碼的相關要求，對于未包含導航信息的短信息格式共計112位數據字符，其中第26-85位用于406MHZ ELT數字編碼信息，首先將所有信息內容通過二進制編碼形式進行編輯，得到一個60位二進制編碼組，然后再對60位二進制編碼組進行二次編碼，形成一個15位十六進制編碼。具體步驟為：

a.識別變量信息，將變量信息轉換為二進制數值表示，如圖2所示。

b.組合二進制數值

1-0 1 00 1 1 1 00-0 1 1-0 00-1000000000100-11010010-00000000000001011000-01

c.將二進制數值組合成一個60位字符串

10100111000110001000000000100110100100000000000000101100001

d.重新排列成4位一組的字符塊

1010-0111-1000-0100-0000-0001-0100-1000-0000-0000-0001-0110-0001

e.轉變成同等意義的十六進制表示

A-7-8-C-4-0-1-3-4-80-C-1-6-1

f.編輯成15位十六進制識別碼

A78C40134800161

2）編輯ELT碼需要具體的信息內容，將這些內容以一種特殊的格式創建出唯一一個15位十六進制碼，有四種主要類型的編碼格式：

a）發射機序號;

b）飛機運營商和序號（1-4096）;

c） 24位飛機地址碼;

d）飛機國籍和注冊號。

營運人（航空公司）需要選擇其中一種格式向當地的適航當局或適航當局委托的其他機構（無線電委員會）申請并登記注冊，因此營運人只有充分了解406MHz頻率ELT編碼原理才能合理地選擇適合本航空公司機隊特點的編碼格式。

2 ELT產品的選擇和管理

2.1 ELT特點介紹

要選擇適合本航空公司的ELT產品，首先要了解不同種類ELT的功能特點，下面對固定式ELT（AF型）和便攜式ELT （AP型）的特點進行介紹。

1）固定式ELT

大多數廠家的固定式ELT均包含AIM （Aircraft Identification Module）模塊或程序狗（Programming Dongle），編碼信息可存儲其中，因此對于固定式ELT，其編碼方式一般均采用24位飛機地址碼或飛機國籍和注冊號，這樣當更換ELT后在AIM模塊或程序狗中的編碼信息可以直接寫入新裝的ELT，編碼未變，無需向局方的無線電管理委員會報備。

2）便攜式ELT

a.便攜式救生型ELT其編碼信息只能在車間寫入，因此編碼一般采用ELT序號編碼，更換ELT后必須將編碼通知總局無線電管理委員會。

b. THALES KANNAD 406S ELT其編碼信息存儲在程序狗中，可采用24位飛機地址碼或飛機國籍和注冊號編碼，更換ELT后，僅需將程序狗連接到新裝ELT上，編碼信息自動寫入ELT，無需重新審批。

c.ELTA ADT 406S ELT其編碼信息存儲在AIM模塊中，可采用24位飛機地址碼或飛機國籍和注冊號編碼，更換ELT時，需保留飛機上原有的AIM模塊，AIM模塊中的ELT編碼信息自動寫入新裝ELT中，同樣無需重新審批。

2.2合理化管理ELT的益處

航空公司要想做到合理化管理ELT首先要對ELT設備統一型號、統一編碼。統一型號是指根據航空公司機隊自身特點在同一機型上選取同一廠家的產品。在ELT選型時要多方面考量ELT的產品特點，不僅要考慮前期投入成本，后期的持續維護成本也是考慮的重要環節之一。統一編碼是指針對不同廠家的ELT依據其設計原理采用不同的編碼方式，航空公司雖然可采用ICAO規定的任一種ELT編碼方式，但如果選用的編碼方式不適合所選用的ELT特點會使后續的維護管理產生額外的成本。以Honeywell406S ELT為例，若采用24位飛機地址碼或飛機國籍和注冊號編碼，則更換ELT前必須對安裝的ELT進行重新編碼，使其與拆下ELT的編碼一致，這樣就增加了拆換工時率，增加了航空公司的維護成本和管理成本。若采用ELT序號編碼，則僅需制定管理程序，在更換ELT后及時通知ELT管理控制部門即可。再如泰雷茲生產的便攜式和固定式ELT的編碼信息均保存在程序狗中，航空公司可將ICAO規定的任一種ELT編碼方式事先編入到程序狗中，更換ELT時須保留原有的程序狗，并使用程序狗將編碼信息輸入新裝的ELT即可完成對新裝ELT的編碼錄入。這種形式的ELT輸入編碼較為簡便，只要控制管理好程序狗即可，但由于增加了程序狗的子部件，因此前期投入成本相對較高。

2.3 ELT的持續維護

航空公司在日常運營中對ELT的持續維護既要滿足局方的要求（CCAR91.435.（d））也要滿足OEM廠家在零部件手冊中對產品自身的要求，如何制定出一套高效合理的ELT維護方案是每個航空公司都會面臨的問題，下面具體說明局方和OEM廠家對ELT持續維護的相關要求。

2.4局方對ELT的運行要求^[3]

CCAR91.435中對機載ELT部件有具體的要求，包括：

1）安裝情況

航空器運營人必須每12個日歷月對ELT的安裝、固定和完好性情況進行詳細的目視檢查，包括ELT的安裝底座、卡環、鎖扣等狀態和ELT附件的安裝、固定，以及是否存在損傷、腐蝕等。

2）電池的腐蝕情況

航空器運營人必須每12個日歷月對ELT的電池腐蝕情況進行詳細的目視檢查，檢查應至少包括電池的外觀是否有明顯的變形，是否有液體滲漏，電池與ELT連接處是否有銹蝕等。

3）控制和碰撞傳感器的檢測

航空器運營人必須每12個日歷月對ELT附件的完好性狀況做詳細目視檢查，以確認ELT的附件是否有缺失、損傷和腐蝕。碰撞傳感器操作的要求對便攜式ELT不適用，但對于固定式ELT，航空器運營人可以按照ELT制造廠家在CMM手冊規定的ELT自動激活測試程序和時間間隔來實施碰撞傳感器操作測試，以此作為CCAR-91.435（d）款的替代措施，而對于OEM廠家沒有提供任何等效替代規定、措施或說明的ELT，航空器運營人必須嚴格按照CCAR-91.435（d）款規定的要求，每12個日歷月對碰撞傳感器進行離位檢測。

4）天線是否有足夠發射信號的能力

a.對于固定式ELT，航空器運營人可以按照ELT制造廠家在CMM手冊規定的ELT信號發射輸出功率和峰值測試的程序和時間間隔，實施天線是否有足夠發射信號能力的檢查，以此作為CCAR91.435 （d）款有關規定的等效替代措施;對于OEM廠家沒有提供任何等效替代規定、措施或說明的ELT，航空器運營人必須嚴格按照CCAR-91.435（d）款規定的要求，每12個日歷月通過ELT的實際發射對機載ELT天線是否具有足夠發射信號的能力進行檢測。

b.對于便攜式ELT，如果OEM廠家在CMM手冊或其他經批準的資料、文件中提供了確保ELT功能正常和處于可用狀態的等效替代規定、措施或說明，則航空器運營人可以參照OEM廠家制造的規定、推薦措施或相關說明來實施天線是否有足夠發射信號能力的檢測，以此作為CCAR-91.435（d）款有關規定的等效替代措施;對于OEM廠家沒有提供任何等效替代規定、措施或說明的ELT，航空器運營人必須嚴格按照CCAR-91.435（d）款規定的要求，每12個日歷月通過ELT的實際發射對機載ELT天線是否具有足夠發射信號能力進行檢測。

2.5航空公司制定優化合理的維護管理程序

針對局方對ELT的運營要求，航空公司及營運人應制定一套優化合理的維護管理程序以滿足局方要求，同時盡可能縮短飛機停場周期，減少零備件庫存，最終達到最優控制運營成本的目的。舉例如下。

1） ELTA廠家的件號為OIN659XX系列的ELT，根據CMM說明可以在翼完成局方要求的各項檢查工作，而其他廠家的ELT則需要從飛機上拆下后在附件維修車間完成相關檢查測試工作。

2） ELT的電池包組件有鋰電池、鎳氫電池和干粉電池（ Honeywell 406（S）型使用），這些電池組件中只有鋰電池可以多次充放電使用，只需定期檢查測量其電量是否滿足CMM手冊即可，而其他類型的電池組件則必須定期更換，不可重復使用。因此，航空公司在選擇ELT電池組件時可采用鋰電池作為ELT的供電電池單元，既可以減少零部件器材的采購量也可以縮短因維護ELT電池組件產生的飛機停場周期。

3總結

綜上所述，航空公司在選擇ELT產品時，需要事先了解不同廠家不同類型的ELT的工作原理以及后期持續維護的相關要求，只有選擇適合本航空公司管理的類型，才能達到降低管理成本和維護成本的目的。

參考文獻

[1] CAAC.CCAR91.435R2[2].

[2] RTCA/D0-201[2].

[3]中國民用航空總局飛行標準司函件[2008]14號[Z].