人类就找不着海上失事客机？

　　亚航QZ8501航班迄今已失联超过24小时，该航班于28日6时35分从印尼东爪哇省首府泗水起飞，原定8时30分飞抵目的地新加坡，但飞机在爪哇海靠近卡里马塔海峡上空与地面失去了联系，未发出任何求救信号。

　　客机海上飞行，失事即失联，其实早已是常态。2009年法航477航班空难，救援人员也是历尽千辛万苦，才于一周后发现坠海客机的残骸。而今年3月马航MH370航班失联，则让人们吃惊地意识到，原来海上飞行的客机真是可以凭空消失的。

　　笔者认为，海上飞行失事即失联，皆因民航业界对客机海上失事救援欠缺考虑。

　　一、海上飞行客机为何会失联

　　一次雷达跟踪受到地球曲率影响

　　地面与天上飞机发生"联系"，最可靠的手段莫过于一次雷达。一次雷达向天空发射大功率定向电磁波束，电磁波碰到客机的表面后原路返回，再被雷达接收机接收到。雷达上的计算机通过综合计算电磁波发射、接收的时间差，天线指向的方位角、仰角，雷达所在位置的坐标，就可以得到飞机的方位、高度。

　　一次雷达的探测过程无须飞机的配合，完全由地面雷达完成，这过程中哪怕飞机凌空爆炸，雷达屏幕上也可以看到飞机由原来的一个大光斑变成多个小光斑--碎片反射的信号。

　　但一次雷达也有两大缺点，一是数据刷新率有限，二是受地球曲率影响，这两个缺点在进行远距离探测时会放大。

　　雷达要进行360度探测，天线就必须进行360度旋转扫描，所以并不是任何时刻都盯着同一架飞机。而雷达波从发射到返回又需要一定时间，进行远距离探测时，雷达天线的转速就不能太快。一般来说，航管一次雷达进行远程探测时，转速只有6转/分钟，数据刷新率就只有20-30秒/次。30秒，客机若失事、高速下坠，这都已经可以下降3000米的高度。

　　雷达波为直线传播，所以受地球曲率影响。举个例子说，若地面雷达与飞机相距400公里，那么这架飞机飞行高度要在10000米左右，地面雷达才看得到。10000米左右高度也是客机正常的巡航高度，如果客机突然急速下坠，就很可能在雷达数据刷新过来时，已下降至被地面遮挡的不可探测高度。

　　这给人们的感觉就是，客机在空中突然就消失了。

　　一次雷达这个缺陷，其实很早就在军事上被利用，战斗机、战斗轰炸机低空飞行就可以避开地面雷达的探测。

　　二次雷达、ADS-B系统也无法摆脱地球曲率限制

　　地面与客机的"联系"，除一次雷达外，还有地面二次雷达-客机应答机，客机应答机-地面ADS-B系统。

　　二次雷达的工作过程是，地面二次雷达发射询问信号，客机上的应答机接收到后，再回答予应答信号。与一次雷达相比，二次雷达获得的信息更丰富，除飞机方位、高度外，还可以获得飞机的简单状态信息。例如，客机上的飞行员可以通过应答机，发出客机处于特殊情况的代码--表示劫机的7500、表示通讯故障的7600、表示紧急状况的7700等。

　　而客机通过应答机进行无线电广播，ADS-B系统通过地面站接收，也可以获得飞机位置(由机上GPS终端给出)、高度、速度、航向、状态等信息。ADS-B系统的接收机造价远比一次雷达、二次雷达便宜，是各国空管部门现在及未来的建设重点。

　　我们现在用智能手机下载一个航班跟踪客户端，如"飞常准"、"flightradar24"、"flightaware"，就可以知道各个航班的实时位置、速度、航向，这些数据就来自于ADS-B系统。

　　但无论是二次雷达、还是ADS-B系统，它们的工作也受到地球的曲率影响。海上飞行的客机，远离陆地，飞机只要下降或坠落至一定高度，陆地上二次雷达、ADS-B接收机同样无能为力。

　　有了ADS-B提供数据，普通民众也可以通过航班追踪客户端了解客机在什么位置失去联系。

　　二、客机海上应急通讯的不足

　　ACARS报文曾在法航空难搜索中起作用

　　以上为波束直线传播的联络设备，而能够摆脱地球曲率限制的设备，A-320等干线客机上一般装有3部VHF电台、2部HF电台和1部卫星电话。

　　这些电台、卫星电话让客机可以与地面进行语音联络，VHF波段较短、最大有效通讯距离在500公里以内，HF电台通信距离可达上千公里、但通话质量较差，卫星电话则可以让飞机在全球大部分地方与地面取得联系、但收费较高。

　　语音联络手段，在飞机处于紧急状态时可能会失效，因为此时飞行员会将注意力集中在飞行操纵上，没时间向地面报告情况。但客机上还有一个名为ACARS，Aircraft Communication Addressing and ReportingSystem的飞机通信寻址与报告系统，这个系统以VHF电台及卫星电话作为收发设备，客机飞行时一般会将1部VHF电台分配给ACARS系统。

　　ACARS是一个自动化系统，它能按照设定的时间间隔向地面发送报文"短信"，地面通过ACARS报文就可以了解客机的方位、速度、高度、当时燃油量、机械状态等信息。

　　例如，2009年法航447空难，当时A330客机也是在远离陆地的大西洋上空飞行，当客机空速管发生故障时，ACARS系统就通过卫星电话向地面发回了故障报警，从故障发生至坠机约4分钟时间里，ACARS系统向地面发回了4条报文，包括26条故障信息、更重要的是客机最后的经纬度。ACARS报文使人们可以在第一时间定位A330客机的坠机海域--一个半径40海里的圆。

　　客机应急通信本可以做得更好

　　4分钟发了4条报文，每条报文间隔1分钟，最后一条报文定位出一个半径40海里的圆。这是根据最后一条报文中的飞机位置、高度、速度，推测飞机可能坠毁的海域。

　　那为什么ACARS报文不设定为每隔1秒钟报告一次位置、高度和速度?至少在出现紧急状况后应该如此设定。如果能提高ACARS报文的频率，就可以更精确地推测客机坠海区域，可以搜索节省更多时间。法航空难40海里的圆，让搜索人员历时一周才找到客机残骸，三年后才用无人潜航器将沉入海底的残骸找齐。如果这个圆一开始就只有数公里，相信搜索效率会大有提升。

　　民航业建设ACARS系统的初衷只为提高航空公司的管理效率，但现在多次发生海上空难搜索难的情况，是时候考虑发挥ACARS系统在紧急情况时的作用了。在客机发生紧急状况时，ACARS系统提高报文发送频率至1秒1次，并不会对现有系统增加多少成本。

　　除了使用VHF电台的ACARS系统外，我们现在可以考虑的技术手段还有通过卫星电话发送包含位置、高度、速度、航行等信息的短信。卫星电话费用较高，但在紧急状态时，客机才提高发送频率，这个成本增加也是可以接受的。卫星电话的一大优势是通过天上静止通信卫星、或铱星转发，客机在除南北极外的全球大部分地区都可以将求救信息发送出去。

　　而比起卫星电话，我国北斗卫星导航系统则是较廉价的选择。与美国GPS系统不同，北斗系统除了定位、导航功能外，还具有短信息发送功能。我国已经为南海渔船安装北斗终端，渔民的普遍反映是北斗终端除了发短信便宜外--3毛钱一条，可靠性还远高于拨号难的卫星电话。

　　如果我国北斗卫星导航系统开展民航应急通信业务，对全球民航业来说都是一大福音，我国更可以籍此提升自己的国际地位、及科技软实力。

　　三、民航客机对海上救援考虑很少

　　黑匣子没有无线电

　　上文所述的是飞机在空中发生紧急情况后与地面通联的情况。客机坠海后呢?都有什么手段与外界联络?

　　最常被人们提及的是客机上的黑匣子，但黑匣子并不能发出无线电求救信号。在陆上坠机的话，黑匣子提醒人们注意的只是它桔红色的明亮外壳、以及外壳上的发光带。

　　此外黑匣子装有水下发声信标(ULB)，水下信标在遇水后启动，每秒发一次频率为37.5KHz的声波信号，可持续工作30天。黑匣子在水下发出的声波信号只能由声纳在水中进行探测。由于黑匣子的水下信标体积小、功率也小，一般情况下，舰载声纳最大大约能接收到数公里范围以内的黑匣子声波信号，小型手持式声纳的有效探测范围则只有数百米。

　　如果事先不大致获知客机坠海位置，在大海中搜索黑匣子，这无疑于大海捞针。

　　现有无线电应急机在海上使用并不可靠

　　黑匣子之外，客机上还装有应急定位发射机(ELT)，一般装有1台固定式ELT和1-2台便携式ELT。

　　固定式ELT具有人工启动和自动启动两种模式，在驾驶舱里有操作面板，飞行员可人工打开;自动模式则由加速度传感器触发，飞机坠毁或重着陆时带来的冲击能将固定式ELT自动开启。

　　便携式ELT也有人工和自动启动两种模式，其自动模式是浸水后触发。便携式ELT还可以在水上漂浮，其重心设计能保证天线指向天空，客机坠海后，生还者可将便携式ELT拖带在救生艇后，方便救援力量搜索。

　　固定式和便携式ELT都有3个无线电频率，分别为121.5MHz、243MHz和406-406.1MHz频带。其中121.5MHz是国际救援频率，ELT在这个频率会发出尖锐的啸叫声，海上、空中的救援力量接收到后，可以通过无线电测向来寻找ELT所在位置。406-406.1MHz则是ELT用来向COSPAS/SARSAT全球搜救卫星发出求救信号的频段，ELT向卫星发出求救信号，卫星接收后转发给地面站，地面站计算出ELT位置再通知当地搜救部门搜寻。

　　相对对水声信号探测，现在对无线电信号的探测要可靠得多、有效探测范围也大得多，ELT信号辐射距离可达200-300公里。

　　但无线电的弱点是，ELT采用的3个频率在水中都无法传播，如果ELT天线没入水中，它就无法对外发出无线电信号。这样当客机坠海时，固定式ELT基本没可能发挥作用。

　　虽然便携式ELT具有入水启动的模式，但它的设置只考虑客机生还者在空难发生后将它取下再使用，这对于惨烈空难来说，往往是没有意义的。

　　很多军用技术可供客机海上求救参考

　　以上说明，无论是黑匣子、还是ELT，民航业对海上空难救援的考虑都是很少的。

　　现在不少军用技术都可以为民航海上应急救援提供思路，例如声纳浮标。固定翼反潜机通过投放声纳浮标来追踪潜艇，声纳浮标被投入海中后，会保持直立姿态漂浮于水中，伞状无线电天线伸出海面，当声纳发现潜艇后，就会向空中盘旋的反潜机发出无线电信号。

　　民航客机同样可以将ELT设计成声纳浮标的形式，这在技术上并没有多大的难度，客机上有足够的空间改装。当客机坠海后，ELT可以自动从机身释放出来，浮出水面播发无线电求救信号。

　　另外浮标上还可以装有较多海水染色剂，浮出水面后，可以设定每隔一定时间施放一次。而现在民航客机虽然携带有海水染色剂，但一般还是装在机舱内救生包中，如果这个救生包随残骸沉入海底，染色剂也根本起不到作用。

　　另外一个可以参考的例子是潜艇，潜艇在失事后也会释放出浮标，发送无线电求救信号。

　　结语

　　总而言之，在科技昌明的今天，不是人类无能，做不到及时发现海上失事的飞机。更多的还是航空业因为成本、习惯没有为海上救援作更多的考虑。但以色列都可以强制本国客机安装昂贵的反导系统，航空业界是时候认真检讨客机海上通信、求救设备的改进了。

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