《讲武堂》第186期：如何保证民航客机不再丢失

源济

如何保证民航客机不再丢失

腾讯网·军事频道2014-04-09 12:44

4月1日，我国海军第17批护航编队在南印度洋海域搜索失联客机。

马航MH370航班失联至今已超过一个月，中澳等国搜索力量仍在南印度洋努力找寻客机的下落。

这是现代航空史上最诡异的客机失踪事件，很多人很难相信，怎么一架载有239人的大型喷气式客机会凭空消失？要知道，这是一个机身长度、翼展都超过60米庞然大物。除去那些由情绪所主导的阴谋论，不少网友问，难道在科技发达的今天，我们真没办法监控一架在空中飞行的客机？

回过头来，再看看现代先进民航客机与地面的联络手段，笔者认为，我们早已具备监控的技术基础，并已应用。

对客机监控技术已非常完备

现代客机与地面的联络手段包括，甚高频（VHF）、高频（HF）电台，二次雷达应答机。VHF电台主要用于飞行员与地面塔台的语音通话，3部VHF电台中的一台平时还会设定用于ACARS系统报文数据传输。ACARS大概可以理解为飞机自动向地面发短信的系统，短信内容里就有飞机的位置，此外还包括发动机工作状态、机械故障等数据；地面也可以通过ACARS系统向飞机上传舱单、气象预报等信息。

二次雷达应答机是回应地面二次雷达询问的设备，地面据此可掌握飞机方位、高度、航向、速度、航班号码等信息。二次雷达应答机还作为广播式自动相关监视系统（ADS-B）的发射机，在飞行过程中自动向地面广播上述向二次雷达提供信息，这个信息是开放的，任何机构只要在地面部署ADS-B接收设备，都可以收到上述航班信息。国内智能手机常用的航班跟踪客户端《飞常准》，它的部分数据就来自于ADS-B网络，而在航空迷圈子里，更被推崇的航班跟踪APP是flightradar24。

由于VHF电台、二次雷达应答机工作频率较高，高频率的无线电信号传播损耗大，它们与地面通讯的距离仅为数百公里。所以当客机进行越离陆地的越洋飞行时，VHF电台、二次雷达应答机就会失效，此时飞行员会使用HF电台与地面塔台进行语音联系，ACARS系统则会通过卫星电话，先将报文数据上传至通讯卫星，卫星再将数据传回给地面。卫星电话也用于语音联络，不过一般是飞行员或乘务员与航空公司地勤之间。

可以说，这是一套具有较高冗余度的通讯系统。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。

是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。尽管人们在6天后才发现客机部分残骸、及部分机上人员遗体，并在2年后才将客机主体、更多遗体以及黑匣子从海底打捞起来，但如果没有客机最后的经纬度，搜索工作会困难得多，现在对马航MH370航班搜索就是如此。

ACARS系统可以通过机上VHF电台或卫星电话向地面发送短信报文。

法航447航班ACARS系统报告的最后位置（圆心）与坠机位置（黑色三角）非常近。

此前忽略了人为破坏的可能

马航MH370航班失联的问题在于，调查人员发现飞机上的二次雷达应答机、ACARS系统都遭到了人为关闭，VHF、HF电台也遭到关闭或当事者保持无线电沉默。于是，在3月8日2时40分，波音777客机飞出军用雷达监视范围后，飞机就"失联"了。最终能大致确认飞机飞往南印度洋海域，是通过一个非常规的、从来没有使用过的方法，通过分析机上卫星电话与通讯卫星之间的"握手"信号来推算飞机的大致飞行路线。所谓"握手"是指通讯设备之间，在不进行联络时，为了保持正确联接，彼此之间也会定时进行应答验证。例如我们的手机，在不进行任何操作时屏幕都会显示是否有信号，这个数据就来源于手机与基站之间的"握手"信号。尽管现在在南印度洋海域的搜索区域非常大，但如果当事者当时把卫星电话也彻底关闭了，那么我们现在可能处于毫无头绪、彻底绝望的状态。

这也暴露现代民航客机通讯系统的致命弱点，尽管技术上的冗余度是足够的，几乎可以在全球任何地方都能与飞机保持联系，但却没有考虑过人为破坏的可能性。飞行员在驾驶舱内可以关闭所有VHF、HF电台、二次雷达应答机和卫星电话，这意味着劫机者也有可能做得到。

波音777的驾驶舱，飞行员可以控制机上几乎所有设备。

所以现在有业界人士希望能改变这一点，国际航空运输协会（International Air Transport Association，IATA）总裁汤彦麟（Tony Tyler）主张"立即行动、审慎分析"，以建立全球标准，来帮助商用飞机无论飞至何处都可传送位置信号。IATA呼吁研究如何确保客机上追踪装置在任何情况下都不会被中断。

飞机现在的飞行控制、通讯系统的开关集中布置在驾驶舱，驾驶舱里还有集中安装有多种设备的断路器，以便飞行员可以在机舱冒烟或着火时迅速给相应设备断电。如果要有一种另外的手段追踪飞机、并且飞行员无法干预，这需要对飞机的电路、以及数据线路作出改变。例如再加装一部卫星电话（位置信息由GPS获得）、或者北斗终端机，在飞行过程中以每分钟一次的间隔，用短信向地面报告飞机的实时位置；这个设备的数据传输、供电开关都不经驾驶舱，而是将操作舱设在机身或发动机舱侧面，飞机起飞前或降落后由地勤人员开启或关闭。

但由于现代客机构造的精密性，任何需要加装外露无线电发射天线、改变电路、数据线路的改变，改装费用都是非常昂贵的。而且通过通讯卫星发送短信，每条要1美元以上，飞行任务如果耗时10小时，600条短信就要耗费600美元以上。中国的北斗终端似乎是一个更好的选择，现在渔船使用北斗终端发短信每条只需0.3元人民币，600条也不过180元，当然如果民航业也推广北斗终端使用，这个价格想必也会上升。

民航业界现在讨论的这些改变涉及到巨额的改装费用，所谓羊毛出在羊身上，这笔费用最终会体现在机票价格上。在飞机出行越来越普遍的今天，公众也应考虑，是否愿意为了应对发生概率较低的极端情况而支付更多金钱。

可以考虑将实时监控系统的开关装在机身侧面由地勤人员控制，但改装费用会相当高昂。

对黑匣子发声信标改进的讨论

另外还有一个问题是，如何让搜索沉入海底的客机残骸更容易一些？

以现在的技术手段来说，没有比黑匣子水下发声信标（ULB）更好的办法，因为无线电无法在深海传播，光线在水中的穿透距离又很小，声音是唯一手段。

法航447空难之后，航空业界也讨论过对黑匣子水下发声信标的改进，包括增加一个8.5KHz的发声频率、探测范围扩大一倍以上，将信标持续工作时间延长至90天。但这两项改进都意味着需要增加黑匣子电池的电量，大容量锂电池存在较高的爆炸风险，所以对黑匣子的改进仍在验证当中。（文/杜松涛）