如何让飞机不“失联”?

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马来西亚航空公司MH370航班“失联”事件以及由此引发的全球大搜索行动举世瞩目，牵动人心。在现代科技条件下，一架先进的客机为什么会发生突然失去联系的情况。要了解个中缘由，那就先要从飞机是如何与地面保持联系的说起。

飞机如何与地面保持联系

正常情况下，飞机会通过多个系统与地面保持联系，地面也会通过多种方法追踪到飞机。以波音777为例，这种先进的客机上有3种独立运作的通信系统，即高频和甚高频无线电系统、应答机系统以及飞机通信寻址与报告系统。

飞行员与地面管制人员之间的双向语音通话是通过高频和甚高频无线电通信系统实现的。其中高频通信系统是远距离通信系统，它利用电离层的反射，因而通信距离可达数千千米。但高频通信系统目前很少使用，更多的是借助于卫星通信，反而是近距离的甚高频通信系统最为常用，其作用距离随高度变化，在高度为300米时作用距离为74千米。因为起飞和降落期间是飞机和地面联系最频繁的时间，也是飞行中最容易发生事故的时间，因此必须保证甚高频通信系统的高度可靠，民航飞机上一般都装有一套以上的备用系统。

除了无线电通信系统之外，地面管制雷达也是管制人员获取飞机位置信息的重要手段。管制雷达分为一次监视雷达与二次监视雷达。一次监视雷达的原理很简单，通过扫描获得回波，屏幕上显示的一个个小光点就是空中的飞机。但是，仅凭这些小光点无法分清到底是哪架飞机，这时就需要二次监视雷达来提供帮助。二次监视雷达将向空中的飞机发射询问脉冲，机载应答机接收到询问脉冲后，将应答机代码及高度、速度等信息编成应答脉冲，发回地面。二次雷达所获取的信息与一次雷达获得的飞机位置信息结合在一起，组成了最终在地面管制人员终端上所显示的综合信息。若飞机上的应答机失效或关闭，地面管制人员将无法从二次雷达上看到飞机的航向、高度、速度、航班号等数据信息。

除了通过无线电通信和应答机系统保持空地联系外，飞机还会通过无线电或卫星信号实时上传飞行数据包，这就是飞机通信寻址与报告系统（简称ACARS系统）。ACARS系统是地面监控飞机飞行状态最重要的手段，地面控制中心可以随时了解飞机的引擎和其他设备的状态，以及高度、速度、油量、航向等数据。

如果一架飞机甚高频无线电呼叫不到，一次雷达扫描不到，二次雷达问询不回答，甚至自动传输数据的ACARS系统也被关闭，那么这架飞机便与地面管制彻底“失联”了。几种独立运作的通信系统都出了问题，便可以肯定飞机上发生了不同寻常的事情，尤其是ACARS系统，飞行员很少会有关闭这套系统的理由。

最后的线索：

“黑匣子”与失事信标

如果飞机与地面间的一切联络系统全部被切断，那么外界能够知道最后的一段时间内飞机上发生了什么吗？如果飞机不幸坠落，那么人们能够发现它的踪迹吗？最后的线索便隐藏于失事信标与“黑匣子”中了。

“黑匣子”是判断飞行故障原因的重要及直接证据，它正式的名称叫飞行记录器，用来记录飞机上的所有相关信息。每架飞机都有两台黑匣子，一台是飞机数据记录器，负责记录飞行中各种参数，如飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、操纵面位置等，记录的时间范围是航程最后的25小时左右；另一台是座舱话音记录器，负责记录机上空勤人员的对话、机上与地面的通话，以及机舱里的各种声音，时间至少是航程的最后30分钟。黑匣子上是没有无线电发送装置的，坠落在陆地上的话，人们凭借其橘红色的鲜艳外壳和外壳上的发光带来发现它；坠落在水里的话，则水下信标启动，发出声波信号，可持续工作30天。由于“黑匣子”的功率有限，不可能发出太强的信号，所以必须在搜救目标附近才能收到信号。

与“黑匣子”这个人们常能听到的仪器名称相比，ELT这个名字就很陌生了。ELT是应急定位信号发射机的简称，也被称为应急电台或失事信标，它分为便携式和机载固定式两种类型。也就是说，在飞机出事后，幸存的机上人员可以通过ELT与救援力量联系。救援力量也可以通过失事飞机的ELT信号来定位其所在位置。全球卫星搜救系统在接收到事故信号后，会判别出飞机属于哪个国家，以及飞机坠落于哪个地区，以便相关国家组织救援。

下一代空管技术

从技术角度来看，马航客机失联事件与现有主要依靠地面雷达的空管技术难以掌握飞机实际位置有很大关系。而被誉为下一代空管技术的ADS-B系统则将当今空中管制中的通信、导航、监控三大要素重新定义，其核心内容是改变目前空管系统依赖陆基雷达的现状，建立一套基于卫星和GPS的新空管系统。

ADS-B是“自动相关监视广播系统”的英文缩写，具体说来，自动意味着可以无需职守的全天候运行；相关意味着它只需要全球卫星定位系统的数据即可；监视是指实时获得飞机位置、高度、速度、航向、识别号等一系列信息；广播是指飞机之间或飞机与地面站互相广播各自的数据信息，无需应答。

下一代航空管制技术其实早在10多年前便已研发出来，迟迟未能推广开来并不是因为技术原因，而是由于需要对目前所有航空管制系统的地面和空中设备进行更新，所有航空管制员和飞行员都需要重新培训，难度可想而知。不知此次马航失联事件，可否成为新一代空管技术走上前台的助推剂。

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什么是应答机

应答机是一部能在收到无线电询问信号时，自动对信号做出回应的电子设备。它是从第二次世界大战中开发的雷达敌我识别系统中演化而来的，20世纪50年代航空界开始使用二次雷达配合应答机进行航空管制。通过分配应答机代码，地面管制人员可以对不同飞机加以区分。应答机代码为0000到7777之间的4位数字，其中一些代码带有特定的意思，如7500代表发生劫机等非法行为，7600代表通信故障，7700代表飞机处于紧急状态。

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全球卫星搜救系统

全球卫星搜救系统是由美国、苏联、法国、加拿大于1979年共同组建的卫星使用协议。该系统分为太空部分和地面部分。太空部分由近地轨道卫星和地球同步卫星组成。5颗近地轨道卫星在距地面850千米的高度沿经线飞越两级，运行周期100分钟。4颗地球同步卫星在赤道上方36000千米处与地球自转相同的方向和角速度飞行，相对于地面静止，其监控范围覆盖除南北极地外的所有地区。得益于这两种卫星协同合作，ELT发射的无线电信号能被准确截获并推算出信号发生源位置。