用激光測速避免空難

楊先碧

2009年6月1日14時(shí)，一架載有228人的法航空客A330自里約熱內(nèi)盧飛往巴黎，起飛不久后與地面失去聯(lián)系。結(jié)果這架飛機(jī)墜毀在大西洋中，機(jī)上228人全部遇難，其中包括9名中國人。官方空難調(diào)查結(jié)論顯示，該事故原因可能是飛機(jī)的空速管積冰，影響了自動(dòng)導(dǎo)航所接收的讀數(shù)。

雖然空速管簡單、價(jià)廉且可靠，但是在極端天氣條件下，若遇污物、鳥類、昆蟲或結(jié)冰等引起阻塞，則會(huì)提供錯(cuò)誤的讀數(shù)，甚至不顯示讀數(shù)。而飛機(jī)遭遇極端天氣（如雷電、寒潮、冰雹、龍卷風(fēng)等）的情況并不少見，所以空速管失效的情況也時(shí)有發(fā)生。錯(cuò)誤或無效的讀數(shù)會(huì)引起其他一些儀表指示均不準(zhǔn)確，從而影響飛行員對飛機(jī)的狀態(tài)做出正確的判斷，結(jié)果很可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡的慘劇。

1.飛機(jī)上的空速管

2.來自地面的激光可能危及飛行安全

3.激光測速傳感器中的測速裝置

4.激光傳感器的測速原理是利用多普勒頻移

5.安裝在飛機(jī)上的激光測速傳感器

為了避免空速管失效引發(fā)的空難，在空速管失效后需要啟動(dòng)備用測速裝置，比如GPS。然而，GPS在風(fēng)暴天氣也可能失效。為了在任何天氣條件下都能準(zhǔn)確地測定飛機(jī)速度，澳大利亞新南威爾士大學(xué)的研究人員賽恩·拜爾內(nèi)等人決定用激光來測定飛機(jī)速度。

激光原本也是飛行員的“大敵”之一。曾有多班飛機(jī)的駕駛員被來自地面的激光射中眼睛，險(xiǎn)些釀成空難。然而，賽恩等人發(fā)現(xiàn)激光的傳播幾乎不受氣流的影響，于是讓它“將功補(bǔ)過”，用于測速以避免空難。新發(fā)明的這種傳感裝置使用的激光器，與高檔電腦鼠標(biāo)中的激光器類似。飛機(jī)高速飛行時(shí)，安裝在飛機(jī)上的激光傳感器發(fā)射的激光會(huì)出現(xiàn)多普勒頻移，傳感器通過測定頻移的大小來測定飛行速度。

由于激光的穿透性很好，它可以透過玻璃而幾乎沒有能量損失，因此激光測速器可以安裝在機(jī)身或機(jī)翼的某個(gè)玻璃窗口內(nèi)。由于激光測速器不會(huì)暴露在外面，不會(huì)受到高空氣流的干擾；安放激光器的空腔也可以用空調(diào)控制溫度，不會(huì)因?yàn)楸鶅龆鴮?dǎo)致激光器失效。

目前，賽恩已經(jīng)在高速風(fēng)洞中對激光測速傳感器進(jìn)行了測試，接下來還將進(jìn)行飛行試驗(yàn)。他們表示，這個(gè)發(fā)明并非要取代空速管，他們只是希望它能成為現(xiàn)有技術(shù)的有益補(bǔ)充，讓飛行員們有更多信心，有效避免因空速測定失誤引發(fā)的空難。