眾力齊進 海上搜救

鄭岳凌

Tips “黑匣子”的由來

“黑匣子”之父——澳大利亞科學(xué)家沃倫在1953年的一起墜機事故調(diào)查過程中，萌生了將飛行員的對話和飛行數(shù)據(jù)保存在抗墜毀和防火裝置中的想法。1956年，沃倫制作出“黑匣子”的雛形——“航空研究實驗室飛行記憶匣”。此后，一位記者為突出“記憶匣”的神秘性，杜撰了“黑匣子”這個名稱，從此便流傳開來。

揭秘“黑匣子”

航空飛行記錄器，俗稱“黑匣子”，是由“飛行數(shù)據(jù)記錄器”和“駕駛艙話音記錄器”兩部分組成的。它能通過與之連接的傳感器搜集來自飛機不同機械部位和電子儀器的重要數(shù)據(jù)，常常被當(dāng)作飛機飛行狀況的“見證人”。

一旦黑匣子出現(xiàn)在新聞之中，往往就意味著悲劇的發(fā)生。當(dāng)飛機失事時，飛機能夠依靠黑匣子的緊急定位發(fā)射機發(fā)射出特定頻率、類似心跳般有規(guī)律的無線電信號，“宣告”自己所處的方位。此外，黑匣子并不“黑”，它的外殼通常采用耐高溫高壓且防腐蝕的合金材料制成，并被涂成明亮的橘紅色，以便搜尋者找尋并由此追根溯源。

倘若飛機墜入海中，黑匣子的水下信標就將在遇水后啟動，發(fā)射特定頻率的聲波信號。但由于水下信標體積小、功率也小，艦載聲吶一般只能接收到數(shù)千米范圍以內(nèi)的聲波信號。因此，在廣袤的海洋上，要想利用聲吶探測到黑匣子的下落也絕非易事。

黑匣子內(nèi)配有蓄電池，可支持它在至少30天內(nèi)不斷發(fā)射聲波信號。倘若30天過后，面對不再發(fā)射信號的黑匣子又該如何是好？那時只能依賴其他手段，如海底探測器等進行搜索，但與聲吶探測設(shè)備相比，這無疑會難上加難，因此搜救工作還需爭分奪秒。

2009年法國航空公司AF447航班失事后，由于飛機墜入深達數(shù)千米的大西洋中，搜救人員為了找到黑匣子，出動了核潛艇和深潛機器人，最終花費近兩年時間才由深潛機器人將飛機殘骸打撈出水。

黑匣子在了解失事飛機事故原因中的作用不可替代，但客機中的那些通信系統(tǒng)和通信手段同樣不可或缺。

多重信號系統(tǒng)定位

現(xiàn)代客機并不是一個“不會說話的機器”，在飛行過程中有多套通信系統(tǒng)向地面控制中心傳輸飛行數(shù)據(jù)。

飛機通信尋址與報告系統(tǒng)（ACARS）可以定時收集飛行位置及高度等信息，并通過甚高頻信號或無線電通信的方式發(fā)送給地面，以便工程師及時發(fā)現(xiàn)飛行中存在的問題。2009年，法航AF447在失聯(lián)前，ACARS系統(tǒng)就發(fā)回了多份故障報告。

而飛機發(fā)動機健康管理系統(tǒng)（EHM）則能夠?qū)崟r監(jiān)測發(fā)動機的狀況。發(fā)動機是飛機的心臟，在航空安全中有著牽一發(fā)而動全身的重要作用，EHM會將搜集到的數(shù)據(jù)經(jīng)由ACARS系統(tǒng)傳送給地面基站，并進一步傳送給航空公司、飛機制造商和發(fā)動機制造商。

除以上兩套系統(tǒng)外，為確保飛行安全，大部分航空公司都會利用多套數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，如甚高頻無線電通信系統(tǒng)和機載應(yīng)答系統(tǒng)，幫助維護飛機飛行，保障人機安全。

九天之上衛(wèi)星瞰

除了飛機本身具備的信號發(fā)射及連接功能，使其能持續(xù)發(fā)出“我在這兒”的信號，在太空中，衛(wèi)星亦能一顯身手，進行大范圍的觀測及搜救工作。

其中，電子型海洋監(jiān)視衛(wèi)星可通過截獲目標發(fā)射的雷達信號來測定海洋目標的位置及其外形，此外安裝在衛(wèi)星上的雷達也可發(fā)射電磁波，并依靠大型海上目標所具有的巨大反射面積，實現(xiàn)對廣闊海面的搜索。成像型海洋監(jiān)視衛(wèi)星則可通過其搭載的各種光學(xué)傳感器，接收熱紅外、可見光和微波等電磁波信號，并將接收到的這些信號轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星影像上的各種顏色，從而更加詳細地獲得目標的外觀、用途等信息。

除了具有對目標的快速定位追蹤能力，美國的“紅外線間諜衛(wèi)星”還能夠通過監(jiān)測紅外線來實時辨別熱量信號，從而判斷飛機是否發(fā)生爆炸。一旦發(fā)生爆炸，殘骸的分布范圍將進一步擴大，大部分的金屬類殘骸都會沉到海里，只有一些紡織品、塑料制品才可能浮出水面，受海水流動的影響，這些漂浮物也可能相距甚遠，這也會進一步加大搜救的難度。

在本次MH370航班的搜尋過程中，為了支持水面和空中的搜救行動，我國先后調(diào)集了高分、海洋、風(fēng)云、遙感4個系列近10顆衛(wèi)星對疑似失事海域進行監(jiān)測，美國、法國等國家同樣也出動了眾多高分辨率的衛(wèi)星參與搜救工作。

但海上各種船只、漂浮物乃至海浪無疑也會成為搜索飛機殘骸的“假目標”，可能極大影響圖像判讀。而在本次MH370航班的搜尋過程中，各國就曾先后發(fā)現(xiàn)飛機殘骸的疑似物，但最后均被官方證實與失聯(lián)客機無關(guān)。

高高在上的衛(wèi)星囿于分辨率的制約，往往無法具體辨認物體。一旦發(fā)現(xiàn)可疑目標，相比之下，動用水面艦艇和飛機反而能夠更加快速、靈活地對事故區(qū)域進行第一時間搜救。

海陸空聯(lián)合搜救

站得高才能看得遠，衛(wèi)星遙感監(jiān)測具有其優(yōu)勢，但一旦在海面上發(fā)現(xiàn)疑似物后，衛(wèi)星就會讓位于水面艦船及其攜帶的直升機、小艇，因此水面艦艇才是海上搜救的中堅力量。

當(dāng)艦船抵達現(xiàn)場后，可采用輔以望遠鏡的目視搜尋，同時還可以利用雷達、聲吶等設(shè)備對水上和水下目標進行全方位的探測。先進的艦艇往往配置有先進的艦艏聲吶和拖曳聲吶。相對雷達，聲吶在水下往往具有更強的搜救能力。拖曳聲吶能夠?qū)⒙晠然囃弦吩谂炌У聂翰亢竺妫钊霐?shù)百米的水中，從而能夠有效避開溫躍層的干擾，探測到水下超過數(shù)千米深度的信號源。

此外，大型的海軍艦艇通常都擁有巨大的艦上空間，所攜帶的直升機也可獨立展開全方位的搜救行動。

與專業(yè)的反潛機相比，艦艇的聲吶探測仍舊略遜一籌。反潛機具有速度快、航程遠的優(yōu)勢，能夠快速在空中搜索大面積海域，其上配備的先進搜索設(shè)備也十分有利于在第一時間開展搜救工作。

在本次MH370的搜救過程中，澳大利亞、新西蘭、日本、韓國等國都派出了頗為先進的P-3C反潛機，美國更是派出新一代的“海神”P-8A反潛機飛赴印度洋海域搜索MH370航班的蛛絲馬跡。P-8A反潛機配備先進的磁異探測系統(tǒng)，能夠通過確定地球磁場中的磁力變化或反常現(xiàn)象，提供對水下目標的搜索、探測和定位。此外，P-8A反潛機還配備先進的聲吶系統(tǒng)，有眾多高性能的聲吶浮標，能夠?qū)崿F(xiàn)對一片海域極為詳盡的探測。

結(jié) 語

盡管眾多的技術(shù)手段可以幫助我們搜尋飛機的下落，但在浩瀚海域的搜尋工作卻無異于“大海撈針”。海洋洋流、天氣等因素的影響無疑又會讓困難重重的海上搜救工作雪上加霜。因此，海上搜救僅靠個人或一國的力量是遠遠不夠的，各國應(yīng)聯(lián)動起來，加強信息的溝通和共享，才能及時施救，挽回損失。