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2030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、ADSB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ADSB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，ADSB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。ADSB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、，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ADSB系统。
　　但无论是二次雷达、还是ADSB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、ADSB接收机同样无能为力。
　　有了ADSB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，A320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，AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem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12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406406。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。406406。1MHz则是ELT用来向COSPASSARSAT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200300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。