MH370未能完成的航线
2014-05-21王亚男
王亚男
3月8日当地时间(与北京时间相一致)凌晨12时41分,MH370从吉隆坡机场起飞,1时01分,MH370根据吉隆坡空管的指示,爬升到35 000英尺(约10 668米)巡航高度,此时飞机位于马来西亚塔曼尼加拉国家公园上空,航向东北。20分钟后,即1时21分,马来西亚空管确认的MH370失联时的最后位置时马来半岛以东90英里(144千米)处,高度35 000英尺。根据目前掌握的信息,MH370在最后一次与空管通话后即迅速向右转向约270度朝向西方,同时爬升到45 000英尺高度,稍后又下降到29 500英尺。在MH370经过马来半岛以西时,马来西亚军方雷达曾捕捉到该机的回波信号,但当时“无法确认该信号是否来自MH370”。
而在此之前,MH370机载二次雷达应答机已经不再工作,地面空管人员无法接收来自MH370的航行信息;同时MH370与地面的无线电语音通话系统也不再工作;更值得注意的是,MH370上用于自动定时向地面发送飞行信息的ACARS(飞机通讯、寻址和报告系统)也停止工作,至少该系统再没有向地面发送足以判明飞机航行重要信息的关键数据。至此,MH370从空管人员的监控视野中消失了。
蛛丝马迹
指向人为?
截至目前,马方已经认定,MH370最后“很好,万安”的通话是副驾驶发出的,从他的语气和语调中,未发现任何异常迹象。2分钟后,1时21分,雷达应答机被关闭。但这一事实并未让副驾驶身上的疑点进一步上升,一些民航飞行人士指出,一般来讲按照规程,为了不分散飞行员的注意力,与地面通话的都是当时不操控飞机的飞行员。
无论如何,MH370失联事件中,人为干预的特征仍然十分明显。首先,机上二次雷达应答机和ACARS关闭的时间,正是飞机处于马来西亚吉隆坡和越南河内空管区结合部的时刻,这显示出行为者的计划性。在这个结合部,马来西亚和越南方面可能都认为飞机仍处于对方的管控范围。“这样做的结果就是,马来西亚和越南方面都不会在第一时间发现异常,也不会立即启动紧急应对措施”,《飞行国际》编辑戴维·利尔蒙特说。2009年法航AF447航班在大西洋上失事时,也处于两个管制区之间,当时也曾没有在第一时间做出反应。与之不同的是,AF447空难最终被锁定为空速管故障情况下的人为处置不当,但MH370事件却透着浓厚的人为干预和事前预谋味道。此外,由于是红眼航班,机上大多数乘客和空乘人员都渴望休息,除非有特别的原因,如果当时有人试图非法操控飞机并改变飞机航线,在昏暗的机舱中,乘客们是不容易发现的。
一次雷达是通过雷达回波来判定目标位置信息的,由地面天线发射的雷达波需要先“打”到飞机上再反射回来才能被识别,而二次雷达则不需要这样,只要它发射的信号接触飞机,飞机上的二次雷达应答机就会自动将飞机航行信息发射给地面。由于二次雷达识别目标不需要信号跑个往返,所以它的探测距离接近同功率一次雷达的两倍。如果飞机跑远了,它应该先从一次雷达上消失,然后才可能从二次雷达上消失,而MH370却不是这样。这是个明显的异常。
在MH370起飞约一个小时后,飞机上的二次雷达应答机被关闭。二次雷达应答机是一个能够让雷达识别航空器的信号应答系统。美国国家交通安全委员会(NTSB)前成员约翰·柯格利亚介绍说,要想关闭二次雷达应答机,必须压下并旋动ACARS系统控制选择旋钮,把它调整到关闭位置。这些操作一般只有飞行员才能知晓,当然,如果普通人想通过研究互联网上的飞机来获得这些信息,也是有可能的。
另一个线索则来自同样被关闭的ACARS系统(飞机通讯寻址报告系统)。ACARS系统的作用是通过卫星链路或甚高频无线电(VHF)向航班的基地传送短关于航行和维护的短讯息。ACARS系统分为两个部分,一部分是信息注入系统,而另一部分则是发射系统。每隔一段时间,发射系统便会将信息注入系统输入的信息以无线电波的方式发射出去。在大多数飞机上,ACARS中的信息注入系统可以人工关闭。但要关闭这个系统并不简单,需要有人按下驾驶舱控制面板上一系列按钮,才能调出计算机菜单,然后再通过外部键盘输入指令,选择关闭选项,才能实现。完成如此的操作,普通人很难胜任,一般只有飞行员才能了解如此繁琐的程序。
如果想要关闭ACARS系统中的发射系统,那就更为复杂。必须有人到钻进驾驶舱下部的电子设备舱,那里有一个断路器,通过断开这个断路器才能实现。问题在于,进入电子设备舱的检修舱门,位于飞机前舱门左侧附近地板上,如果试图从此进入,势必为舱内人员发现。此外,断开断路器的操作,也不是普通飞行员所熟悉的。事实上,马航MH370航班失联事件中,机上ACARS系统只有信息注入系统被关闭,发射系统并没有关闭。换个形象的说法,虽然信息注入系统关闭后无法为发射系统提供信息,但发射系统自身还是会按预定的频率每隔一段时间便向外部发送信号,只不过这个信号是空载信号,其中不含有任何飞机航行信息。
最后的ACARS信号
在二次雷达应答机被关闭后,ACARS的发射系统仍继续以每小时一次的频率持续工作了数小时。而最后在8时11分接收到这个空载信号的,便是英国Inmarsat海事卫星。虽然这个信号并不含有航行信息,但卫星上的接收天线仍然能判断信号来源的大致方向,并将天线调整到相应方向准备接收信号。根据信号与天线夹角40度的事实,在结合几何常识,我们就能画出一个圆锥曲面,这个曲面与地球表面相交的圆弧,就是8时11分时飞机所在的位置。这个圆弧实在太大,难以给我们更多的有用价值,我们还需要另一个圆圈。
如果以马来西亚军方雷达最后发现MH370的位置为圆心,再以当时机上剩余燃料所能完成的最大航程为半径,那么我们很容易画出一个硕大的圈。MH370无论如何飞不出这个圆圈,这个圆圈与前面卫星为我们勾勒的圆周曲线相交的部分,应该就是飞机在8时11分所在位置,尽管这段圆弧仍然十分漫长,但至少为我们提供了可能的搜索方向,这也是马方后来宣布的南北两个搜索走廊的由来。24日晚10时,马方宣布,根据对信号进行多普勒效应分析,推断飞机曾沿南向走廊飞行。endprint
躲避雷达的民用航班?
对于有些媒体报道的MH370可能采取低空飞行规避雷达的说法,马来西亚方面并未予以认定。西方一些民航飞行员表示,如果一架民用飞机真的试图避免引起军用雷达的关注,最好的方式应该是选取既定的民用航班航线,并保持在固定高度上飞行,速度也应保持在巡航速度上,这样会让军用雷达操控人员将该机判定为普通民用航班,不至产生疑惑。如果MH370试图北飞,那么保持在商业航线上是个办法,在雷达上,军方雷达管制人员会发现目标在固定航线上飞行,把它判定为一架高空飞行的民用飞机,而不是一个危险目标。当然,有些国家军方雷达管制人员会要求目标飞机表明身份,但由于MH370是夜间飞行,值夜班的雷达管制人员对于这种具有民用航班特征的不明目标的关注度不会太高。如果飞机不是飞往重要军事目标,他们可能不会过多干涉。“无论是谁这么做,他一定有关于飞机的丰富知识,而且要精心策划这一系列行动。同时还要有足够的自信驾驶这架载有大量乘客的客机穿越雷达探测区”,一名航空公司资深机长表示。
MH370事件与行业启示
MH370的失联事件开民航运输界几十年未见事件之先河。无论MH370最终的结局是乐观还是悲观,这次事件都会给民航运输业带来深刻的反思,甚至引发民航业在管理方式和技术监管手段上的深刻变革。
自911事件之后,民航业界对于外部势力特别是恐怖势力的防范措施变得极为严密,除了地面安检更为严格外,飞机驾驶舱舱门也按照民航适航当局的指令,采取了坚固性设计原则,依靠普通的轻武器是无法突破具有防弹能力的舱门的,即便是空乘人员,按规定也只能通过内线电话与机组沟通信息。此举使得外部势力劫机成功的可能性被空前降低,但随之而来的是,机组飞行人员对飞机操控的合法性成为矛盾的新焦点。如果MH370的二次雷达应答机和ACARS系统确系人为关闭,乘客和空乘人员都难以发觉,而且在暗夜飞行中,即便有人试图改变航线,如果转弯动作进行得轻柔和缓,人们可能仍然不易察觉。
作为驾驶舱内飞机操控权的实际掌控者,空乘和乘客均无权干涉他们的操控行为,如果机组人员真的试图非法操控飞机,擅自变更飞机航线,外部力量同样难以干预。特别是,驾驶舱内的通话设备、二次雷达应答机乃至ACARS系统等均由飞行人员控制,他们从技术上可以关闭飞机与外界的连通渠道,这样一来,外部对异常航班的监管也变得极为困难,一切实时干预的手段都变得苍白。总之一句话,地面对航班的传统监控方式,很大程度建立在机组飞行人员的协同之上,如果飞行人员自身出现异常,则意味着这一监控的基点发生动摇。
对此,民航业界曾有人士提出,是否可以借助自动驾驶仪控制技术,在民航发生人为操控异常或劫机事件发生时,通过远程注入指令的方式,剥夺驾驶舱内人工操控设备的权限,同时启动自动驾驶仪的自动归航或备降程序,使飞机能自主返航或备降在附近的机场。这种想法在技术上具有可行性,如今的自动驾驶仪技术早已成熟,一般的航线飞行几乎不存在障碍。虽然自主起降技术尚未在民航领域得到应用,但美国X-37舰载无人机自主舰上起降试验的成功,已经说明该技术在军事领域已经趋于成熟,未来应用于民航领域已经成为可能。唯一的问题是,一旦启动这一程序,航班及其上的乘客安危,就全系于该系统一身,而其后面的相关责任者,也就变为地面空管机构,民航承运人,甚至相关国家的政府机构,这一责任之重大难以想象。毕竟,任何自动系统都存在固有的技术风险,全自动飞行驾驶系统也不例外。而民航运输业是对技术风险最为敏感的行业之一,这一技术在全面成熟和取得社会信任之前,其实际应用无疑受到巨大限制。
每次航空重大事件和事故之后,人们都会第一时间想起黑匣子,这个被称为飞行数据记录仪的小东西常常成为搜救和调查的重中之重。但一个现实问题是,要想在复杂的环境中寻找这个并不太大的东西实在不容易,虽然黑匣子能够发出无线电定位信号,搜救人员可以通过测定信号方位寻找它,但考虑到地形或者海洋环境的限制,实际的搜索仍不免面临许多问题。2009年法航AF447航班坠落南大西洋后,地面人员就花费了近两年时间,才最终从3 800米深的洋底捞起了黑匣子,而其中的数据,由于海水长期浸泡,恢复数据同样花费了九牛二虎之力。既然如此,能否考虑将黑匣子的记录数据实时下传呢?在技术层面答案是肯定的,只要借助卫星链路或甚高频天线就能实现,但在经济性层面,答难可能就不乐观。黑匣子的数据量并不小,实时传输需要的设备成本和运营成本都不小,这对于利润水平并不丰厚的民航业可能不是最佳选择。另一个设想也许更为可行,就是把飞机的GPS位置信息实时下传,GPS位置信息数据量不大,实时传输对技术设备和成本要求都不高,而且可以借助现有的ACARS设备就能实现。对于此次ACARS系统被人为关闭,外界也作了许多评论,这其中值得思考的是,ACARS系统在未来是否可以改进为全自主强制工作模式,即人工无法关闭ACARS的自主数据生成和发送程序,这样,就能让飞机的飞行数据信息在任何时候都不会受到人为主动干预,让地面能够时刻监控航班状态。此外,ACARS系统发送数据的频率可以进一步提高,即使不能实时下传,也可以调整为30秒一次,或一分钟一次,这样地面对飞机航路信息的监控就会变得更为严密,一旦出现异常或事故,也能给搜救和调查提供更为有利的线索。
责任编辑:吴佩新endprint