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马航搜救对民航业及我军装备发展的启示

2014-05-28王亚男

国防科技工业 2014年4期
关键词:雷达装备飞机

□ 王亚男

(作者为《航空知识》杂志副主编)

中国在MH370搜救行动中,启动了“史上最强”海空天一体救援平台,但与先进国家相比在搜索效率等方面有不小差距。事件给民航运输业带来深刻反思,中国也需要加大远程海上搜救平台的发展速度,军队装备体系建设必须考虑能有效应对海外非传统安全威胁,以及非合作环境下独立执行任务的能力

永远的延迟?

3月8日早6时30分,北京首都国际机场的航班到达显示屏上,马来西亚航空由吉隆坡飞往北京的MH370航班的到达信息被显示为“DELAY(延迟)”。但对于守候在机场等待迎接亲友的人们并不知道,这架波音777-200客机在飞行过程中遭遇的情况,远不像“延迟”那么简单。

直到笔者写下这些文字的时候,MH370仍然没有出现在目的地,也没有出现在人们的视线中,它离奇消失在茫茫夜色中。虽然迄今为止已经有24个国家和地区出动了大批搜救力量,但我们仍然没能寻获这架飞机及机上的229名乘客的踪影。MH370,你究竟去哪儿了?

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35000英尺(约10668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,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35000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45000英尺高度,稍后又下降到29500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,至此,MH370从空管人员的监控视野中消失了。

我们怎样监控空中的航班?

原本我们用于民航监控的手段很多,除了飞行员与地面通话使用的高频和甚高频无线电系统,还有一次雷达、二次雷达应答机,以及ACARS系统。但在高频与甚高频通话系统、二次雷达应答机和ACARS先后被关闭后,我们所能利用的就只有一次雷达了,但一次雷达的监控范围有限,而且军用与民用雷达的使用方在信息交互的沟通方面存在滞后,所以实际上依靠一次雷达来完全监控民用航班存在诸多困难。事实上,在对MH370的搜索中,最后起到关键作用的是英国Inmarsat海事卫星。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,只不过发射的仅仅是不含有实质信息的“握手信号”。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。根据信号与天线夹角40度的事实,再结合几何常识,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分所在的位置,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。3月24日晚,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。

对我国救援装备发展的启示

在MH370多国协作搜救行动中,相关国家动用了包括海上、空中、太空等多方面的强大力量。中国启动了“史上最强”海空天一体救援平台。海面上,各型舰艇搭载红外探测、声呐、潜水装备探寻海面和水下;空中,飞机飞临搜寻空域,进行侦查;太空,卫星提供监测、气象、导航、通信多种技术支持。

中国调动了21颗卫星参与搜寻。3月18日,我国高分一号卫星拍摄的图像中观测到疑是漂浮物。高分一号在进行2米分辨率全色、8米分辨率多光谱以60公里幅宽对地观测的同时,又可同步完成16米分辨率多光谱800公里大幅宽对地观测。这在国际上属于首创,综合指标达到国际先进水平。

中国派出了近20艘救援船只,可谓中国史上最大的海上救援编队,包括“井冈山”与“昆仑山”号大型两栖登陆舰、“海口”号导弹驱逐舰、“千岛湖”号综合补给舰、“永兴岛”号远洋救生船、“长春”号导弹驱逐舰、“常州”号导弹护卫舰、“巢湖”号综合补给舰等,这些是近年来刚服役的先进舰艇,搭载先进的探测与救援装备,具备深海航行能力。此外,“海巡01轮”、“南海救115”轮、“雪龙”号科考船等商用船也参与到此次救援任务中。

中国空军紧急出动了图-154战机、海上猎鹰——舰载直升机、伊尔-76大型运输机、运-8运输机等,进行空中搜寻。此次海空天大搜救,中国军队派出了不少装备。与先进国家相比,其中一些在搜索效率等方面仍有不小差距。例如,执行搜救任务的中方空中力量以运输机为主。像伊尔-76这些运输机并非专用的远程水上巡逻飞机,缺乏专用的对海搜索装备,主要是依靠机上人员利用简单光学器材,如望远镜进行观察,相对而言搜索范围小、效率不高,还可能遗漏重要小型的漂浮物。相比之下,美国和澳大利亚等国使用的P-8和P-3海上巡逻机,拥有巨大的电子侦查平台,具有很强的侦查和探测搜索功能,充当着水面搜索的主要航空力量。时下,中国运-8系列平台改装而成的水上巡逻机航程不够,难以承担这类远程搜救任务。即便未来中国有更大的远程航空平台投入使用,这次搜救也给我们航空装备建设提出了新的问题:中国需要加大远程海上搜救平台的发展速度。今天中国民用航空运输业正呈高速发展态势,许多国际航路远涉大洋,而远程海上搜救设备,特别是装备先进对海探测能力包括具备水声侦听能力的远程海上巡逻机,是在突发情况下保证航空搜救效率的最佳手段,在今后一个时期内,中国需要认真考虑大型航空平台及其相关配套技术设备建设,真正做到未雨绸缪。

客观而言,这种装备上的欠缺是长期投资不够造成的。近十年来中国军费逐渐增加,但由于长期以来欠账多、底子薄,虽然在一些重点装备领域取得突破,但整体装备水平还有待提高。需要注意的是,中国军队此次执行任务得到了许多国家的支持,但在未来执行多样化军事任务时,中国可能会面临更为复杂的地缘政治环境。中国既要能够有效应对家门口的传统安全威胁,同时要能有效应对海外的非传统安全威胁。装备体系建设必须考虑到非合作环境下独立执行任务的能力,这就对装备体系建设提出了更高的要求。

对民航运输业安全的反思

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9·11事件之后,世界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M H370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,如果机组人员试图非法操控飞机,擅自变更飞机航线,外部力量难以干预。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。

美国海军最新型P-8“海神”反潜巡逻机也参与了搜索

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。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,而民航运输业是对技术风险最为敏感的行业之一。

参与搜索的美国“蓝鳍金枪鱼”无人自主水下航行器,可装载侧扫声呐等多种水下搜索探测设备。

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3800米深的洋底捞起黑匣子,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,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。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。

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