从MH370搜救行动说开去

王亚男

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”。

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图MH01  首都国际机场的航班到港显示屏上，本应3月8日晨抵达的马来西亚航空MH370被标记为“延迟”。遗憾的是，这一延迟可能会被加上“永远”的注脚。

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。

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图MH02  有画家在街头创作了题为《希望之泉长流》的视觉创意作品，为失联的MH370全体机组及乘客祈福。

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，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。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。

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图MH03  示意图插画

插图附注

A  二次雷达应答机

二次雷达应答机能在空管雷达照射时主动向地面发送飞机身份和位置信息。MH370的二次雷达应答机在起飞约40分钟后关闭。

B  无线电设备

无线电通话设备可以让飞行员通过高频或甚高频信号与地面进行语音通话。起飞后约26分钟，MH370与地面结束了语音通话。

C  卫星

部分飞机设备会自动通过机载卫星天线向卫星传输信号。英国Inmarsat卫星公司宣布他们的卫星在8时11分接收到了MH370发出的最后信号。

D1  ACARS

这套被称作飞机通讯寻址与报告系统的通讯设备能够把飞机的工作状态数据通过高频无线电信号或卫星链路传给航空公司和设备制造商。

D2  应急定位发射机

在飞机坠毁后会自动发送求救信号，协助救援人员找到飞机。

D3  军用雷达

军用雷达会以主动工作方式探测其工作范围内的所有飞行目标。在马来西亚民航空管机构与MH370失去联系后，马来西亚军方雷达曾发现该机折向西方。

E  黑匣子

黑匣子也叫飞行数据记录仪，内置固态数字式声音/数据存储器，可存储25小时的飞行数据，2小时的驾驶舱声音资料以及2小时的数字信息。

F  抗坠毁性能

存储设备被置于坚固的金属外壳内，还有隔热层保护，能承受3400g的强烈撞击，可经受华氏2000度的高温。

G  隔热层

H  存储装置

I  水下定位信标发射器

J  交互和控制板

可记录超过3000个飞行参数，包括空速、高度、发动机状态以及襟翼和方向舵位置等。

K

应急定位发射机通常安装在飞机尾部

L

印度洋上空22300英里的Inmarsat卫星

M（2处）

波音777-200飞行7小时的直线航程（估算）

O

如果MH370取道南方走廊，向澳大利亚珀斯以西飞行，在印度洋深处雷达监控相对薄弱。

P

如果MH370向北飞行，则需要穿越缅甸、巴基斯坦、印度、中国等国家空域，雷达监控较为严密。

躲避雷达的民用航班？

在应答机和ACARS被关闭，民用雷达丢失飞机信号后，马来西亚军方的雷达曾在该机转向西方飞行后短暂捕捉到该机的信号。当时马来西亚军方雷达发现，MH370（当时并未确认该机身份，事后多日才判明为MH370）经由一条已知航线穿越马来半岛，直到飞到槟城西北320千米处，超出军用雷达探测范围。民用飞机一般会按照预先设定的导航点接续飞行，也就是从一个导航点前往另一个导航点，如此继续，直到飞抵目的地。这样做的目的是让航空管制人员能够随时看到它们，并合理安排它们的航路，防止发生空中相撞事故。这些天上的航路并非我们想象的那种直线。为了完成这种导航点接续飞行，必须有人来引导飞机。

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。

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图MH04  中国空军派出的伊尔-76在空中对海面进行搜索

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。

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图MH05  马来西亚海军AS555“非洲狐”直升机准备从舰上起飞，在马六甲海域搜索MH370。

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。