马来西亚航空370航班神秘失踪事件突显飞机追踪的缺陷

空中交通管制员在几个国际空中交通管制区域的交界处失去了与这架喷气式客机的联系——这种边缘位置的雷达覆盖范围众所周知是不稳定的


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关于失踪的马来西亚航空370航班可能发生了什么,各种理论层出不穷。一些理论将这架波音777-200ER飞机的机组人员描绘成与机上火灾搏斗并最终屈服的英雄。另一些理论则将他们描绘成劫机者和绑架者,劫持了一架商业飞机和数百名人质。撇开这些猜测的真实性不谈,它们都指向一个问题——当跨洋飞行的飞机的数据传输系统和应答器停止工作时,跨国际边界追踪它们的徒劳。
 
现代科技往往让人觉得老大哥总是在监视着。然而,370航班的未解之谜清楚地表明,天空中并不存在老大哥——远程客机只能听命于协调的空中交通管制系统,该系统依赖于一系列跨独立监控的“飞行情报区”的交接,以确保乘客安全到达目的地。飞机配备了自动传输某些信息的技术,但只有在驾驶舱与空中交通管制部门之间进行定期通信时,这种协调才能发挥最佳作用。
 
正如联合国国际民用航空组织所定义的那样,飞行情报区是指一片空域,飞机在该空域内接收基本级别的空中交通服务,包括有关天气和潜在冲突空中交通的信息。较大的国家通常被划分为多个区域,而一些小国家的整个空域都包含在一个区域内。
 
3月8日早上,当370航班载着239名乘客和机组人员从吉隆坡飞往北京途中时,空中交通管制部门失去联系的区域是由不同国家控制的区域拼凑而成。近两周来,来自26个国家的调查人员一直在帮助马来西亚寻找飞机,但没有成功。
 
虽然很难确切追踪370航班的航线,因为飞机应答器和二次雷达在起飞后大约一小时就静默了,但多方消息称,这架777飞机在其飞往北京的航线上向西转向,靠近几个不同的飞行情报区的边界。这些区域分别由马来西亚、新加坡、泰国和越南维护。当局在事后几个小时才得知,370航班已改变航向,飞越马来西亚北部,朝马六甲海峡方向飞去。关于该飞机命运的最新报道围绕着据报道通过卫星图像在南印度洋发现的大块碎片,距离飞机原定目的地数千公里。然而,搜索队尚未确认图像中的物体是否来自这架飞往中国的航班。
 
亚利桑那州立大学航空项目讲师、前航空公司飞行员杰森·戴表示,由于无线电波衰减(即信号强度损失),飞行情报区边缘的雷达覆盖范围可能不稳定,而崎岖地形会加剧这种情况。“一旦你到达边缘,云层也会干扰信号,”他补充道。
 
戴说,军用飞机可能会沿着两个飞行情报区的边缘飞行以提供隐身能力,但商业航空公司飞行员没有合法的理由故意这样做。
 
空中交通管制中心在飞机穿过这些区域以及从一个区域移动到另一个区域时,会移交对航班的责任。这类似于手机信号塔在用户从一个覆盖区域迁移到另一个覆盖区域时传递手机信号的方式。在航空领域,飞行员通常通过对之前的空中交通管制中心说“晚安”或“再见”来确认这种过渡。多份报告表明,370航班与空中交通管制员的最后一次口头交流——起飞后不到一小时——是“好的,晚安”。
 
此后不久,民用空中交通管制员失去了与370航班的联系,尽管据报道军用雷达在数小时后探测到该飞机,偏离航线数百公里。地面上的空中交通管制员无法确定是否是机上人员故意切断了通信,还是这是对火灾或其他灾难的反应。
 
飞行员直接从驾驶舱控制飞机的大部分功能,包括客舱压力和氧气流量,以及飞行管理系统 (FMS) 计算机和应答器信号,后者广播飞机的海拔高度、方向和空速。飞机通信寻址与报告系统 (ACARS) 将来自 FMS 的信息传输给空中交通管制员,它直接集成到计算机中并在后台运行。据戴说,机组人员可以通过关闭 FMS 来有效地关闭它。“地面人员了解您对飞行管理系统所做的唯一方法是研究 ACARS 广播的信息,”他说。如果 ACARS 被关闭,空中交通管制部门不会立即知道是否有人已将新指令编程到 FMS 中。
 
戴说,在某些情况下,飞行员可以在没有 FMS 的情况下飞行——例如,电气火灾需要关闭该电路的电源,或者系统提供错误的读数。如果系统“失控”,飞行员可能会将其关闭,并根据飞机相对于着陆点的方位,使用短程无线电信号、信标或仪表着陆系统发送到飞机的原始数据进行导航。
 
过去几年,航空业一直在开发技术,以解决空中交通管制员和航空公司自身无法与跨洋长途飞行飞机保持持续联系的问题。更有希望的创新之一是基于卫星的自动相关监视-广播(ADS-B) 设备。ADS-B 依赖于全球定位系统卫星和飞机上的应答器之间的通信,以告知飞行员、其他飞机和空中交通管制员飞机的地点、身份、速度和高度。ADS-B 持续收集和传输信息,而雷达则以有规律的间隔发射电磁波
 
美国联邦航空管理局 (FAA) 多年来一直在推动采用 ADS-B,作为其下一代空中交通运输系统计划的一部分,尽管该技术仍未成为主流。FAA 希望 ADS-B “将空中交通管制从基于雷达的系统转变为基于卫星的飞机定位系统”,根据 2010 年 5 月 28 日的联邦公报,该公报指出,在美国大多数空域运行的飞机必须在 2020 年之前配备 ADS-B (pdf)。 在欧盟空域运行的飞机必须在 2017 年之前配备 ADS-B,并且从 2015 年开始制造的新飞机必须配备该技术 (pdf)。 包括澳大利亚、新加坡和越南在内的其他几个国家已经开始要求某些飞机在在其空域的某些部分飞行时配备 ADS-B

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