黑匣子，你何時(shí)不再玩失蹤？

李欣

2014年3月8日，馬來(lái)西亞航空公司的一架波音777客機(jī)由吉隆坡飛往北京，航班號(hào)為MH370。這架大型客機(jī)起飛不久，就與地面管制人員失去了聯(lián)系，雖然中、美等國(guó)立即展開了搜救行動(dòng)，但未能取得任何突破性的進(jìn)展。3月24日，馬來(lái)西亞總理宣布：根據(jù)推斷，失聯(lián)17天的MH370已確認(rèn)在南印度洋墜毀，但其殘骸仍然下落不明。

在科技如此發(fā)達(dá)的今天，一架裝配了完善通訊系統(tǒng)和應(yīng)急求救系統(tǒng)的民航客機(jī)竟然能夠消失得蹤跡全無(wú)，實(shí)在令人費(fèi)解。馬航失事的原因成了一個(gè)巨大的謎團(tuán)——到底是飛行員操作失誤還是飛機(jī)出現(xiàn)了機(jī)械故障？又或者是出現(xiàn)了類似美國(guó)“9.11”的恐怖襲擊事件？雖然媒體們給出了許多的報(bào)道，但都不能夠從中得出明確的線索，反而使事情更加撲朔迷離。

馬來(lái)西亞官方也為此焦頭爛額，他們甚至不知道飛機(jī)失聯(lián)的準(zhǔn)確地點(diǎn)，只得宣稱“在黑匣子找到之前，一切無(wú)法定論”、“將全力搜索飛機(jī)黑匣子”。可是這一次，為什么連黑匣子也沒(méi)能告訴我們飛機(jī)的確切地點(diǎn)呢？

黑匣子——空難事件的活證人

黑匣子只是人們的俗稱，它的真名很普通——航空飛行記錄器。它是一種將飛機(jī)飛行的情況儲(chǔ)存下來(lái)的儀器，當(dāng)以后需要了解飛行情況時(shí)，可以通過(guò)重放，將飛行信息還原出來(lái)。飛機(jī)上的黑匣子包含兩個(gè)部分，一個(gè)是飛行員語(yǔ)音記錄器，它有錄音功能，包含多個(gè)音軌，分別記錄飛機(jī)上不同對(duì)象（比如飛行員與地面管制人員、空中服務(wù)人員對(duì)乘客的廣播）之間的對(duì)話以及駕駛艙內(nèi)的各種聲音（引擎聲、警報(bào)聲），最長(zhǎng)記錄時(shí)間約兩小時(shí)。錄完之后，會(huì)自動(dòng)倒帶從頭錄起，若發(fā)生空難，則之前的兩個(gè)小時(shí)會(huì)被完整保留。

黑匣子的另一個(gè)部分是飛行數(shù)據(jù)記錄器，它能記錄飛機(jī)的工作狀況和飛行參數(shù)，包括速度、高度、航向、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪的溫度等許多資料，最長(zhǎng)記錄時(shí)間約25小時(shí)，同樣在錄滿后抹舊錄新，足以提供分析飛機(jī)失事原因所需的資料。

由此可見，黑匣子是人們?yōu)榱苏{(diào)查飛行事故專門發(fā)明的裝置。翻看人類空難史，黑匣子確實(shí)提供過(guò)很多關(guān)鍵證據(jù)，幫助人們揭開了事故的真相。2009年，法國(guó)航空公司一架從里約熱內(nèi)盧飛往巴黎的航班在大西洋上空失蹤，這次空難當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是最神秘的一起事故，因?yàn)槭碌目湛虯330型客機(jī)是當(dāng)時(shí)地球上最安全的民航機(jī)型，但是飛機(jī)在失事前幾分鐘與控制中心沒(méi)有任何聯(lián)系，不知不覺(jué)就失蹤墜毀了。

調(diào)查人員一直找不出頭緒，直到兩年后，黑匣子從3000多米深的海底被打撈出來(lái)，調(diào)查人員才最終斷定，由于速度檢測(cè)器被萬(wàn)米高空的冰晶覆蓋，導(dǎo)致飛行員操作失誤，使飛機(jī)速度失控，最終遇難。

2013年，俄羅斯一架由莫斯科飛往喀山的波音737客機(jī)在喀山機(jī)場(chǎng)降落時(shí)墜毀，由于飛機(jī)剛剛檢修過(guò)，所以人們一直懷疑飛機(jī)遭到了恐怖襲擊，但隨后找到的黑匣子顯示，真正的失事原因是飛機(jī)自動(dòng)駕駛儀失靈，無(wú)法正常著陸。

黑匣子的無(wú)奈——生來(lái)怕水

既然黑匣子對(duì)空難調(diào)查起著這樣理想的作用，為何至今它對(duì)馬航失聯(lián)事件毫無(wú)幫助呢？

原因很簡(jiǎn)單，黑匣子尚未找到。為了尋找黑匣子，搜救人員專門借用了美國(guó)海軍的水下聲波定位器，該定位器是一種黑匣子探測(cè)裝置，可以檢測(cè)海洋中黑匣子的聲脈沖，但仍然一無(wú)所獲。

實(shí)際上，每次空難過(guò)后，搜尋黑匣子都是一件很費(fèi)力的事情。一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)失事的地點(diǎn)大都是一些荒無(wú)人煙的地方——或者是地形復(fù)雜的山區(qū)、或者是茫茫無(wú)際的海洋。如果在陸地上墜機(jī)的話，事情還好辦一點(diǎn)，黑匣子能夠發(fā)射無(wú)線電波，另外它的桔紅色的明亮外殼也能引起人們的注意。如果空難發(fā)生在海上，那情況就要復(fù)雜得多了。在海水中，黑匣子不能通過(guò)無(wú)線電發(fā)射信號(hào)，人們必須用別的方法尋找它。

無(wú)線電波有一個(gè)很大的弱點(diǎn)——它在海水中傳播衰減特別嚴(yán)重，如果黑匣子沉入海水中，僅僅依靠無(wú)線電發(fā)送信號(hào)，那人們永遠(yuǎn)找不到黑匣子。但是，聲音在水中的傳播特性就截然不同了，海水對(duì)聲波的吸收要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)光波和電磁波的吸收。所以，為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們?cè)诤谙蛔又邪惭b了水下定位信標(biāo)機(jī)。這種水下定位信標(biāo)機(jī)是一種用電池作為能源的微型音波發(fā)射機(jī)，飛機(jī)墜入水中后，定位信標(biāo)機(jī)被海水所啟動(dòng)，會(huì)發(fā)射出一種特定頻率的脈沖信號(hào)。搜救人員通過(guò)聲吶和聲學(xué)定位儀，就可以確定聲源即黑匣子的位置，然后進(jìn)行打撈。

那么，在水下搜索黑匣子是件容易的事情么？

非也。實(shí)際上，雖然有聲波定位和聲吶，但是在水下定位黑匣子，仍然是一件相當(dāng)有難度的事情。首先，大海茫茫，波浪翻滾，搜救人員必須持續(xù)地在海上拖拽聲波定位儀，才有可能找到黑匣子發(fā)出的信號(hào)，但是這些聲波定位儀的拖拽速度都很慢，甚至比人騎自行車的速度還要慢，所以如果不出動(dòng)大規(guī)模的艦艇隊(duì)伍進(jìn)行搜索，那幾乎就是不可能完成的任務(wù)。其次，黑匣子信號(hào)覆蓋的范圍和能夠持續(xù)發(fā)出信號(hào)的時(shí)間非常有限。黑匣子利用內(nèi)置電池發(fā)射信號(hào)，一般只能維持30天的時(shí)間，并且其信號(hào)范圍有限，聲波定位儀必須進(jìn)入其發(fā)射范圍才能起作用。如果想要加強(qiáng)信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度，則必然會(huì)縮短黑匣子本身電池的使用時(shí)間。所以，黑匣子的發(fā)射功率與電池的續(xù)航存在一種矛盾關(guān)系，這使得黑匣子的搜救工作往往變得更加緊迫。黑匣子自身電池耗盡時(shí)，就會(huì)停止發(fā)射信號(hào)，因此搜救人員不僅要應(yīng)付復(fù)雜的海洋環(huán)境，還要與時(shí)間賽跑。

理念的革新——黑匣子，告訴我你在哪里？

由此可見，作為人類調(diào)查空難的幫手，黑匣子雖然能夠記錄足夠的實(shí)時(shí)信息，但由于難以尋找，常常不能發(fā)揮出令人滿意的效果。此次的馬航事件使航空業(yè)認(rèn)識(shí)到，黑匣子需要改進(jìn)。

其實(shí)，自從誕生之日起，黑匣子就一直在改進(jìn)，它越來(lái)越結(jié)實(shí)、電池容量越來(lái)越大、能記錄的信息越來(lái)越豐富……為什么直到今日，黑匣子的表現(xiàn)仍然差強(qiáng)人意呢？也許，出問(wèn)題的不僅僅是技術(shù)，還有黑匣子的設(shè)計(jì)和使用理念。

迄今為止，我們使用黑匣子的方式從來(lái)沒(méi)有改變過(guò)——第一步，黑匣子記錄空難現(xiàn)場(chǎng)；第二步，任憑黑匣子掉到某個(gè)旮旯里；第三步，尋找黑匣子。不論黑匣子的制造技術(shù)多么先進(jìn)，它在航空事故的調(diào)查中，扮演的都是“事后諸葛亮”的角色，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)它的時(shí)候，考慮的僅僅是如何更好地記錄信息，而忘記了將它與現(xiàn)代先進(jìn)的通訊手段結(jié)合起來(lái)。設(shè)想一下，如果黑匣子在飛機(jī)航行時(shí)，能夠向地面實(shí)時(shí)傳輸它記錄下來(lái)的各種數(shù)據(jù)，我們就沒(méi)有必要再花費(fèi)時(shí)間和精力去打撈它了。

許多航空領(lǐng)域的專家提出了這種想法，他們建議，在全球建立起一種完善的“空地實(shí)時(shí)”技術(shù)，讓黑匣子能夠定期發(fā)送自己的位置坐標(biāo)，在監(jiān)測(cè)到飛機(jī)即將墜毀前，自動(dòng)發(fā)送關(guān)鍵數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)位置信息。這是一個(gè)難度很大的技術(shù)，它需要得到衛(wèi)星和移動(dòng)通信基站的支持。但問(wèn)題出現(xiàn)了，如果飛機(jī)飛行到人跡罕至的地方或是海上，信號(hào)基站很難建立，并且，當(dāng)飛行高度達(dá)到一萬(wàn)米時(shí)，離地面基站太遠(yuǎn)，信號(hào)容易中斷。于是，有的專家提出了另外一種設(shè)想，干脆拋棄掉地面基站，完全寄希望于衛(wèi)星，通過(guò)增加衛(wèi)星的數(shù)量，確保信號(hào)將地球表面完全覆蓋。

也有人對(duì)這一想法提出了質(zhì)疑，花這么多錢升級(jí)黑匣子技術(shù)是否值得呢？畢竟空難是小概率事件，即使費(fèi)用不是問(wèn)題，衛(wèi)星傳輸還存在技術(shù)上的難點(diǎn)。比如，如何能夠準(zhǔn)確地尋找衛(wèi)星并發(fā)送數(shù)據(jù)？如果飛機(jī)失事，通常飛行姿態(tài)已經(jīng)不正常了，而且，在移動(dòng)中尋找衛(wèi)星，必須安裝陀螺儀（一種導(dǎo)航裝置）或類似的設(shè)備，這將會(huì)影響飛機(jī)的安全性。即使這些問(wèn)題 都解決了，飛機(jī)故障多發(fā)生于天氣很差的時(shí)候，這時(shí)衛(wèi)星通信的信號(hào)會(huì)受到嚴(yán)重的影響，黑匣子信號(hào)還能否順利得到實(shí)時(shí)傳輸？

看來(lái)，黑匣子革新是必要的，但技術(shù)上還有很長(zhǎng)的路要走。

飛機(jī)的飛行情況千變?nèi)f化，影響飛行安全的因素更是錯(cuò)綜復(fù)雜。到目前為止，黑匣子是我們了解空難真相的頭號(hào)幫手，可是它存在著不足。我們需要不斷探索新的科技手段，完善黑匣子的功能。此次的馬航事件，也許會(huì)引發(fā)一次航空革命，加快我們改進(jìn)黑匣子的步伐。