文/李會(huì)超

如果大家關(guān)注最近的民航新聞,一定經(jīng)常聽到有關(guān)“應(yīng)答機(jī)”的消息。例如,在四川航空3U8633航班脫險(xiǎn)的過程中,航空愛好者就是通過相關(guān)軟件上顯示的這個(gè)航班的應(yīng)答機(jī)編號(hào),發(fā)現(xiàn)了這架航班出現(xiàn)了險(xiǎn)情。其實(shí),除了能夠給出編號(hào)外,應(yīng)答機(jī)還有很多功能,今天,我們就來(lái)認(rèn)識(shí)一下它吧!

應(yīng)答機(jī),顧名思義就是回答問題的機(jī)器。而提出問題的,就是空中管制的二次雷達(dá)系統(tǒng)。一般的雷達(dá)都是先發(fā)射電磁波,然后再接收飛機(jī)反射回來(lái)的電磁波,利用反射信號(hào)的方向和時(shí)間延遲對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位,這種雷達(dá)被稱為“一次雷達(dá)”。一次雷達(dá)功能有限,難以區(qū)分空域內(nèi)的不同飛機(jī)。而二次雷達(dá)則與飛機(jī)上的應(yīng)答機(jī)一起工作,當(dāng)?shù)孛嫔系亩卫走_(dá)發(fā)出詢問信號(hào)后,應(yīng)答機(jī)接收詢問信號(hào)并主動(dòng)發(fā)射一個(gè)不同頻率的應(yīng)答信號(hào)。這樣不但降低了雷達(dá)的發(fā)射功率,還能在應(yīng)答信號(hào)中承載飛機(jī)的身份信息,方便管制員的工作。

◎ 應(yīng)答

為了對(duì)飛機(jī)進(jìn)行區(qū)分,應(yīng)答機(jī)在空域中要由管制員指定一個(gè)四位數(shù)的編號(hào),編號(hào)從0000到7777。具體可以使用的應(yīng)答機(jī)編號(hào),由國(guó)際民航組織分配給各個(gè)國(guó)家,再由各國(guó)的民航管制局再行分配。我國(guó)共從國(guó)際民航組織分得1 633個(gè)可用的應(yīng)答機(jī)編號(hào),中國(guó)民用航空局將這些編號(hào)分配給負(fù)責(zé)不同空域管制的飛行情報(bào)區(qū),并將這些編號(hào)再細(xì)化為區(qū)域內(nèi)飛行的應(yīng)答機(jī)編號(hào)和跨區(qū)域飛行的應(yīng)答機(jī)編號(hào)。一般來(lái)說(shuō),飛機(jī)起飛后就會(huì)被分配一個(gè)應(yīng)答機(jī)編號(hào),且這個(gè)編號(hào)會(huì)在飛行中盡量保持不變。在分配過程中,在同一管制區(qū)域內(nèi)的飛機(jī)應(yīng)答機(jī)編號(hào)是不能重復(fù)的。在管制員分配編號(hào)后,應(yīng)答機(jī)編號(hào)需要由飛行員手動(dòng)輸入飛機(jī)中。

有一些應(yīng)答機(jī)編號(hào)具有特殊意義。例如,按照通行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)答機(jī)設(shè)為7500時(shí),意味著航空器遭受劫持或其他非法活動(dòng)的干擾;7600表示航空器出現(xiàn)無(wú)線電故障,無(wú)法與管制員聯(lián)系;而7700則代表飛機(jī)上出現(xiàn)了緊急故障。這些特殊的應(yīng)答機(jī)編號(hào)為飛機(jī)傳遞信息提供了另一條通道。在飛機(jī)遭遇這些情況時(shí),飛行員有時(shí)很難與地面保持通信暢通。所以,通過調(diào)整應(yīng)答機(jī)編號(hào),飛行員就能馬上將自己的情況信息傳遞給地面的管制員和其他飛機(jī),從而能使緊急情況得到更妥善的處理。在川航3U8633航班遇險(xiǎn)時(shí),設(shè)備的損壞和劇烈的氣流使飛行員無(wú)法向管制員報(bào)告情況。而管制員正是看到了飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)編號(hào)變成7700后,確認(rèn)了飛機(jī)遭遇險(xiǎn)情、飛行員正在處理等情況。此外,我國(guó)還規(guī)定應(yīng)答機(jī)編號(hào)1255、1277用于尚未收到應(yīng)答機(jī)分配指令的搶險(xiǎn)救災(zāi)航空器;2000用于尚未收到應(yīng)答機(jī)編號(hào)分配指令的一般航空器。

◎圖中為一臺(tái)Cessna ARC RT-359A型應(yīng)答機(jī)(米色設(shè)備),上方為KY197甚高頻航空電臺(tái)。圖中應(yīng)答機(jī)編號(hào)為1200,即飛行器正在按目視飛行規(guī)則飛行。

應(yīng)答機(jī)的工作模式有A/C模式和S模式兩種。A/C模式是早期應(yīng)答機(jī)工作的基本模式,能夠發(fā)送的除了編號(hào)信息外只有高度信息。而在S模式下工作的應(yīng)答機(jī)則能把更加豐富的信息發(fā)送出去,這些信息包括航班的航班號(hào)、地速、空速航向等。

為了防止飛機(jī)相撞事故的發(fā)生,飛機(jī)上普遍裝備了空中防撞系統(tǒng)(TCAS)。這個(gè)系統(tǒng)也是通過S模式的應(yīng)答機(jī)來(lái)完成工作的。裝備了這種系統(tǒng)的飛機(jī),其應(yīng)答機(jī)會(huì)不斷向周圍飛機(jī)發(fā)出詢問信號(hào),周圍飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)收到后會(huì)答復(fù)自身信息。之后,TCAS系統(tǒng)會(huì)對(duì)周圍其他飛機(jī)對(duì)本機(jī)的威脅程度做出判斷。如果威脅還不是很大,TCAS系統(tǒng)會(huì)提示飛行員附近可能存在沖突,由飛行員自行決定避讓動(dòng)作。如果威脅迫在眉睫,兩架可能相撞的飛機(jī)的TCAS系統(tǒng)間會(huì)進(jìn)行相互協(xié)調(diào),向各自的飛行員發(fā)出不同的改變飛行方向的指令,從而避免飛機(jī)相撞事故的發(fā)生。在這種情況下,飛行員會(huì)在駕駛艙中聽到像“爬升!爬升!”這樣響亮的語(yǔ)音提示,他們只需根據(jù)語(yǔ)音的提示進(jìn)行操作即可。

目前,民航愛好者們使用Flightradar24等軟件,就能輕松獲取到當(dāng)前天空中的飛機(jī)飛行狀態(tài),掌握世界上各個(gè)地方的民航飛機(jī)航班號(hào)、注冊(cè)號(hào)、位置、高度、速度等信息,就像擁有了一個(gè)遍布全世界的巨大雷達(dá)網(wǎng)。這些軟件的流行,得益于民航飛行ADS-B技術(shù)的實(shí)施。在這種技術(shù)出現(xiàn)之前,應(yīng)答機(jī)只有被二次雷達(dá)詢問時(shí)才發(fā)送應(yīng)答信號(hào)。而當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用后,應(yīng)答機(jī)會(huì)主動(dòng)向周邊廣播自己的信息,且信息量比S模式應(yīng)答機(jī)信號(hào)所提供的還要豐富很多。在地面上,接收ADS-B信號(hào)的地面站不需要像二次雷達(dá)一樣具備信號(hào)發(fā)射的功能,因此建設(shè)成本大大降低。據(jù)估計(jì),建設(shè)一個(gè)ADS-B地面站的成本僅為建設(shè)一個(gè)二次雷達(dá)的九分之一,且精度更高、數(shù)據(jù)更新速度更快。

對(duì)于Flightradar24這類軟件來(lái)說(shuō),由于它們只是供業(yè)余愛好者使用,不用于與飛行安全有關(guān)的專業(yè)用途,因此接收ADS-B信號(hào)的天線可以設(shè)計(jì)得相當(dāng)簡(jiǎn)單。目前,這些軟件都是靠世界各地的民航愛好者們義務(wù)上傳數(shù)據(jù)的。這些愛好者們將布置好的天線與計(jì)算機(jī)連接,安裝相關(guān)軟件后就可以將自己接收到的信息上傳到Flightradar24的數(shù)據(jù)庫(kù)中了。如果某一地區(qū)剛好沒有志愿者,那么這一地區(qū)就成了軟件的盲區(qū)。對(duì)于飛經(jīng)這些區(qū)域的航班,Flightradar24會(huì)根據(jù)最后一次接收到的航班狀態(tài)推斷該航班的情況。不過,千萬(wàn)不要以為一架飛機(jī)在Flightradar24的視野里消失,就相當(dāng)于和管制員失聯(lián)了,管制員使用的可是專業(yè)的民航空管雷達(dá)網(wǎng),還有衛(wèi)星通信等其他手段輔助,其功能和覆蓋范圍都要強(qiáng)大得多。

◎二次雷達(dá)工作原理示意

對(duì)于飛機(jī),我們平時(shí)了解更多的可能是它身上的一些“大物件”,比如發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架等。其實(shí)藏在駕駛室中的一些“小寶貝”,用處也是很大的!了解了應(yīng)答機(jī),相信以后大家再接觸各種編號(hào)時(shí),就能夠很快說(shuō)出飛機(jī)的狀態(tài)了。