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“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查

2014-11-28 20:46阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1621727903

前言：
一架先进的大型客机怎么会突然凭空消失？26个国家加入了搜救马航370的队伍，本文将搜寻现有物证、回顾发生的事件，根据科学家和工程师所提供的信息，梳理出大致的脉络图，数据指出了飞机可能坠毁的大致区域。但由于面积过于庞大，搜寻马航370几乎成为人类历史上最具挑战的搜寻之一。截至2014年11月，仍然没有发现任何残骸或任何有关该客机的讯息。BBC（英国广播公司英语：British Broadcasting Corporation）是英国的一家资金主要来自英国国民缴纳的电视牌照费且独立运作的公共媒体，也是世界最大的公共广播公司，长久以来一直被认为是全球最受尊敬的媒体。他制作一部“where is flight MH370？“的纪录片，让我们跟着BBC的镜头，和业内顶级专家一起来探索马航370到底去哪了？
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 失事飞机9M-MRO，拍摄于2012年
1为什么现代科技监测不到一架客机的具体动向？
2014年3月8日，一班从马来西亚吉隆坡前往中国北京首都国际机场的波音777-200ER航机神秘失踪的事件，被认为是有史以来“最离奇”的飞机失联案例马来西亚标准时间（UTC 08:00）凌晨0:41，马航MH370班机离开吉隆坡国际机场M
号航站楼，起飞时机上载有239人（包含两名幼儿），当中大部份乘客均属中国公民。
2014年3月7日，机场摄像头录下了飞行员过安检时的镜头，和往常一样，次日凌晨12点41分，马航370经32右跑道起飞前往北京。和所有现代客机一样，波音777是一个航空史上的奇迹。飞机上拥有各种先进的辅助驾驶设备，其中包括自动驾驶仪。它从交付第一架飞机开始，拥有19年的完美运营记录。飞行员可以在全球任何地方使用甚高频（VHF，Very High Frequency）和高频无线电（HFR，High Frequency Radio）一种飞机通讯寻址与报告ACARS的文本信息系统，以及卫星通信系统来进行语音交流和传输数据。当一架飞机开始飞行时，它的飞行路线已经被规划好了。飞行员只需要把路线数据载入导航电脑，马航370起飞后不到一分钟，飞机机组被告知修正路线飞往北京，飞机要右转，经IGARI路点，通过一条直线飞往北京。路点（Way Points）是地图上协助空管及飞行员用来导航的代码，在IGARI附近，马航370将由马来西亚空管移交给对面的越南方面管理。经过26分钟飞行后，从飞机上自动发出最后一条ACARS信息，显示飞机按照正常路线飞往北京。在飞往南中国海的途中，空管正在使用一种20世纪30年代发明的技术来追踪飞机——雷达。雷达主要又二战时英国主导开发，用来保护英国海岸线的一种设备，如今这项技术已经发生了很多变化，但是基本的概念还是相通的。图1为一次监控雷达（Primary Surveillance Radar）主要是向天空发射（电磁辐射脉冲）无线电波，然后被探测物体会反射这些电波送回雷达，电脑计算电波的往返时间，从而得出飞机的距离和位置，但它并不显示高度，雷达探测的范围受其发射功率所限，一般情况下能达到100英里。但还有两个问题，一个是电磁脉冲从飞机上反射的信号已经很低，另一个问题就是雷达的精度也不高。当然空管们还有另外一个武器——二次监控雷达（Secondary Surveillance Radar），二次雷达的距离要比一次雷达的距离大很多，它是通过飞机上的应答机（Transpondar）把飞机的高度、位置、速度等资料向地面发送，让雷达接收从而显示在控制员的画面上。但是如果飞机上关闭了应答机，二次监控雷达便发现不了了。
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 图1：一次监控雷达
飞机升空38分钟后，马来西亚空管员可以再二次雷达上清楚的看到马航370航班，在飞机接近马来西亚空域的边界是被告知联系越南方面的空管员。在1点32分4秒时，马来西亚的空管员在二次雷达上看到飞机越过IGARI路点，但是9秒钟之后，马航370失踪了。这架波音777上的应答机停止了工作，这也拉开了搜救MH370的序幕。
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查一次雷达显示监控范围图
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 二次监控雷达监控范围图
胡志明市空管员在飞机消失17分钟后开始联系马来西亚方面空管。斯德普斯（Stupples）教授解释了为什么他们很难找到飞机，只要应答机正常工作，整条航路都处在二次雷达的监控范围之内，但是一旦370号航班在二次雷达消失后，空管员没有备用的监控设备来追踪，一次雷达完全探测不到马航370的踪迹，而全球范围内只有十分之一的区域在一次雷达的探测范围内。加拿大哈迪逊湾（Hudson Bay）就是最繁忙的雷达盲区之一，每天有两三百架飞机经过这里。空管员用一种革新性的监控手段来解决问题，现在应用一项叫做广播式自动相关监控（ADS-B，Automatic Dependant Surveillance），
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 广播式自动相关监控
能够帮助预测飞机在雷达盲区的位置，装备有该设备的飞机用全球定位系统获取位置，然后自动广播到地面中心，不同于雷达站，这些广播接收器的信号接收能力很强，在偏僻的雷达盲区非常的行之有效，自从ADS-B系统启用之后，有专门的网站利用ADS-B接收机接收资讯后在网络地图上显示飞机的资料及航迹。但马来西亚和越南都没有启用这个系统，不过就算他们启用这个设备也于事无补，因为这项技术依赖于应答机，应答机如果关闭了，这项新型的技术也失去了用武之地。马航370的消失也让人们开始担心，机上239人的命运。
2通过什么判断出MH370的失联后的大致方位？
托尼·科博（Tony Cable）是一名经验丰富的空难调查员，他曾参与了洛克比空难和协和飞机空难的调查。但是马航370留给世人的线索太少了，如何解释飞机从二次雷达上消失和无线电静默的现象？科博首先猜想飞机的结构遭到损坏，恐怖活动或其他可能导致飞机失去控制的严重事故。一条线索显示当时马航370货舱里的货物，其中包含有锂电池。笔记本电脑和手机里都在使用锂电池，电池都是可燃的，但是锂电池最不稳定。马航370的货舱内装载了200公斤的锂离子电池，因为过去的事故，运输这些产品必须通过严格的监管。2010年曾有一家波音747在迪拜附近坠毁（UPS航空6号航班），经过调查这起事故很可能就是由于锂电池引发的大火。货舱尾部起火，可能影响整架飞机，飞机会造成结构受损，产生大量的烟雾影响能见度，并释放出有毒气体。过去的案例显示，如果飞机起火后不能及时降落，很可能机毁人亡。马航370失联4小时候后，搜寻工作在靠近失联点的中国南海附近展开，但一无所获。此时远在伦敦的艾伦·苏-布鲁斯（AlanSchuster-Bruce）他是国际海事卫星组织科学家，该公司为马航370提供卫星通讯，从飞机的通讯日志中，布鲁斯可以得到最新的消息。马航370的最后一条通讯，像它其余的通讯一样，都被记录在澳大利亚珀斯的一个地面基站。布鲁斯介绍，通讯系统停止60分钟后，基站会向飞机发出一个信号，基站会向飞机发出一个询问信号，飞机得到肯定的回复。这种通讯我们称之为“握手”或者Ping。令布鲁斯不解的是，数据日记显示地面基站和飞机有七次“握手”，每次间隔约1小时，这些都是飞机消失后发生的。数据显示，飞机在失联后，飞行了7个多小时！所以布鲁斯推断飞机不可能在南中国海附近，虽然科学家质疑这个数据的真实性，但这个数据得到了其他证据的证实。马航370连接到一颗编号为3F1的通讯卫星，不过我们无法确认其中的通讯信号。2009年布鲁斯曾协助调查了法航447航班的失踪情况，事后，国际海事卫星组织决定在基站的数据基础上额外监测一些数据，便可算出卫星和飞机之间的距离。法航447后，国际海事卫星组织的一次脑力风暴后的决定成为了马航370航班的唯一线索。为了找到马航370，布鲁斯开始分析“电子握手”中记录的时间，他知道印度洋上空3F1卫星的位置，借用每次“握手”的时间数据，得以算出卫星和飞机之间的信号传输时间，通过信号传输时间，他可以算出每次“握手”时卫星与飞机之间的距离，标出那些距离，得到7个地面上的圆形大概位置，飞机一定飞过了这些圆，最后一个圆发生于8点19分，飞机在57分钟后并没有回复卫星——飞机失踪的时间。随后，海事卫星组织把分析数据发给了马来西亚当局，当时我们看到多国的救援团队依然在南中国海进行搜救工作。布鲁姆和他的团队认为他们的方法是最终线索，如果得知飞机的最初位置以及飞机的速度，就可能得到飞机的飞行路线，但是马来西亚提供的数据时基于雷达提供的数据，精度不高。海事卫星组织可以排除飞机凭借携带燃油飞不到的地方，所以MH370肯定越过其中的一条弧线，飞机可能左转向南飞或者右转向北飞。 “马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 根据发动机Ping数据推断的MH370航班失联后可能飞行的南北走廊
时间平静了几天后，美国突然介入并传出消息称搜索范围扩大到印度洋附近。对于搜索队来说，搜索范围缩小了，但相对而言还是巨大的。从北面的哈萨克斯到南印度洋，面积多达2百万平方英里。国际海事卫星组织用来计算轨迹的敏感信息，通过高度机密的军用雷达数据，得知MH370在失联后，突然转弯向西飞行，先飞经马来半岛，在做另外一个转弯，朝西北方向飞行。最后的信号位于安达曼群岛，时间是凌晨2点22分。
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查失联后的飞机的模拟航迹

现在的证据都在预示了飞机遭到了劫持。MH370在二次雷达上消失后偏离航道的事实显示了飞机应答机可能已经被故意关闭了。而且劫机者非常了解波音777的飞机构造，他们需要将应答机关闭或者改变原来的编码。调查员开始拉网式的调查嫌疑犯，乘客名单是一份关键的证据。警方首先锁定了两名使用假护照的伊朗人，但很快被排除了。飞行员本身也收到了彻底的调查，但没有证据显示他们和恐怖分子有联系。在MH379消失超过一周后，尽管经过了26个国家的努力，但结果仍是一无所获。这给了许多飞机上乘客家属们希望，或许只是开了一个天大的玩笑而已……
3为什么寻找一架大型客机那么困难？
在伦敦，海事卫星组织仍在尝试新的方法进行搜救，他们得知飞机最后的位置分布在两个弧线区域上。调查员克里斯·阿斯顿（Chris Ashton）尝试着弄清楚飞机到底向那个方向飞，研究“握手”信号的途径还有一个，信号的另一个数据——飞机信号到达地面站所经历的时间。阿斯顿提到，两条弧线相距甚远，在这一阶段频率信息应该足够用来判断飞机真实的路径。与MH370接触的卫星，并非在空中静止不动。卫星会跨越赤道，南北往复移动，因为飞机同样在运动中，所以他们之间的讯号频率会发生变化。这种变化被称之为多普勒效应，因此可以用来计算飞机的飞行方向，这样可以预测出飞机的大致方位。但需要经过非常复杂的运算，在进行了多日的多普勒效应的分析后，终于计算得出了结果，最后确认飞机在南半球。这对于大家来讲不是一个好消息，它没有被劫持降落在哈萨克斯坦，而是飞往了汪洋大海。克里斯的研究报告被呈送到马来西亚当局，于是就有了下一幕。
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 马官方宣布，飞机飞往了南半球
从吉隆坡起飞被二次雷达追踪知道过了IGARI路点失踪，然后被军用雷达追踪直到完全从雷达上消失，国际海事卫星组织分析，飞机转往南飞行六个小时，最后的位置变得扑朔迷离。
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 飞机在1点起飞，2点失联，3点被军用雷达追踪直到4点消失
调查员科博通过以往的空难案例可用有助于解释飞机为什么最后向南飞行，2005年，太阳神航空波音737的机组人员，也想MH370一样失联了。当时两架F16对他进行拦截，他们飞到旁边，看到驾驶舱机长的位置是空的，副驾驶呆坐着控制飞机，机舱氧气面罩也掉了下来。原来是飞机的增压系统出了问题，但是机组成员没有察觉到。这里有个专业术语称之为：失压后的有效意识时间，飞机失压后在3万5千英尺平均只有30到60秒，飞行员就会因为缺氧而昏厥，但飞机仍处于自动驾驶状态。如果MH370的飞行员失去意识，可能会有其他人试图控制飞机。如果飞机激活了自动驾驶，任何人都可以操控飞机进入转弯状态。即使所有人都失去了意识，自动驾驶仪也能控制飞机，直到没油为止。但现在又有一个疑问，为什么MH370会偏航这么远？
“马航370去哪儿了？”跟着BBC看空难事故调查 飞机的“黑匣子”
能够解开整个谜团了只有飞机上搭载着的“黑匣子”。“黑匣子”可以记录驾驶舱的语音合飞机的飞行数据，通过这些数据可以重建飞机时所发生的任何细节。如果在水下，“黑匣子”会每秒发出一个被搜寻到的信号，但它的电池寿命只有30天。来自八个国家的飞机与船只搜寻多达62万平方英里的海域面积。国际海事卫星组织也在猜测MH370可能的飞行路径，他们发现，这个路径和那些卫星频率信号完全相同。随着时间的流逝，搜救工作也在南印度洋快速展开。其中澳洲的海洋盾号（Ocean Shield）搭载着深海救援专家展开作业。这时一艘英国舰HMS Echo似乎发现了“黑匣子”的位置，在水下探测到了37.5Hz的脉冲信号，海洋盾号也过来增援，在HMS Echo东南方向展开作业，为了更有效的侦测水下声波，救援人员采用了拖曳声波定位器。这种仪器可以承受水下6千米深压强的防护罩，保护内部的电子元件，保护罩后面是全向水平检波器，它是一个4向180度广角的麦克风。即使找到了“黑匣子”的信号，锁定信号源仍是一件浩繁的工作，尤其是在水下4.5公里处，声波定位去会下潜到海床上方1公里处，然后再拖行中侦测信号。这个深度可以有效的避免海洋生物和水温的影响，而且海床本身也会掩盖声源的位置，飞机的残骸会扭曲声音的路径，海底的地形也错综复杂，声音会沿着阻力最小的路径传播。就在海洋盾号沿着预测的飞行路线检查时，传来一个坏消息——先前检查到的37.5Hz信号是错误的。理论上讲由于飞机缺乏燃料，下降高度，它旋转了一次，同时发动机重启，发动机重启后会向海事卫星发出“握手”信号，但信号并不完整。所以调查员判断这个位置处于飞机的最终位置。

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