随着民用航空业的迅猛发展,飞机成为愈来愈多出行者的选择。由于航空运输的特殊性,一旦飞机遇险或紧急情况下实施迫降,尽快搜寻到遇险地点,尽早对遇险人员实施救援与提高人员的生存率变得尤为重要。
作为机载应急设备,应急定位发射机(Emergency Locator Transmitter,以下简称ELT)在飞机遇险时通过不同的触发方式,在规定的频率上发射求救信号,协助搜救组织进行搜救。
早期ELT是根据美国联邦航空局(FAA)技术标准规定TSO-C91设计生产。应用模拟技术,ELT通过121.5/243MHz两频率发射应急呼救信号。121.5MHz和243MHz频段分别用于向民用和军用搜救系统求救。
自1973年ELT成为FAA强制要求安装的机载设备后,在实际使用中发现其可靠性差,触发率低于30%,误警报率却高达90%以上。
1985年,FAA修订技术标准规定为TSO-C91A,按此标准生产的ELT的性能和可靠性得到明显改善,触发率为60%以上,误警报率低于5%。
由于ELT发射的是模拟信号,搜救组织接收到信号后,只能判断可能有飞机遇险,却无法获知其他相关信息;频率的不稳定性也仅能将飞机遇险位置定位在约1260平方公里范围内。因此,实际救援效果并不理想。
随着人们对生命安全的重视和相关技术的发展,针对使用问题,根据FAA TSO-C126设计的ELT应运而生。该型ELT工作在406MHz频率上,ELT被触发50秒后,通过406MHz频率,每50秒发射一次5瓦特功率的更强更稳定的数字信号,包含与ELT对应的特定识别信息。
同时,利用多普勒效应或应用GPS导航技术,可将信号发射位置定位在约14平方公里,甚至小于1平方公里范围内,极大提高了搜救的快速反应能力和准确性。
目前,常用的ELT主要依据FAA TSO-C91A和TSO-C126设计生产,同时符合全球卫星搜救组织COSPAS/SARSAT标准T.001。它能够同时工作在121.5/243MHz和406MHz发射频率上。
其中,406MHz为COSPAS/SARSAT主要使用频率,COSPAS/SARSAT通过接收ELT在该频率上发射的特定数字信号获得相关飞机信息,并确定飞机遇险位置;121.5/243MHz则用于具体实施搜寻阶段找寻遇险飞机和人员。
这里简要介绍一下全球卫星搜救系统COSPAS/SARSAT。COSPAS/SARSAT是由加拿大、法国、美国和前苏联联合开发的全球性卫星搜救系统。
它使用搜救卫星为全球,包括极区在内的海上、陆地和空中,提供遇险报警和定位服务,以使遇险者得到及时有效的救助。系统由遇险示位标、卫星星座和地面分系统构成(参见图1,COSPAS/SARSAT系统组成)。ELT即为示位标的形式之一。
当用户飞机遇险后,ELT通过自动、人工或水触发,在121.5/243/406MHz频率上发出报警信号,经卫星接收和转发后,由遍布全球的本地用户终端接收并计算出遇险目标的位置,随后经国际通信网络通知遇险地区相关搜救部门进行搜救。
自1982年投入使用,COSPAS/SARSAT系统对全球遇险搜救发挥了重要作用,据统计,该系统已在6,800次遇险事件中成功救助约25,000人。我国政府也于1994年加入该组织,负责对中国服务区的实时覆盖和报警数据的处理分配。
目前使用的航空ELT有四类:
(1)自动固定式ELT(Automatic Fixed ELT,简称AF)
主要由发射机组件、安装支架、控制面板(驾驶舱内安装)、天线(机身外安装)和电池构成。作为可选组件,某些ELT包括外置编码存储组件和/或导航接口组件。
其中外置编码存储组件用于存储ELT识别码等信息;导航接口组件将ELT与GPS等飞机导航设备相连,能够自动实时获得飞机位置数据。该型ELT被固定安装在飞机尾部。当飞机受到一定撞击力时,ELT通过惯性电门自动触发。
(2)自动便携式ELT(Automatic Portable ELT,简称AP)
其构成、安装和使用方法与自动固定式相似。两者的差别是:除机身外部安装天线外,该型ELT的发射机组件集成一根备用天线;在特殊情况下,ELT可以被拆下用作便携式ELT。
(3)救生式ELT(Survival ELT,简称S)
主要由发射机组件、安装支架、自动展开式天线和电池构成。该型ELT安装在飞机客舱内有明显标识的位置,一旦发生紧急情况,易于遇险人员取用。它可以通过手动触发或水触发。
(4)自动展开式ELT(Automatic Dep- loyable ELT,简称AD)
其固定安装在飞机尾部。当飞机受到一定撞击力时,将自动展开并自动触发。该型ELT在民用客机上较少使用。
为了保证快速准确地进行搜救,搜救组织须获取遇险飞机的相关信息。TSO-C126 ELT在一定程度上提供了解决方法。
ELT通过406MHz频率发射112位或144位二进制信息。与112位信息比较:144位信息适用于通过数据接口连接飞机导航设备的ELT,增加的位数用于记录飞机位置数据。
搜救人员自然希望获得尽可能多的有用信息,如:机型,飞机注册号,乘客数量,运营人和遇险位置等,但ELT发射的信息却是有限的。为了解决该矛盾,按照COSPAS/SARSAT标准,对每部ELT编制唯一特定的15位十六进制识别码,飞机有关信息被存储在由该识别码为寻址码的数据库中。
当COSPAS/SARSAT接收到ELT在406MHz频率上发射的包含该识别码的数字信号后,通过解码获取该识别码,从而获取对应的飞机信息,并立即联系飞机运营人确定求救信号的真实性后展开搜救工作。
ELT的15位十六进制识别码包含ELT序列号或飞机注册号或应答机S模式地址码等编码信息,并使用国别码(如:中国区代码412或413,美国区代码366)划分其使用区域。识别码包含的信息内容取决于编码方式。
COSPAS/SARSAT标准规定的编码方式有四种:
(1)根据飞机注册号编码(简称T/N);
(2)根据ELT序列号编码(简称S/N);
(3)根据国际民用航空组织(ICAO)指定的飞机24位地址码编码(简称ICAO);
(4)根据航空公司自定义方式编码(简称AOD)。
选用何种编码方式由ELT注册所在国的当局机构来决定。中国民航局(CAAC)无线电管理委员会负责ELT在中国的注册和管理。
但目前国内对ELT的编码方式还未完全统一标准。根据ELT的类型和供应商,国内航空公司主要使用上述方式中的前两种,其中:
T/N方式适用于配有外置编码存储组件的自动ELT。识别码等信息被额外存储在外置编码存储组件中。由于送修或检验而拆换飞机上安装的ELT时,只需拆换发射机组件而保留该存储组件。
新安装的发射机组件通过接口与编码存储组件连接,进行相关操作后,存储在内的信息将被自动更新,因而使原ELT的识别码得以保留,无需重新编码。
对于其他类型ELT,S/N是较为方便的一种编码方式。由于根据ELT自身的序列号进行编码,识别码只与ELT有关,不会随飞机变化。若发生拆换,新安装的发射机有自己的识别码,无需再次编码,但该架飞机ELT识别码的变更必须及时通知管理当局。
以D航机队为例,下表列举了所使用ELT的型号和相应编码方式:
ELT的适航要求各地适航当局对ELT的使用均有严格要求。下文主要说明美国联邦航空局(FAA),欧洲联合民航局(JAA)和中国民航局(CAAC)的相关适航规定:
根据FAR91.207规定:除局方其他规定外,在美注册的依据FARl21,125或135运行的航空器,必须装备一台经批准的自动应急定位发射机;除上述情况外的其他航空器,必须装备一台经批准的个人或自动应急定位发射机。
同时,FAR121.339和121.353规定:对于延伸跨水域和无人烟地区上空飞行的航空器,必须装备一台经批准的救生式应急定位发射机。
JAA和CAAC对ELT的相关规定,如表1所示。
另外,为确保自动接收遇险飞机发射的信号,自2009年2月1日,COSPAS/SARSAT系统己不再处理121.5/243MHz频率上的信号,若用户飞机安装的ELT不能工作在406MHz频率上,将无法继续接受COSPAS/SARSAT的服务。
总之,若安装ELT的类型、数量和工作频率不符合适航要求,飞机不允许被放行。为此,对于在中国注册的飞机,除得到CAAC豁免外,所有航空公司必须在规定时限内,完成121.5/406MHz频率ELT的更换工作,且飞机在投入运营前必须对ELT进行正确编码和注册,以保证存储和紧急情况下获取飞机相关信息。
随着遇险搜救的全球化和相关技术的发展,ELT在民用飞机搜救行动中发挥着日益重要的作用,从各地适航当局对相关规章的修订足以看出对ELT的重视。ELT的标准将逐渐趋于统一,使用将趋于更加规范,同时,对ELT的研究也将不断深入。
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