MH370搜救加时赛:黑匣子信号最后生命期

                                   在印度洋进行的马航客机搜救行动进入极为关键的时刻。

        4月10日，马来西亚航空MH370航班已经失踪33天，机上黑匣子的水下声纳信标（Underwater Acoustic Beacons，简称水下信标）将迎来最后的生命期——机上水下信标发射时间已经超过设计的30天，距离信标制造商测试可达的最长35天结束，也只剩不到48小时。
        水下信标是飞机上两个黑匣子——驾驶舱话音记录器（CVR）和飞行数据记录器（FDR）的一部分，在飞机遭受撞击或接触水面后开始自动以37.5kHz的特定频率发送脉冲信号，以便搜救人员能够定位。
        到4月10日澳大利亚一架飞机再次探测到声纳信号为止，多国搜救团队已经先后七次在海面探测到水下信标发出的信号（也称Ping信号），但截至记者10日晚间发稿，澳大利亚尚在分析最新信号，仍未能确认黑匣子的具体经纬度。
一旦超过35天极值各国仍未能确认其位置，水下信标的信号将随着电池耗尽而加速减弱。届时，各国在海面使用的声纳探测设备将难以派上用场，整个搜救行动的方式将可能被迫转向，水下探测设备和洋流分析模型等则会逐渐登场。
  

        随着电池剩余电量不断接近极限，不仅信号频率会变化，其传播范围也会不断地衰减

        从4月5日中国首次发现脉冲信号开始，各国在印度洋海域的搜救重点从飞机残骸转向黑匣子。
         4月5日，上海海事局的“海巡01号”在南纬25度、东经101度附近听到37.5kHz、每秒一次的脉冲信号。该搜救船上配备了美国Teledyne Benthos生产的黑匣子定位仪，最大可探测5000米。
此后数日英国海军“回声号”和澳大利亚军舰“海盾号”也在印度洋海域探测到了信号，尤其后者截至10日晚间共5次探测到了脉冲信号。
        “海盾号”使用的是美国海军第七舰队提供的拖曳式声纳定位仪，但探测到信号的海域大致距离中国“海巡01号”探测到信号的地方相差600公里。由于多次探测到信号且认为与黑匣子信标的信号相似，澳大利亚截至10日已经将搜救海域范围缩小至约5.8万平方公里。
         记者获悉，澳“海盾号”8日探测到的信号频率为33.3kHz，和黑匣子特定的频率37.5kHz有所不同，这引起了外界疑问。澳大利亚联合机构协调中心负责人安格斯•休斯敦解释，法航447航班搜救行动中，也曾有接收到34kHz的信号频率。
        MH370上的一组黑匣子由美国航空航天设备制造商霍尼韦尔（Honeywell）组装，但黑匣子上发出信号的水下信标则来自于美国加州的一家名为Dukane Seacom的信标制造商，该公司制造信标已经有30年历史。该公司高管Chris Portel表示，该公司此前的测试表明信标正常发射信号周期可能达到35天，但信号频率可能会出现变化。按照MH370的情况计算，这意味着信标发射信号的时间可能只剩不到48小时。
        Dukane Seacom公司主席Anish Patel表示，现在已经是额外的时间（bonus time）了。根据Anish Patel的补充，黑匣子上无法充电的锂离子电池过了30天这一窗口期后，有可能再撑10天才会停止工作，但这一阶段内电池提供能量也将“非常弱”。根据法航447航班调查报告，法航447航班上信号传输同样被设计为可能达到40天。
        2009年6月1日，从巴西里约热内卢飞往法国巴黎的法航447号航班（空客A330-200机型）坠落大西洋，机上228人全部遇难。和5年前的法航447航班类似，马航失联航班同样没有求救信号，没有目击者。
随着电池剩余电量不断接近极限，不仅信号频率会变化，其传播范围也会不断地衰减。按照设计，满电时水下信标的信号可以被在约2英里外的定位仪探测到。但Anish Patel称，黑匣子的电量接近极限后，信标发出的信号需要在更近的距离内才能被测到。
       尽管无法准确地给出电池接近极限情况下信号的传播距离，Anish Patel强调信标最终还是会随着电池消耗而停止工作。换言之，黑匣子上的水下信标可能最早本周六便会停止发射信号。
澳大利亚“海盾号”携带的Bluefin-21工作时间可以达到25小时，最深可以潜到4500米，符合目前搜救的印度洋东部海域水深的要求
      信号消失并不意味着搜救工作不得不告终。

      法航447航班失事后先后进行了四轮搜救行动，持续两年，水下信标在第一阶段搜救尚未结束时便已经停止工作。
澳大利亚方面8日已经决定，如果最终发现无法探测到脉冲信号，将会启用水下航行器（Autonomous Underwater Vehicles，简称AUVs），搜巡洋底。
水下探测设备对于空难搜救并不陌生。澳大利亚“海盾号”除了带有拖曳式声纳定位仪，还装备有世界上最小的AUV Bluefin-21。
       AUV设备也在法航447航班失事后的搜救行动中得到了运用。根据法国空难调查局（BEA）针对法航447空难的最终调查报告，从第三轮搜救开始，美国伍兹霍尔海洋研究所就开始利用REMUS 6000型AUV在海底进行搜寻。根据调查报告的配套资料，这一表面呈现黄色的鱼雷状物体可以6英里/时的速度在海底工作22小时。
不过这一设备并不能保证顺利搜救到。上述法航447事故报告就显示，持续44天的第三轮搜救行动中，三个REMUS 6000型AUV搜索了总共6300平方公里的海底，但仍然一无所获。
       此后BEA再度对搜寻范围进行了思考，并启动了第四次搜救。华裔科学家陈长胜（美国麻省大学海洋科学和技术学院教授）领导的团队，利用其所开发的FVCOM模型，综合考虑了天气、海面风速、风向、太阳辐射、降水蒸发、潮汐和河水通量等多个影响海洋运动的驱动力，再投放9个漂流计后算出四个概率最高的地点。
根据BEA报告，最后成功的这一轮搜救的范围在最后飞机地点为中心的20海里圆圈内，持续了半个月，黑匣子和飞机残体都被发现。
       根据公开资料，澳大利亚“海盾号”携带的Bluefin-21工作时间可以达到25小时，持续时间比法航所使用的REMUS 6000型工作时间更长，最深可以潜到4500米，符合目前搜救的印度洋东部海域水深的要求。
事实上，AUV的使用将在确定无法探测到信号之后才会被使用，且需要提前依靠洋流运动模型和漂流计的配合才能准确发挥作用。而根据上述法国调查报告，尽管海洋研究团队给出了四个大致地点，AUV花了接近一周时间才找到黑匣子，此时AUV已经是第十八次下海。