據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每天大約有10萬架次飛機(jī)進(jìn)行起降。如果從太空俯瞰地球，這些飛機(jī)的航跡會編織成一張巨大的交通網(wǎng)，將地球包裹起來。
航線建立之初，還沒有生成一套行之有效的飛行規(guī)則，在遇到通行高峰期或復(fù)雜情況下，就可能會發(fā)生飛行事故。1960年12月16日，紐約城天空雨雪交加、濃霧彌漫，兩架客機(jī)飛行中突然相撞。
空中既沒有紅綠燈，也沒有交警指揮，如何讓飛機(jī)井然有序地飛行？20世紀(jì)70年代末，為解決飛行安全問題，各國航空指揮所建立起一系列類似地面交通法規(guī)的防相撞規(guī)則。
“交規(guī)”①：莫“壓線”，間隔好
與地面交通相似，空中交通網(wǎng)絡(luò)也是由一條條“道路”組成，這些道路稱為“航路”。不同之處在于，地面上的道路只有長和寬，而“航路”有上下高度限制。這種差別就像長方形和長方體，一個(gè)是二維的，另一個(gè)是三維的?？v橫交錯(cuò)的航路看似雜亂無章，實(shí)則都經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)、甄選，不僅要考慮飛行的具體方向、起止點(diǎn)和經(jīng)停點(diǎn)，還要根據(jù)空中交通管制需求調(diào)整空間方位，確定出航路的“三維坐標(biāo)”。
航路一經(jīng)確定，飛行員就要按規(guī)定航路飛行，嚴(yán)禁“壓線”。然而，受紊亂氣流影響，飛機(jī)飛行過程中會偶爾偏航。為此，設(shè)計(jì)人員將航路分為一個(gè)個(gè)高度層，每個(gè)高度層只允許飛機(jī)按規(guī)定方向單向飛行，就好比地面上的單行線，不允許逆向行駛。此外，飛機(jī)在前后、左右方向上必須保持至少20公里的間隔距離和10分鐘以上的時(shí)間間隔，這些規(guī)定是飛行安全的有力保障。
“交規(guī)”②：聽指令，要避讓
車輛通過十字路口時(shí)，需要紅綠燈來維持秩序，避免撞車。然而，空中并沒有紅綠燈，一旦多架飛機(jī)沿不同航路經(jīng)過同一匯聚點(diǎn)該怎么辦呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，空中飛行僅靠“自覺守規(guī)”還不夠，為避免相撞，還需要塔臺管制員指揮調(diào)控。
管制員就像“空中交警”，發(fā)布指令調(diào)整飛機(jī)速度，讓飛機(jī)有序通過匯聚點(diǎn)。管制員可以命令飛機(jī)盤旋等待，等別的飛機(jī)通過后，再按原計(jì)劃飛行。與“地面交警”不同的是，管制員還是“三維大師”，他可以充分利用三維空間的高度層，通過改變飛機(jī)飛行高度來科學(xué)指揮空中交通。
“交規(guī)”③：聽語音，防相撞
在復(fù)雜環(huán)境下，僅靠管制員指揮和飛行員操作并不能完全避免相撞事故的發(fā)生。2018年11月4日，加拿大2架飛機(jī)在接到管制員多次調(diào)配指令后，依然發(fā)生空中相撞事故。為確保飛機(jī)飛行絕對安全，空中防撞系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
空中防撞系統(tǒng)能夠檢測到一定時(shí)間內(nèi)即將發(fā)生的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)工作時(shí)，空中防撞系統(tǒng)詢問器會發(fā)出脈沖信號，當(dāng)其它飛機(jī)的應(yīng)答器接收到詢問信號時(shí)，會發(fā)射應(yīng)答信號?？罩蟹雷蚕到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)會根據(jù)發(fā)射信號和應(yīng)答信號的時(shí)間間隔來計(jì)算距離，同時(shí)依據(jù)方向天線確定方位，為駕駛員提供警告信息，這些信息實(shí)時(shí)顯示在駕駛員的導(dǎo)航信息顯示器上。
現(xiàn)代民用航空的空中防撞系統(tǒng)還可以提供警告語音，當(dāng)與別的飛機(jī)距離過近時(shí)，系統(tǒng)會在駕駛艙內(nèi)發(fā)出警告語音，如“爬升”或“下降”等。此外，空中防撞系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可以計(jì)算出監(jiān)視區(qū)內(nèi)飛機(jī)的動(dòng)向和可能的危險(xiǎn)，使駕駛員有25至40秒的時(shí)間采取應(yīng)急措施。
左圖：縱橫交錯(cuò)的空中航線示意圖。資料圖片