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機(jī)器人

如何搜索馬航MH-370黑匣子:精密聲吶定位 機(jī)器人出動(dòng)

星之球激光 來源:中國海洋報(bào)2014-03-26 我要評(píng)論(0 )   

3月25日,美國海軍官方推特公布搜索裝置照片,包括黑匣子定位器。這些設(shè)備很快即可抵達(dá)南印度洋相關(guān)海域。 目前,中國和美國都開始將黑匣子定位儀運(yùn)往南印度洋一線,搜...

       3月25日,美國海軍官方推特公布搜索裝置照片,包括黑匣子定位器。這些設(shè)備很快即可抵達(dá)南印度洋相關(guān)海域。

  目前,中國和美國都開始將黑匣子定位儀運(yùn)往南印度洋一線,搜索馬航MH-370航班的黑匣子。那么,如何在茫茫海中搜索黑匣子?要知道,在水下,無線電信號(hào)傳播遞減率極大。

  但是辦法總是有的!黑匣子,總共為兩條系統(tǒng),一套為記錄飛行數(shù)據(jù)的飛行數(shù)據(jù)記錄儀,另一套為記錄機(jī)組通話的話音記錄儀。一般飛行數(shù)據(jù)記錄儀在機(jī)尾,話音記錄儀在駕駛艙上部。而這兩套記錄儀上,都附加有水下定位信標(biāo)機(jī)。如果飛機(jī)落入水中,兩套水下定位信標(biāo)機(jī)就會(huì)自動(dòng)開啟,以27.5千赫茲的頻率發(fā)送聲音信號(hào)。

  為什么要用聲波傳遞信號(hào)?

  無線電波最大的弱點(diǎn)是在海水中傳遞衰減巨大,而且波長越小,衰減最大。不過,哪怕是低頻無線電波,在海水中每傳遞3米,其電波幅值就會(huì)衰減到原來的1/10,如果黑匣子沉入水下,依靠無線電發(fā)送信號(hào)——那么你永遠(yuǎn)也找不到黑匣子了。

  但是,聲音在水中的特性就截然不同了——海水對(duì)聲波的吸收要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)光波和電磁波的吸收。比如,100分貝,聲頻在10千赫的聲波,在海水中的遞減為0.95分貝每公里。相比于電磁波,要強(qiáng)很多。另外,在水中,聲音的速度也傳遞的更快,一般來說在1500米每秒左右,當(dāng)然傳遞中還會(huì)受到水壓,溫度,鹽分的影響,速度會(huì)快或慢一點(diǎn)。

  如何搜索水下的黑匣子?

  攜帶有水下定位信標(biāo)機(jī)的黑匣子入水后,就會(huì)自動(dòng)發(fā)動(dòng)27.5千赫茲的音頻信號(hào),時(shí)間約為1個(gè)月。對(duì)于搜索一個(gè)水下會(huì)發(fā)送聲音信號(hào)的黑匣子,其實(shí)就和搜索一艘潛艇類似——需要使用被動(dòng)聲吶。通過精密的被動(dòng)聲納,確定聲源位置,然后再派出水下機(jī)器人,回收黑匣子。

  以此次美國海軍攜帶的TPL-25拖拽式定位機(jī)為例,該系統(tǒng)是美國海軍主要的黑匣子水下定位儀器之一。它實(shí)際上就是一個(gè)被動(dòng)定位聲吶。按照美國海軍的公表數(shù)據(jù),TPL-25可搜索6000米深度的目標(biāo),接收音頻范圍為3千赫茲到50千赫茲,拖拽航速為1-5節(jié)。

  水下搜索黑匣子容易嗎?

  雖然有聲波定位和精密被動(dòng)聲吶,但是在水下定位黑匣子,仍然是一件相當(dāng)有難度的事情。

  TPL-25拖拽式定位儀的拖拽速度很慢,最快不能超過5節(jié),也就是9.26公里/小時(shí),比一個(gè)人騎自行車還要慢不少。面對(duì)幾十萬平方公里的搜索海區(qū),還有有限的搜索時(shí)間(MH-370)的水下定位信標(biāo)可能還能工作兩周),如果只動(dòng)員一艘艦艇進(jìn)行搜索,基本就是不可能的任務(wù)。

 

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