在望向天空时，你是否常常在想，如果人可以飞上天是什么样子？不管是小时候的童真幻想，还是成年后出于对冒险的渴望，飞行对于人来说曾经一直都是遥不可及的梦想。如今的科技不仅能让人飞向天空，还可以将人送上宇宙，人类对飞行技术的掌握已经越来越成熟了。

但在早期人们对飞行的探索过程中可是吃尽了苦头，不少人秉承着科学的实践求真精神，更是在飞行这条道路上献出了生命。直到莱特兄弟的出现，飞行器才有了基本可行的方案。后来通过空气动力学的发展，以及物理技术和工业力量的提升，人类终于有了“飞行”的能力。飞机如今在人们的生活中成为了一种重要的交通工具，在全球一体化的过程里，飞机也有着十分重要的贡献。

飞行器

关于飞行，古代的许多故事中都有涉及飞行这一概念。例如在古希腊神话故事里，伊卡洛斯便是飞行界的传奇人物。传说伊卡洛斯有着风一般的速度，飞行时能够与太阳肩并肩，这一切都来自于代达罗斯给他制作的翅膀。由于飞得太高，太阳融化了羽毛上的蜜蜡，伊卡洛斯最终跌入海中被淹死。

除了神话故事，在历史上已有记载，还有9世纪到11世纪期间，人们对滑翔伞尝试。不过这个时期缺乏对飞行的具体研究以及相应的系统理论，飞行测试都对飞行员造成了不同程度的伤害。很长一段时间里，飞行都是危险的代名词，如果人们飞向天空不能保证安全，那还有什么意义呢？

到了19世纪莱特兄弟的出现，人类才真正在飞行上有所突破。对于莱特兄弟来说，他们早在1890年时就领略到了动力滑翔机的风采。那时的滑翔机和蒸汽动力飞机模型极大的吸引了莱特兄弟的注意力，真正让兄弟二人付诸实践的是李林达尔在滑翔机测试中不幸机毁人亡，这一事件让两人决定制作出一种可以操控并且控制稳定的飞行器。

时间来到20世纪初，莱特兄弟在过去近十年的时间里，经过大量的尝试和改进，终于在飞机设计领域有了突破。经过重新设计的机翼比之前的原型机有了更好的升阻比，并在风洞实验后完全抛弃了李林达尔原有的计算数据进行设计。在飞行测试中，奥维尔发现了固定尾舵对飞行的影响，兄弟俩又改进了滑翔机尾翼。这使得滑翔机尾舵可以进行左右摆动。

莱特兄弟在不断摸索和尝试中完成了基本的飞行系统，并在1903年申请了设计专利，随后制造出了配有动力装置的飞行者一号。之后的数年间，滑翔机得到更加完善的改进，兄弟二人还创办了莱特公司。就这样，人类的飞行时代开启了。

现代飞机

飞机的快速发展是在两次世界大战期间，战争加快了飞机的研发脚步前进。飞机变得越来越多样化，能力也日渐优异，飞行早已不是什么难事。如今大部分的飞机已经抛弃传统空气动力学的螺旋桨式飞行，转而采取了更为强力的喷气式发动机进行动力输出，极大的减少了空气动力对飞行的限制。在飞机快速发展的同时，相应的也有了一套完善的管理系统和空中交通管制。飞机除了飞行，最重要的就是通信联系了

在飞机万米高空的飞行过程中，空中交通管制起着非常重要的作用。

空中交通管制被称为ATC，是地面的联络人员协调和了解空域及机场内不同航空器的航行路线和飞行模式，以防止飞行器在空中或者地面发生意外能够确保它们仍然可以正常运行。

地面站的雷达发射信号，通过飞机折返，根据雷达天线的旋转角度和回波反射时间就能够计算出飞机的位置和距离。另外，ATC还会提供实时的天气情报、航空交通状况用来辅助飞行。

由于飞机在高空飞行中脱离了地面固有的坐标系，出于安全等各方面的考虑，空中联络是飞行途中十分重要的一个环节。那么飞机飞行过程中，是如何与地面联系的呢？

首先来看看基本的通信系统，以波音737系列的客机为例，光是飞机上的通讯天线就有30根，主要用于地对空或者空对空的通信以及导航。其中高频通信是飞机重要的一个通信段，这能让飞机与地面站和其他飞机之间进行远距离语音和数据通信。高频通信发射的电磁波能够被电离层反射，最远可以传输4000千米的距离，通常被安装在飞机的尾部或垂直安定面的前缘。

另外，飞机与飞机之间、飞机与地面站之间还有“甚高频通信系统”，甚高频VHF能够提供这些方面的语音和数据的数字通信。737客机上装有两台VHF收发机，而且两台收发机的通信相互独立，信号天线分别在机腹和机顶。

除了飞机本身自带的两套通讯系统外，卫星通信系统也是一个重要的组成部分。由于飞机在高空飞行中，通信效果容易受到天气干扰，特别是海域飞行或者偏远地带飞行时，信号传输可能因为地面站台覆盖不到，导致控制中心无法获得飞机的具体位置和实际飞行情况。为了保证飞行的通信安全，飞机都应该通过卫星通信系统来保障飞机的通信状态。

在自动通讯系统上，飞机有“广播式自动相关监视系统”，简称ADS-B。这套系统无需人工操作或者询问，它能够自动从相关的设备上获取参数，飞行期间向其他飞机和地面站传输飞机的所有飞行信息。这套系统最初是航空公司为了跨海飞行为了保证航空器在无法进行雷达监视的情况下，利用卫星的实时定位所作出的一个安全监视方案。

什么情况下会失联？

通过以上的简单介绍，我们知道了飞机的多种通信系统，还有多种保护手段。纵使飞机的通讯有众多保障，但人造设备也不是绝对完美的，飞行时难免会有一些问题出现。对于飞机来讲，最让人担忧的就是飞行过程中的失联问题。

以通讯系统失联来讲，甚高频和高频信号是飞机的主要通讯手段，但是两个信号频段都有自身的不足。VHF的波段衰减很快，传播距离很近，通常是在可视距离内通讯。而高频通讯虽然通讯距离非常远，但由于短波信号的不稳定，以及电台间的相互干扰，这会影响高频通信的通信质量。

通常来讲，通讯系统失联很大程度上是人为的失误。飞行机组一般会选择甚高频信号作为主要的通讯手段，包括应急通讯和数据通信。在没有干扰的情况下，如果机组人员选用的通信频段与地面站的信号频段的频率出现失误，机组又刚好没有选择相应的信号频段，同时飞机也没有配备卫星通信系统的话，飞机就会失联。

飞行人员的这一系列失误操作就会构成链式事故，也就是航空安全上所说的“REASON模型事故链”。另外，飞机的机械故障也会引起飞行失联情况，一般而言只需要依据操作手册进行排查就能够修复基本的故障问题。

如果飞机出现地面雷达信号失联的话，那么问题就会比较严重了。通过前文我们得知了飞机都会搭载ACT系统，这套系统通过地面及飞机的应答机进行信息回应。有A、C、S三种应答模式，其中S模式是最为全面的模式，它能够获得所有的飞行信息。对于737客机来说，一般具备两套相互独立的ACT系统，并且采用S应答模式。

如果这两套系统都失效了，雷达信号就会失联，这时就无法获得飞机的飞行高度和唯一识别码，空中防撞系统和飞机之间的ACT也会失效。在极端情况下，例如飞机系统发生严重故障，或者出现劫机这种事件才会导致雷达信号失联或者全面失联。

如何避免？

飞行既然会出现潜在的危险，飞机作为重要的交通工具肯定也会有相应的应急措施和保障来避免飞机失联。其中我们最常听说的一个方案就是“黑匣子”，这是飞机最后的信号保障。黑匣子有一个高精尖的发射器，能够不断发射信号将飞机位置精度缩小在几米的范围。如果飞机损毁，黑匣子便是最后的信号保证。

在卫星监管系统方面，通过持续拍摄海洋来获得海域信息，类似捕捉轮船信号一般，光学卫星可以不断拍摄海面，以此能够发现在云层中的飞机。近年来，国际航空组织还将拟定飞机的实时信息监控，与现有的主被动信号传输不同，实时信息监控通过卫星通讯和网络传输将飞机的每段飞行信息进行实时反馈。

我国近年也在研究卫星网络的搭建，让地面站转为卫星站，这样可以避免地面站的信号失联，同时还能覆盖全球。最关键的一点是如何保证在如此多的信号面前，卫星能够及时高效地处理各种信号，这使得卫星站的建设成为了一个重大挑战。

法国的空难调查局BEA将在未来利用一种触发式信号来对飞机故障进行预警。这种触发式的信号只在飞机可能出现问题的时候发送少量信息，并向地面预警，如果能避免信息误报，这套系统在不久后将会投入使用。

结语

飞机的从发明至今已经有上百年的历史，在这期间的飞行事故除了战争和早期的研发，飞机其实是一种非常安全的交通工具。全球每年的都会有数十万次的航班进行飞行，而事故率只有百万分之一。如果一名乘客每天都要乘坐飞机出行，那么他可能要461年才会遭遇一次致命事故。

同时飞机对所有的相关人员都提出了非常高的要求，以机长为例，大型客机的机长至少要有20年的飞行经验才能够驾驶飞行。在每次飞行前，相关工作人员都会对飞机进行仔细检查和清洁。正是每个机务人员的共同努力，才能够保障每一次的出行安全。

最后，从飞机的各方面设计和通讯保障来看，要想飞机失联必须是重大的故障事故或者劫机才会出现。所有的一切都在安全保证下进行，作为乘客而言只需要放轻松地享受每一次飞行就好了。