浅谈应急定位发射机的工作原理及其机队管理

王鹏

摘要：围绕应急定位发射机的工作原理以及在航空安全方面起到的作用及影响，详细系统地分析了航空公司如何选择适合本航空公司的ELT产品以及在日常营运如何正确维护与管理ELT设备。

关键词：ELT;机队管理;运营维护

0引言

依据CCAR91.435条要求，2008年7月1日后，任何批准载客19人以上的飞机必须装备一台自动应急定位发射机（ELT）或两台任意类型的应急定位发射机，且所有实施国际运行的航空器上安装的自动触发工作的应急定位发射机必须能够同时工作在121.5MHz和406MHz频率上^[1]。

规章颁布后，为了能在规章要求日期前使本航空公司运营的飞机满足要求，全国范围内的航空公司集中对运营飞机进行分批分拨的加装或改装以满足局方要求的含有406MHz频率的应急定位发射机，目前全球有资质、符合要求的应急定位发射机主要有霍尼韦尔公司、泰雷兹公司、ELTA和ARTEX四家供应商，航空公司选择加装的应急定位发射机绝大多数都是从这四家有资质的供应商中选择的。然而，由于部分大型航空公司机队规模庞大，一两家供应商无法满足加装数量需求，出现了四家供应商的产品都加装到该航空公司的飞机上的情况，又或航空公司在新飞机引入时的设备选型上选择了不同厂家的应急定位发射机设备，这就产生了一个新的挑战，即航空公司如何在运营中管理多厂家多种类的应急定位发射机，实现既能有效管理好这些设备又能节省运营成本。

本文将围绕这个课题详述不同厂家不同种类应急定位发射机的特点以及在运营中的管理和维护，从而帮助航空营运人选择适合自己机队的应急定位发射机，减少其在运营中管理和维护的成本。

1机载应急定位发射机

1.1 ELT的类型

应急定位发射机（ELT）是在航空领域中对求救电台的一种特定称谓。从ELT的安装形式划分，可分为固定式ELT（Automatic Fixed，标记为TYPE 406AF）和便携式ELT（Portable ELT，标记为TYPE406S或406AP）。从触发形式上划分，可分为水触发和自动触发，如图1所示。

1）水触发是指以ELT的电池元件为电解质电池，当电池元件接触到海水或淡水后电池内的电解质遇水发生化学反应形成电解液从而产生电化学作用，为ELT提供稳定的工作电源。这种工作形式的ELT通常应用在便携式ELT中。

2）自动触发是指ELT发射机内部装有坠撞探测“G”电门，这种工作形式的ELT可以应用在固定式ELT上也可应用在便携式ELT上。

固定式ELT是一种永久性固定安装在飞机上的ELT。ELT发射机上安装了坠撞探测“G”电门，这是一个重力加速度感应装置，当“G”电门探测到坠撞信号后会自动激活触发ELT^[2]。该类型的ELT使用外部天线，在驾驶舱安装了控制面板，还可以在驾驶舱选择加装蜂鸣器。

便携式ELT用于发生坠撞事件后为幸存者定位事发地点以得到及时救援。这类ELT又分为水触发型和自动触发型。根据航空器的载客人数和CCAR91.435的要求在客舱的前后区域安装不同数量的便携式ELT。

1.2 406MHz频率介绍

1） 406MHz频率产生的背景

早期应急定位发射机是依据RTCA/D0-183標准使用国际公认求救信号频率中的121.5MHz和243MHz（243MHz为军方使用），但随着国际救援组织成员国数量不断增加，在全世界范围内搜索面积不断扩大，新的问题开始出现。

国际救援组织每年都要应对上百个求救信息，有时在同一天内就有十几个求救信息出现，后来证实超过90%的“求救”信息都是误发的假信息，而当时的国际救援组织无法在技术上短时间内判断这些“求救”信息的真伪，在救援上造成了很大的麻烦，浪费了大量的宝贵时间。

为了有效解决该问题同时改善信号的可靠性使搜索和救援更有效，SAR机构提出在原有求救电台频率的基础上增加406MHz频率。

2） 406MHz频率的特点

406MHz频率满足国际救援组织要求的工作范围，增强了发射电台的稳定性，输出功率高。

典型的406MHz电台在被激活的状态下每隔50s发出一个持续时间为0.5s的5W射频脉冲（典型的121.5MHz的输出功率为250mW），这个射频脉冲具有很高的稳定性，定位更加精确，脉冲信号对数字信息进行相位调制。

406MHz电台还有一个重要特征是增加了一个唯一的数字信息，信息包括电台注册的国家相关信息，通过“编码协议”以编码的形式输入电台。

406MHz频率特点包括：适应系统要求、频率稳定、输出功率高、数字信息的唯一性、特定的编码形式。

1.3 406MHz频率ELT编码原理

1） 406MHz频率的编码原则是根据ICAO ANNEX 10 CHAPTER5中对编码的相关要求，对于未包含导航信息的短信息格式共计112位数据字符，其中第26-85位用于406MHZ ELT数字编码信息，首先将所有信息内容通过二进制编码形式进行编辑，得到一个60位二进制编码组，然后再对60位二进制编码组进行二次编码，形成一个15位十六进制编码。具体步骤为：

a.识别变量信息，将变量信息转换为二进制数值表示，如图2所示。

b.组合二进制数值

1-0 1 00 1 1 1 00-0 1 1-0 00-1000000000100-11010010-00000000000001011000-01

c.将二进制数值组合成一个60位字符串

10100111000110001000000000100110100100000000000000101100001

d.重新排列成4位一组的字符块

1010-0111-1000-0100-0000-0001-0100-1000-0000-0000-0001-0110-0001

e.转变成同等意义的十六进制表示

A-7-8-C-4-0-1-3-4-80-C-1-6-1

f.编辑成15位十六进制识别码

A78C40134800161

2）编辑ELT码需要具体的信息内容，将这些内容以一种特殊的格式创建出唯一一个15位十六进制码，有四种主要类型的编码格式：

a）发射机序号;

b）飞机运营商和序号（1-4096）;

c） 24位飞机地址码;

d）飞机国籍和注册号。

营运人（航空公司）需要选择其中一种格式向当地的适航当局或适航当局委托的其他机构（无线电委员会）申请并登记注册，因此营运人只有充分了解406MHz频率ELT编码原理才能合理地选择适合本航空公司机队特点的编码格式。

2 ELT产品的选择和管理

2.1 ELT特点介绍

要选择适合本航空公司的ELT产品，首先要了解不同种类ELT的功能特点，下面对固定式ELT（AF型）和便携式ELT （AP型）的特点进行介绍。

1）固定式ELT

大多数厂家的固定式ELT均包含AIM （Aircraft Identification Module）模块或程序狗（Programming Dongle），编码信息可存储其中，因此对于固定式ELT，其编码方式一般均采用24位飞机地址码或飞机国籍和注册号，这样当更换ELT后在AIM模块或程序狗中的编码信息可以直接写入新装的ELT，编码未变，无需向局方的无线电管理委员会报备。

2）便携式ELT

a.便携式救生型ELT其编码信息只能在车间写入，因此编码一般采用ELT序号编码，更换ELT后必须将编码通知总局无线电管理委员会。

b. THALES KANNAD 406S ELT其编码信息存储在程序狗中，可采用24位飞机地址码或飞机国籍和注册号编码，更换ELT后，仅需将程序狗连接到新装ELT上，编码信息自动写入ELT，无需重新审批。

c.ELTA ADT 406S ELT其编码信息存储在AIM模块中，可采用24位飞机地址码或飞机国籍和注册号编码，更换ELT时，需保留飞机上原有的AIM模块，AIM模块中的ELT编码信息自动写入新装ELT中，同样无需重新审批。

2.2合理化管理ELT的益处

航空公司要想做到合理化管理ELT首先要对ELT设备统一型号、统一编码。统一型号是指根据航空公司机队自身特点在同一机型上选取同一厂家的产品。在ELT选型时要多方面考量ELT的产品特点，不仅要考虑前期投入成本，后期的持续维护成本也是考虑的重要环节之一。统一编码是指针对不同厂家的ELT依据其设计原理采用不同的编码方式，航空公司虽然可采用ICAO规定的任一种ELT编码方式，但如果选用的编码方式不适合所选用的ELT特点会使后续的维护管理产生额外的成本。以Honeywell406S ELT为例，若采用24位飞机地址码或飞机国籍和注册号编码，则更换ELT前必须对安装的ELT进行重新编码，使其与拆下ELT的编码一致，这样就增加了拆换工时率，增加了航空公司的维护成本和管理成本。若采用ELT序号编码，则仅需制定管理程序，在更换ELT后及时通知ELT管理控制部门即可。再如泰雷兹生产的便携式和固定式ELT的编码信息均保存在程序狗中，航空公司可将ICAO规定的任一种ELT编码方式事先编入到程序狗中，更换ELT时须保留原有的程序狗，并使用程序狗将编码信息输入新装的ELT即可完成对新装ELT的编码录入。这种形式的ELT输入编码较为简便，只要控制管理好程序狗即可，但由于增加了程序狗的子部件，因此前期投入成本相对较高。

2.3 ELT的持续维护

航空公司在日常运营中对ELT的持续维护既要满足局方的要求（CCAR91.435.（d））也要满足OEM厂家在零部件手册中对产品自身的要求，如何制定出一套高效合理的ELT维护方案是每个航空公司都会面临的问题，下面具体说明局方和OEM厂家对ELT持续维护的相关要求。

2.4局方对ELT的运行要求^[3]

CCAR91.435中对机载ELT部件有具体的要求，包括：

1）安装情况

航空器运营人必须每12个日历月对ELT的安装、固定和完好性情况进行详细的目视检查，包括ELT的安装底座、卡环、锁扣等状态和ELT附件的安装、固定，以及是否存在损伤、腐蚀等。

2）电池的腐蚀情况

航空器运营人必须每12个日历月对ELT的电池腐蚀情况进行详细的目视检查，检查应至少包括电池的外观是否有明显的变形，是否有液体渗漏，电池与ELT连接处是否有锈蚀等。

3）控制和碰撞传感器的检测

航空器运营人必须每12个日历月对ELT附件的完好性状况做详细目视检查，以确认ELT的附件是否有缺失、损伤和腐蚀。碰撞传感器操作的要求对便携式ELT不适用，但对于固定式ELT，航空器运营人可以按照ELT制造厂家在CMM手册规定的ELT自动激活测试程序和时间间隔来实施碰撞传感器操作测试，以此作为CCAR-91.435（d）款的替代措施，而对于OEM厂家没有提供任何等效替代规定、措施或说明的ELT，航空器运营人必须严格按照CCAR-91.435（d）款规定的要求，每12个日历月对碰撞传感器进行离位检测。

4）天线是否有足够发射信号的能力

a.对于固定式ELT，航空器运营人可以按照ELT制造厂家在CMM手册规定的ELT信号发射输出功率和峰值测试的程序和时间间隔，实施天线是否有足够发射信号能力的检查，以此作为CCAR91.435 （d）款有关规定的等效替代措施;对于OEM厂家没有提供任何等效替代规定、措施或说明的ELT，航空器运营人必须严格按照CCAR-91.435（d）款规定的要求，每12个日历月通过ELT的实际发射對机载ELT天线是否具有足够发射信号的能力进行检测。

b.对于便携式ELT，如果OEM厂家在CMM手册或其他经批准的资料、文件中提供了确保ELT功能正常和处于可用状态的等效替代规定、措施或说明，则航空器运营人可以参照OEM厂家制造的规定、推荐措施或相关说明来实施天线是否有足够发射信号能力的检测，以此作为CCAR-91.435（d）款有关规定的等效替代措施;对于OEM厂家没有提供任何等效替代规定、措施或说明的ELT，航空器运营人必须严格按照CCAR-91.435（d）款规定的要求，每12个日历月通过ELT的实际发射对机载ELT天线是否具有足够发射信号能力进行检测。

2.5航空公司制定优化合理的维护管理程序

针对局方对ELT的运营要求，航空公司及营运人应制定一套优化合理的维护管理程序以满足局方要求，同时尽可能缩短飞机停场周期，减少零备件库存，最终达到最优控制运营成本的目的。举例如下。

1） ELTA厂家的件号为OIN659XX系列的ELT，根据CMM说明可以在翼完成局方要求的各项检查工作，而其他厂家的ELT则需要从飞机上拆下后在附件维修车间完成相关检查测试工作。

2） ELT的电池包组件有锂电池、镍氢电池和干粉电池（ Honeywell 406（S）型使用），这些电池组件中只有锂电池可以多次充放电使用，只需定期检查测量其电量是否满足CMM手册即可，而其他类型的电池组件则必须定期更换，不可重复使用。因此，航空公司在选择ELT电池组件时可采用锂电池作为ELT的供电电池单元，既可以减少零部件器材的采购量也可以缩短因维护ELT电池组件产生的飞机停场周期。

3总结

综上所述，航空公司在选择ELT产品时，需要事先了解不同厂家不同类型的ELT的工作原理以及后期持续维护的相关要求，只有选择适合本航空公司管理的类型，才能达到降低管理成本和维护成本的目的。

参考文献

[1] CAAC.CCAR91.435R2[2].

[2] RTCA/D0-201[2].

[3]中国民用航空总局飞行标准司函件[2008]14号[Z].