0

7
0

文字

分享

0
7
0

疫情中開箱臺灣航空產業,讓我學到的 7 件事——《我的青航時代》暑期航空營

PanSci_96
・2020/10/08 ・5709字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

文 / 泛科學編輯部

本文由我的青航時代-2020航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行

「COVID-19 這個肉眼看不見的魔咒降臨,航空產業成為首座被攻下的王國,王國裡的人們原本的熙來攘往愕然而止,歡笑與喧鬧被鎖進幽冥空間裡,再也聽不見……」儘管疫情癱瘓航空業已不是新聞,但當我看著桃園機場的航班狀態螢幕,顯示滿面的「取消 Canceled」「取消 Canceled」「取消 Canceled」時,過往來機場的興奮記憶與進入視網膜上的現實、寂靜的大廳,產生難以名狀的衝突,不受控的想像力頓時模擬出了一個奇幻異世界,而自己就是那穿越到異世界的徬徨路人角色。

還好,有年輕勇者接受了召喚,也穿越來到這疫情中的異世界。他們各個身懷絕技、對異世界頗有研究、毫不畏懼,對航空產業王國更是充滿熱情與掩藏不住的愛。將他們召喚來的正是中華航空事業發展基金會。此刻時間是週一早上 9 點半,30 名大學生與研究生即將展開一場史無前例的台灣航空產業之旅。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 1:讓一架飛機動起來,靠的是工程;讓無數架飛機飛起來,靠的是產業

說史無前例,是真的。這是中華航空事業發展基金會(簡稱航發會)第一次於暑期舉辦專為大學以上學生設計的深度航空營。由於疫情衝擊,全球航空業嚴重受創,好在台灣防疫有成,因此航發會與泛科學團隊合作,對外徵召航發勇者。從 317 位報名者當中,評選出了兩梯共 60 名年輕同學,他們大多對飛航有一定的認識,但第一堂課,還是要從最基礎的問題開始:飛機是怎麼飛起來的?

這是航發會第一次在暑期舉辦深度航空營。

不,飛機不是靠魔法飛起來的,也不是單靠白努利定律,而是靠許多人的群策群力。朝陽大學航空機械系盧衍良副教授說,所謂的「民航」並不只是旅客坐的飛機。除了商用航空運輸服務外,也包含各類空中作業,像是照相、測量、搜救、農業使用,訓練飛行等。而引領全球民航產業走向的兩大機構,分別為國際民航組織 (ICAO) 以及國際航空運輸協會。前者隸屬於聯合國轄下,後者則是由航空公司、旅行社等同業公會組成。雖分屬不同單位,但兩者關係密不可分,就連辦公室地點也同樣位於加拿大蒙特婁,是隔壁鄰居。

透過盧教授條理分明又幽默的解說,我們學到航空貨物集散站、航空站地勤業、空廚業各有學問。「航空人員」與「航空從業人員」屬於不同的圈圈,前者必須擁有民航局檢定證,後者也要通過不同的專業考核。駕駛員、管制員、簽派員、載重平衡工程師、航務員等職業目前的職涯狀況與學習途徑,更讓懷抱飛航夢的大家聽得筆記狂抄。

對了,那你知道許多玩家在玩的無人機屬於哪一類嗎?自己去找答案吧!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 1.5:桃園機場不打烊

透過盧副教授的分享,航發勇者們對航空產業整體有了更厚實立體的想像,也對接下來與各產業中堅的現場面對面更加期待。帶著不同以往的視角,我們在機場人員的帶領下「進入」了本來熟悉卻又陌生的「桃園國際機場」。巡禮中,儘管看見疫情之下空蕩寂寥的機場,但更感受到在這樣的「非日常」中,仍然不懈怠的航空從業人員們的「日常」。

Lesson 2:機師的帥你看得到,機師的付出你看不到

搭上機捷,來到一站之隔的華航園區,一行人快步走過慶祝華航 60 週年的美麗壁畫,卻無暇停步拍照,因為在教室裡丁常皓機師已待整以暇,要好好替我們上一課。在令人嚮往的職業排行榜上,機師絕對名列前茅;但如果你知道他們通過檢定考試必須要念跟自己等身高的書(不是躺著,是站著的身高喔,而且機師都很高)、因為排班總是不能跟親友在節日相聚、每年都要進行一~二次嚴格身體檢查、更要面對無止境的時差折磨,你仍然一如往昔的嚮往嗎?現場的勇者們看來完全沒有被嚇到呢。

機師的工作雖然令人嚮往,卻有極高的要求,也需配合工作做出調整。

目前要當上飛行員有三種方式,分別為:考取航空公司培訓機師,由航空公司出資進行飛行訓練。再者是自訓,也就是自行在飛行學校完成飛行訓練,取得商用駕駛員執照 (Commercial Pilot License, CPL) 後,應聘至國內外航空公司。第三種則是加入空軍,退役後至航空公司擔任飛行員。(延伸閱讀:HOW TO 成為飛行員)不論是哪一種都不容易,而且飛行員除了不斷地考試和維持健康之外,更重要的人格特質是守紀律、善於溝通協調,能團隊合作並保有工作熱誠的心理素質。

了解機師,更要了他們的產地。接著我們輪流參觀對機師很重要的模擬機,分為固態跟動態。固態模擬機看似簡單,但由於隨便一個按鈕就是幾千美元,試乘時不免心跳加速,有如吊橋效應不知是緊張還是愛。動態模擬機更是難得一見,就連華航內部都很少人能進來參觀,機師們在裡頭模擬各種麻煩的狀況,我們在外頭不斷拍照驚嘆,同時也才知道原來還有專門製作模擬機的公司,感覺得出來這也刺激了不少同學有新的發展志向。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 3:天空的秩序,航管員來守護

回到桃園機場,大夥忍不住嘰嘰喳喳討論起來,就算剛剛聽到機師訓練要花那麼長時間訓練、讀那麼多專業書籍,給眾人留下深刻印象的丁機師依舊成為全民偶像。不過緊接著身著清麗套裝的飛航管制員李怡璇,旋即吸引了眾人的注意力。飛行可不只靠機師,要正常安全起降,飛航管制員更是功不可沒。

曾幫交通部林佳龍部長上課的李怡璇管制員,從基礎開始與我們介紹管制員的防守範圍:天空!臺灣有 11 個民方塔台、2 個近場台以及 1 個區管中心,分別管制不同階段的飛航,就像是接力賽一樣(延伸閱讀:HOW TO 讓飛機安全起降),在航程中絕對不能掉棒。同樣是飛航管制員,根據負責工作不同有不同的「席位」,工作特性也不同。有的瞬間壓力大、有的需要和多方單位協調,但令人印象深刻的是飛航管制員的強記能力跟快速反應能力,每個人都如同人肉航管百科,得背下來的航空用語實在是太~多~啦~!而且還要能在極短時間反應,要是想成為飛航管制員,得先看看自己有沒有這樣的決心。

想成為飛航管制員?先把這些都背下來!(設計對白)

Lesson 4:什麼?全世界每10架飛機就有9架有來自台灣的零件!

航空產業之旅的第二天,一行人一大早從台北搭乘高鐵到台中,再轉乘巴士,目的地就是位於西屯區的漢翔公司。說到漢翔,老台中人會記得它的前身「航發中心」,也肯定知道經國號戰機。如今的漢翔在歷經 30 年的轉型,以台灣航空製造業一哥的姿態呈現在眾人面前。就在我們參訪的期間,漢翔在總統見證下成立了 F-16 亞洲維修中心;不論是飛機迷或是軍武迷都知道,這對台灣來說多麽重要。儘管由於疫情,漢翔的一翼,亦即民航機業務訂單,受到巨大影響;但另一翼,則肩負起重要的國機自造任務。新一代教練機、模擬機的需求,讓漢翔有機會帶領台灣航空製造的國家隊,需才孔亟的漢翔也藉機會大力徵才,歡迎來參訪的航發勇者加入漢翔。

而對於這群勇者們來說,今天最興奮的莫過於可以直接摸到各種飛機零件、引擎和發動機吧。首先由陳益盛副廠長替大家上一堂扎實到不行的飛機維修入門,讓麻瓜如我算是大致明白發動機的各種類型跟運作邏輯,機翼與機身的設計目的跟作用。也讓我們一窺工程師的日常。接著到零件展示室,大夥就像是到了貓咪咖啡店一樣,只不過狂吸猛摸的不是貓,而是各種由漢翔開發製造的零件。可惜這次沒能到漢翔在高雄岡山的製造廠區,不過要是真的去了,肯定要 high 翻了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
我吸的不是貓,是零件!

Lesson 4.5:神秘的中山科學研究院第一研究所

下午,我們前往就在隔壁的國家中山科學研究院航空研究所。其實它的成立比中山科學院本身還要來得久遠,可回溯至民國初年。本為一體的中科院航空所與漢翔,如今在各級教練機的開發上密切合作,在中科院的能量展示館內,各種無人機、軍用飛行器到動力系統和模擬訓練系統的核心技術歷程,都讓大家興奮不已。而能親自坐上球型砲塔模擬器,面向 16 片螢幕組成的大畫面,進行射擊任務,更是高潮中的高潮。並帶著滿滿的收穫回到台北。

Lesson 5:這次疫情只是航空產業快速發展的一個小波瀾⋯⋯嗎?

到了航空探索之旅的最後一天,我們來到位於台北市內的松山機場與民航局。由於搭著捷運就可以抵達,加上又已經是最後一天,於是與前兩天比起來,勇者不免有點沒那麼興奮。但這一點低落感很快就被驚喜地打破。

航空發展的未來是什麼呢?COVID-19 這隻黑天鵝就算飛走,留下的航空產業會是斷羽的鵝毛還是一顆金蛋呢?國立台灣海洋大學航運管理學系的顏進儒教授,從自己與空運的關係,深入產業核心,為我們介紹他對未來的評估與建議的因應。

顏教授認為,對空運長期的發展來說,這次疫情只是小波瀾。經濟成長與燃油價格才是影響空運產業發展的直接因子,而科技發展(雙引擎取代多引擎、長距離航線增加、燃油效率提高、機內無線上網)、營運模式的改變(如低成本航空的出現、亞太地區包機市場成長)等,是不容忽視的轉機。從此延伸,隨著東南亞人口集中,具有直航價值的大城市持續誕生,軸輻式營運架構改變,也必然要檢討臺灣若能作為地區發展軸心,需要採取怎樣的空運策略。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Lesson 6:對拿雷射筆射機師眼睛、在管制區玩無人機的人,我只想說

鄰近台北市區的松山機場,一直以來都不讓人陌生。但進到航管區對所有勇者來說都是第一次!首先,松山機場航務組為我們介紹了那些想得到、想像不到的航管區「不速之客」。小的有在跑道上莫名其妙出現的絲巾、工具和工具箱,大到攔都攔不住的鳥和貓貓狗狗等,當然偶爾還有防不勝防的惡意干擾,比如從外頭拿雷射筆干擾飛行員、或是在管制區玩無人機的人。而航管員則要像是偵探加上特務一樣,緊密監控管制區的一舉一動,預防任何潛在危機。像是機場草坪除草,就會讓許多小蟲跑出來,接著就會引來鳥群,造成安全問題,因此絕對不能輕忽。

為了飛機的起降安全,航管員就像是偵探一樣,嚴密監控管制區的一切。

雖然國際線受疫情所阻,但從松山機場來往離島的國內班機可是熱鬧滾滾,於是經過了層層關卡,部分勇者們非常幸運地在飛機起降的空檔,踏上平常只有飛機才能親密接觸的跑道;雖然在上面的時間不到一分鐘,但對喜愛飛機的人來說大概是人生中相當高能的時光了。

之後,我們更拜訪了機場裡另一群特殊的守護天使:消防隊。十多位肌肉噴張的猛男消防員將他們全套消防裝備給我們穿,還大方地讓我們進入要價 3000 萬、外形科幻的新一代消防車,試射強力水柱。隊長表示,他們的精實訓練讓他們能在 3 分鐘內,駕駛消防車到達機場的任何角落,而勇者們在平地上花 10 分鐘還穿不好的全身設備,他們得在疾駛的車上就著裝完成。

別小看消防員的裝備!要迅速著裝完成可不簡單。

Lesson 6.5:各位觀眾,到了 SOAR 的時候了

一趟沒想到的機場跑道兜風,加上一場沒料到的機場消防演示,讓所有人驚喜連連。不過接下來就是考驗的時刻了。回到民航局的演講廳,眾勇者需要各自在 3 分鐘內詠唱出咒語……啊不對,是透過短講的方式,針對航空產業,利用 SOAR 翱翔分析法–強項 (Strengths)、機會 (Opportunities)、目標 (Aspirations)、與預期結果 (Results)——來說服四位大魔導師……啊不對,是航空產業的專家,自己在過去三天的學習,以及為何自己就是航空產業未來發展最需要的人才。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
眾勇者的詠唱(誤)時間!

在顏進儒教授、華航資深副總高星潢、長榮首席副總何慶生三位評審面前,各有專長的勇者們各抒己見、多元紛陳。有理科背景同學想運用人工智慧優化飛航管制流程、也有文科背景同學比較台日兩地的航空社群知識推廣作法,更有幾位針對機場在疫情下的困境,提出了大改造的新想法。

最後,在交通部王國材次長、民航局林國顯局長、航發會主任秘書鄭賜榮等多位貴賓的見證下,獲得了結業證明,從菜鳥勇者進階為……沒那麼菜的勇者。每位航發勇者的未來肯定還有波折,就像航空產業本身一樣,但內心的熱情跟大腦的知識是沒人能奪走的寶貝。

Lesson 7:飛向台東!20 位優秀學員前往台東安捷飛行訓練中心

經過短短三天的異世界航空王國之旅,每一位航發勇者已脫胎換骨,躍躍欲試。不過時辰已到……什麼?還有?透過嚴格評分選出的 20 名勇者們在休息了幾天後,正式搭上飛機踏上新的旅程。一行人這次的目的地是位於台東的安捷飛航訓練中心,成立六年的安捷是台灣第一所飛行學校,配有單、雙引擎教練機,也有對應的飛行模擬機;他們也有不少的學員考到商用駕駛員執照,而後成為被航空公司聘雇的飛行員。9 月 12 日的重頭戲便是實際登上固態模擬機,面對擬真的機場跑道場景螢幕,並在副駕駛座上教官的陪同下,每位勇者練習至少兩次降落,增加了駕駛飛機的身體記憶!未來若再到機場看著飛機起降,想必會對飛航人員多敬佩了幾分啊。

登上模擬機試飛吧!

恭喜你,學到了許多奇妙的新知識

在疫情當頭下,初探航空產業,真的是難得的體驗。雖然我只是跟著勇者踏上旅程的路人,但這一趟下來也大有斬獲。在閃電短講結束後,許多位同學都強烈表示未來一定會推薦給學弟妹來參加,看著這群原本陌生的年輕人在三天內因為航空的愛形成的牽絆,讓我都羨慕了起來。我心想,若能持續每年舉辦,幾年後讓之前參加過且如願進入航空產業的勇者,來與新人交流,絕對讓人感動。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

對航空產業而言,這是最壞的時代,也是最好的時代,是信仰的時期,也是懷疑的時期。但若你跟我一樣走過這一遭,信仰肯定加值到滿啊!

文章難易度
PanSci_96
1217 篇文章 ・ 2147 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

8
2

文字

分享

0
8
2
快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

文章難易度

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

2
1

文字

分享

0
2
1
守護飛行安全的重要後援!航空氣象知多少
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/04/19 ・3347字 ・閱讀時間約 6 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 我的青航時代-2023航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行。

座落在熱帶和亞熱帶氣候帶的台灣,地形複雜,天氣的變化多端,比另一半翻臉的速度還快。在地面上的人們尚且需要天氣預報,才能順利規劃日常生活起居;在天空中翺翔的飛機,同樣也必須仰賴航空氣象的資訊,才能完成一趟安全的飛行。一起來瞭解航空氣象扮演的重要角色吧!

努力讓「不測風雲」變得可測

過去不少令人觸目驚心的空難憾事,如 2014 年復興航空 222 號班機空難受颱風麥德姆風雨影響墜毀、2020 年空軍黑鷹直升機因天氣驟變失事,都與天氣因素有關。根據台灣國家運輸安全調查委員會的報告,台灣近 10 年的民用航空運輸重大飛航事故分析中,「天氣」是其中僅次於人員因素的事故原因。

因此要守護機組人員與乘客的安全,能否及時提供可靠的機場氣象觀測、預報及警報,供飛航作業人員參考,便至關重要。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
2012-2021 年民用航空運輸業重大飛航事故原因分類統計(單位:事件個數)
。圖/國家運輸安全調查委員會

那麽氣象資訊是怎麽來的呢?幕後功臣就是設置於台灣各處民航機場,堅守各自崗位的航空氣象臺。目前全島共有 5 個航空氣象臺(松山、桃園、高雄、豐年及金門)與 5 個任務臺(蘭嶼、綠島、恆春、北竿、南竿)[註1]負責監測航空氣象。

航空氣象人員的職責,就是蒐集、整理、分析和解釋飛航所需的機場及航路之預測、預報、警報及顯著危害天氣資訊。他們是飛航安全背後的强力後援,全天候守視飛航情報區天氣變化及提供諮詢。

氣象資訊從哪來?來認識氣象觀測的好幫手們

要即時準確地進行氣象觀測,絕對少不了各種氣象裝備的幫忙!任憑氣象七十二變,氣象人員也能透過氣象觀測隨時掌握情況,確保航空安全。飛航服務總臺在各民航機場都有設置的自動氣象觀測系統(Automatic Weather Observation System,簡稱 AWOS),是一個多功能的好幫手。它可以觀測風向、風速、能見度、跑道視程、雲量、雲高、溫度等等各種項目,讓氣象人員可以用來進行機場天氣測報和航機管制作業。

飛機在起飛降落時,最擔心遇到增加飛行難度的風切(Wind Shear)。風切指的是大氣中不同兩點之間,風速或風向的劇烈變化。低空風切(Low-level wind shear)則是指 1600 呎(500 公尺)以下空氣層中的風切,可能造成飛機難以操控而被迫重飛,甚至失速導致飛航事故,因此需格外注意。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

針對棘手的風切問題,氣象臺在松山機場和桃園國際機場設置了 低風切警報系統(Low Level Wind-Shear Alert System,簡稱 LLWAS),利用機場周邊沿跑道兩側及跑道延伸線外之多個 20 公尺以上測風塔進行風場觀測。當風場變化達到風切發生條件時,系統立刻就會透過文字、圖形和聲音等警告資訊,提醒氣象觀測員及塔臺管制員,發布風切警報警示進場和離場的機師做好因應措施。

低風切警報系統中的測風塔。圖/飛航服務總臺

1985 年在桃園國際機場架設的都卜勒氣象雷達(Doppler weather radar),長得就像一個巨型氣球,是當時全亞洲首座供作業用的 C 波段氣象雷達,掃描範圍可達 300 公里。它就像個盡責可靠的氣象觀測員,負責台灣北部機場和附近航路天氣的即時監測與預警,可以掌握劇烈天氣如颱風、雷雨、風切和亂流等天氣現象的發展和移動,提供資訊給飛航相關人員作業參考,確保飛行安全。

1985 年在桃園國際機場架設的都卜勒氣象雷達。圖/飛航服務總臺

「有字天書」——航空氣象報告内容大解密!

如果你拿到一份航空氣象報告,恐怕會以為這是一串亂碼。由各種英文字母縮寫和數字組成的航空氣象電碼,其實有著國際規範的通用格式。只要懂得解讀,就會發現裏頭包含了風向、風速、能見度、雲層狀況、溫度露點及氣壓等多項氣象資訊。按照其用途,航空氣象報告可以分成不同的類型,以下簡單介紹其中幾種。

依照機場的作業規模,航空氣象臺會每半小時或每小時發布機場例行天氣報告(Meteorological Terminal Aviation Routine Weather Report,簡稱 METAR),供飛行員和航管員使用來評估該地區當前的天氣狀況。當天氣變化達特定條件時,則會發布機場特別天氣報告(Aviation Special Weather Report,簡稱 SPECI)。另外,觀測員也會發布未來 2 小時天氣預報,提供航機進行作業因應規劃。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

若需要預測更長程的天氣變化,臺北航空氣象中心也會每天四次更新機場預報(Terminal Aerodrome Forecasts,簡稱 TAF),其有效時間長度分為 30 小時/24 小時/18 小時等三類,讓航空公司可以用來擬定航班飛行計劃,作為航機調度、載重、油料和旅客安排的參考。

安全至上!如何從惡劣天氣中全身而退

在航空業中,天氣變化不只是出門要記得帶傘這點程度的不便,更會影響航班的安排規劃。如果預計會有暴雨或風暴,航空公司可能會取消或延誤航班,以確保乘客和機組人員的安全。當風速和風向發生改變,機師也可能需要改變飛行路線和高度,以大大降低航程的風險。

但你是否也有過類似經驗:明明天氣很好,來到機場卻遇上航班延誤的消息,而感到困惑不解?這些讓旅客滿肚子哀怨的情況,其實也都是為了安全考量,所作的因應安排。因為即使機場所在地的天氣肉眼可見的良好,並不代表機場適合起飛降落。

例如飛機降落前到達一定高度時,機師必須完全看得見跑道及地面狀況,覆蓋在機場起降航道附近的低雲、雷雨區,都可能造成能見度下降,造成飛機不能按時降落。飛行時,若航路前方有雷雨天氣,基於安全考量,機師通常會繞過或飛越,也就增加了航行時間導致班機誤點。靠山邊的機場如蘭嶼機場,常因地形產生風切亂流,導致飛機降落困難,不得不重飛或返航,延誤航班。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

此外,同樣是飛往某地的航班,也可能發生有些能走,有些卻被告知走不了的情況。這是因為航機機型大小不同,適航標準也不同。即使是相同的機型,也會因駕駛員的證照類別、航空公司所訂的安全標準之差異,綜合機場條件、天氣和駕駛員對航機狀態的判斷後,對班機行程做出不一樣的決策。

氣象服務網與 APP 在手,航空氣象即時就有

飛航服務總臺也緊跟時代脚步,建設各項線上即時的氣象資訊服務,包括「航空氣象服務網」和「航空氣象資訊 APP」。航空氣象服務網主要讓航空公司簽派員、飛行員及航空相關人員申請註冊使用,以查詢全球各主要機場即時天氣測報及預報資料。在網站首頁,也有機場即時天氣資料、台灣地區機場適航狀態、即時衛星雲圖等資訊,開發讓一般民衆查詢。

航空氣象資訊 APP 也應行動裝置普及誕生,可供航空從業人員下載使用。一般民衆也能透過 APP 取得全球各大機場即時天氣資訊、東亞地區衛星雲圖及臺灣地區雷達回波圖等資料。

航空氣象資訊 APP 使用介面。圖/飛航服務總臺

【註解】

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  1. 任務臺業務分別由豐年 (業管蘭嶼、綠島)、高雄(業管恆春)、松山(業管北竿)及桃園(業管南竿)航空氣象臺負責管理。

參考資料

  1. 飛航服務總臺:航空氣象服務介紹
  2. 飛航服務總臺:臺北航空氣象中心
  3. 飛航服務總臺:氣象裝備
  4. 台灣飛安統計(2012 – 2021)。國家運輸安全調查委員會。
  5. 飛航服務總臺:桃園機場都卜勒氣象雷達介紹
  6. 航空氣象服務網
  7. 「2020 飛航解密 暢遊天際」系列講座 – 臺北航空氣象中心主任余曉鵬精彩演講內容
  8. Wikipedia – 航空例行天氣報告
  9. Wikipedia – 終端機場天氣預報
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

5
2

文字

分享

0
5
2
傳說中的黑盒子:我們與飛航安全的距離
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/04/18 ・3271字 ・閱讀時間約 6 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 我的青航時代-2023航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行。

「緊急緊急,這裡是全美航空 1549 航班,遭到鳥擊,雙引擎失去推力,正要返回拉瓜地亞機場(LaGuardia Airport)……」這是美國空難電影〈薩利機長:哈德遜奇蹟〉中,機師緊急向塔台呼救的台詞。

〈薩利機長:哈德遜奇蹟〉中飛機迫降畫面。圖/IMDb

〈薩利機長:哈德遜奇蹟〉改編自 2009 年 真實發生的「全美航空 1549 號班機事故」。事件當下 1549 號班機遭受鳥擊,在來不及抵達最近機場的情況下,最後緊急迫降在哈德遜河面,幸好全機無人傷亡。直至今日,你都能在網路上找到當時飛機迫降前與塔臺最後的對話。

等等……這些對話是怎麼被保留下來的呢?

這個秘密就藏在飛機尾段的「黑盒子」裡。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

為什麼要有黑盒子?黑盒子的研發歷史

你常聽到在空難事件後,眾人的焦點都在搜尋「黑盒子」。「空難」成為一般人對「黑盒子」的第一印象,它的出現可以說是 20 世紀改善飛行安全的重要發明。

最初為了要記錄飛機的飛行變化,例如1939 年的法國馬里尼亞納試飛中心,以及1942 年的芬蘭航空的工程師 Veijo Hietala ,他們都曾運用照相機原理,以滾動式照相機的感光底片,記錄飛機的高度與速度的變化。

但他們都無法解決如何在當飛機失事後,保存資料的問題。這個大問題,挑戰著全歐洲工程師們的腦神經。

直到 1953 年,由澳洲科學家大衛·沃倫(David Warren, 1925-2010),做出劃時代的突破!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
黑盒子的發明者,大衛·沃倫。圖/wikimedia

原本在航空研究實驗室(ARL)擔任火箭研究員的他,受到上級指派,負責了解為何英國哈維蘭航空公司所推出哈維蘭彗星型噴氣式客機(British de Havilland Comet jet)會接連失事。這場調查對大衛也別具意義,因為他的父親也是在 19 年前的空難中離世。

但如何破解,卻是一個大問題。正當大衛傷透腦筋時,沒想到小組同事隨口說最新墜機事件的原因可能是因為劫機,他靈機一動想到「要是能將飛機上的對話錄下來就好了」。因此他藉著父親留給他的收音機組裝件,利用類似於錄影帶的運作原理,發明了黑盒子的雛形「ARL Flight Memory Unit」,可以記錄約 4 小時的聲音,以及 8 項飛航資料。

然而,這項發明在澳洲一開始並沒有受到重視,甚至引來飛行員的抗議,認為這有監聽機上人員的疑慮,但也有人從中看出了這項發明的重要性。1958 年,英國航空管理局的秘書長直接到實驗室找大衛,並邀請他帶著發明一起來英國發展,之後也正式應用在英國的民航機上。

為了能在飛機失事後迅速被找到,生產公司其實將裝置盒子塗成亮橘色。但在一場 BBC 與大衛的訪談時,記者誤用電子裝備的統稱「黑盒子」介紹這具裝置。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「黑盒子」也就成為最廣為人知的暱稱。

黑盒子在記錄什麼?

黑盒子的真式名稱為「飛行紀錄器」,全名就寫在它亮橘色的外殼上,「FLIGHT RECORDER DO NOT OPEN」(飛行紀錄器,不要打開)。只有當飛機失事時,調查人員會將它打開。

黑盒子外盒上用法語寫「飛行紀錄器,不要打開」。圖/wikimedia

它的內部主要分為兩個部分:飛行資料紀錄器(FDR)以及座艙通話紀錄器(CVR)。飛行數據紀錄器記錄飛行數據,例如飛行高度、速度和位置等。座艙通話紀錄器則會記錄駕駛員和機組人員的對話,以及飛機內部的所有聲音。各國規定,飛行期間不能關閉飛航資料紀錄器。唯有在航空器失事、重大意外發生後,必須立即關閉飛航紀錄器。而在取出紀錄前,不得再開啟黑盒子,以免對話遭到洗掉。

當飛機發生事故後,調查與維修人員等相關人員能透過黑盒子的數據,幫助找出事故原因,針對問題持續加強飛機設計或人員訓練等,降低飛機飛行的各項風險。黑盒子本身也歷經四代的改良後,更利於它在各種極端的情況下還能夠運作。現在它不僅更耐高溫與抗壓,還可以承受 3400 公斤的重力加速度,相當於一臺小型貨車的重量。除此之外,它更發展出水下定位的發報器與影像紀錄器,可以記錄艙內的影像。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

確保它的運作:黑盒子的檢測與維護

黑盒子既然與飛行安全緊密相關,那麼又是多久需檢測與維護呢?

根據我國「航空器飛航作業管理規則」中,提到黑盒子每五年需至少重新校準一次。另外,當高度及空速之參數是飛航資料紀錄系統所專屬的感應器所提供時,應依據其製造廠家的建議重新校準,或每二年執行一次校準。

座艙通話紀錄器則與飛航資料紀錄器其他裝置,如有裝設內建測試功能時,應列為每天第一次飛行前的檢查項目。

黑盒子的法規與國際標準

1947 年,聯合國「國際民航組織」(ICAO)成立,為了管理與發展世界民用航空業務,每三年集會一次並召開理事會,制定相關規定。除此之外,它也會針對全球層級之航空事故,以中立身分進行跨國調查。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
國際民航組織(ICAO)標誌。圖/wikimedia

在國際法規上,由 52 個國家立定的《國際民用航空公約》針對任何有關空領域、航空器安全等制定,是具有法律效益的國際公約。其中也包含 18 條附約,規範航空器相關的規定、規格、操作,以及搜索服務等。其中,與黑盒子有關的法規則集中在第 6 號附約「航空器之操作」,以及第 13 號附約「航空器失事及意外調查」。臺灣所制定黑盒子的法規,以及標準都是從此而來。

臺灣在 1987 年跟進附約要求,規定當民航機「最大起飛重量(航空器起飛時所容許的最大重量)」超過 5,700 公斤時,就要安裝黑盒子。

在臺灣的「航空器飛航作業管理規則」中,規定每年都須進行年度檢查,確保紀錄器在記錄期間內能正常運作。

針對黑盒子的兩部分——飛航資料紀錄器及座艙通話紀錄器,則有各自不同的檢查方式。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

飛航資料紀錄的年度檢查中,只要出現有一重要區間的資料品質不佳,信號不可理解,或其中一項或多項主要之參數未被正確記錄。這些都會將飛航紀錄系統視為不可用。另外在民航局要求下,年度檢查報告應隨時能夠提供飛航資料紀錄作為監視之用。

座艙通話紀錄器的年度檢查,會以重新播放所記錄信號之方式實施。當裝置於飛機上時,座艙通話紀錄器應記錄來自每一個信號源及相關外部信號源之測試信號,以確認所有必要之信號達到可辨識的標準。

結語

2014 年 3 月 8 日凌晨,一架從馬來西亞的吉隆坡前往北京的馬航 MH370 航班,起飛後失去聯繫後,至今仍下落不明。

這起事故引發大眾對黑盒子的討論,也因此有廠商針對飛機下落不明的情況,提出增加即時資料傳輸的設計。但這項提議仍存在著侵犯機組人員隱私,以及不信任飛行的爭議。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在黑盒子問世之後,人們藉由黑盒子的紀錄,得以逐漸增強飛航的安全性,使失事率急速下降。時至今日,加強黑盒子可用性的同時,也必須維持機組人員的隱私,如何取得兩者間的平衡或許是黑盒子的下一個發展重點。

參考資料

  1. 行政院安全飛行委員會,飛航紀錄器法規與調查實務與調查實務
  2. 科技大觀園,「黑盒子」其實不是黑色——揭開飛行紀錄器的秘密
  3. BBC NEWS,「黑匣子」:誰發明了飛行記錄儀?
  4. BBC NEWS,馬航 MH370:為什麼黑盒子不一定給出答案?
  5. 官文霖(Wen-Lin Guan)、 陳沛仲(Pei-Chung Chen),國籍民用及公務航空器之飛航紀錄器普查與建議,《航空安全及管理季刊》,4 卷 2 期,頁133-144。
  6. 歐文翻譯,瞭解國際民航組織,《飛行安全春季刊》,2013,頁 60-66。
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 300 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia