字幕录入、时间轴、校对：jerry36@CHD
伦敦希思罗机场 是全球最繁忙的国际机场
每年的起降班次有近万
旅客流量相当于 全英国的人口数
希思罗机场能变得如此大
全仗一连串重大技术革新
我们将介绍 一座具有划时代意义的机场
那些全是航空史上的巨型机场
每座机场皆采用一项新技术 提高机场的旅客流量
让旅客能安全快速 又舒适地通关
我们将按大小规模 一一介绍这些机场的惊人故事
及令机场得以 像城市般扩张的新发明
7项具有开创性的进步
令大型机场变得更大 再跃身成世界最大机场
超大建筑狂想曲 希思罗机场
希思罗机场不但是 英国通往世界各地的大门
更肩负推动英国经济的重任
如今这座机场将变得更大
造价超过80亿美金的 巨大新航站楼
5号航站楼即将启用
首席建筑师麦克戴维斯 已经等不及
这座航站楼很棒
我们辛苦努力了19年
待首班飞机降落 我们的努力也算是有了成果
5号航站楼是由 3栋巨大建筑组成
建造这2栋建筑是用了8万吨钢
主航站楼堪称是摩天大楼
总高度达131英尺 （131英尺≈40米）
这栋建筑十分复杂
我们必须满足43组人的需求
才让这栋建筑
获得所有人的认可
这栋航站楼内 有旅客报道柜台等重要设施
另外还有零售店 和各种客服设施
建筑底下更有 3座大型火车站
这一切全得协调好
5号航站楼每年将能服务 3千万名旅客
希思罗机场的年旅客容量 也因而提高到近1亿
想知道希思罗机场 为何会变得如此繁忙
我们须回顾过去
了解机场的发展始末
伦敦近郊的一座小机场 带来第一项重大突破
在展开扩建之前
克洛敦机场必须提高
机场上空的安全性 跃进1：航空管制
1920年，克洛敦机场是 伦敦的主要机场
当时航空业刚起步 航空技术尚未成熟
当时的飞行员 全凭感觉驾驶飞机
他们利用地标辨别方向
例如海岸线、河川
大型城镇，以及道路
但人的视力有时并不可靠
1922年4月7日
一名从巴黎起飞的 法国籍飞行员
将飞机降至云层下方 以辨别方位
他在扫视地面寻找地标时
没察觉有一架 自克洛敦机场起飞的货机
正好朝相同航向接近
民航史上首起撞机事件 夺走7条人命
这样的意外迟早会发生
飞行员会望着 他们要沿着的那条路
他们从侧边望出去 道路在这里
有另一个人可能也在望着 道路的同一侧
而他们俩同时 出现在道路上空
为防止这类灾难再次发生
克洛敦机场发明了 一项高明的新技术
所有朝机场前进的飞机 都要发出射电波并发
克洛敦机场的无线电接收机 会测量信号的角度
显示飞机是从哪个方位飞来
但光靠飞机方位 无法确定其位置
克洛敦机场于是又再架设 两座无线电台
并锁定无线电台的接收器
克洛敦机场只要知道 飞行的坐标位置
便可指引飞机 安全降落在机场
航空管制因而诞生
1921年
克洛敦机场每周约有 60个航班起降
如今希思罗机场每小时 有多达100个航班起降
航空管制员引导飞机降落
然后将飞机交给地面管制员
地面管制员须能亲眼看见 跑到上所有飞机
也因此建造5号航站楼 会带来问题
5号航站楼的建筑很高
以致地面管制员会看不到 远处的飞机
他们需要一座较高的新塔台
塔台位置须在机场正中央
希思罗机场最忙碌的 十字路口上
在该处进行工程 会令机场陷入混乱
唯一的办法 是在机场边缘建造新塔台
再将整座塔台迁移到 预定位置
但塔台重量有近1千吨
欲将它运送到机场内 须花数个月做谨慎规划
这项计划绝不能出错
这是一个艰巨的挑战
因为我们不能 令机场作业停滞
也不能更改…
任何航班的起降时间
我们决定在某个周五的黄昏 将塔台运入机场
我们拆掉围栏 把塔台运上停机坪
希思罗机场一关闭
塔台便展开 越过机场的1.2英里旅程
塔台是靠3部 用来运送航天飞机的传送机运送
人员须在5小时内 机场重新开放前
将珍贵的货物运送到目的地
前进时速有2英里 （2英里≈3.2公里）
因此那个周五晚上
塔台有一度曾是 全英国移动速度最快的建筑
安全将塔台放置在基地上之后
工程师用千斤顶托起塔台 使其总高度变成285英尺 （285英尺≈87米）
现在希思罗机场空管人员 有塔台可以做事
不会受到5号航站楼的影响
空管技术让更多飞机 可平安飞抵机场
但是当机场停满飞机
旅客会越难安全地登机和下机
伦敦盖特威克机场 若希望能服务2万名旅客
就须拉近 飞机和旅客之间的距离
但同时又须将他们隔离
跃进2：航站楼
在20世纪20年代 唯有超级富豪有能力坐飞机
不过飞机场的条件 实在称不上是一流
他们必须越过风大的停机坪 才能上飞机
机场的设备十分简陋
不符合娇贵富豪的需求
登机不仅不方便 还非常危险
人体一旦碰上螺旋桨就完了
但有位青年在1933年 想出一个点子
莫利斯贾克曼想提供 盖特威克机场的旅客
一项创新设施 即航站楼
但他一直想不出 该将航站楼设计成什么形状才好
贾克曼的设计十分创新
航站楼的形状 对旅客和飞机都有利
每架飞机 可个别滑行至登机门
让旅客下机、加油 再让旅客登机
旅客可在蜂巢形航站楼内 舒适地候机
直到通往飞机舱门的 伸缩式遮棚架设好
蜂巢形航站楼是 全世界首座营运的机场航站楼
希思罗机场将快速整备的概念 发挥得淋漓尽致
飞机在再度起飞之前
极少会在地面上待超过90分钟
每分每秒都很重要
如此繁忙的一座机场
圆形航站楼的容量 很快就不敷使用
较大的圆形航站楼 容许更多飞机停靠在其外部
但这样的设计导致 大半内部空间闲置
连接许多小型圆形航站楼 可节省空间
但只需要有一架飞机故障 就会导致多架飞机动弹不得
希思罗机场5号航站楼舍弃蜂巢形 改用吐司架形建筑
这群长方形建筑利用地铁相连
以保持滑行跑道畅通
如此一来，若发生什么状态 飞机也能绕过去
省下宝贵的时间
希思罗机场5号航站楼的设计 看似简单
但工程进行起来却是相当复杂
5号航站楼的工地面积超过350英亩 （350英亩≈142平方米）
但对机场建筑师来说 这样的面积算小
若要我挑
我绝不会在那块地上 盖航站楼
那块地夹在 两条全球最繁忙的跑道之间
西边与M25高速公路毗邻 并和机场公路相连
在这块地上进行工程 受到极大的局限
航站楼工程 因为这样而十分复杂
麦克戴维斯设计了 一座131英尺高的航站楼
为求能善用其内部空间
他替航站楼加上 一座等斜双坡屋顶
屋顶面积等于5座足球场
但吊起这座巨大屋顶 成了工程团队最艰难的任务
一块屋顶部件的重量 就超过6架巨无霸客机的总和
想用塔式起重机 将之吊到131英尺高处
可说是困难重重
起重机非常高
因此会干扰 希思罗机场的雷达系统
雷达天线平台高度 只比5号航站楼高9英尺
我们不能在那个区域 放置高大的起重机
因为可能会打到 飞机起落架等
所以我们必须设法 在地面上建造屋顶
工程团队利用数部小型起重机 在地面上组装屋顶截面
然后运用一种巧妙吊运技术 将屋顶吊离地面
这项技术叫做 多股钢绞线吊运
他们用钢绞线吊起屋顶截面
这些钢绞线穿过 多股钢绞线千斤顶
液压椿塞十分强大 每部的起重重量高达185吨
将有16部多股钢绞线千斤顶
辛苦地把屋顶截面 吊到10楼
总之计划是如此
2004年4月6日
工程团队准备展开 重大吊运作业
吊运重达2200吨 110乘56米的板子时
板子可能会变形
将板子往上吊时 板子可能会折弯
因此每设定一个起重支点 吊起高度不得超过1厘米
吊起板子时 我们务必使板子保持平衡
将板子吊放到顶部时 公差值必须要很小
工人才能放入销子 牢牢固定截面
进而确实安装好屋顶
工程团队花了将近1年 才吊放好所有屋顶截面
制作这些截面 总共用掉1.8万吨钢
但他们的辛苦是有代价的
飘浮式屋顶赋予航站楼 最大的内部空间
5号航站楼的楼地板面积
等于希思罗机场 其他4座航站楼的总和
航站楼的出现加快了 旅客登机和飞机整备的速度
旧型螺旋桨飞机开始无法应付 不断增多的旅客
但后来有样东西的问世 改变了一切
喷气式飞机
喷气式飞机可运载更多旅客 但却带来新难题
为了建造可容纳 15万名旅客的机场
芝加哥须大幅改良 跑道的设计
跃进3：降落
20世纪50年代的航空公司 很喜欢新型喷气式飞机
喷气式飞机让最先进的螺旋桨飞机 飞得更快、更远
但这种新型飞机 需要新型机场
波音707客机的引擎 比麦道DC3螺旋桨飞机重3倍多
燃油装载量多19倍
载客量则多8倍
一架707客机的重量 等于13架麦道DC3
传统跑道无法应付 庞大的喷气式飞机
芝加哥计划为喷气式飞机时代 建造新机场时
工程人员知道须将跑道升级 才能应付喷气式飞机
芝加哥欧海尔机场的工程师 为提高跑道强度
将钢制框架埋在混凝土中
但他们只能用人力制作 小块跑道断面
这方法费时又昂贵
后来他们发现有种奇妙的机器 铺混凝土的速度比人类快
那就是滑动模板铺路机
滑动模板铺路机 可连续铺设长长的跑道
速度极快
而且铺好的混凝土 平滑无瑕又坚固
对工程师和喷气式飞机 都很理想
希思罗机场5号航站楼
将面临自波音747客机问世
空中客车A380
全球最大的客机
高度相当于7层楼
重量比巨无霸喷气式飞机 重200多吨
满载的A380
其580吨的重量 会压迫混凝土
这款飞机考验了 混凝土技术的极限
铺设5号航站楼的停机坪时
工程师不能使用 一般混凝土
一般混凝土含水 无法与混合料中的石头粘合
笨重A380客机碾过时 混凝土会裂开
唯一的解决方法 就是铺设近1米厚的混凝土
这点连最先进的铺路机 都做不到
5号航站楼四周的路面面积 超过100座足球场的总和
所需的混凝土量 高达6.2万多辆车
当局没有这样的预算 或后勤能力
工程师于是用一种新型混凝土 建造5号航站楼
这种混凝土 用一种类似肥皂的液体取代水
以提高混凝土的粘合性
这种混凝土可承受 A380的碾压
而厚度只要23英寸
新型混凝土让工程师可少用 将近28万吨的混合料
但喷气式飞机替机场带来 另一项难题
再怎么先进的飞机也一样
所有喷气式飞机 皆有一个弱点
飞机引擎因离地面太近
因此容易吸入跑道上的物体
这种情形可能导致伤亡
2000年7月25日
航空史上最具代表性的飞机 协和式客机
因在跑道上吸入一小块金属 进而失事坠毁
有114人在这场空难中丧生
为维护喷气式飞机的安全
机场必须保持跑道干净
喷气式飞机的问世提高飞机载客量 替航空公司节省成本
但喷气式飞机需要的空间 比较小的螺旋桨飞机大
因此航站楼必须跟着变大
登机不久便成为一种体力考验
现在搭乘飞机得走很远的路
为了服务300万名旅客 跃进4：机动性
达拉斯爱田机场必须加速 旅客登机的速度
机场在20世纪60年代变大 以便能容纳大型喷气式飞机
但机场在变大的同时 并未顾及旅客
顾客开始抱怨
他们得走很远的路 才能登机
就拿芝加哥的 欧海尔机场来说
旅客转机时
若必须从最远的登机门
走到另一头的登机门
加上时间很紧迫的话
拿他不会用走的 而是会跑的
但即使用跑的 也未必能赶得上飞机
机场面积实在太大了
达拉斯爱田机场建造 一条半公里长的走廊时
他们察觉须让旅客 能更轻松登机
加州有座采石场 带给他们灵感
这座采石场以长达9英里的 全世界最长运输带
将石块运送到沙斯塔水坝
橡胶若能运送岩石 自然也能运送人
爱田机场的工程师于是 在那条走廊上安装橡胶输送带
他们在橡胶输送带下的轨条上 放置木制托板
好让旅客可踩在坚固的平台上
他们称之为电动步道
电动步道由单一马达驱动
输送带轻松将旅客 送至登机门
爱田机场启用时
有20万名游客前来欣赏
全世界首条机场电动步道
航空公司对装设电动步道 表示肯定和满意
因为旅客可更快速地 运抵航站楼
对机场服务也更加满意
如今输送旅客的问题 不局限于机场内部
将旅客送抵航站楼 是运输链中最弱的一环
希思罗机场5号航站楼装设一套 创新但极具实验性的运输系统
叫PRT或个人捷运系统
这东西很像机器人 就有如机器人出租车
这种智慧型机器人
装有机载电脑
可感受周围状况
工程师在威尔斯 利用测试轨道
先测试个人捷运系统
再将之装设在5号航站楼
个人捷运系统的概念 完美到令人难以置信
以电池驱动的“豆荚车” 每3秒可送4名旅客到航站楼
“豆荚车”不需要驾驶 也不会相互碰撞
激光装置每秒会测量 路边与“豆荚车”的距离数千次
接着有部电脑会推动车轮 令“豆荚车”保持在轨道中央
轨道上的金属回路会侦测 每辆车的确切位置
若有“豆荚车” 太过接近前方的车子
个人捷运系统的电脑 会命该辆车停下来
希思罗机场会先安装 少量机器人运输车
18辆“豆荚车”将快速运送旅客 往返收费场和5号航站楼
但这套系统不久后 或许便会遍及整座机场
每天运送成千上万名旅客
说到数字 “豆荚车”几乎可说是天下无敌
拿“豆荚车”跟公交车相比
公交车可有50个座位
但公交车每5分钟 才能发车一次
1小时只能运送600人
只有4个座位的“豆荚车” 每3秒可发车一次
每小时可运送1200人
所以这套系统的载客量极大 运转方式却十分和缓
个人捷运系统 若在希思罗机场试验成功
将来或许还能延伸到机场外
协助帮助舒缓 市区的拥塞交通
自有电动步道加速 机场内旅客的移动速度之后
有越来越多人搭载飞机旅行
但在20世纪60年代末期
劫机分子 察觉飞机是理想目标
既容易下手 又极有价值
亚特兰大机场为维持 1400万人次的旅客量
不得不大幅加强安全措施
跃进5：安全措施
1970年
巴勒斯坦恐怖分子 挟持3架喷气式飞机
并将飞机带往约旦沙漠
搭机旅客很容易 便可把枪带上飞机
一种新型战争开始了
民众不敢搭飞机
航空公司可能会有 极大的损失
美国政府决定反击
他们在飞机上派驻 携带武器的安保人员
我们自称“飞天猪”
当时我们共有两千多人 受到录用
并快速接受5星期的训练
我们利用坐满乘客的飞机 进行训练
学习如何在 满是乘客的机舱内开枪
站到走道上开枪 避免子弹击中无辜乘客
精确度高的一枪 可击倒劫机分子
但流弹可能害飞机坠毁
用枪对付枪不是什么好方法
必须在劫机分子登机之前 将他们留置在机场
这项做法在全球最繁忙的 亚特兰大机场带来严重问题
这座机场因而肩负庞大责任
须从1400多万名旅客中
揪出有不良意图的人
唯一保险的做法
就是替所有旅客搜身
但这样会造成机场运作 严重停滞
他们急需找出 可更快速揪出劫机分子的方法
结果他们居然是从锯木厂 找到解决方法
价值上千美元的大剖机刀片 是最重要的伐木工具
木材内若藏有小型金属物 可能会弄坏刀片
害锯木作业停滞
我将会有很大的损失
因为有20人坐着没事干
在等待更换大剖机刀片时
他们没有事可做
因此再将木材送入大剖机之前
须先用金属探测器检查木材
任何可疑物皆会触动响铃
那里头有钉子 还是什么的
接着他们会将木材搬下来抽查
这里有根钉子 你看钉子稍微有突出
有些钉子是整根埋在木材里
我们一天经常会找到 几根钉子
我们另外也会在木材中 找到子弹
有很多人到这一带来打猎
他们经常没射中猎物 反而射中树木
再来我会用金属探测器 找到子弹
机场正是需要 可检测出钉子和子弹的机器
金属探测器利用巨大电圈 产生电磁脉冲
电磁脉冲遇到金属物时 会反射电磁回波
感测器接收到这类信号时 会触动警铃
使用于木材的装置 也适用于旅客
现在机场不用替所有人搜身 也能揪出劫机分子
但金属探测器无法解决 所有安全问题
反而引爆科技与 恐怖主义之间的武器竞赛
仪器不断改良 罪犯也不断设法打败机器
2001年12月22日
联邦调查局逮捕一名企图 在飞机上引爆土制炸弹的男子
理查李夫在他的鞋子里 放置塑料炸弹
并且躲过安检 顺利登机
但现在有一种技术可对付 男子炸弹客之类的人士
拱道侦测器利用空气喷流 移除头发和衣物上的粒子
然后将粒子吸入连微量爆炸物 都能侦测到的侦测器
只能穿透衣物 无法穿透皮肤的回散射X光机
可显示旅客身上 是否藏有物体
如今机场最重视的是安全
攻击机场不仅会伤害民众
还会伤害国家的经济
5号航站楼将装设 特殊X光扫描器
每天检查8万多名旅客
X光扫描器利用多束X光 测量每件行李的原子量
然后自动显示可疑物品
进而加速扫描作业
希望旅客因而能在登机之间 有更多时间玩乐
于20世纪70年代 开始实施的安检措施
再次向旅客保证 搭飞机是安全的
有越来越多人飞上天空
进而替机场带来下一道难题
行李数比旅客数还多
洛杉矶国际机场 若想保持行李的流动
就必须大幅革新技术 跃进6：处理行李
1975年
洛杉矶国际机场每年须服务 近2400万名旅客
并处理两倍于旅客数的行李
这对行李运送工来说 是一大梦魇
但洛杉矶找到方法解决 这个存在已久的问题
航空公司多年来一直希望 能将行李分类作业自动化
但他们找不到 能读取行李标签的机器
后来在1974年夏天
一包口香糖带动 行李分类作业的进步
口香糖是最先采用条码 这种新技术的产品
产品相关信息 是利用黑白线条来加密
这些线条会反射 激光扫描器的光
有部感测器会接收反射的光
接着电脑会解码 然后显示产品价格
这似乎是解决机场 行李分类问题的最佳方法
但西方航空将条码技术 引入洛杉矶机场之后
却引发一个问题
标签可能在行李上的任何一个地方 甚至可能在底部
因此机器从各个角度 朝行李发射激光
甚至还从底部发射
接下来中央电脑会处理 标签上的资料
然后行李分别送到 正确的飞机上
有机器能读取行李标签
加快了处理行李作业的速度
但机器并非万无一失
因为机场仍旧得靠人力 处理行李
因此目前光是美国的航空公司
每年依然会误送 300多万件行李
希思罗机场5号航站楼 每小时能处理4000多件行李
各种形状大小的行李
须分别送上飞往不同目的地的 数百架不同飞机
这是一项极艰巨的后勤作业
希思罗机场 误送行李是出了名的
因此5号航站楼 一定要能正确运送行李
出国时 行李是你的一切
行李令你有安全感
你要穿的衣服全在行李里头
因此行李绝不能送错
一定要将所有行李 送到其主人手中
5号航站楼 拥有全球最大的行李系统
这座巨大迷宫 藏在航站楼内部
拥有近5英里长的 高速行李轨道
及11英里长的输送带
这套系统造价近5亿美元
整座航站楼是以 行李系统为中心来建造
行李系统建筑师伊恩贝里 花了13年研发这套系统
最后又花了8个月进行测试
今天他要利用1.2万件行李 彻底考验他的发明
我们会把这些行李 当成真正的旅客行李来处理
每件行李上都有标签
并预定要送上特定班机
每件行李代表一名旅客
行李系统须在4小时内 处理好1.2万件行李
系统因而得发挥极限能力
这套系统有如海绵
无论放多少行李进去 系统都会接受
直到系统无法再接受行李为止
1.2万件差不多是 这套系统的最大处理量
但如此先进的系统 都还是得靠传统条码扫描器
条码扫描器可辨别行李
供中央电脑追踪控制 行李的流向
行李系统随时可掌握 行李的下落
并知道行李所有人的身份
至少设计师是这么希望
系统测试如果失败
可能会连带拖累整座航站楼
1993年
丹佛机场开始采用 全自动行李处理系统
但原本预期能成功的装置 却引发一场灾难
不断有行李从输送带上飞出 害机器卡住
丹佛机场不得不延后一年启用
丹佛市因此每天得花100万美金
希思罗机场一定要做得 比丹佛机场好
为了以防万一 5号航站楼还有另一套行李系统
两套系统的规模一样大
希思罗机场还需处理 一个特殊的行李问题
即过境机场旅客的行李
希思罗机场有近1/3的旅客 是过境旅客
行李系统规模庞大
我们不愿有一大堆行李
在系统内绕行6小时
行李的主人 则去吃午餐和洗澡
这套惊人的系统 会将那类行李带离主线
然后暂时存放起来
叫做早期行李储存设备
这是一项科技奇迹
早期行李储存设备 可容纳4千件行李
并且由机器人操作
机器会自动取回行李 然后将行李送上飞机
为确保行李能 及时上飞机
机器会将慢速输送带上的行李 送到平台车上
平台车会将行李送到 位于航站楼地下室的“卫星”
平台车靠磁加速器前进
每小时速度可达18多英里
这套系统的目标
是在15分钟内 将行李从报到柜台送上飞机
在今天的测试中
1.2万件行李 都在预定时间内出现
这是好兆头
他们希望5号航站楼不会发生 旅客遗失行李的情形
希思罗机场和许多机场一样 原本是一片草地
希思罗原本预计每年可服务 4500万人次的旅客
如今每年却可服务 6800万人次的旅客
5号航站楼理应协助 希思罗机场应付庞大的旅客量
但这座航站楼不能仅以 高效率服务旅客
现今的机场必须找回 它们在扩张过程中丧失的魅力
跃进7：未来可塑性
100年前
航空业一开始是为富豪名流 提供冒险的机会
如今航空业 已成为全球产业
旅客在机场里 常觉得自己像货物一样
须不断地排队
机场在发展的同时 失去了灵魂
5号航站楼的建筑师 希望他们设计的航站楼
能恢复飞行原有的 魅力和单纯
5号航站楼 其实只是一座大厅
旅客是来到一个 单纯的地方
旅客目前到许多机场时
得连续到好几个柜台 办理手续
进而感到迷失方向
旅客来到这里时 会清楚自己在哪里
这里只有一个房间 是一处相当简单的空间
旅客站在这里时
可清楚看到 航站楼周围16架飞机的情形
5号航站楼是一座 高科技建筑
但其简单的形状或许会成为 未来其他机场效仿的对象
这座机场 将来会再有改变
在接下来的30、40年里
这座城市会继续顺应 航空业的变化而改变
5号航站楼内部空间 可塑性极高
能随时顺应 将来机场内部作业形态的变化
天晓得30年后的航空业 会是什么样子
我们回顾30年前的情形时
会对航空业变化之大 感到惊讶
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