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立體化援潛救生及其裝備體系構(gòu)成研究

2011-08-15 00:50劉伯運(yùn)王京齊邱金水劉燕紅
中國應(yīng)急救援 2011年5期

劉伯運(yùn) 王京齊 邱金水 劉燕紅

一、引言

援潛救生的使命是為潛艇提供援助保障,對失事潛艇實(shí)施援救,最大限度地減少事故造成的損失。海上援潛救生能力是海軍戰(zhàn)斗力的重要組成部分,隨著潛艇作戰(zhàn)半徑的增大及作戰(zhàn)海域的復(fù)雜化,潛艇失事的危險也在不斷增加,援潛救生應(yīng)成為日益重要的必備措施。加強(qiáng)海上援潛救生能力建設(shè)對于提高海軍核心軍事能力、完成多樣化軍事任務(wù),尤其是對于保障艦艇部隊?wèi)?zhàn)斗力和生命力具有重大意義。

我國已初步建立起了援潛救生體系,并取得了初步的成效。但是,我國的援潛救生技術(shù)和世界先進(jìn)水平相比還有較大差距,援潛救生體系還有許多需要充實(shí)、完善的地方,建設(shè)新型的援潛救生系統(tǒng),健全援潛救生體系已成為一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。

二、國內(nèi)外援潛救生技術(shù)發(fā)展及趨勢

1.美國援潛救生體系構(gòu)建

美國援潛救生體系的構(gòu)成從組織體系來看,其領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)是隸屬于大西洋和太平洋艦隊潛艇司令部下面的潛艇保障第五中隊,其主要使命既是履行高度復(fù)雜和重要的潛艇救生任務(wù),又是美軍海軍深海技術(shù)研究和海上深潛作業(yè)實(shí)施的智囊團(tuán)。第五中隊由深潛救生艇分隊、無人潛器分隊、潛水系統(tǒng)特遣分隊構(gòu)成。

深潛分隊的使命任務(wù)是為美國及其盟國海軍潛艇提供救生保障。分隊一艘深潛救生艇隨時處于高度待命狀態(tài),在緊急情況下,待命的深潛救生艇可裝載到一架C-5銀河運(yùn)輸機(jī)上空運(yùn)到世界上任何地點(diǎn)。一旦到位,深潛救生艇接著將被裝載到母潛艇上,由母潛艇馱至援救地點(diǎn)。深潛分隊?wèi){借其眾多的精良裝備和嫻熟的專業(yè)技術(shù),具備了在世界范圍內(nèi)開展援潛救生、水下調(diào)查研究和打撈能力。

無人潛器特遣分隊(Unmanned Vehicles Detachment)側(cè)重于利用水下潛器進(jìn)行水下作業(yè)。近年來,UMV的ROV已經(jīng)打撈了價值超過1億美元的軍用或民用物品。同時,UMV為美國科技部門完成了多次不同的科研任務(wù)。UMV保持一些靈活高效的裝備,并隨著裝備的更新而不斷發(fā)展。

潛水系統(tǒng)保障特遣分隊側(cè)重利用救生鐘、飽和潛水系統(tǒng)等進(jìn)行援潛救生水下作業(yè)。同時,潛水系統(tǒng)保障分隊還擅長于深海打撈作業(yè)中的水下索具作業(yè)。

從裝備構(gòu)成來看,美軍的援潛救生裝備主要由以下一些部分構(gòu)成:

(1)援救裝備搭載平臺主要包括母潛艇和水面母船。母潛艇是經(jīng)改裝后的核動力潛艇,在其后救生艙口蓋的位置背負(fù)一艘深潛救生艇。水面母船有兩項(xiàng)主要功能:一是協(xié)助完成深海搜索和援救任務(wù);二是用作海軍潛艇試驗(yàn)保障船舶。美軍還建立起了可供選擇的搭載平臺數(shù)據(jù)庫,這些搭載平臺包括美國海軍/軍事海運(yùn)指揮部的艦隊拖船(Powhatan T-AFT級),按商業(yè)海船規(guī)范建造的操錨拖船和近海供應(yīng)船,可在援潛救生時根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)度。

美國空軍的C-5、C-17、C-130運(yùn)輸機(jī)可以將深潛救生艇和潛艇救生鐘運(yùn)送到與潛艇失事地點(diǎn)鄰近的機(jī)場,接著通過陸路運(yùn)輸?shù)竭_(dá)預(yù)先指定的港口,然后用預(yù)先指定的母潛艇或?qū)S玫乃娲皩⑸顫摼壬н\(yùn)送到失事潛艇位置。

(2)深潛救生艇(DSRV)

DSRV首艘“Mystic”號于1970年下水,次艘“Avalon”號于1971年下水。1977年這兩艘深潛救生艇正式加入美國海軍。深潛救生艇的主要使命是提供快速反應(yīng)、世界范圍內(nèi)、全天候的、在2000英尺以淺,援救失事潛艇艇員的能力。其最大作業(yè)深度大約是5000英尺。

對援潛救生作業(yè)而言,深潛救生艇能夠下潛、確定失事潛艇位置、與失事潛艇救生平臺對接。與失事潛艇正確對接后,打開失事潛艇的救生艙蓋,失事潛艇艇員直接進(jìn)入深潛救生艇,然后深潛救生艇與失事潛艇分離,將獲救艇員轉(zhuǎn)移到支持船舶上。

(3)潛艇救生鐘(SRC)

潛艇救生鐘作為能機(jī)載空運(yùn)的潛艇救生成套設(shè)備的一個主要部分。SRC能夠配備在任何設(shè)有吊放回收裝置的船上。SRC的額定工作深度是850英尺,試驗(yàn)深度(不載人)是1270英尺。

潛艇救生鐘機(jī)載成套設(shè)備可以用飛機(jī)運(yùn)輸?shù)诫x使用地點(diǎn)最近的碼頭。成套設(shè)備中包括對船舶實(shí)施四點(diǎn)錨泊定位的所有設(shè)備,能夠支持潛艇救生鐘在850英尺以淺作業(yè)。在良好的水文氣象條件下,潛艇救生鐘能夠與橫傾或縱傾達(dá)±30°的失事潛艇對接。

(4)常壓潛水裝具(ADS)

常壓潛水裝具用來替代有纜水下作業(yè)潛器系統(tǒng)。該裝具將用在未來的救生系統(tǒng)-潛艇救生潛水再加壓系統(tǒng)中的“水下作業(yè)系統(tǒng)”部分。

(5)潛艇救生系統(tǒng)(SRS)

潛艇救生系統(tǒng)有兩個主要的功能模塊:一是承壓援救模塊(PRM),這是一個能載人的遙控潛器,能夠?qū)⑹聺撏T轉(zhuǎn)移到母船上的甲板加壓艙;二是潛艇減壓系統(tǒng)(SDS),包括安裝在母船甲板上的加壓艙和配套設(shè)備。

(6)有纜水下作業(yè)潛器系統(tǒng)

水下作業(yè)潛器也稱水下機(jī)器人,是近年來美軍防救部隊大力推廣的技術(shù)之一。目前配備的TUWVS水下潛器其最大作業(yè)深度5000英尺,重量4500磅,配備的CTFM聲吶,作用距離2000英尺。水下作業(yè)工具有鋼纜剪刀和舉力為250磅的兩個機(jī)械手。此外,還配備水下照明和攝像系統(tǒng)。

(7)潛艇應(yīng)急位置指示無線電浮標(biāo)

潛艇應(yīng)急位置指示無線電浮標(biāo)是一種無線電信號發(fā)射裝置,用于潛艇遇難時發(fā)出位置信號和援救兵力給失事潛艇指示定位。SEPIRB包括Cospas-Sarsat兼容的功能,有一套GPS系統(tǒng),和一臺自導(dǎo)引信標(biāo)機(jī)(頻率121.5MHz)。

(8)快速上浮裝置

美國海軍直接從英國購入MK-10型快漂裝置,并裝備海軍全部潛艇上,使艇員在潛艇在常壓環(huán)境下的生存能力大大提高。它用于艇員從沉沒的潛艇中逃生,設(shè)計深度180m,艇員可在水面生存24小時。一個典型的逃生過程,大約需要3-4秒。

依靠上述主要設(shè)備,美國海軍建立起失事潛艇救援系統(tǒng),并通過良好的組織管理和積極的訓(xùn)練,使得美國海軍的援潛救生能力在世界范圍內(nèi)被公認(rèn)為處于領(lǐng)先地位。

2. 北約國家援潛救生體系構(gòu)建

北約潛艇救生系統(tǒng)(NSRS)是一個多國合作項(xiàng)目,旨在發(fā)展歐洲潛艇救生系統(tǒng),由英國國防部采購局代表法國、挪威、土耳其和英國四個參與國管理。該系統(tǒng)可與美國海軍新型潛艇救生系統(tǒng)相媲美,兩者都能在世界范圍內(nèi)使用。北約其它國家的潛艇救生系統(tǒng)一般限于國內(nèi)沿海地區(qū)使用,所有這一切將形成整個北約及其盟國的潛艇救生能力。

NSRS系統(tǒng)包括除救生潛器外的許多其它單元,如便攜式吊放回收系統(tǒng),減壓設(shè)施,用作水下支援作業(yè)的遙控潛器,應(yīng)急生命支持物資、指揮、控制和通信設(shè)備。此外,還有岸基設(shè)施保證NSRS系統(tǒng)必要時快速動員、運(yùn)輸和展開;并保障潛艇救生部隊常年處于高度待命狀態(tài)。

NSRS對援潛救生關(guān)鍵裝備的使用要求是[1]:

(1)可用性:NSRS系統(tǒng)至少有98%的可用性;

(2)使用區(qū)域:能夠在世界范圍內(nèi),除冰層覆蓋海域和大洋外的海域展開援救作業(yè);

(3)作業(yè)環(huán)境:充分考慮援救作業(yè)可能遭遇的各種環(huán)境條件;

(4)時間要求:能夠在72小時內(nèi)抵達(dá)潛艇失事地點(diǎn)開展第一次援救作業(yè);

(5)援救人數(shù):NSRS系統(tǒng)能夠最多從失事潛艇內(nèi)援救150名艇員;

(6)作業(yè)深度:最大援救深度不小于600m(極限援救深度700m);

(7)援救壓力:在潛艇艙內(nèi)絕對壓力1bar至5bar范圍內(nèi)能夠援救失事潛艇艇員(最大援救壓力為7bar);

(8)援救角:在失事潛艇救生平臺與水平面傾角最大達(dá)45°(極限為60°)的情況下能夠進(jìn)行援救作業(yè);

(9)對失事潛艇艇員要求:NSRS系統(tǒng)展開援救作業(yè)不需要失事潛艇艇員的協(xié)助。

在后勤保障方面,將購置A400-M型運(yùn)輸機(jī),該機(jī)有效載荷為32噸。母船問題也在考慮。

3. 國際援潛救生體系發(fā)展趨勢

除上述美國和北約國家建立的援潛救生體系以外,澳大利亞、加拿大、俄羅斯、瑞典、日本等國都依據(jù)本國潛艇部隊的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r及海域情況,從系統(tǒng)化角度全面推進(jìn)援潛救生裝備體系的發(fā)展,并向大深度方向發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來,世界各國在援潛救生領(lǐng)域的發(fā)展步伐越來越快,援潛救生技術(shù)主要呈現(xiàn)出向大深度、成套化、通用化、快速化、全面性方向發(fā)展的趨勢特點(diǎn)。

目前世界上潛艇的極限深度已達(dá)600 m,而援潛救生母船的援救深度尚未達(dá)到這一深度,因此援潛救生的發(fā)展趨勢是在潛水醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、潛水工程領(lǐng)域、援救工程領(lǐng)域等諸多方面全面發(fā)展,并配備一整套完整的援潛救生體系[2]。

三、中國海軍援潛救生現(xiàn)狀分析

我國長期以來致力于研制先進(jìn)的援潛救生系統(tǒng),建立、健全援潛救生體系,并取得了初步的成效。隨著海軍走向深藍(lán),對防救部隊的援潛救生裝備也提出了向“快、深、遠(yuǎn)”方向發(fā)展的需要。近年來,海軍防救部隊雖然裝備了一些科技含量較高的裝備,如300米船用飽和潛水系統(tǒng)、YQ2型遙控潛器等,但受作業(yè)平臺和作業(yè)環(huán)境的限制,還達(dá)不到其應(yīng)有的工作效能,部分援潛救生裝備的發(fā)展還停留在七、八十年代的水平。

另一方面,援救裝備的快速投送對援潛救生的及時有效至關(guān)重要,但現(xiàn)階段的援救裝備快速投送還不夠完善,不能滿足援潛救生兵力迅速展開的要求,一些急需的援救裝備不能在短時間內(nèi)送到指定位置。

實(shí)現(xiàn)海上援潛救生能力整體跨越,裝備體系建設(shè)是關(guān)鍵。傳統(tǒng)的單一援救裝備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代條件下援潛救生的需要,必須從整體上加強(qiáng)對援救體系系統(tǒng)性研究,建立一整套新的援潛救生系統(tǒng),使各救生設(shè)備密切配合,才能成功完成對失事潛艇的救援[3]。

四、立體化援潛救生及其裝備體系構(gòu)成研究

立體化援潛救生是指由空中、海面、水下等諸多救助單位合作參與并完成援潛救生作業(yè)??梢栽O(shè)想,以下是一個立體化援潛救生作業(yè)的實(shí)施程序[4]:

潛艇失事以后,需要外部實(shí)施援救,首先利用失事救生浮標(biāo)等設(shè)備、利用星基、岸基通信設(shè)施和潛艇綜合漂浮天線、應(yīng)急救生信標(biāo)等裝備釋放救生求救信號。

救援中心得到求救信號后,利用直升機(jī)對目標(biāo)搜索定位;同時做好水面救生平臺和救生裝備保障;

對目標(biāo)定位以后,水面救生平臺進(jìn)行布場,利用ROV等水下作業(yè)工具完成救生艙口清理、打開失事艇艙蓋、接氧氣管等;利用ADS輸送氧氣罐和食品等;

根據(jù)救援條件,利用救生鐘或載人潛器組織人員離艇;

水面母船利用加壓艙與援救裝置對接,通過減壓程序完成人員救助。

在實(shí)施這樣一個立體化援救過程中,技術(shù)裝備決定了援潛救生的能力水平,為此需要構(gòu)建相應(yīng)的裝備體系。在這一裝備體系中,需要解決潛艇失事報警系統(tǒng)、指揮決策系統(tǒng)、立體搜救系統(tǒng)、潛艇自救系統(tǒng)、支持母船及其援救裝備、被救艇員的醫(yī)治和轉(zhuǎn)移等。各部分及其功能是:

◆ 失事報警機(jī)制——保持從防救指揮中心到各級援救機(jī)構(gòu)、被救失事潛艇間的暢通信息聯(lián)系,建立及時有效的組織機(jī)構(gòu)、通訊手段。

◆ 指揮決策系統(tǒng)——它是整個救援系統(tǒng)的中樞,進(jìn)行指令的發(fā)布、信息綜合和救援決策,包括現(xiàn)場指揮和各級海軍防救中心的信息聯(lián)系。

◆ 立體搜救系統(tǒng)——通過空中、水面及水下設(shè)施對失事潛艇目標(biāo)進(jìn)行搜尋,以及救援過程中的監(jiān)視和指揮聯(lián)絡(luò),并對目標(biāo)、救援裝備進(jìn)行坐標(biāo)定位(GPS定位)。

◆ 潛艇自救系統(tǒng)——負(fù)責(zé)失事潛艇艇員的逃生,以及維持艇員生存。

◆ 支持母船——利用包括水面母船或水下母艇搭載的救生裝備和潛水員實(shí)施救援,以及完成它所裝載的裝備的收放、對接作業(yè)等。

◆ 援救裝備——完成對失事潛艇營救前的勘察與清掃工作、準(zhǔn)備工作、失事潛艇艇員安全轉(zhuǎn)移及營救過程中艇內(nèi)人員的生命支持。其中:

載人潛器(HOV):對援救過程進(jìn)行現(xiàn)場指揮或現(xiàn)場作業(yè),如帶纜掛鉤、輸送食品等;

救生潛器(DSRV)、移動式救生鐘(MSRC):與失事艇救生鐘平臺對接實(shí)施干救或濕救,將被救艇員轉(zhuǎn)移到減壓艙治療或其它轉(zhuǎn)移裝置上;

遙控潛器(ROV):進(jìn)行核泄漏檢測,現(xiàn)場觀察、清掃、帶攬掛鉤、食品輸送等作業(yè);

常壓潛水裝具(ADS):失事潛艇目標(biāo)觀察,現(xiàn)場清掃、帶攬掛鉤、食品輸送等作業(yè);

飽和潛水系統(tǒng)(SDS):潛水員進(jìn)行打撈、營救過程的輔助作業(yè)。

被救艇員的醫(yī)治和轉(zhuǎn)移——利用母船上的減壓艙減壓醫(yī)療,或利用高壓轉(zhuǎn)移裝置將被救艇員轉(zhuǎn)移到其它地方進(jìn)行減壓醫(yī)療。

在實(shí)現(xiàn)立體化的援潛救生裝備體系建設(shè)后,還需要加強(qiáng)運(yùn)行管理體系(軟件)和使用者兩個方面工作。運(yùn)行管理體系包含防險措施及制度、應(yīng)急預(yù)案、事故評估、計算機(jī)輔助決策、組織協(xié)調(diào)、日常運(yùn)行規(guī)章、演練計劃、人員培訓(xùn)等軟件和規(guī)范。使用者包括所有與援潛救生相關(guān)的個人及單位。此外,還要加強(qiáng)日常維護(hù)和訓(xùn)練,從而保證援救裝備24小時處于待命狀態(tài),保證援救操作人員的熟練操作和對援救裝備的緊急故障快速解決的能力。

五、結(jié)論

總體說來,援潛救生體系的建設(shè)必須依據(jù)我國海軍戰(zhàn)略方針以及海軍賦予防救部隊的使命任務(wù),綜合考慮防救部隊未來使命任務(wù)要求。立體化援潛救生體系的實(shí)現(xiàn)可以建立其以海軍艦艇遇險救生應(yīng)急通信系統(tǒng)和海上快速搜救指揮系統(tǒng)為海上搜救信息保障平臺、以救援飛機(jī)為空中快速搜救力量、以動力定位型救生船和救助拖船為海上大深度援潛救生作業(yè)保障平臺、以大深度援潛救生專用裝備為大深度水下援救手段,從而具備較強(qiáng)的潛艇艇員自救能力,能遂行潛艇極限深度內(nèi)快速搜救、援潛救生和大深度水下沉物探測任務(wù)的綜合援潛救生裝備體系。

[1] 何明國.二十世紀(jì)世界海軍防險救生[J].海軍防險救生第17期(專輯).

[2] 張志明,薛晶.國外援潛救生系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].船舶,2005,3(6):5-7.

[3] 尤慶華,肖寶家,許忠錫等.實(shí)現(xiàn)中國??樟Ⅲw救助體系的對策和建議[J]. 中國航海,2008,31(1):70-74.

[4] 陳建平.援潛救生新概念—立體救生系統(tǒng)的發(fā)展思路[J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用.2001(2):21-24.