于磊

在應(yīng)急醫(yī)療救援領(lǐng)域，我國一直比較重視海上醫(yī)療救援。我軍大型醫(yī)院船主要承擔(dān)大型戰(zhàn)役級傷員的應(yīng)急醫(yī)療救治，航速偏低，難以執(zhí)行戰(zhàn)時艦隊伴隨醫(yī)療救治任務(wù)，作戰(zhàn)環(huán)境下的醫(yī)療救治還是需要較多地依靠艦艇本身的醫(yī)療救援體系和設(shè)備。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，在應(yīng)急救援系統(tǒng)當(dāng)中，無人機正在扮演越來越重要的角色，尤其在偵察、火力引導(dǎo)、毀傷判斷、消防滅火等方面。對比之下，在醫(yī)療救援系統(tǒng)方面，無人機系統(tǒng)仍處于起步階段，尤其是艦載無人直升機航空救援系統(tǒng)具有極大的發(fā)展空間［1］。本研究探討艦載無人直升機系統(tǒng)在艦艇應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援過程中的價值，寄望在未來海上應(yīng)急醫(yī)療救援系統(tǒng)中，無人直升機可以發(fā)揮重要的作用。

1 海上應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的特點

1.1 海上應(yīng)急救援的定位難度比較大

海洋面積遼闊，存在流動性，相較于地面目標(biāo)的搜索，海洋搜索的不確定性更高。近代以來，規(guī)模最大的戰(zhàn)爭是第二次世界大戰(zhàn)，受限于武器命中率，且主戰(zhàn)艦艇往往本身體積和噸位較大，海戰(zhàn)中主戰(zhàn)艦艇操作一般是擊傷為主，擊沉為輔，若搶救不及時，傷員的生存率將極其低下。例如，德國俾斯麥號戰(zhàn)列艦被英國戰(zhàn)艦擊沉后，2 000 多人最終僅幸存80 人；日本大和號戰(zhàn)列艦被美空軍炸毀，2 700 名艦員只有200 多人得以脫離?，F(xiàn)代武器的威力和命中率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過二戰(zhàn)期間，所以艦艇損毀的概率更大。及時發(fā)現(xiàn)并展開救援是海戰(zhàn)救援中最重要的一環(huán)，定位的關(guān)鍵在于廣域的搜索識別能力。海洋面積廣闊，海平面洋流的運動使得海上搜索救援較陸地救援難度更上一層，不僅需要及時判斷災(zāi)難發(fā)生地，而且還需要根據(jù)當(dāng)時的海況判斷大致的漂流離散位置，使得所需搜索的面積隨時間延長呈指數(shù)級擴大［2］。

1.2 海上應(yīng)急救援的時效性尤為突出

海水的溫度是人體耐受極限的最關(guān)鍵因素。一般情況下，人體在0 ℃以下海水中只能耐受幾分鐘，10 ℃海水可耐受3 h，25 ℃海水可耐受24 h。有動物實驗研究證明，不同溫度的海水浸泡對大鼠的生理狀態(tài)、生存時間及死亡率產(chǎn)生的影響存在明顯差異，水溫越低，生理狀態(tài)變化越明顯，存活時間越短，死亡率越高［3］。因此，浸泡在海水中的船員能不能得到及時有效的救援將是其能否存活的最重要一環(huán)。

1.3 戰(zhàn)時環(huán)境下救援存在相當(dāng)程度的危險性

救援船只搜索救援時間過長，越容易遭敵襲擊，造成更大的戰(zhàn)損。例如二戰(zhàn)中途島海戰(zhàn)中，約克城號航空母艦在1942 年6 月4 日嚴(yán)重受損側(cè)傾后棄艦，美軍派遣哈曼號驅(qū)逐艦前去救援，結(jié)果哈曼號被日軍潛艇當(dāng)場擊沉。因此，戰(zhàn)時環(huán)境下，如何在保證自身救援艦艇安全的條件下進行快速高效的救援是關(guān)鍵。

2 海上應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援現(xiàn)狀及存在問題

現(xiàn)代海上應(yīng)急救生任務(wù)主要依托救生圈、救生艇、沖鋒舟、艦載直升機進行。艦載有人直升機執(zhí)行救援的能力是毋庸置疑的，但有人直升機的搭載條件較為苛刻，需要有專門的起降輔助設(shè)施，需要搭載專業(yè)機組人員和維護人員，設(shè)置大型的機庫等。較小型艦艇的搭載能力受限，且盡管大型艦艇能夠設(shè)置直升機庫，搭載的規(guī)模也受艦艇空間限制，往往以1～2 架直升機為主，本身艦載直升機的反潛等作戰(zhàn)任務(wù)較為繁重，難以滿足戰(zhàn)時應(yīng)急救援的需求?，F(xiàn)有艦艇醫(yī)療系統(tǒng)主要依靠艦艇搭載的救生艇，執(zhí)行單一救援任務(wù)可以考慮采用艦載直升機。在實戰(zhàn)條件下，救援規(guī)模與救援時效這2 個矛盾點仍是困擾海上應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援的難題。

3 艦載無人直升機在海上應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援中的應(yīng)用分析

3.1 研究背景

無人機是指由空氣動力驅(qū)動并能夠攜帶有效載荷的自主或遠(yuǎn)程控制的無人駕駛多用途飛機［4］。無人機醫(yī)學(xué)救援已經(jīng)在民用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。美軍極其重視戰(zhàn)場環(huán)境下的醫(yī)學(xué)救援，研制了各種無人設(shè)備提供醫(yī)療救助。美國醫(yī)療系統(tǒng)聯(lián)合航空專家開發(fā)了一種配備有特殊傳感器、紅外線設(shè)備和遠(yuǎn)程醫(yī)療功能的無人機，可以提供包含應(yīng)急物資的醫(yī)療包［5］。這種技術(shù)可以聯(lián)合專業(yè)的急救人員進行遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，可以在急救人員到達現(xiàn)場之前，向患者提供救助和治療。以色列計劃2021 年交付由戰(zhàn)術(shù)機器人公司研制的號稱“空中騾子”的“鸕鶿”貨運和救援系列無人機，該無人機可以垂直起飛，空間較大，搭載能力較強，尤其是針對戰(zhàn)地一線的醫(yī)療救援，具有良好的搭載和起降性能［6］。位于倫敦東區(qū)的RTS Ideas 公司發(fā)明了一種救援無人機，每架可攜帶攝像頭和3 個救生圈，可進行海上溺水救援。該無人機漂浮在海上平臺上，由太陽能供電，接收到信號后能馬上飛到溺水者附近投擲救生圈，并觀察現(xiàn)場情況［7］。在我國，民用醫(yī)療應(yīng)急救援領(lǐng)域已經(jīng)有多支專業(yè)無人機救援隊，如四川登山協(xié)會山地救援隊無人機支隊、廣西無人機技術(shù)應(yīng)用協(xié)會組建的無人機應(yīng)急保障總隊、貴州應(yīng)急救援總隊［8］。

3.2 研究意義

3.2.1 依托艦載無人直升機可以構(gòu)建高效率的艦載無人救援系統(tǒng) 艦載無人直升機相較于其他類型的固定翼無人機在艦艇使用方面有更好的搭載性能，且能夠根據(jù)艦艇的大小搭載型號合適的無人直升機，與有人駕駛直升機相比，其具有良好的適裝性，尤其是對于中小型戰(zhàn)艦適裝性更好。例如美國海軍MQ-8B“火力偵察兵”艦載無人直升機，主要承擔(dān)戰(zhàn)場偵察和激光引導(dǎo)的任務(wù)，飛機全重約1.5 t，最大可攜帶320 kg 有效載荷，搭載90 kg 有效載荷可持續(xù)飛行8 h［9］。該無人直升機比載人輕型直升機的體積更小，可搭載重量更大，可以起到偵察預(yù)警與火力打擊的作用。艦載無人直升機因為需要執(zhí)行偵察甚至火力打擊的任務(wù)，往往具備一定的載荷和滯空時間，因此可拓展其醫(yī)療救援能力。

3.2.2 艦載無人直升機能夠提供海上搜索與定位能力 艦載無人直升機可以提供通信中繼與搜索救援，作為控制遙感平臺可搭載多種設(shè)備，包括高清攝像機、熱成像儀、紅外夜視儀、應(yīng)急通信設(shè)備等，能隨時根據(jù)現(xiàn)場需要更換設(shè)備，可以滿足救援需求，提高救援效率。同時，艦載無人直升機可以協(xié)同船舶進行水上搜尋，由于其具有一定的飛行高度，視頻圖像的范圍要比在船上的可視范圍擴大數(shù)十倍，機載遙感設(shè)備的有效作用距離得到擴大，搜尋效果明顯好于船舶［10］。艦載無人直升機體積較小，可搭載設(shè)備多，可以放飛較多架次，同時對多方向進行搜索，而且偵察搜索設(shè)備可以基于可見光和不可見光，可更好地對比搜索海面目標(biāo)，所攝取的圖像資料在基于人工智能的輔助搜索軟件支持下，可以更迅速地識別待搜救目標(biāo)［11］。

3.2.3 艦載無人直升機能夠提供應(yīng)急醫(yī)療救援的基礎(chǔ)生命支持 艦載無人直升機發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，可以根據(jù)無人直升機的載荷不同，搭配不同的任務(wù)艙，提供一定的應(yīng)急救援能力，包括直接救援與輔助支持。在載荷允許的情況下，艦載無人直升機可以搭載救援吊籃，用于對落水人員的直接救援。對于多目標(biāo)任務(wù)，艦載無人直升機可以采取投送海上應(yīng)急救援包的方式，給予傷員基本生命支持，并通過信號中繼系統(tǒng)實現(xiàn)實時通信。海上救援包可設(shè)計為小體積以便搭載較多數(shù)量，進行多目標(biāo)、點對點的準(zhǔn)確投送。海上救援包無論是充氣式救生衣還是充氣橡皮筏，若能夠及時送達，將極大地減少傷員在海水中發(fā)生意外的可能，為進一步營救贏得時間［12］。

3.2.4 艦載無人直升機能夠進行戰(zhàn)場環(huán)境評估與提前規(guī)劃營救路徑 艦載無人直升機攜帶的遙感設(shè)備既可以用于搜索需要救援的人員，也可以偵測戰(zhàn)場環(huán)境。多架次無人機可以構(gòu)建一定范圍的探測網(wǎng)絡(luò)，有利于對大區(qū)域內(nèi)的敵情進行控制，保障營救工作的安全進行。無人直升機搭載的遙感設(shè)備還可以根據(jù)現(xiàn)場毀傷情況評估敵方來襲的重點方向，并為其他救援艦艇提供救援信息，提前做好救援規(guī)劃，與艦艇相互配合，既保護了救援艦艇的安全，也有利于救援行動的快速高效完成。

3.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

據(jù)公開報道，國產(chǎn)無人直升機呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢，僅500 kg 級無人直升機，就有中航工業(yè)直升機的AV500 和AR500C 高原型、北航的“駝峰”500 縱列雙旋翼、兵器工業(yè)集團CR500 共軸雙旋翼無人直升機等，最大飛行距離普遍達到280 km，最大續(xù)航時間4 h，載荷也在70 kg 以上［13］。無人直升機可以根據(jù)具體的使用目的和方法進行遠(yuǎn)程控制，且可以通過多種方式降落，很少受天氣或地形的影響和限制［14］。因此，我國依托艦載無人直升機拓展艦艇應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援方面具有良好的基礎(chǔ)。

4 展望

海上應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援中，醫(yī)療救護直升機是最快捷高效的方式［15-16］。艦載無人直升機參與應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援主要依托于其遙感技術(shù)，包括通信、定位、遙感傳感、遙感應(yīng)用等。通過對數(shù)據(jù)處理、建模和分析，無人機飛行操作可實現(xiàn)自動化、智能化。受救援環(huán)境、救援成本等因素影響，衛(wèi)星搜救、有人駕駛飛機航空搜救在救援信息獲取方面受到限制，而無人機遙感系統(tǒng)則憑借其較強的分辨率和實時性，能滿足更多救援場景的需求。有人直升機救援具有運輸物資能力強、設(shè)備性能強、能夠批量運載傷員、救援環(huán)境適應(yīng)性強的優(yōu)點，目前是海上救援的主力軍，但其存在消耗成本高、起降條件要求高等缺點。救援無人直升機自主性強、成本低、操作靈活、起降要求低，避免了駕駛?cè)藛T安全風(fēng)險，尤其是在艦載無人救援系統(tǒng)方面，可以滿足未來大、中、小各型艦艇的應(yīng)急救援能力的搭建，提高各種場景下的應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援能力。