從馬航370航班搜救行動看未來海上搜救航空器的發展

陳黎

2014年4月28日，在南印度洋相關海域進行的馬來西亞航空公司370號航班失聯客機（以下稱MH370）的空中搜尋活動在持續6周后宣告結束。在此次行動中，包括我國在內的多個國家出動了眾多航空器（包括固定翼飛機和直升機）參與，動用了P-3C、P-8A海上巡邏機，C-130、“伊爾-76”、“運-8”運輸機，E-737“楔尾”空中預警機和SH-60“海鷹”艦載直升機，其中P-8A和E-737均是近年剛投入使用的新機，為其服役后首次執行海上搜救任務。由于此次行動一直面臨著失聯客機墜海位置不明，搜救現場遠離大陸，相關海域氣象條件惡劣等一系列困難，對各國搜救力量、尤其是參與行動的航空器來說是一次嚴峻考驗。如何根據此次MH370搜救和先前歷次類似行動中的經驗教訓，研發任務效能更高的航空裝備，進一步加強海上搜救力量建設，值得世界各國高度重視和深思。

航空器在海上搜救行動中的重要作用與傳統優勢

航空器作為一種快速高效的搜救手段，在當今世界主要國家的海上救援體系中具有不可替代的地位。在多年來的歷次海上搜救行動中，航空器均得到廣泛使用并發揮了至關重要的作用，當仁不讓地成為各國海上救援指揮中心得到報警后第一時間派出的搜救工具。與水面艦船等其它搜救工具相比，航空器的性能特點決定了其在用于海上搜救任務領域時，具有以下獨特優勢和突出作用：

機動靈活，可對海上突發事件做出快速反應

海上事故（包括飛機失事、船舶遇險）突發性強，救援力量能否快速反應并盡快抵達事發現場，直接關系到救助行動的成敗。尤其是對于在事故中幸存、但仍處于危急狀態的遇險人員來說，能否在黃金時間內得到救助完全取決于救援力量到達現場的速度快慢。2009年6月30日，也門航空公司626號航班在印度洋科摩羅群島附近海域上空失事后，1名不諳水性、并且無救生衣的13歲女孩在常有鯊魚出沒的海面漂流數小時后奇跡般獲救，就清楚證明了這一點。

此外，各國多年來海上搜救行動的經驗教訓表明，救援力量若能盡快抵達失事海域，還將會在以下幾方面起到重要作用

①可以壓縮從接收到呼救信號到開始現場搜尋所耗費的時間，減少遇險機、船位置實際漂移和理論估算漂移之間的誤差，縮小搜尋范圍；

②可盡快向指揮中心和后續救援力量報告事發現場的最新信息，以幫助其做出相關決策；

③可以盡快搜尋并識別各種疑似漂浮物，以此確定較為準確的搜尋基點，并提供給后續搜救力量，這對于救助那些已經失去聯系的遇險機、船尤為重要；

④有助于穩定失事現場的緊張混亂局面，尤其讓那些情緒失控、甚至面臨精神崩潰的遇險人員看到獲救希望，從而堅定其等待救援的信心；

⑤可向遇險人員提供緊急救助（救生器材、食品、淡水等），并指導其更有序地開展自救、互救行動，以等待后續救援力量的到來。

在目前技術條件下，水面艦船由于航速低（海軍水面艦艇的典型最大航速為30節，即55千米/小時左右），除了事發海域距離救援基地不遠，或者事發現場附近正好有艦船等特殊情況外，救援船只從母港出發駛抵目標海域，通常需要數小時、數天甚至更長時間，很難在最佳救援時機內趕到。航空器的速度則遠遠超過艦船，起飛準備工作所需時間也要短得多，因而在快速反應方面具有得天獨厚的優勢，并且隨著事發海域與海岸距離的增加，這種優勢將會體現得越來越突出。

作業效率高，適于對大面積海域的快速搜索

當飛機、船舶在海上失事后，由于洋流、海浪、海風的作用，海上迫降的飛機、失去動力后的船舶、遇險人員乘坐的救生筏往往會在海面自由漂移，并且隨著時間的流失，其漂移距離將越來越遠，導致需要搜索的海域面積不斷擴大。若是出現飛機墜海解體等嚴重事故，機體殘骸、乘客行李以及落水人員在廣袤海面上的散落范圍通常會達百余千米，再經過一定時間的漂移后，其可能散布的海域面積將會達到數萬、數十萬、甚至上百萬平方千米，致使海上搜救工作困難重重。例如此次在南印度洋進行的MH370搜救過程中，由于相關海域洋流湍急并且復雜多向，疑似碎片以每天40～100千米的速度在海面大范圍飄移，給各國的海上搜救工作帶來很大困難。

此外值得指出的是，對于在大洋深處突然失去聯系的飛機、船舶來說，外界只能根據其最后發出的信息推測其大致位置，然后對相關海域實施大面積搜索。由于這種推測結果帶有很大的不確定性，因而難免會出現所判定的疑似海域前后不一致的情況，讓前來搜尋的救援力量往返奔波，徒勞無功。例如在此次MH370搜救行動中，參與救援的各國先是根據飛機與地面失去聯系的最后位置，將泰國灣作為搜救重點，后來根據飛機最后一次發出衛星信號的地點和飛機剩余燃油量等信息進行測算，又在澳大利亞西部城市珀斯以西的南印度洋中確定了新的搜救區。

在這樣的背景下，航空器速度快、視野廣闊、機動性強的特性將可以得到充分發揮，不但可以在較短時間內完成大面積海域的搜索，而且可以隨時根據最近的情況通報，迅速前往新的疑似海域參加搜救活動，減少時間延誤，提高行動效率。

可與水面艦船有效配合，發揮海空立體搜救優勢

當水面艦船趕到預定海域并作為中堅力量展開大規模海上搜救活動后，航空器仍然可以起到尖兵和耳目的作用，通過與水面艦船密切配合，相互取長補短，最大程度地提高作業效率。例如，當海面風浪較大時，漂浮物會在波峰和波谷的交替中時隱時現，此時空中飛行的航空器更容易發現目標。一旦發現疑似漂浮物，航空器可以通過空投浮標、海水染色劑、煙霧信號彈等手段，為水面艦船展開后續搜救行動提供明顯的水面標志或目標漂移的參考。此次在南印度洋進行的MH370搜救過程中，澳大利亞軍方飛機就曾多次實施這類行動。

特別是對于直升機來說，由于其對起降場地要求低，可以很方便地在事發海域附近的陸上機場或者救援船只上部署，再加上其具備垂直起降、低空超低空飛行、持續慢速飛行、空中懸停、原地轉向等飛行特性，在海上救援行動中會發揮無法替代的作用。在水面艦船實施海上救助作業的過程中，直升機也可充分發揮自身的獨特優勢，彌補水面艦船的部分性能缺陷。例如當事發海域的海況惡劣，風急浪高導致船舶劇烈搖蕩、操縱困難，甚至自身也面臨危險時，救援船只將難以通過傳統的放小艇、靠幫等方式對落水人員和遇險船只上的人員實施救助，直升機則可以通過懸停并放下吊索/繩梯、在遇險船只的適當部位停靠等方式搭救遇險人員，并將其轉移到救援船只上。如果事發海域距離海岸不遠，直升機還可以充當救援現場與陸地后方之間的轉運工具，向后方緊急運送危重傷員或重要物件，往現場運送醫護人員和救援物資等。endprint

傳統航空器執行海上搜救任務時存在的主要不足

由于海上特殊的地理環境，長期以來海上（尤其是大洋縱深海域）搜救行動一直具有相當的難度，這對包括飛機在內的各種搜救工具的綜合性能提出了較高要求。在此次MH370搜救行動中，先后共有26個國家不同形式地參與其中，動用了包括飛機、衛星、水面艦船、潛艇等一切可能的技術手段，然而迄今為止卻沒能找到失聯客機的任何蹤跡。從此次MH370搜救和先前類似行動中所暴露出問題可以看出，即使是在科技飛速發展的今天，航空器的性能也難以完全滿足高難度海上搜救任務的需求，仍存在以下明顯短板：

遠距離和長航時任務執行能力仍有待提高

目前的航空器受制于自身攜帶的燃油數量，在執行搜救任務期間將不得不在目標海域和陸上基地之間多次往返（除非進行空中加油），致使其有效航程和續航時間中的很大一部分被消耗在往返途中，在目標海域上空實際停留的時間相應地被大打折扣，這無疑會影響整個搜救行動的效率并造成不必要的成本增加。若事發海域距離陸地不遠，航空器的這一性能缺陷表現得尚不明顯。當航空器需要對遠離陸地的大洋縱深海域進行大面積搜尋時，這一問題將會非常突出，有時甚至讓人難以容忍。

此次在南印度洋海域進行的搜救行動中，盡管參與行動的P-8A、P-3C海上巡邏機、“伊爾-76”運輸機普遍擁有較強的續航能力（最大航程均達8000千米以上），但由于路途過于遙遠（發現疑似漂浮物的海域通常距離澳大利亞西海岸1000～2000千米甚至更遠），搜救飛機即使從距離目標海域最近的機場出發，在扣除往返途中的耗時后，每次出航的實際作業時間和搜索范圍也很不盡人意。例如，澳大利亞派出的P-3C巡邏機的最大續航時間超過10小時，但由于目標海域與基地之間的單程飛行就需耗時4小時，實際上只有約2小時的時間真正用于海上搜索。而根據媒體報道，我國派出的“伊爾-76”運輸機在搜索期間將飛機續航力發揮至極致，每次任務飛行直至油量到達警戒線后才返航，然而在其每天超過8小時的飛行時間中真正用于搜索的也只有3小時左右。

直升機由于航程和續航時間更加有限，因而這方面的問題更嚴重：不僅每次出航的有效作業時間更短，往往需要由較大型水面艦船攜帶、前往事發海域后才能執行任務。

今后若能進一步增大航空器的續航能力，延長每次出航在目標海域上空的停留時間，減少在目標海域和陸上基地之間的往返次數，無疑將會大大提高整個搜救行動的效率，并降低整個搜救行動的成本開支。

固定翼飛機難以對水面漂流物或人員實施直接打撈救助

在世界各國現役的各種固定翼飛機中，除了少量水上飛機外，其余均不具備水面起降的能力。因而當其飛抵目標海域后，通常只能采取前述的各種應急救助措施，并對水面艦船的后續行動進行指揮引導，無法直接救援。例如，在海上搜救行動中，當發現了疑似水面漂流物或油污帶后，需要盡快進行相應的打撈、取樣等工作，以判別其是否來自失事飛機，但這對目前的固定翼飛機來說是無能為力的，必須等待后續的水面艦船。但由于水面艦船速度與飛機之間的巨大差距，對飛機來說數小時的航程，水面艦船往往需要好幾天的時間。在這期間，飛機由于續航力有限，不可能長時間停留在目標上空，而疑似物體由于洋流等原因，往往會漂移到很遠位置，因而經常會出現水面艦船趕到后卻無法找到目標的情況。

更為嚴重的情況是，當落水人員正受到嚴寒、傷痛、鯊魚（或其它海洋生物）等威脅而急需救援時，固定翼飛機往往是愛莫能助，束手無策，以至于錯過最佳的救助時機。這以1989年4月7日前蘇聯海軍“共青團員”號核潛艇火災事故最為典型。當時該艇的大部分艇員已經在潛艇沉沒前成功逃離，但由于救生筏數量不足，很多人只能浸泡在海水中。而事發地位于挪威附近海域（靠近北極），天氣極其寒冷。在救援船只抵達現場前的一個多小時的時間內，陸續有人因為燒傷、嚴寒、心力衰竭等原因死亡，最終全部69名艇員中只有27人幸存。在這期間，盡管前蘇聯海軍派出的“伊爾-38”海上巡邏機一直在上空盤旋，并且空投下多只救生筏，但由于風大浪急難以準確投放到落水人員附近，因而沒能發揮應有的作用。

出航和作業能力受氣象條件的影響仍較嚴重

眾所周知，飛行活動受氣象條件的影響很大，特別是風切變、積冰、雷暴、積雨云、低能見度等危險天氣，將會對飛行安全構成極大威脅。盡管隨著近年航空科技的進步，飛行活動受氣象條件的約束在相當程度上有所減輕，尤其是擔負搶險救災任務的航空器通常配備有先進導航、夜視、盲降等設備，已經具備在夜間及較復雜氣象條件下執行任務的能力。但是，由于重大空難、海難的事發現場往往位于海況惡劣、風大浪急的海域，致使海上搜救任務經常會在惡劣氣象條件、以至超出常規飛行標準的條件下進行，這對航空器性能、指揮調度和飛行員技術水平均提出了極高要求。各國多年來海上搜救行動的經驗教訓表明，惡劣天氣不僅會影響搜尋效果、降低作業效率，嚴重時甚至會危及航空器本身的安全（例如美國S-76C+搜救直升機飛行手冊上的起飛風力限制為8級），導致搜救行動中斷。

此次國際海事衛星組織（INMARSAT）和英國航空事故調查局（AAIB）所分析測定的MH370在南印度洋的疑似墜落海域，位于著名的南緯40°“咆哮西風帶”附近，常年受大風影響（風力可達11、12級甚至更高），天氣海況十分惡劣，再加上3、4月間南大洋又正好處于秋冬季節轉換期，使當地的惡劣氣象條件進一步加劇。因此在搜救行動期間，各國飛機的空中搜救作業受惡劣天氣的影響非常嚴重，曾多次被迫中斷。例如，3月25日，由于天氣預報顯示，相關海域將會出現強風、暴雨和低云天氣，各國的空中搜尋工作不得不暫停；3月27日，因為相關海域天氣狀況再度惡化，參加搜尋活動的11架飛機中的多數被迫提前返航，只有3架飛抵目標海域，但也因能見度過低而一無所獲；4月22日，受附近熱帶風暴“杰克”帶來的惡劣天氣影響，各國飛機的搜救行動又一次被迫中斷。endprint

具有良好應用前景的未來海上搜救航空器

為了尋求更能滿足未來任務需求的新一代海上搜救航空器，美國、俄羅斯等航空技術發達國家在相關領域進行了長期研究探索，目前已經取得了大量成果，其技術正日益接近實用化。根據近年國外相關研究機構和專業媒體所披露的信息，并結合此次MH370搜救以及先前歷次類似行動中所暴露出的問題，今后可以考慮優先發展以下幾種可承擔海上搜救任務的新型航空器：

高空長航時無人機

高空長航時（HALE）無人機是指飛行高度大于20000米，續航時間不低于24小時的無人機。當用于海上搜救任務領域時，HALE無人機不僅繼承了傳統固定翼飛機/直升機的主要特性，而且在以下3個方面具備有人駕駛航空器無可比擬的優勢：①升阻比和載油系數大，因而航程遠、續航時間長，例如美國RQ-4B“全球鷹”的這兩項指標分別高達22780千米和36小時；②不存在人員疲勞和生理限制問題，有利于長時間執行空中搜尋任務；③通常在平流層高空巡航飛行，可避開大部分惡劣、危險天氣的威脅，飛行活動受氣象條件的影響較小。從一定程度上看，HALE無人機的這些性能有些接近太空衛星，但有兩點卻是后者無法企及的：①無人機飛行高度相對較低（而衛星軌道通常距地面數百千米），可對海面目標實施較近距離觀測，從而獲取更清晰的圖像數據；②無人機可在目標海域上空長時間盤旋飛行，對疑似物體實施“凝視監測”，而衛星由于受自身軌道周期的限制，只能在某些時間段內才能對目標海域進行探測。

由于上述性能特點，在執行空中搜救任務時，HALE無人機一旦從岸上基地起飛，將可以長時間在空中停留，對目標海域實施持續、不間斷地搜索。目前美國海軍在RQ-4B“全球鷹”基礎上發展的MQ-4C“廣域海上監視系統”（BAMS）無人機就已初具這樣的性能。

在今后，隨著無人機自主空中加油、太陽能動力等技術的發展，HALE無人機的續航能力將只受技術故障或例行維護等因素的制約，可以在空中持續飛行數天、數周甚至更長時間，屆時其在海上搜救任務領域的固有優勢將會得到進一步體現和發揮。

高空投放的微小型無人旋翼機

針對此次搜救行動中屢屢出現搜救飛機在高空發現疑似漂浮物卻無法準確識別的情況，今后可考慮發展一種能由大型固定翼飛機攜帶，專用于對水面目標進行抵近觀測的微小型無人機。當搜救飛機在高空發現疑似漂浮物后，可以投放出無人機，后者下降至數十米、數米甚至更低的高度，拍攝到高清晰度的照片，足以判別漂浮物是否為失事機、船殘骸，根據觀測結果再決定是否派水面艦船前往搜尋，這樣將會大幅提高整個海上搜救行動的效率。

根據此功能定位，可將這種無人機設計成一種可由母機（搜救飛機）空中投放，并在其遙控下準確飛抵疑似漂浮物上空的無人旋翼機。它可以在目標上空懸停或慢速飛行，對其實施抵近觀察識別，必要時還可在水面降落。其機載任務設備比較簡單，只需保證能在近距離內對目標進行觀測識別（包括拍照、攝像）并將信息傳回在高空盤旋的母機即可。同時對其續航能力也不做過高要求。由此可以減小無人機的體積重量（以保證搜救飛機一次出航可攜帶多架），并降低研制使用成本。

盡管這種無人機在很大程度上將是一次性使用的，但考慮到通過這種手段可以大幅減少搜救飛機、水面艦船不必要的奔波往返，由此帶來的搜救時間和費用節省仍是遠遠超過無人機本身價值的。從節省成本費用、提高效費比的角度考慮，今后也可以將這種無人機設計成可回收的，當其完成任務后可以降落在海面，并通過發射無線電信號或釋放海水染色劑，引導后續趕來的水面艦船回收，再經檢查維修后可多次重復使用。若其觀測過的漂浮物或者油污帶還需要進一步打撈、取樣，此時的無人機還將起到定位浮標的作用。

總的來說，這種構想與近年美國軍方在其下一代轟炸機論證探討過程中，提出為轟炸機配備數架可以執行輔助突防任務的微小型無人機的設想有些類似。由于近年來微小型無人旋翼機技術已經相當成熟，目標探測及信息實時傳輸目前也不存在技術障礙（類似技術在軍用領域已經普及），今后只需解決無人旋翼機由母機空中投放的問題即可發展出具備上述功能的微小型無人旋翼機。

海上搜救飛艇

飛艇是一種由動力推進的輕于空氣的航空器，它由于擁有以下一系列獨特性能使其具備用作高效海上搜救工具的潛力：①飛行速度盡管比固定翼飛機低（比較接近直升機），但仍然遠遠超過水面艦船；②飛行高度范圍廣，從海平面一直到中空、高空、甚至臨近空間（高度20～100千米）；③主要依靠空氣浮力產生升力，耗油率低，續航能力遠遠超過飛機/直升機，部分飛艇留空時間可達數周、甚至數月）；④可以在任何高度長時間懸停；⑤大型飛艇的載荷能力強（國外計劃研制的部分大型飛艇可運載上百噸貨物或者上千乘客）；⑥對起降場地要求低，可在陸上/水面垂直起降，必要時還可以在水面艦船上系留。

利用上述特性，飛艇不僅可用于對近岸海域失事機、船的搜救，還特別適于在遠離陸地的大洋深處執行任務。在搜救過程中，飛艇可以象直升機那樣，隨時對所發現的疑似漂浮物進行近距離跟蹤、觀察、打撈，或者對落水人員實施直接救助。不同的是，由于大型飛艇的有效載荷和續航能力遠非直升機所能比擬，因此在海上搜救作業時間、大型物件的打撈運輸、一次性救助人員的數量等方面均遠遠超過后者，更重要的是大型飛艇還可配備必要的醫療設施對傷者實施早期治療，并且將其從失事現場直接運送到陸上醫院，從而大大降低事故中人員的致殘率和死亡率。此外，在配置了相應的人員和設備后，飛艇還可以長時間停留在現場海域附近上空，充當臨時空中指揮或通信中繼平臺。

近年來，隨著各種新概念、新材料、新工藝的提出和采用，國外開始出現“飛機+飛艇”、“直升機+飛艇”等形式的組合式飛艇，它們在保留傳統飛艇優異特性的同時，還在相當程度上克服了后者抗風能力弱、操縱性差、體積龐大等缺點，因而更適合在復雜、惡劣的海上環境使用。endprint

地面效應飛行器

地效飛行器（也稱作地效船）是一種利用地（水）面效應和動力增升原理在地效區中飛行，介于飛機和船舶之間的交通運輸工具。與傳統航空器和水面艦船相比，地效飛行器在很大程度上融合了二者的優點，同時彌補了各自的不足，因而無論在軍事還是民用領域均具有廣闊的應用前景。對于用作海上救援工具來說，地效飛行器以下幾方面的特性特別突出：①航速快，其速度可達每小時數百千米，完全可以與亞聲速飛機媲美；②起飛重量和有效載荷大，可發展出數十、數百甚至數千噸級的地效飛行器，可運載成百上千噸貨物和上千人員，這方面又可以與傳統船舶媲美；③航程遠，大型地效飛行器航程可達數千、上萬千米甚至更遠，非常適合從事跨大洲大洋的遠程作業；④適航性好，具有良好的越障、抗風浪能力，并且噸位越大，可起降海況級數就越高；⑤安全性好，因為對地效飛行器來說，“跑道永遠在腳下”，可隨時在水面上起降。

在未來的海上搜救行動中，地效飛行器可以直接在陸上基地和失事現場之間快速運送人員物資，而不必借助其它轉運工具；同時還可憑借其大載荷量和內部空間，配置相應的醫療設施，對部分危重傷員進行現場救治。

在地效飛行器研發領域，前蘇聯一直居于世界領先地位，曾成功開發出多個型號的地效飛行器，其中特別值得一提的就是針對前述“共青團員”號核潛艇事故教訓而專門設計建造的“救生者”型搜救地效飛行器。該機具有快速反應（從值班到飛行狀態僅需15分鐘）、大運載量（設有150張病床，還可同時容納500名輕傷員，或者一次性搭載700～800名獲救人員）、醫療設施完善（設有外科手術室、燒傷醫治中心、高壓氧氣艙等）等特點，曾準備在前蘇聯海軍北方艦隊和太平洋艦隊投入使用，并組建專門的海上救援分隊，但該計劃后來由于蘇聯解體等原因而中止。盡管這樣，通過“救生者”的研發和試用，已初步顯示出地效飛行器在海上搜救領域的廣闊應用前景。近年來，俄軍方和工業界已經開始考慮恢復包括搜救型在內的各種地效飛行器的研發。

結束語

眾所周知，海運是世界各國對外貿易最主要的運輸方式，目前國際貿易總運量中的2/3以上均是通過海運完成的，在全球海域內長年有成千上萬的各類船舶在航行，致使各種海上突發事故及安全問題日漸凸顯。另一方面，由于海洋覆蓋了整個地球表面的71%，對于各國民航飛機、尤其是國際航班來說，一旦出現事故，發生在海洋上空的比例也是相當大的。因此世界主要國家均極為重視海上搜救力量的建設，目前美國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞等國都建立了比較完善的海上救援體系，并且在多年來的實際救援行動中有突出表現。我國由于歷史原因，在海上搜救力量建設方面還比較落后，難以滿足新時期、新形勢下的現實需要，這與我國多年保持的世界第一海上運輸大國、第二航空運輸大國的地位極不相稱。因此有必要充分借鑒世界各國多年來的經驗教訓，緊密跟蹤國外在相關領域的最新進展，并適時各種新型海上搜救航空器的研發，實現我國海上救援裝備的跨越式發展，這對于提升我國海上搜救實力，縮小與發達國家的差距，展現負責任大國的形象，均具有重要意義。endprint