國(guó)外援潛救生裝備機(jī)動(dòng)搭載能力分析

崔 戈

（海軍裝備部駐北京地區(qū)第七軍事代表室，北京100841）

0 引言

援潛救生設(shè)備功能卓越，深潛救生艇、救生鐘、側(cè)掃聲吶、作業(yè)型ROV、AUV等援潛救生設(shè)備發(fā)展到今天基本上能夠滿足復(fù)雜情況下的潛艇救援任務(wù)。潛艇的活動(dòng)區(qū)域幾乎遍及地球上除兩極外的所有海洋，但由于援潛救生船只為大國(guó)海軍才有的配置，世界上現(xiàn)役的僅有美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯等十幾個(gè)國(guó)家具有專業(yè)的援潛救生船。

從國(guó)際上現(xiàn)有的援潛救生能力而言，發(fā)展全球援潛救生國(guó)際合作是必要的，原因是潛艇本身發(fā)生沉沒(méi)的概率較低，造成援潛救生裝備使用率低下。但為了具備援潛救生能力必須要進(jìn)行救援訓(xùn)練，加之設(shè)備本身的特殊性均造成了維護(hù)成本居高不下。

現(xiàn)僅有的英國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)、新加坡、巴西等幾個(gè)國(guó)家具備援潛救生能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足72 h最佳救援時(shí)間的要求。潛艇在全球四大洋航行，分布較廣，即使本國(guó)有最先進(jìn)的救援裝備，當(dāng)進(jìn)行援潛救生時(shí)需要快速、有效地投入救援，因此未必用得上。在確定失事潛艇的地理位置后，能夠快速到達(dá)失事地點(diǎn)并具備足夠的救援能力的船舶且處于72 h有效救援半徑內(nèi)實(shí)現(xiàn)援潛救生，幾乎是個(gè)小概率事件。然而，為了提高援潛救生效率，而建造過(guò)多的專用船舶是不切實(shí)際的。因此，實(shí)現(xiàn)援潛救生設(shè)備的機(jī)動(dòng)搭載能力具有長(zhǎng)遠(yuǎn)指導(dǎo)意義。

我國(guó)海疆遼闊，隨著國(guó)防體系逐步完善，走向深藍(lán)的步伐也在加快，潛艇作為我國(guó)國(guó)防的重要艦艇，發(fā)展迅速，因此更需要強(qiáng)有力的援潛救生能力保障。在現(xiàn)有的援潛救生能力基礎(chǔ)上，必須提高機(jī)動(dòng)搭載能力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)海域快速救援體系，為潛艇提供有力保障。

1 美國(guó)援潛救生裝備機(jī)動(dòng)搭載能力分析

美國(guó)海軍在2017年4月為潛艇保障船“支配者”號(hào)安裝了首套SRDRS援潛救生系統(tǒng)。該保障船目前部署在加利福尼亞州科羅拉多市的北島海軍航空站。“支配者”號(hào)將取代此前的“神秘者”號(hào)和“阿瓦隆”號(hào)2 艘救援船。其中，SRDRS援潛救生系統(tǒng)是美國(guó)海軍僅有的一種深潛救援系統(tǒng)，代表著潛艇救援系統(tǒng)最先進(jìn)的深潛救生技術(shù)水平。

除現(xiàn)役的軍方潛艇保障船“支配者”號(hào)以外，現(xiàn)還有2艘美國(guó)海軍租借方式擁有的深潛救生母船分別為“Kellie Chouest”號(hào)和“Dolores Chouest”號(hào)，歸美國(guó)海上運(yùn)輸和物流公司（Edison Chouest Offshore）所有。出于機(jī)動(dòng)搭載需求，美國(guó)海軍對(duì)T-AFT級(jí)拖船以及與T-AFT級(jí)拖輪相近的商船等機(jī)動(dòng)搭載能力進(jìn)行了篩選，形成了援潛救生搭載平臺(tái)，該平臺(tái)上分布在世界各地并由數(shù)千艘拖輪及商船組成。美國(guó)海軍機(jī)動(dòng)搭載的備選船舶分布在世界各個(gè)區(qū)域，并采用陸路、空中運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)搭載。美國(guó)空中運(yùn)輸能力突出，美國(guó)海軍的機(jī)動(dòng)搭載依靠C-5、C-17、C-130等系列大型運(yùn)輸機(jī)空運(yùn)援潛救生裝備完成[1]。

SRDRS援潛救生系統(tǒng)用于救援在深海發(fā)生事故、無(wú)法直接出艇逃生的艦員。該系統(tǒng)在高壓下的運(yùn)行（TUP）能力將允許艦員從失事潛艇從失事潛艇的耐壓艙向救援船進(jìn)行轉(zhuǎn)移和減壓。一旦出現(xiàn)潛艇失事，SRDRS援潛救生系統(tǒng)可以通過(guò)汽車、飛機(jī)或艦船快速部署到失事地區(qū)，對(duì)全球范圍內(nèi)的潛艇實(shí)施救援。SRDRS系統(tǒng)是一種栓系的遙控載具，放入水中后可與失能的潛艇艙口相連接。在事故現(xiàn)場(chǎng)，SRDRS系統(tǒng)與母船合作，一次最多可以容納16 名被救人員和2 名內(nèi)勤人員。

SRDRS從功能上可以分類為：評(píng)估/水下作業(yè)系統(tǒng)（AUWS）、潛艇減壓系統(tǒng)（SDS）、帶壓救援模塊系統(tǒng)（PRMS）、PRMS所需支持設(shè)備4部分。潛艇減壓系統(tǒng)（SDS）、帶壓救援模塊系統(tǒng)（PRMS）、PRMS所需支持設(shè)備重量約183 t 均安裝在援潛救生保障母船上[2]。潛艇救援潛水再加壓系統(tǒng)（SRDRS）組成見(jiàn)圖1。

圖1 美國(guó)潛艇救援潛水再加壓系統(tǒng)按功能分類

SRDRS系統(tǒng)設(shè)備在船上安裝示意圖如圖2所 示。

圖2 SRDRS系統(tǒng)設(shè)備在船上安裝示意圖

其中耐壓救援模塊采用了24 in（1 in=2.54 cm）集裝箱框架，便于運(yùn)輸。SRDRS系統(tǒng)耐壓救援模塊示意圖見(jiàn)圖3。具體參數(shù)如下：

1）外廓尺寸參照24 in 集裝箱制作。

2）寬度8 in，高度8 in、14.5 in（帶裙）。

3）重量為20522kg。

4）排水量為202kN。

5）浮力為890N。

6）搭載人員為2名機(jī)組人員和16 名被救人員。

圖3 SRDRS系統(tǒng)耐壓救援模塊示意圖

布放回收系統(tǒng)（LARS）采用設(shè)計(jì)輕巧結(jié)構(gòu)緊湊的主動(dòng)波浪補(bǔ)償系統(tǒng)以減輕起升絞車的驟變負(fù)荷，見(jiàn)圖4。

圖4 SRDRS系統(tǒng)LARS示意圖

布放回收系統(tǒng)裝備了張力補(bǔ)償絞車和運(yùn)動(dòng)阻尼器，最大限度地保證所有人員的安全。布放回收門架裝置設(shè)置在船尾部。布放回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全采用模塊化運(yùn)輸需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，左側(cè)底座/左變幅油缸/左縱梁成為一個(gè)運(yùn)輸單元模塊，上部橫梁形成一個(gè)運(yùn)輸單元模塊、布放回收裝置形成一個(gè)運(yùn)輸單元模塊、右側(cè)底座/右變幅油缸/右縱梁成為一個(gè)運(yùn)輸單元模塊,從而為機(jī)動(dòng)搭載形成了有力的模塊化設(shè)計(jì)保障。

為保證系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)搭載，SRDRS系統(tǒng)的控制裝置、減壓艙、供電裝置、輔助設(shè)備均用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱進(jìn)行制造，氣瓶架采用了標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的框架結(jié)構(gòu)更利于吊裝。

圖5 SRDRS系統(tǒng)設(shè)備機(jī)動(dòng)搭載安裝基礎(chǔ)照片

在船上安裝，采用集裝箱聯(lián)接框架預(yù)先安裝在船體甲板上并采用集裝箱專用連接件進(jìn)行聯(lián)接，如圖5所示。

運(yùn)輸方式采用救援倉(cāng)庫(kù)到港口的救援船上采用陸路或航空運(yùn)輸。不進(jìn)行減壓治療的援潛救生任務(wù)時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)為：

1）占用船甲板最小面積為33'×88'，約為2 904 ft2（1 ft=0.304 8 m）。

2 ）貨物重量為1 6 9 t。

3）單位重量為5 t/m2。

進(jìn)行減壓治療的援潛救生任務(wù)時(shí)的系統(tǒng)參數(shù)為：

1）能夠加壓救援并轉(zhuǎn)移到減壓艙，最大達(dá)490 kPa；

2）占用船甲板最小面積為33'×88'，約為309.6 m2。

3）貨物重量為224 t。

4）單位重量為5 t/m2。

對(duì)機(jī)動(dòng)搭載母船要求：

1）耐波性要求。長(zhǎng)度為67.06 m（最小），波寬為12.192 m（最小）。

2）搭載人員為25人（最小）。

3）可利用甲板區(qū)域?yàn)?9.9 m×10.4 m（最小）。

4）最小甲板強(qiáng)度。靜力4.20 MPa（A架區(qū)域），3.53 MPa（其他區(qū)域），動(dòng)態(tài)：7.06 MPa。

5）位置保持能力。在500 in 半徑內(nèi)的觀察圈內(nèi)的位置使用4點(diǎn)系泊能夠維持位置。

6）對(duì)要求進(jìn)行變更跟蹤時(shí)允許使用船舶動(dòng)力定位。

2 北約潛艇救援系統(tǒng)(NSRS)機(jī)動(dòng)搭載能力分析

北約潛艇救援系統(tǒng)(NATO Submarine Rescue System，NSRS)是以英國(guó)為首，由英國(guó)、挪威、法國(guó)聯(lián)合研制，并由ROLLS-ROYCE 公司作為北約潛艇救生系統(tǒng)（NSRS）總體設(shè)計(jì)和建造。Perry Slingsby Systems（PSS）公司負(fù)責(zé)救援潛器的設(shè)計(jì)和建造，Divex公司負(fù)責(zé)帶壓狀態(tài)下轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，工程商業(yè)公司負(fù)責(zé)布放回收系統(tǒng)。以蘇格蘭法斯蘭的克萊德為基地，在12 h 內(nèi)通過(guò)陸路運(yùn)輸或空中運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟ\(yùn)送到救援母船上，從而實(shí)現(xiàn)72 h 有效潛艇救援[2]。北約潛艇救援系統(tǒng)（NSRS）2008年3月完成海試并多次完成了歐盟、北約的援潛救生演習(xí)。

NSRS主要由干涉系統(tǒng)和救援系統(tǒng)2 個(gè)子系統(tǒng)組成：干涉系統(tǒng)由1臺(tái)干涉遙控潛器（ROV）及其布置在右舷的小型A架組成的ROV布放回收系統(tǒng)組成，能夠通過(guò)快速部署到潛艇遇險(xiǎn)地點(diǎn)進(jìn)行勘察，為救援做現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備并提供生命保障；救援系統(tǒng)是一個(gè)較大的子系統(tǒng)，由1臺(tái)深潛救生艇、便攜式的布放回收系統(tǒng)、受壓狀態(tài)下轉(zhuǎn)移系統(tǒng)和其他相關(guān)的保障裝備組成。北約潛艇救生艇(SRV)的主要技術(shù)指標(biāo)如下[3]：

圖6 北約NSRS系統(tǒng)組成簡(jiǎn)圖

最大工作深度為610 m；作業(yè)海況為6級(jí)；空氣中重量為30 t；救援能力為15人/次；艇員配置：3人；對(duì)接能力為60°傾角；儲(chǔ)備浮力為1.1 t；速度＞4 kn（1 kn=1.852 km/h）；主推進(jìn)器：左右舷各1個(gè)功率為23 kW、電壓為258 VDC、直徑600 mm 的推力器；輔助推進(jìn)器：兩側(cè)各1臺(tái)可回轉(zhuǎn)推力器，艏艉各1臺(tái)水平推力器；控制模式：自動(dòng)定航、自動(dòng)定向、自動(dòng)定深；液壓系統(tǒng)為2 臺(tái)23 kW 液壓源；主電池：電壓258 VDC、可持續(xù)供電量102 kW·h，電壓24 VDC、可持續(xù)供電量34 kW·h；應(yīng)急電池：電壓24 VDC，可持續(xù)供電量1.5 kW·h；CO2吸收劑為1080人時(shí)。

深潛救生艇（PSSL SRV）具有3大顯著的改進(jìn)：

1）能源。采用Zero Emission Battery Research Activity（Zebra）電池替代鉛酸電池。Zebra電池利用鎳氯化納電池產(chǎn)生的化學(xué)能，具有高能量密度。與同等結(jié)構(gòu)鉛酸電池相比，同等能量的Zebra電池模塊重量大約為鉛酸電池的60%。

2）高質(zhì)量的視頻、音頻和數(shù)據(jù)通訊。NSRS SRV通過(guò)一根直徑5 mm的中性浮力的光纖微纜與母船通信，纜的破壞載荷為3.9kN由于沒(méi)有笨重的鎧裝纜的連接，光纖微纜可提供高質(zhì)量的視頻、音頻和數(shù)據(jù)通訊。這一中性光纖纜可以使NSRS SRV不受母船水面運(yùn)動(dòng)的影響，微小的直徑不會(huì)給SRV帶來(lái)較大的海流阻力。

3）惡劣海況下布放回收。在惡劣海況下，SRV可進(jìn)行無(wú)潛水員的回收操作。進(jìn)行無(wú)潛水員的回收操作需要2個(gè)顯著條件，一是SRV,和母船之間有連接纜，二是利用連接纜回收SRV。救生艇其它新特征還包括配備閉式循環(huán)獨(dú)立呼吸系統(tǒng)裝置，可使艇員在有害環(huán)境中長(zhǎng)期生存，并具有對(duì)失事潛艇有毒氣體分析的能力。

NSRS系統(tǒng)擁有可移動(dòng)式的收放門架（PLARS），該多功能門架配備有波浪補(bǔ)償裝置和減振器，以實(shí)現(xiàn)極端環(huán)境下的安全操作，具有高海況收放能力，多功能門架裝置是整個(gè)救援系統(tǒng)中的重要組成部分。PLARS還能夠在無(wú)潛水員支持的情況下采用吊索回收高海況條件下的深潛救生艇（SRV），使用導(dǎo)索和1套閉鎖捕捉裝置進(jìn)行操作以盡最大可能提高所有人員的安全。PLARS特點(diǎn)如下：

1）商業(yè)采購(gòu)。

2）模塊化設(shè)計(jì)。

3）可在6級(jí)海況下實(shí)施無(wú)潛水員吊放回收作業(yè)。

4）采用雙吊放回收模式，安全可靠。

5）具有緊急回收功能。

6）對(duì)甲板的負(fù)載最小化。

7）完全適用于C-130和A400M飛機(jī)運(yùn)輸。

移動(dòng)式加壓裝置（TUP）完全自動(dòng)化，可全面為逃生者提供減壓恢復(fù)和醫(yī)學(xué)治療。TUP特點(diǎn)如下：

1）可容納68人（含醫(yī)療人員），可加壓至0.6 MPa。

2）雙系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)，以記錄治療類選法和清潔化處理的數(shù)據(jù)。

3）在開(kāi)放的結(jié)構(gòu)中可采用完全空氣飽和減壓法。

4）在閉式結(jié)構(gòu)中可采用多種減壓法。

5）可加速吸氧減壓。

6）移動(dòng)式艙室靈活性高。

7）采用集中控制布局的整體化系統(tǒng)，為艇員在惡劣海況下提供較高的人身安全。

8）甲板模塊易于快速裝載。

9）完全采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，適用于任何類型軍用飛機(jī)運(yùn)輸。

10）采用了成熟的商用技術(shù)和軍用技術(shù)。

北約潛艇救援系統(tǒng)（NSRS）盡管設(shè)備采用了模塊化建造，還是采用了傳統(tǒng)的部件方式安裝在專用援潛救生船舶上，尚未完全發(fā)揮其機(jī)動(dòng)搭載能力。

NSRS系統(tǒng)擁有可移動(dòng)式的收放門架（PLARS）由于其功能復(fù)雜，盡管采用了模塊化建造，但其底座重量較重，無(wú)法像美國(guó)SRDRS系統(tǒng)進(jìn)行底座/變幅油缸/縱梁組合，布放回收裝置體積龐大且有維修平臺(tái)，更影響了機(jī)動(dòng)搭載能力。因此整體機(jī)動(dòng)搭載能力上比美國(guó)SRDRS系統(tǒng)要弱。

3 機(jī)動(dòng)搭載能力分析的啟示

通過(guò)對(duì)美國(guó)SRDRS援潛救生系統(tǒng)和北約潛艇救援系統(tǒng)NSRS機(jī)動(dòng)搭載能力分析可以看到，機(jī)動(dòng)搭載已經(jīng)形成了援潛救生新的發(fā)展方向。而形成機(jī)動(dòng)搭載能力，首先要分析海陸空運(yùn)輸能力，從而確定援潛救生設(shè)備模塊單元的最大重量和體積，其次是對(duì)機(jī)動(dòng)搭載船舶的能力評(píng)估，并進(jìn)行搭載基礎(chǔ)的建造。

海陸空運(yùn)輸能力分析是基于標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝載進(jìn)行劃分的，采用20 in 和10 in 標(biāo)準(zhǔn)集裝箱完全能夠滿足航空運(yùn)輸需求，而陸運(yùn)和海運(yùn)集裝箱已經(jīng)輕而易舉，不必再行列舉。美國(guó)C-5運(yùn)輸機(jī)現(xiàn)役81架，其貨艙僅下艙容積為36.91 m×5.79 m×4.09 m（長(zhǎng)×寬×高），總?cè)莘e達(dá)985.29 m3，最高載重量達(dá)130 t，C-130運(yùn)輸機(jī)現(xiàn)役187架貨艙容積12.6 m×3.13 m×2.18 m（長(zhǎng)×寬×高），裝載重量達(dá)19.8 t，C-17運(yùn)輸機(jī)現(xiàn)役109架，貨艙容積為591.80 m3，裝載重量達(dá)77 t。龐大的運(yùn)輸機(jī)群完全可以保證援潛救生設(shè)備的快速運(yùn)輸能力。

在援潛救生設(shè)備模塊化建造中，美國(guó)SRDRS潛艇救援潛水再加壓系統(tǒng)中的AUWS評(píng)估/水下作業(yè)系統(tǒng)、SDS潛艇減壓系統(tǒng)、PRVS帶壓救援模塊系統(tǒng)、PRMS所需支持設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了模塊化建造，其中LARS布放回收系統(tǒng)采用的轉(zhuǎn)動(dòng)臂結(jié)構(gòu)型式釋放和回收耐壓救援模塊與北約潛艇救援系統(tǒng)NSRS中的PLARS收放門架相比較發(fā)現(xiàn)當(dāng)高海況作業(yè)時(shí)都能滿足載人潛器的釋放回收，但在機(jī)動(dòng)搭載模塊化上實(shí)現(xiàn)了輕量化，也更加有利于運(yùn)輸，從而實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動(dòng)搭載。

在援潛救生機(jī)動(dòng)搭載船的評(píng)估上，美國(guó)已經(jīng)形成了一系列評(píng)估手段，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)動(dòng)搭載船改建和動(dòng)態(tài)管理，為援潛救生快速性、機(jī)動(dòng)性提供了強(qiáng)有力的保障。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)美國(guó)SRDRS援潛救生系統(tǒng)和北約潛艇救援系統(tǒng)NSRS機(jī)動(dòng)搭載能力分析可以得出如下結(jié)論：

1）實(shí)現(xiàn)援潛救生機(jī)動(dòng)搭載能力，要從裝備的模塊化設(shè)計(jì)和建造入手，實(shí)現(xiàn)模塊化、輕量化設(shè)計(jì)并符合運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)動(dòng)搭載能力的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

2）建立機(jī)動(dòng)搭載母船的評(píng)估體系，對(duì)船體承載能力和裝船要素進(jìn)行全方位評(píng)估，對(duì)符合機(jī)動(dòng)搭載母船進(jìn)行專項(xiàng)機(jī)動(dòng)搭載能力改造。

3）建立援潛救生有效救援的時(shí)域網(wǎng)格，形成快速勘察、決策、快速救援機(jī)制。

4）援潛救生能力發(fā)展不能單純追求裝備援潛救生能力，更要保證援潛救生裝備的機(jī)動(dòng)性和裝備間的組合應(yīng)變處理能力。

通過(guò)援潛救生裝備機(jī)動(dòng)搭載能力分析，更加認(rèn)清援潛救生的發(fā)展方向和努力目標(biāo)，為我國(guó)援潛救生能力建設(shè)提供一定的啟示。