國外深潛救生艇發展趨勢

胡中惠，王 瑤，馬 嶺，何再明，葉 聰，蘇曉云

(1.中國船舶科學研究中心，江蘇 無錫 214082；2.深海技術科學太湖實驗室，江蘇 無錫 214082)

0 引 言

在現代潛艇發展過程中，深潛救生艇是援潛救生的核心裝備，是確保潛艇具有戰斗力的保障，對潛艇的安全保障更具現實意義，歷來受到各潛艇國家的高度重視[1-3]。深潛救生艇是一種可與沉沒失事潛艇對接，援救出被困艇員的載人潛水器，是執行潛艇救生的保障裝備。國際上自1979 年以來的若干次重大演習證明，采用深潛救生艇實施救援是可靠、有效的方式。

1 深潛救生艇總體概況

目前，國外擁有深潛救生艇的國家主要集中在環太平洋地區、大西洋地區和地中海地區。其中，環太平洋地區的國家主要包括美國、俄羅斯、日本、韓國、越南、新加坡、印度和澳大利亞，環大西洋地區的國家主要包括瑞典、英國、法國和挪威（英國、法國和挪威共同開發了NATO 深潛救生艇），地中海地區的國家主要為意大利。

由各國深潛救生艇的服役時間線（見圖1）可以看出，國外深潛救生艇的發展可以大致分為2 個階段。其中，第1 個發展階段為冷戰時期至20 世紀末，第2 個發展階段為21 世紀初至今。

圖1 深潛救生艇服役時間線Fig.1 Time line of deep diving lifeboat service

在第1 個發展階段中，20 世紀60 年代至1986 年，蘇聯的1837 型、1837K 型、1855 型深潛救生艇，美國的Mystic 號和Avalaon 號深潛救生艇，瑞典的URF 型深潛救生艇，英國的LR5 型深潛救生艇和日本的JMSDF 型深潛救生艇服役；20 世紀90 年代，俄羅斯的18 270 型深潛救生艇，意大利的SRV300 型深潛救生艇，韓國的LR5K 型深潛救生艇和澳大利亞的REMORA型深潛救生艇服役。

在第2 個發展階段中，2008 年、2010 年以及2016 年至今是深潛救生艇服役的高峰時期，擁有深潛救生艇的國家增加至13 個。其中，2008 年、2010 年，美國的潛艇救生潛水再加壓系統SRDRS 和北大西洋公約組織的北約潛艇救援系統服役，澳大利亞租借了以改造后的LR5 型深潛救生艇為核心的潛艇救援系統、韓國引進了1 艘DSAR-5 型深潛救生艇，新加坡引進了1 艘DSAR-6 型深潛救生艇。2016 年至今，俄羅斯的18 271 型深潛救生艇服役、日本的第3 艘JMSDF型深潛救生艇（代替第1 艘）服役，印度引進了2 艘DSAR650L 型深潛救生艇，越南引進了1 艘LR11 型深潛救生艇。

各個國家的深潛救生艇的救援能力如表1 所示。

表1 救援能力概況Tab.1 General situation of rescue capability

2 深潛救生艇發展趨勢

2.1 救援能力維持現有水平

目前世界各國現役深潛救生艇的主要救援能力分布如圖2 所示。可以看出，最大作業深度方面，意大利的SRV300 型深潛救生艇的最大作業深度最小，為300 m，日本JMSDF 型深潛救生艇的作業深度最大，為1000 m，其他國家現役深潛救生艇的最大作業深度主要集中在500～700 m 的范圍內；單次救援人數方面，瑞典URF型深潛救生艇單次可救援人數最多，為35 人，其他國家現役深潛救生艇的單次救援人數主要集中在12～17 人的范圍內；最大對接角度方面，各國現役深潛救生艇的最大對接角度集中在45°～60°的范圍內，對于對接角度的調節，LR 系列、DSAR 系列等深潛救生艇采用對接裙，通過調整艇體姿態實現對接角度的調節，對接裙結構簡單，但在大角度對接時，因艇體傾角過大，對接操作難度很大，同時，當被救艇員進入艇內并在其中移動時，易發生對接裙與對接平臺滑移的情況，不利于救援安全性。而美國SRDRS 系統、俄羅斯18 271 型、澳大利亞Remora 型等深潛救生艇采用對接轉裙，通過調整轉裙的姿態角和方位角實現對接角度的調節，大幅降低了對接操作的難度，但對接轉裙尺寸相對較大，突出艇體型線較多，對救生艇的水動力性能會帶來較大的影響；在帶壓救援能力方面，各國現役深潛救生艇的帶壓救援能力主要集中在0.6 MPa左右。

圖2 各國深潛救生艇救援能力指標分布Fig.2 Index distribution of rescue capability of deep submarine rescue vehicles in different countries

考慮到目前各國大部分潛艇的工作深度、艇員規模以及人員的承壓能力，在未來的一段時間內，目前服役的深潛救生艇救援能力已能較好地滿足援潛救生的需求，救援能力基本維持現有水平，但性能上會隨著能源技術、自動控制技術以及傳感器技術等技術的發展有局部的提升。

2.2 救援范圍向極地拓展

極地地區在地緣戰略、自然資源、航運及科研方面的價值日益凸顯，成為國際爭奪的戰略要地，特別是北極地區，對于北極國家美國、俄羅斯、加拿大、挪威、丹麥、冰島、瑞典和芬蘭都具有重要的戰略意義與價值[19-20]。各個國家在極地地區的軍事活動日益頻繁，特別是近年來，美俄兩國潛艇在極地地區的活動頻率持續升高。深潛救生艇作為援潛救生的核心裝備，其救援范圍將進一步向極地拓展，以滿足潛艇在極地地區活動的保障需求。但由于極地環境存在低溫、高緯度、大范圍冰蓋和復雜水聲環境等特點，使得目前的深潛救生艇在極地開展救援作業具有高風險性和局限性。針對極地環境的特點，文獻[21]總結了發展極地載人潛水器所涉及的關鍵技術，而深潛救生艇作為載人潛水器的一種，由于其作業的特殊性，還需要重點解決極地環境下的救援作業模式、高頻次跨溫區生存技術、水下導引技術、對接可靠性技術、基于高頻次下潛的補給技術等關鍵技術。

2.3 裝備體系化、模塊化

由深潛救生艇現狀可以看出，援潛救生裝備進一步整合，從初始設計階段就貫徹了體系化、模塊化的思想，深潛救生艇不再作為單獨設備進行使用，在實施潛艇救援過程中，深潛救生艇、遙控水下潛水器（ROV）、單人常壓潛水裝具（ADS）等多種裝備分工明確、緊密協作，根據實際情況的不同救援需求，采用不同的救援方式和設備，從而最大限度地發揮整體救援系統的功效。同時，通過救援系統體系化的設計，深潛救生艇的搭載平臺實現通用化，擺脫了對專業援潛救生船的依賴，深潛救生艇的轉運更加靈活快速，可通過海運、陸運和空運等多種運輸方式迅速部署到事發海域，實施救援，進一步提高了救援響應能力和響應效率。

同時，除美國采用有纜式的深潛救生艇外，其余國家裝備的深潛救生艇均為無纜式。隨著鋰離子電池、水聲通信、水下定位等技術的快速發展，相比于以美國SRDRS 系統為代表的有纜式深潛救生艇，無纜式深潛救生艇受能源、通信等方面的限制越來越小，而且，救援深度越大，有纜式深潛救生艇受鎧裝纜的影響越大，嚴重制約了救生艇的機動性，不利于與失事艇的對接，相較而言，無纜式深潛救生艇在水下的機動能力和對接能力更強。因此，近些年韓國、新加波、印度和越南等國裝備的深潛救生艇均為無纜式。隨著未來潛艇的作業深度、活動海域的范圍越來越大，以及鋰離子電池、水聲通信、水下定位等技術的進一步發展，無纜式深潛救生艇的優勢將進一步提升，能夠快速轉運、以無纜式深潛救生艇為核心的體系化、模塊化潛艇救援系統將是今后發展的主要方向。

2.4 水下導引組合化

深潛救生艇快速抵達失事潛艇救生平臺并建立救援通道是救援的關鍵之一。LR 系列、DSAR 系列等代表世界先進水平的深潛救生艇通常采用單一的遠距離聲學導引的方式引導駕駛人員操縱深潛救生艇抵近失事潛艇救生平臺，當近距離對接時，則是駕駛人員通過對接裙內、外攝像機觀察對接裙與對接平臺的相對位置，操艇完成對接裙與救生平臺的對接并建立救援通道。這種方式僅實現了遠距離導引，并對駕駛人員的操艇技術和經驗依賴度很高，救援時間存在較大的不確定性，影響救援效率。同時，雖然聲學導引是目前水下最有效且常用的信息傳播載體，但由于存在信號延遲、噪聲干擾等問題導致近距離導引精度差，難以引導深潛救生艇完成與失事潛艇的對接，僅適合于遠距離導引。因此，有必要發展遠程與近程相結合的組合式導引技術，以提升導引精度，提高救援效率。目前，美國、俄羅斯、日本、西班牙等多國開展了基于“聲學+光學”、“聲學+視覺”等多種組合式導引技術研究，采用“遠程聲學導引+近程聲學、光學、視覺混合導引”的方式實現了水下航行器與海底塢站平臺之間的導引[22]。

2.5 對接控制自主化

目前，深潛救生艇與失事潛艇的救生平臺對接均通過駕駛人員根據導引數據操縱調整艇體姿態、位置等實現。雖然大多數深潛救生艇具備一定的航行自動控制能力，比如自動定向、自動定深、自動定高等功能，但在對接過程中，環境干擾因素多，尤其是當2 個物體相互靠近時，流場變化十分復雜，同時，失事潛艇的水下姿態具有較大的不確定性，導致深潛救生艇的對接裙裙口平面與對接平臺的對接面之間的平面角度是強耦合的，人工對接操作難度很大，影響對接成功率。因此，提升救援對接控制的自主化水平是提升對接成功率的主要方向之一。目前，美國、瑞典、挪威等國已開展了基于水下無人航行器的水下自主對接控制技術研究，隨著環境感知、人工智能、數據融合等技術的發展，深潛救生艇與失事潛艇的對接控制將逐步向自主化方向發展，最終實現自動對接、無人自主救援等能力。

3 結 語

近年來，我國周邊的韓國、新加坡、印度、越南等國先后裝備了最新的深潛救生艇，美國、澳大利亞等北約成員國也相繼對本國的深潛救生艇進行了升級改進，本文對目前國外深潛救生艇的現狀進行梳理，分析和歸納了當前國外深潛救生艇的救援能力并展望了未來的發展趨勢。通過分析得出如下結論：

1）在未來的一段時間內，目前深潛救生艇的救援能力已能較好地滿足援潛救生的需求，救援能力基本維持現有水平，但性能上會隨著能源技術、自動控制技術以及傳感器技術的發展有局部的提升；

2）隨著各個國家在極地地區的軍事活動日益頻繁，特別是近年來，美俄兩國潛艇在極地地區的活動頻率持續升高，深潛救生艇的救援范圍將進一步向極地拓展，以滿足潛艇在極地地區活動的保障需求；

3）隨著未來潛艇的作業深度、活動海域的范圍越來越大，以及鋰離子電池、水聲通信、水下定位等技術的進一步發展，無纜式深潛救生艇的優勢將進一步提升，能夠快速轉運、以無纜式深潛救生艇為核心的體系化、模塊化的潛艇救援系統將是今后發展的主要方向。同時，有必要發展組合式導引技術和自主化救援對接技術，進一步提升水下失事潛艇救援的成功率和效率。