國外援潛救生裝備機動搭載能力分析

崔 戈

（海軍裝備部駐北京地區第七軍事代表室，北京100841）

0 引言

援潛救生設備功能卓越，深潛救生艇、救生鐘、側掃聲吶、作業型ROV、AUV等援潛救生設備發展到今天基本上能夠滿足復雜情況下的潛艇救援任務。潛艇的活動區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海軍才有的配置，世界上現役的僅有美國、英國、俄羅斯等十幾個國家具有專業的援潛救生船。

從國際上現有的援潛救生能力而言，發展全球援潛救生國際合作是必要的，原因是潛艇本身發生沉沒的概率較低，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行救援訓練，加之設備本身的特殊性均造成了維護成本居高不下。

現僅有的英國、美國、韓國、新加坡、巴西等幾個國家具備援潛救生能力遠遠不能滿足72 h最佳救援時間的要求。潛艇在全球四大洋航行，分布較廣，即使本國有最先進的救援裝備，當進行援潛救生時需要快速、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，能夠快速到達失事地點并具備足夠的救援能力的船舶且處于72 h有效救援半徑內實現援潛救生，幾乎是個小概率事件。然而，為了提高援潛救生效率，而建造過多的專用船舶是不切實際的。因此，實現援潛救生設備的機動搭載能力具有長遠指導意義。

我國海疆遼闊，隨著國防體系逐步完善，走向深藍的步伐也在加快，潛艇作為我國國防的重要艦艇，發展迅速，因此更需要強有力的援潛救生能力保障。在現有的援潛救生能力基礎上，必須提高機動搭載能力，實現我國海域快速救援體系，為潛艇提供有力保障。

1 美國援潛救生裝備機動搭載能力分析

美國海軍在2017年4月為潛艇保障船“支配者”號安裝了首套SRDRS援潛救生系統。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”號將取代此前的“神秘者”號和“阿瓦隆”號2 艘救援船。其中，SRDRS援潛救生系統是美國海軍僅有的一種深潛救援系統，代表著潛艇救援系統最先進的深潛救生技術水平。

除現役的軍方潛艇保障船“支配者”號以外，現還有2艘美國海軍租借方式擁有的深潛救生母船分別為“Kellie Chouest”號和“Dolores Chouest”號，歸美國海上運輸和物流公司（Edison Chouest Offshore）所有。出于機動搭載需求，美國海軍對T-AFT級拖船以及與T-AFT級拖輪相近的商船等機動搭載能力進行了篩選，形成了援潛救生搭載平臺，該平臺上分布在世界各地并由數千艘拖輪及商船組成。美國海軍機動搭載的備選船舶分布在世界各個區域，并采用陸路、空中運輸實現機動搭載。美國空中運輸能力突出，美國海軍的機動搭載依靠C-5、C-17、C-130等系列大型運輸機空運援潛救生裝備完成[1]。

SRDRS援潛救生系統用于救援在深海發生事故、無法直接出艇逃生的艦員。該系統在高壓下的運行（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行轉移和減壓。一旦出現潛艇失事，SRDRS援潛救生系統可以通過汽車、飛機或艦船快速部署到失事地區，對全球范圍內的潛艇實施救援。SRDRS系統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。在事故現場，SRDRS系統與母船合作，一次最多可以容納16 名被救人員和2 名內勤人員。

SRDRS從功能上可以分類為：評估/水下作業系統（AUWS）、潛艇減壓系統（SDS）、帶壓救援模塊系統（PRMS）、PRMS所需支持設備4部分。潛艇減壓系統（SDS）、帶壓救援模塊系統（PRMS）、PRMS所需支持設備重量約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（SRDRS）組成見圖1。

圖1 美國潛艇救援潛水再加壓系統按功能分類

SRDRS系統設備在船上安裝示意圖如圖2所 示。

圖2 SRDRS系統設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，便于運輸。SRDRS系統耐壓救援模塊示意圖見圖3。具體參數如下：

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名機組人員和16 名被救人員。

圖3 SRDRS系統耐壓救援模塊示意圖

布放回收系統（LARS）采用設計輕巧結構緊湊的主動波浪補償系統以減輕起升絞車的驟變負荷，見圖4。

圖4 SRDRS系統LARS示意圖

布放回收系統裝備了張力補償絞車和運動阻尼器，最大限度地保證所有人員的安全。布放回收門架裝置設置在船尾部。布放回收系統結構完全采用模塊化運輸需要進行設計，左側底座/左變幅油缸/左縱梁成為一個運輸單元模塊，上部橫梁形成一個運輸單元模塊、布放回收裝置形成一個運輸單元模塊、右側底座/右變幅油缸/右縱梁成為一個運輸單元模塊,從而為機動搭載形成了有力的模塊化設計保障。

為保證系統的機動搭載，SRDRS系統的控制裝置、減壓艙、供電裝置、輔助設備均用標準集裝箱進行制造，氣瓶架采用了標準集裝箱的框架結構更利于吊裝。

圖5 SRDRS系統設備機動搭載安裝基礎照片

在船上安裝，采用集裝箱聯接框架預先安裝在船體甲板上并采用集裝箱專用連接件進行聯接，如圖5所示。

運輸方式采用救援倉庫到港口的救援船上采用陸路或航空運輸。不進行減壓治療的援潛救生任務時的系統參數為：

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。

進行減壓治療的援潛救生任務時的系統參數為：

1）能夠加壓救援并轉移到減壓艙，最大達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。

對機動搭載母船要求：

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

2）搭載人員為25人（最小）。

3）可利用甲板區域為29.9 m×10.4 m（最小）。

4）最小甲板強度。靜力4.20 MPa（A架區域），3.53 MPa（其他區域），動態：7.06 MPa。

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

6）對要求進行變更跟蹤時允許使用船舶動力定位。

2 北約潛艇救援系統(NSRS)機動搭載能力分析

北約潛艇救援系統(NATO Submarine Rescue System，NSRS)是以英國為首，由英國、挪威、法國聯合研制，并由ROLLS-ROYCE 公司作為北約潛艇救生系統（NSRS）總體設計和建造。Perry Slingsby Systems（PSS）公司負責救援潛器的設計和建造，Divex公司負責帶壓狀態下轉移系統，工程商業公司負責布放回收系統。以蘇格蘭法斯蘭的克萊德為基地，在12 h 內通過陸路運輸或空中運輸的方法運送到救援母船上，從而實現72 h 有效潛艇救援[2]。北約潛艇救援系統（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。

NSRS主要由干涉系統和救援系統2 個子系統組成：干涉系統由1臺干涉遙控潛器（ROV）及其布置在右舷的小型A架組成的ROV布放回收系統組成，能夠通過快速部署到潛艇遇險地點進行勘察，為救援做現場準備并提供生命保障；救援系統是一個較大的子系統，由1臺深潛救生艇、便攜式的布放回收系統、受壓狀態下轉移系統和其他相關的保障裝備組成。北約潛艇救生艇(SRV)的主要技術指標如下[3]：

圖6 北約NSRS系統組成簡圖

最大工作深度為610 m；作業海況為6級；空氣中重量為30 t；救援能力為15人/次；艇員配置：3人；對接能力為60°傾角；儲備浮力為1.1 t；速度＞4 kn（1 kn=1.852 km/h）；主推進器：左右舷各1個功率為23 kW、電壓為258 VDC、直徑600 mm 的推力器；輔助推進器：兩側各1臺可回轉推力器，艏艉各1臺水平推力器；控制模式：自動定航、自動定向、自動定深；液壓系統為2 臺23 kW 液壓源；主電池：電壓258 VDC、可持續供電量102 kW·h，電壓24 VDC、可持續供電量34 kW·h；應急電池：電壓24 VDC，可持續供電量1.5 kW·h；CO2吸收劑為1080人時。

深潛救生艇（PSSL SRV）具有3大顯著的改進：

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生的化學能，具有高能量密度。與同等結構鉛酸電池相比，同等能量的Zebra電池模塊重量大約為鉛酸電池的60%。

2）高質量的視頻、音頻和數據通訊。NSRS SRV通過一根直徑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由于沒有笨重的鎧裝纜的連接，光纖微纜可提供高質量的視頻、音頻和數據通訊。這一中性光纖纜可以使NSRS SRV不受母船水面運動的影響，微小的直徑不會給SRV帶來較大的海流阻力。

3）惡劣海況下布放回收。在惡劣海況下，SRV可進行無潛水員的回收操作。進行無潛水員的回收操作需要2個顯著條件，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獨立呼吸系統裝置，可使艇員在有害環境中長期生存，并具有對失事潛艇有毒氣體分析的能力。

NSRS系統擁有可移動式的收放門架（PLARS），該多功能門架配備有波浪補償裝置和減振器，以實現極端環境下的安全操作，具有高海況收放能力，多功能門架裝置是整個救援系統中的重要組成部分。PLARS還能夠在無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），使用導索和1套閉鎖捕捉裝置進行操作以盡最大可能提高所有人員的安全。PLARS特點如下：

1）商業采購。

2）模塊化設計。

3）可在6級海況下實施無潛水員吊放回收作業。

4）采用雙吊放回收模式，安全可靠。

5）具有緊急回收功能。

6）對甲板的負載最小化。

7）完全適用于C-130和A400M飛機運輸。

移動式加壓裝置（TUP）完全自動化，可全面為逃生者提供減壓恢復和醫學治療。TUP特點如下：

1）可容納68人（含醫療人員），可加壓至0.6 MPa。

2）雙系統記錄數據，以記錄治療類選法和清潔化處理的數據。

3）在開放的結構中可采用完全空氣飽和減壓法。

4）在閉式結構中可采用多種減壓法。

5）可加速吸氧減壓。

6）移動式艙室靈活性高。

7）采用集中控制布局的整體化系統，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）完全采用標準集裝箱，適用于任何類型軍用飛機運輸。

10）采用了成熟的商用技術和軍用技術。

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

NSRS系統擁有可移動式的收放門架（PLARS）由于其功能復雜，盡管采用了模塊化建造，但其底座重量較重，無法像美國SRDRS系統進行底座/變幅油缸/縱梁組合，布放回收裝置體積龐大且有維修平臺，更影響了機動搭載能力。因此整體機動搭載能力上比美國SRDRS系統要弱。

3 機動搭載能力分析的啟示

通過對美國SRDRS援潛救生系統和北約潛艇救援系統NSRS機動搭載能力分析可以看到，機動搭載已經形成了援潛救生新的發展方向。而形成機動搭載能力，首先要分析海陸空運輸能力，從而確定援潛救生設備模塊單元的最大重量和體積，其次是對機動搭載船舶的能力評估，并進行搭載基礎的建造。

海陸空運輸能力分析是基于標準集裝箱裝載進行劃分的，采用20 in 和10 in 標準集裝箱完全能夠滿足航空運輸需求，而陸運和海運集裝箱已經輕而易舉，不必再行列舉。美國C-5運輸機現役81架，其貨艙僅下艙容積為36.91 m×5.79 m×4.09 m（長×寬×高），總容積達985.29 m3，最高載重量達130 t，C-130運輸機現役187架貨艙容積12.6 m×3.13 m×2.18 m（長×寬×高），裝載重量達19.8 t，C-17運輸機現役109架，貨艙容積為591.80 m3，裝載重量達77 t。龐大的運輸機群完全可以保證援潛救生設備的快速運輸能力。

在援潛救生設備模塊化建造中，美國SRDRS潛艇救援潛水再加壓系統中的AUWS評估/水下作業系統、SDS潛艇減壓系統、PRVS帶壓救援模塊系統、PRMS所需支持設備均實現了模塊化建造，其中LARS布放回收系統采用的轉動臂結構型式釋放和回收耐壓救援模塊與北約潛艇救援系統NSRS中的PLARS收放門架相比較發現當高海況作業時都能滿足載人潛器的釋放回收，但在機動搭載模塊化上實現了輕量化，也更加有利于運輸，從而實現快速機動搭載。

在援潛救生機動搭載船的評估上，美國已經形成了一系列評估手段，實現了對機動搭載船改建和動態管理，為援潛救生快速性、機動性提供了強有力的保障。

4 結論

通過對美國SRDRS援潛救生系統和北約潛艇救援系統NSRS機動搭載能力分析可以得出如下結論：

1）實現援潛救生機動搭載能力，要從裝備的模塊化設計和建造入手，實現模塊化、輕量化設計并符合運輸標準是機動搭載能力的實現的基礎。

2）建立機動搭載母船的評估體系，對船體承載能力和裝船要素進行全方位評估，對符合機動搭載母船進行專項機動搭載能力改造。

3）建立援潛救生有效救援的時域網格，形成快速勘察、決策、快速救援機制。

4）援潛救生能力發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動性和裝備間的組合應變處理能力。

通過援潛救生裝備機動搭載能力分析，更加認清援潛救生的發展方向和努力目標，為我國援潛救生能力建設提供一定的啟示。