搜索營救直升機能力需求分析

葛志輝 閆克學 黃榮

摘要：搜索營救直升機在現代戰爭中有獨特作用，其技術發展受到各軍事強國的重視。本文分析了搜索營救過程擬定救援計劃、搜索定位、實施營救、醫療后送的實施方法和要求，系統梳理了搜索營救直升機任務系統組成及其能力需求，總結了國外搜救直升機的發展路徑和方向以及技術和管理方面的經驗，并根據我國搜索營救直升機研制和使用現狀，從國產搜救直升機市場培育、戰斗搜索研究、直升機研制和遠程搜救等方面，提出了我國搜索營救直升機發展建議。

關鍵詞：直升機；搜索；營救；能力；需求

中圖分類號：V19文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.01.010

直升機憑借自身獨特的飛行性能，在航空搜索救援領域確立了無可替代的優勢地位，當之無愧地成為航空搜救首選機型[1]，具有救援范圍廣、響應速度快、救援效果好等優點[2]。

航空搜索營救指使用搜救直升機對因飛行失事或空戰中被擊落而跳傘的飛行員、空中遇難人員、自然災害遇險人員，以及航天器返回艙等進行的搜索救援活動。戰斗搜索營救指對陷入敵戰區或失蹤人員進行的聯合搜尋和救援行動[3]。當前，戰斗搜索營救科目成為美軍作戰計劃制訂者的一項重要任務，形成由聯合部隊指揮官、救援協調中心和執行搜救任務三個層級組成的航空戰斗搜救指揮體系[4]。近年來，各場局部作戰突擊行動（從伊拉克、阿富汗，到巴基斯坦境內狙擊本·拉登的事例）均說明了部署戰斗搜救部隊的必要和意義。隨著國家戰略利益拓展和現代戰爭戰場區域拓展，以及未來我軍戰場聯合救援任務范圍的不斷擴展和搜救空間的不斷延伸[5]，進一步提升航空搜索救援能力已十分迫切。

1直升機搜索救援過程

直升機搜索救援過程基本包括擬訂救援計劃、搜索定位、實施營救、醫療后送等步驟。當救援中心接收到遇險人員發出的求救信號，救援指揮人員需要根據發生事故的空域和地理環境特點，以及救援對象情況制訂搜索救援計劃；直升機飛臨事故區域，利用機上的搜索設備搜索遇險者，或者遇險者發出的求救信號進行搜索，確定遇險者位置；直升機飛到遇險人員上空，運用救援設備將被救人員吊救或轉運到直升機艙內；根據被救人員傷情，直升機將被救人員送到后方醫院。戰斗搜索營救是一種集搜救、援助、保障于一體的聯合行動[6]，程序主要包括空中巡邏、緊急定位、實施營救、掩護后撤等階段。具體為：（1）出動航空救援值班飛機在作戰空域附近巡邏；（2）接收到遇險飛行員救援信號，值班飛機根據收到的無線電信號或定位信息，緊急對遇險飛行員進行定位，并引導救援部隊到達遇險飛行員躲避地點；（3）救援飛機利用無線電與遇險飛行員聯絡，核實身份，搜索營救直升機實施營救；（4）搜索營救直升機在戰斗機和電子戰飛機掩護下撤離，將遇險飛行員送至后方。

快速反應能力是提高搜救成功率的關鍵所在。飛行員在敵后跳傘3～5h后，營救成功率下降到20%，之后將急劇下降。美軍對二戰時海上救生統計，受傷飛行人員跳傘24h以后的存活率會下降到20%。人在15℃的水中，只要浸泡3～5h，若無特殊防護就會出現各種癥狀，直至意識喪失和死亡[7]，因此，對遇險人員快速定位和制訂周密的救援計劃可有效縮短搜救時間，這是直升機搜救過程關鍵步驟。

（1）遇險人員定位

對于合作目標，遇險人員利用無線電設備，將自己位置信息傳遞到救援中心，搜索營救直升機可以根據獲得的位置信息，很快地趕赴事故現場。對于非合作目標，只能根據事故發生時各種信息，推測遇險人員位置，搜救工作將十分困難，特別是山區和海上，受地理環境影響，難以探尋到目標，使搜救工作變得更加復雜。戰時，由于敵后遇險的人員需要采取無線電靜默和位置轉移等措施，以躲避敵方人員搜捕，需要研制特殊的通信定位系統對其實施準確定位和身份識別，實現對目標的快速定位。

（2）制訂救援計劃

綜合事故發生時航路、雷達、空管和上報的位置等各種信息，分析事故發生地環境因素，制訂搜救預案和規劃直升機飛行航路。戰時，搜索營救直升機在敵后方或前沿陣地實施對遇險人員的營救任務，與平時搜救任務相比，搜索營救直升機還要面臨地面武器威脅，因此，執行搜救計劃時要考慮空中指揮、空中掩護和營救點對地打擊等因素。規劃航路時，要規避敵方威脅地域，圖1為美軍戰斗搜索救援航路規劃。

2搜索營救直升機

搜索營救直升機基本上都是在已有通用運輸直升機基礎上，根據搜救任務需要，增裝相應的搜索救援設備改型研制而成。目前，搜索營救直升機型號很多，型譜涵蓋了輕型、中型、大型、重型直升機，構型涵蓋了單旋翼帶尾槳常規構型，共軸、縱列式雙旋翼直升機，以及傾轉旋翼機新構型飛行器。單旋翼帶尾槳常規構型搜索救援直升機型號有很多，如美國研制生產的“黑鷹”系列、S-76系列、S-92、CH-53E“超種馬”等直升機，歐洲研制生產的“超美洲豹”系列、AW101、NH90等直升機，俄羅斯米-17系列、米-38等直升機，我國的直9和直8直升機，圖2為單旋翼帶尾槳的搜索營救直升機。縱列式雙旋翼直升機如美國的CH-47“支奴干”系列直升機，共軸式雙旋翼直升機如俄羅斯卡-27系列直升機。圖3為縱列雙旋翼的搜索營救直升機。

2.1直升機平臺

直升機擔負的搜救任務往往十分復雜，搜索營救直升機執行任務時可能面臨許多惡劣情況，如航路上和實施救援地點復雜的氣象條件、事故發生地惡劣的地理環境、嚴重的人員傷情等，這就要求搜索營救直升機應具有良好的性能。一般平臺選擇時，需考慮直升機平臺有效載荷/機艙容積、航程、航時、空間/態勢感知、任務反應（部署）時間、環境適應性以及保障需求等因素。有效載荷是在加載直升機出航、歸航以及搜救作業所需的燃油、設備基礎上，還有足夠的有效載荷搭載更多的被救人員。機艙容積要考慮容納被救人員以及必要的救援裝備的要求。環境適應性應考慮直升機防除冰能力、抗側風能力、氣象探測能力、高溫/高原環境飛行能力、低可視度環境任務能力等。軍用搜索營救直升機，還要求具有較好的機動飛行能力、較低的可探測性能、較強的生存性能，以及全方位的觀察視野。

2.2機載航電設備

搜索營救直升機執行搜救任務時，飛行員工作負荷很大，不僅需要花費很大精力保證直升機在其不熟悉的空域安全飛行，還要擔負在復雜背景中找尋被救目標的任務，任務的復雜性要求搜索營救直升機配備先進的機載設備，如裝備綜合化的飛行員座艙顯示控制系統，可在云層或極度低可視性的條件下執行超低空貼地飛行的地形回避雷達，先進的導航系統、數字地圖、更廣的態勢感知以及任務計劃和管理設備等，以減輕機組人員駕駛負荷，提高載機的安全性。軍用搜索營救直升機還要求具有遠程超視距通信系統、數據鏈系統以及自衛電子對抗系統等設備。

2.3搜索定位設備

對遇險人員搜尋定位是決定搜救效率的關鍵因素。對于合作目標，目前多采用多種定位、通信手段融合的手持式救生電臺，保證有效可靠地在最短時間實現遇險信息上報。搜索營救直升機應裝備與手持救生電臺適配的機載救生電臺或信標定向設備，可快速知曉被救人員位置信息，縮短搜索時間。對于非合作目標，海上可借助搜索雷達搜尋目標，如俄羅斯卡-27搜索營救直升機的搜索雷達，在3級海況下，對雷達截面積（RCS）為2～5m2的目標探測距離為8km，對RCS為10～30m2的目標探測距離為10km[8]。還可利用紅外成像設備、揚聲器、搜索燈等設備進行輔助搜索。另外，目視觀察雖然原始卻很有效，在事發一個小時內搜索，目視觀察起主要作用，占成功率的56.7%[9]。

2.4救援裝備

救援裝備是搜索營救直升機標準配備。搜索營救直升機需要配置載重能力為150kg或300kg的液壓或電動吊救絞車，一次可吊救1～2名人員。需配備人員吊救裝置，如救生吊帶、吊籃、吊架和吊椅，實現被救人員從地面或海上吊救到直升機上。針對受傷的人員，還需配備急救醫療設備，如急救醫療包、頸托及其他特異保護脊椎的器材、擔架、復溫設備等。海上救援時，搜索營救直升機長時間在海面無地效懸停，需要配置可實施定點懸停的自動飛行控制系統，飛行員發現目標后，飛控系統可利用直升機高度和距目標距離等參數，自主解算最優航跡，使直升機飛到目標點上空進行懸停，以減少飛行員飛行操縱負荷。

3國外搜索營救直升機發展啟示

（1）系列化發展，不斷完善直升機搜救能力

搜索援救對象的不確定性，決定了搜索營救直升機執行的搜救任務多樣性，受到直升機平臺性能和空間的限制，搜索營救直升機通常以典型任務剖面為主開展總體設計，一型直升機難以兼顧完成全部的搜救任務。國外搜索營救直升機研制多采取系列化發展思路，繼承成熟的技術，在同一個直升機平臺基礎上發展適應不同環境需求的搜索營救直升機，或者是隨著直升機技術發展，不斷對直升機平臺進行性能提升，以適應更多搜救任務需要。這樣，在一個直升機平臺基礎上，可衍變出多種搜索營救直升機。例如，美國“黑鷹”系列搜索營救直升機先后研制了“海鷹”“堅鷹”“夜鷹”“鋪路鷹”等多型搜索救援直升機、歐洲的“超美洲豹”系列搜索營救直升機和俄羅斯卡-27系列搜索營救直升機等。

（2）依托直升機平臺，不斷提高搜索營救直升機性能

近年來，隨著直升機技術發展，歐美國家先后研制成功了AW101、NH90、S-92等先進的直升機，并在這些直升機基礎上研制了搜索營救直升機。先進直升機具備的技術特征進一步促進搜救能力提升，如采用先進的旋翼系統，使直升機具有優良的飛行性能，最大巡航速度可達280km/h。采用先進的航電系統，駕駛艙顯示控制系統人機工效更趨合理，系統綜合化程度高，也減輕了系統重量。采用電傳飛行控制系統，使直升機具有優良的飛行品質。采用先進的減振降噪技術，不斷提升直升機舒適性。直升機機體和系統設計、制造中更加重視安全性設計，環境適應性更強。

（3）重視戰斗搜索營救直升機技術研究，不斷提升作戰搜索和救援能力

外軍在作戰搜救行動中奉行“趨近零傷亡”的理念，美軍在制定陸航作戰使命中規定：“任何沖突中，戰場上最寶貴的資源是戰斗人員”[10]。這種理念不斷促進其運用新技術對戰斗搜索營救直升機進行改進，改進工作涉及直升機、通信、導航、自衛對抗、搜索、救援、機載武器、空中加油等技術領域，其綜合能力不斷逼近戰場搜索救援的需要。如美軍在2000年聯合遠征部隊演習（JEFX）中，對搜索營救直升機通信系統進行升級，采用了4個數據通信鏈路和一個衛星通信系統，以提升目標快速定位能力。演習測試和評估表明，該型搜索營救直升機可在1.8h內完成一項自從1990年以來標準時間為5h的戰斗搜索救援（CSAR）任務，幸存者被救的可能性從20%上升到60%。

（4）探索研究新一代戰斗搜索營救直升機，不斷打造“世界救援部隊”

20世紀末期，為適應其全球戰略需要，美國空軍提出新一代CSAR-X戰斗搜索及救援直升機研制計劃，以替代現役的“鋪路鷹”搜索營救直升機。計劃要求具備850km范圍內的搜救能力，能快速部署到全球的大型基地和簡易機場實施人員營救任務，能在全球各種環境進行全天候作戰（極地、沙漠、山地、沿海、熱帶等，包括核、生、化環境），能通過空中加油進一步增加其戰斗任務航程和續航時間，能在高強度威脅環境中作戰，具備一定的自我支持能力以滿足其最大程度的作戰使用需求。美國2010年取消該計劃財政預算，2014年美軍開始研制HH-60W戰斗搜索營救直升機，用于替代HH-60G直升機。該機在攜帶大量必要的救援裝備的同時，將其內部燃油箱的容量擴大了近一倍，加上其擁有的空中受油能力，使其最大戰爭半徑達到360km，便于深入敵縱深實施遇險飛行員搜救；兩側可裝載GAU-2、GAU-18或GAU-21大口徑機槍等不同的武器系統，具有較強的對地打擊能力，生存能力更強；對戰術任務裝備、Link16數據鏈等設備進行改進，以適應現代作戰系統。在多次推遲首飛后，2019年5月首飛成功，標志著該型直升機渡過研發過程最艱難的階段，將推進美軍搜索營救直升機更新換代。

4我國搜索營救直升機發展建議

（1）重視國產搜索營救直升機市場培育，不斷推進產業化水平

我國為了滿足海上救援需要，在沿海地區部署4個救助飛行隊，其裝備的直升機主要是從國外進口的S-76C+、S-76C++、S-76A等直升機，另外，兼顧一定搜救任務的我國各地警用直升機也大多采購國外的直升機，而我國自行研制的直9和直8搜索營救直升機多是軍方使用，在民用市場占領的份額很小。國內相關部門應給予國產直升機相關政策支持，提倡在國產直升機滿足使用要求的前提下，優先采購國內企業自主研發的直升機，以促進國產搜索營救直升機產業化發展。

（2）重視國產搜索營救直升機應用，不斷完善國產直升機搜救技術

國外搜索營救直升機技術歷經70年發展，搜索營救直升機技術在使用中不斷升級完善。1974年交通部等相關部委、海軍和空軍組建了中國海上搜救中心[11]，開啟了我國體系搜救的序幕。相比國外，我國直升機搜救起步較晚，雖然國產搜索營救直升機研制過程吸納了國外同類技術，也在執行國內救援任務時曝露了一些問題并得以改進，但是目前使用中獲得的經驗不足于彌補因總體設計和使用的經驗缺乏而帶來的技術缺陷。我國幅員遼闊、地形地貌多樣，國產搜索營救直升機多參與搜救行動，可歷練更多的搜索營救場景，獲得更多的使用經驗，加快“研制—使用—改進—使用—再改進”循環周期，縮短與國外同類技術的差距。

（3）進一步重視戰斗搜索營救直升機技術研究，以適應作戰使用要求

成功營救戰場遇險人員的能力是戰斗力提升的倍增器。戰時，搜索營救直升機和被救人員都面臨敵方武器威脅，時間就是搜救任務的最大敵人，戰斗搜索營救直升機既要快速搜救遇險人員，又要保證自身安全。我國邊境地區具有山地、高原、平原、海洋等多種地理環境，這對戰斗搜索營救直升機能力提出更高要求。我們應加大戰斗搜索營救直升機技術研究力度，不斷優化與搜救任務相關的重量構成，以提高戰斗搜索營救直升機的可用載荷利用效率；不斷優化搜索營救直升機搜救任務規劃系統，以提高航路規劃自動化水平；不斷優化數據通信鏈路，以提高協同平臺之間數據實時共享能力；不斷加大與直升機安全相關的探測、防護技術，以提升直升機環境適應性；加大艙門機槍武器系統、防彈裝甲和自衛電子對抗設備研制力度，進一步提高戰場生存能力。只有不斷提升戰斗搜索營救直升機技術水平，才能適應未來作戰使用需要。

（4）探索研究遠程搜索營救直升機技術，為我國遠程搜索營救直升機研制奠定技術基礎

近年來，亞太地區安全的復雜性、多變性趨于明顯，領土和海洋權益爭端時有升溫，我國南海地區海上救援和出境救援需要遠程搜索營救直升機。遠程搜救對于常規構型直升機來說，應具有長時間飛行能力，要求探索研究飛行性能和重量效率更優的直升機平臺技術、直升機空中加油技術、特種作戰任務規劃系統和遠程超視距數據鏈技術等。另外，我們可以探索研究其他構型直升機，甚至固定翼飛機搭載的可投放無人機系統，執行搜索營救任務的可行性，為我國遠程搜索營救提供新的手段。

5結束語

搜救直升機是救援遇險飛行員等重要人物的關鍵裝備，對我軍持續保持戰斗力具有重要意義。我國搜救直升機技術水平相對落后，重視程度也不夠。隨著近年來我國直升機技術水平的大幅提升，應加快我國搜救直升機的發展，以應對未來的需要。

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（責任編輯王為）

作者簡介

葛志輝（1972-）男，碩士，高級工程師。主要研究方向：直升機工程。

Tel：13681286783

E-mail：ge_zhihui@163.com

Capacity Requirement Analysis of Search and Rescue Helicopter

Ge Zhihui*，Yan Kexue，Huang Rong

Beijing Aeronautical Technology Research Center，Beijing 100076，China

Abstract： The search and rescue helicopter plays a unique role in modern war， and its technical development has attracted the attention of various military powers. This paper analyzes the implementation methods and requirements of the search and rescue helicopter in drawing up the rescue plan， searching and positioning， carrying out rescue and medical evacuation， and systematizes the composition and capability requirements of the search and rescue helicopter mission system. This also summarizes the development path and direction of search and rescue helicopter in foreign countries， as well as the experience of technology and management， and according to the present situation of research and use of search and rescue helicopter in China， some suggestions on the development of search and rescue helicopter in China are put forward from the aspects of market cultivation of domestic search and rescue helicopter， development of combat search research helicopter and long-range search and rescue helicopter.

Key Words： helicopter； search； rescue； capacity； requirement