艦載無人直升機在海上應急醫學救援中的應用探討

于磊

在應急醫療救援領域，我國一直比較重視海上醫療救援。我軍大型醫院船主要承擔大型戰役級傷員的應急醫療救治，航速偏低，難以執行戰時艦隊伴隨醫療救治任務，作戰環境下的醫療救治還是需要較多地依靠艦艇本身的醫療救援體系和設備。隨著無人機技術的發展，在應急救援系統當中，無人機正在扮演越來越重要的角色，尤其在偵察、火力引導、毀傷判斷、消防滅火等方面。對比之下，在醫療救援系統方面，無人機系統仍處于起步階段，尤其是艦載無人直升機航空救援系統具有極大的發展空間［1］。本研究探討艦載無人直升機系統在艦艇應急醫學救援過程中的價值，寄望在未來海上應急醫療救援系統中，無人直升機可以發揮重要的作用。

1 海上應急醫學救援的特點

1.1 海上應急救援的定位難度比較大

海洋面積遼闊，存在流動性，相較于地面目標的搜索，海洋搜索的不確定性更高。近代以來，規模最大的戰爭是第二次世界大戰，受限于武器命中率，且主戰艦艇往往本身體積和噸位較大，海戰中主戰艦艇操作一般是擊傷為主，擊沉為輔，若搶救不及時，傷員的生存率將極其低下。例如，德國俾斯麥號戰列艦被英國戰艦擊沉后，2 000 多人最終僅幸存80 人；日本大和號戰列艦被美空軍炸毀，2 700 名艦員只有200 多人得以脫離。現代武器的威力和命中率遠遠超過二戰期間，所以艦艇損毀的概率更大。及時發現并展開救援是海戰救援中最重要的一環，定位的關鍵在于廣域的搜索識別能力。海洋面積廣闊，海平面洋流的運動使得海上搜索救援較陸地救援難度更上一層，不僅需要及時判斷災難發生地，而且還需要根據當時的海況判斷大致的漂流離散位置，使得所需搜索的面積隨時間延長呈指數級擴大［2］。

1.2 海上應急救援的時效性尤為突出

海水的溫度是人體耐受極限的最關鍵因素。一般情況下，人體在0 ℃以下海水中只能耐受幾分鐘，10 ℃海水可耐受3 h，25 ℃海水可耐受24 h。有動物實驗研究證明，不同溫度的海水浸泡對大鼠的生理狀態、生存時間及死亡率產生的影響存在明顯差異，水溫越低，生理狀態變化越明顯，存活時間越短，死亡率越高［3］。因此，浸泡在海水中的船員能不能得到及時有效的救援將是其能否存活的最重要一環。

1.3 戰時環境下救援存在相當程度的危險性

救援船只搜索救援時間過長，越容易遭敵襲擊，造成更大的戰損。例如二戰中途島海戰中，約克城號航空母艦在1942 年6 月4 日嚴重受損側傾后棄艦，美軍派遣哈曼號驅逐艦前去救援，結果哈曼號被日軍潛艇當場擊沉。因此，戰時環境下，如何在保證自身救援艦艇安全的條件下進行快速高效的救援是關鍵。

2 海上應急醫學救援現狀及存在問題

現代海上應急救生任務主要依托救生圈、救生艇、沖鋒舟、艦載直升機進行。艦載有人直升機執行救援的能力是毋庸置疑的，但有人直升機的搭載條件較為苛刻，需要有專門的起降輔助設施，需要搭載專業機組人員和維護人員，設置大型的機庫等。較小型艦艇的搭載能力受限，且盡管大型艦艇能夠設置直升機庫，搭載的規模也受艦艇空間限制，往往以1～2 架直升機為主，本身艦載直升機的反潛等作戰任務較為繁重，難以滿足戰時應急救援的需求。現有艦艇醫療系統主要依靠艦艇搭載的救生艇，執行單一救援任務可以考慮采用艦載直升機。在實戰條件下，救援規模與救援時效這2 個矛盾點仍是困擾海上應急醫學救援的難題。

3 艦載無人直升機在海上應急醫學救援中的應用分析

3.1 研究背景

無人機是指由空氣動力驅動并能夠攜帶有效載荷的自主或遠程控制的無人駕駛多用途飛機［4］。無人機醫學救援已經在民用領域廣泛應用。美軍極其重視戰場環境下的醫學救援，研制了各種無人設備提供醫療救助。美國醫療系統聯合航空專家開發了一種配備有特殊傳感器、紅外線設備和遠程醫療功能的無人機，可以提供包含應急物資的醫療包［5］。這種技術可以聯合專業的急救人員進行遠程醫療服務，可以在急救人員到達現場之前，向患者提供救助和治療。以色列計劃2021 年交付由戰術機器人公司研制的號稱“空中騾子”的“鸕鶿”貨運和救援系列無人機，該無人機可以垂直起飛，空間較大，搭載能力較強，尤其是針對戰地一線的醫療救援，具有良好的搭載和起降性能［6］。位于倫敦東區的RTS Ideas 公司發明了一種救援無人機，每架可攜帶攝像頭和3 個救生圈，可進行海上溺水救援。該無人機漂浮在海上平臺上，由太陽能供電，接收到信號后能馬上飛到溺水者附近投擲救生圈，并觀察現場情況［7］。在我國，民用醫療應急救援領域已經有多支專業無人機救援隊，如四川登山協會山地救援隊無人機支隊、廣西無人機技術應用協會組建的無人機應急保障總隊、貴州應急救援總隊［8］。

3.2 研究意義

3.2.1 依托艦載無人直升機可以構建高效率的艦載無人救援系統 艦載無人直升機相較于其他類型的固定翼無人機在艦艇使用方面有更好的搭載性能，且能夠根據艦艇的大小搭載型號合適的無人直升機，與有人駕駛直升機相比，其具有良好的適裝性，尤其是對于中小型戰艦適裝性更好。例如美國海軍MQ-8B“火力偵察兵”艦載無人直升機，主要承擔戰場偵察和激光引導的任務，飛機全重約1.5 t，最大可攜帶320 kg 有效載荷，搭載90 kg 有效載荷可持續飛行8 h［9］。該無人直升機比載人輕型直升機的體積更小，可搭載重量更大，可以起到偵察預警與火力打擊的作用。艦載無人直升機因為需要執行偵察甚至火力打擊的任務，往往具備一定的載荷和滯空時間，因此可拓展其醫療救援能力。

3.2.2 艦載無人直升機能夠提供海上搜索與定位能力 艦載無人直升機可以提供通信中繼與搜索救援，作為控制遙感平臺可搭載多種設備，包括高清攝像機、熱成像儀、紅外夜視儀、應急通信設備等，能隨時根據現場需要更換設備，可以滿足救援需求，提高救援效率。同時，艦載無人直升機可以協同船舶進行水上搜尋，由于其具有一定的飛行高度，視頻圖像的范圍要比在船上的可視范圍擴大數十倍，機載遙感設備的有效作用距離得到擴大，搜尋效果明顯好于船舶［10］。艦載無人直升機體積較小，可搭載設備多，可以放飛較多架次，同時對多方向進行搜索，而且偵察搜索設備可以基于可見光和不可見光，可更好地對比搜索海面目標，所攝取的圖像資料在基于人工智能的輔助搜索軟件支持下，可以更迅速地識別待搜救目標［11］。

3.2.3 艦載無人直升機能夠提供應急醫療救援的基礎生命支持 艦載無人直升機發現目標后，可以根據無人直升機的載荷不同，搭配不同的任務艙，提供一定的應急救援能力，包括直接救援與輔助支持。在載荷允許的情況下，艦載無人直升機可以搭載救援吊籃，用于對落水人員的直接救援。對于多目標任務，艦載無人直升機可以采取投送海上應急救援包的方式，給予傷員基本生命支持，并通過信號中繼系統實現實時通信。海上救援包可設計為小體積以便搭載較多數量，進行多目標、點對點的準確投送。海上救援包無論是充氣式救生衣還是充氣橡皮筏，若能夠及時送達，將極大地減少傷員在海水中發生意外的可能，為進一步營救贏得時間［12］。

3.2.4 艦載無人直升機能夠進行戰場環境評估與提前規劃營救路徑 艦載無人直升機攜帶的遙感設備既可以用于搜索需要救援的人員，也可以偵測戰場環境。多架次無人機可以構建一定范圍的探測網絡，有利于對大區域內的敵情進行控制，保障營救工作的安全進行。無人直升機搭載的遙感設備還可以根據現場毀傷情況評估敵方來襲的重點方向，并為其他救援艦艇提供救援信息，提前做好救援規劃，與艦艇相互配合，既保護了救援艦艇的安全，也有利于救援行動的快速高效完成。

3.3 應用現狀

據公開報道，國產無人直升機呈現快速發展趨勢，僅500 kg 級無人直升機，就有中航工業直升機的AV500 和AR500C 高原型、北航的“駝峰”500 縱列雙旋翼、兵器工業集團CR500 共軸雙旋翼無人直升機等，最大飛行距離普遍達到280 km，最大續航時間4 h，載荷也在70 kg 以上［13］。無人直升機可以根據具體的使用目的和方法進行遠程控制，且可以通過多種方式降落，很少受天氣或地形的影響和限制［14］。因此，我國依托艦載無人直升機拓展艦艇應急醫學救援方面具有良好的基礎。

4 展望

海上應急醫學救援中，醫療救護直升機是最快捷高效的方式［15-16］。艦載無人直升機參與應急醫學救援主要依托于其遙感技術，包括通信、定位、遙感傳感、遙感應用等。通過對數據處理、建模和分析，無人機飛行操作可實現自動化、智能化。受救援環境、救援成本等因素影響，衛星搜救、有人駕駛飛機航空搜救在救援信息獲取方面受到限制，而無人機遙感系統則憑借其較強的分辨率和實時性，能滿足更多救援場景的需求。有人直升機救援具有運輸物資能力強、設備性能強、能夠批量運載傷員、救援環境適應性強的優點，目前是海上救援的主力軍，但其存在消耗成本高、起降條件要求高等缺點。救援無人直升機自主性強、成本低、操作靈活、起降要求低，避免了駕駛人員安全風險，尤其是在艦載無人救援系統方面，可以滿足未來大、中、小各型艦艇的應急救援能力的搭建，提高各種場景下的應急醫學救援能力。