美國(guó)潛艇救生潛水再加壓系統(tǒng)淺析

王海濤 姜圣俊

（中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 上海200011）

引 言

由于潛艇在現(xiàn)代海戰(zhàn)中的地位日益凸顯，世界各主要海軍國(guó)家均十分重視援潛救生力量的建設(shè)［1］。不同國(guó)家根據(jù)其海軍戰(zhàn)略、主戰(zhàn)兵力發(fā)展的需要和國(guó)防工業(yè)技術(shù)發(fā)展的水平，建成了各具特色的援潛救生體系，研發(fā)了不同的救援裝備［2］。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著科技的迅猛發(fā)展，援潛救生的理念發(fā)生了天翻地覆的變化，逐步向全球化、模塊化和軍民融合方向轉(zhuǎn)變。2002年左右開(kāi)始了救援裝備模塊化、系列化研究，并在2006年左右先后形成了產(chǎn)品，最具代表的是美國(guó)潛艇救生潛水再加壓系統(tǒng)SRDRS（Submarine Rescue and Diving Recompression System）（如圖1所示）和北約新型潛艇救援系統(tǒng)NSRS（NATO Submarine Rescue System），均可進(jìn)行空陸水聯(lián)運(yùn)，并可安裝于合適的民船，在72 h最佳救援時(shí)間內(nèi)迅速部署到事故地點(diǎn)。

2017年4月27日，美國(guó)海軍為潛艇保障船“支配者”號(hào)（HOS Dominator）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NASNI（Naval Air Station North Island）。駐北島海軍航空站的水下救援司令部成員與承包商鳳凰國(guó)際控股集團(tuán)完成了“支配者”號(hào)SRDRS援潛救生系統(tǒng)的安裝工作?！爸湔摺碧?hào)保障船為霍爾貝克海洋公司所有的民用船舶，被美國(guó)海軍水下救援司令部URC（Underwater Rescue Command）簽約租用，主要用于海上救援以及訓(xùn)練［3］。

2017年11月，阿根廷 “圣胡安”號(hào)潛艇失蹤后，應(yīng)阿根廷海軍請(qǐng)求，美國(guó)海軍水下救援司令部派出SRDRS前往南美洲，協(xié)助搜尋和救援失蹤潛艇。三架空軍的C-17和一架C-5承擔(dān)了首批運(yùn)輸任務(wù)，潛艇救援艙SRC和無(wú)人潛器ROV先運(yùn)抵阿根廷，而帶壓救援模塊PRM則隨后到達(dá)［4］。

本文從美國(guó)援潛救生系統(tǒng)早期發(fā)展、SRDRS系統(tǒng)、基于SRDRS系統(tǒng)的備選母船選擇以及救援流程四方面，作簡(jiǎn)要說(shuō)明。

圖1 美國(guó)SRDRS

1 美國(guó)援潛救生系統(tǒng)早期發(fā)展

美國(guó)在二十世紀(jì)七八十年代建成以深潛救生艇為核心的援潛救生體系，由美國(guó)深潛救生機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，主要技術(shù)裝備包括DSRV（Deep Submergence Rescue Vehicle， 深潛救生艇）、潛水救生鐘、無(wú)人遙控潛器、常壓潛水裝具、水面支持船以及相關(guān)的支持設(shè)備等。也可采用母潛艇馱運(yùn)搭載深潛救生艇的方式，如圖2所示。

DSRV共建成兩艘，首艘DSRV1“Mystic”號(hào)于1970年下水，次艘DSRV2“Avalon” 于1971年下水，由洛克希德導(dǎo)彈和航空公司建造。1977年這兩艘深潛救生艇正式加入美國(guó)海軍。DSRV外形尺寸約為12.4 m×3.2 m×4.3 m，艇重34.5 t，最大作業(yè)深度1 500 m，實(shí)際工作深度約610 m，機(jī)組人員3人，救生人數(shù)24人，最大承受內(nèi)壓為0.5 MPa［5-7］。動(dòng)力為2臺(tái)大型電池，接口兼容45°傾斜，能用C-5、C-17、C-130運(yùn)輸機(jī)24 h內(nèi)運(yùn)抵全球與潛艇失事地點(diǎn)臨近的機(jī)場(chǎng)［8］，也可以搭載在具備MOSUB接口的現(xiàn)役核潛艇上。

圖2 美國(guó)的DSRV1“Mystic”號(hào)搭載于母潛艇上

救援裝備常年處于待命狀態(tài)，具備全球72 h快速響應(yīng)能力，一旦出現(xiàn)緊急狀況，能被迅速空陸水聯(lián)運(yùn)至世界任何地區(qū)，對(duì)美國(guó)及其盟國(guó)的潛艇進(jìn)行救援。此外美國(guó)海軍還制定了聯(lián)合作戰(zhàn)搜索與救援的條令、手冊(cè)等程序化文件，如美國(guó)潛艇部隊(duì)司令部、國(guó)際潛艇脫險(xiǎn)與救援聯(lián)絡(luò)辦公室、深潛部隊(duì)等聯(lián)合編制的《潛艇搜尋、脫險(xiǎn)和援救計(jì)劃》等。

不過(guò)隨著援潛救生技術(shù)的發(fā)展，DSRV的缺點(diǎn)日漸明顯，比如全球部署能力有限、較難運(yùn)輸，以及需搭載在具備特定接口的潛艇上。于是美國(guó)海軍又研制了最新救援系統(tǒng)SRDRS，可采用空陸水聯(lián)運(yùn)的方式，可安裝在所有的滿(mǎn)足規(guī)定要求的民用或軍用船舶，這樣在失事潛艇附近的合適船舶就能作為SRDRS 的搭載母船，消除了對(duì)改進(jìn)型潛艇或?qū)Ｓ媚复囊蕾?lài)。作為備選母船VOO（Vessel of Opportunity）的可選船型包括海洋供應(yīng)船、平臺(tái)支持船、錨作船等，由于全球分布有大量的該類(lèi)型臨時(shí)救援船，可大大提高快速救援能力。

SRDRS最大的亮點(diǎn)是全套設(shè)備模塊化，可在飛機(jī)、卡車(chē)、火車(chē)、船舶上進(jìn)行空陸水聯(lián)運(yùn)，可安裝在各種母船上投入使用，不受專(zhuān)用潛艇救援母船的限制，實(shí)現(xiàn)全球快速部署。

2 SRDRS系統(tǒng)

2006年開(kāi)始，SRDRS作為新一代援潛救生系統(tǒng)，逐步替代原先以深潛救生艇DSRV為核心的援潛救生體系。SRDRS包含水下作業(yè)評(píng)估系統(tǒng)AUWS（Assessment/Underwater Work System）和潛艇救援系統(tǒng) SRS（Submarine Rescue System）。潛艇救援系統(tǒng)SRS可以分為兩種型式：救援能力系統(tǒng)SRSRCS（Submarine Rescue System-Rescue Capable System）和帶壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)SRS-TUP（Transfer Under Pressure）［9］。救援能力系統(tǒng)SRS-RCS提供不包括帶壓轉(zhuǎn)移在內(nèi)的救援能力，并保留了深潛救生艇的功能。帶壓轉(zhuǎn)移系統(tǒng)SRS-TUP增加了帶壓轉(zhuǎn)移部件，并為失事潛艇提供內(nèi)壓最高達(dá)5個(gè)大氣壓的救援能力。如圖3所示。

圖3 美國(guó)SRDRS的SRS-TUP

整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)單元部分都能夠在救援海域附近具備相關(guān)條件的VOO上展開(kāi)作業(yè)，它可以完成早期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)艙內(nèi)有壓力的失事潛艇實(shí)施高壓救援。其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)全球范圍快速反應(yīng)，不受特定的支持母船的限制。潛艇救生系統(tǒng)由承壓援救模塊和降壓系統(tǒng)組成，能夠在約610 m水深進(jìn)行援救作業(yè)，一次能夠在最高0.5 MPa內(nèi)壓的情況下救援16名艇員，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化集裝箱和空陸水聯(lián)運(yùn)方式，18 h內(nèi)運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)［10］，保持在世界范圍內(nèi)對(duì)失事潛艇快速反應(yīng)能力。根據(jù)任務(wù)的需求不同，其潛艇救援系統(tǒng)SRS可以按兩種不同的任務(wù)型式進(jìn)行搭載：

（1）潛艇救援系統(tǒng)-救援能力系統(tǒng)（SRS-RCS）

圖4 美國(guó)SRDRS的SRS-RCS

如圖4所示。該系統(tǒng)包括：帶壓救援模塊PRM（Pressurized Rescue Module），又稱(chēng)遙控操作救生艇RORV（Remotely Operated Rescue Vehicle［11］）；吊放系統(tǒng)LARS （Launch & Recovery System）；控制集裝箱（Control Van）；備件集裝箱（Spares Van）；發(fā)電集裝箱（Generator Van）；后勤集裝箱（Logistics Van）等。

（2）潛艇救援系統(tǒng)-帶壓人員轉(zhuǎn)移（SRS-TUP）

如圖5所示。該系統(tǒng)包括帶壓救援模塊PRM、吊放系統(tǒng)LARS、控制集裝箱、備件集裝箱、發(fā)電集裝箱、輔助集裝箱（Auxiliary Van）以及潛艇減壓艙SDCs （Submarine Decompression Chambers）等，能和帶壓救援模塊系統(tǒng)PRMS（Pressurized Rescue Module System）對(duì)接，在保持5個(gè)大氣壓的情況下，將艇員從耐壓救援模塊PRMS中安全轉(zhuǎn)移到加壓艙，然后按程序分階段進(jìn)行減壓治療，減少和控制減壓病產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。整套系統(tǒng)最多可容納155人，可滿(mǎn)足救援美軍一艘潛艇全部艇員的需求。

圖5 美國(guó)SRDRS的SRS-TUP

美國(guó)SRDRS的帶壓救援模塊PRM（如圖6所示）為一個(gè)有纜遙控救援潛器，“Falcon”號(hào)（PRM-1）是由Oceanworks 國(guó)際公司建造。PRMS外框?yàn)殚L(zhǎng)方形防撞框架，有多個(gè)姿態(tài)推進(jìn)器，運(yùn)動(dòng)控制靈活。底部對(duì)接艙口采用無(wú)級(jí)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)傾斜角度，能適應(yīng)最大傾斜角45°的接口對(duì)接?？扇菁{2名操作人員和16名遇險(xiǎn)艇員。工作深度約610 m，最大工作海況4級(jí)，最大流速2.5 kn，最大工作內(nèi)壓 0.5 MPa［12］。 其主要技術(shù)指標(biāo)為 ：

圖6 美國(guó)SRDRS的帶壓救援模塊PRM

（2名操作人員+16名獲救人員）

美國(guó)SRDRS的吊放系統(tǒng)LARS（如圖7和下頁(yè)圖8所示）安裝在母船甲板上。在接到救援任務(wù)后，可在碼頭進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝和調(diào)試。為了進(jìn)一步提高救援效率，便于空陸水聯(lián)運(yùn)，特別使用運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行空運(yùn)，嚴(yán)格控制門(mén)架的總高度，且可將門(mén)架上方的橫梁拆下。門(mén)架與母船的安裝與其他集裝箱不同，采用了兩條式安裝方式，分左右舷整體固定在尾部甲板上。

圖7 美國(guó)SRDRS的吊放系統(tǒng)LARS（吊放作業(yè)工況）

圖8 美國(guó)SRDRS的吊放系統(tǒng)LARS（存放工況）

美國(guó)SRDRS的甲板基座（如圖9所示）預(yù)先安裝在母船甲板上，其上固定有集裝箱定位安裝用的旋鎖，可根據(jù)任務(wù)的不同搭載不同的集裝箱。對(duì)于具有相應(yīng)承載能力、甲板基座安裝位置和水電氣相關(guān)接口的民用船舶，也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)搭載，大大提高了其通用性。

圖9 美國(guó)SRDRS的甲板基座

水下作業(yè)評(píng)估系統(tǒng)AUWS包括ADS2000單人常壓潛水裝具（ADS，即Atmospheric Dive Suit，單人常壓潛水裝具）、ROV遙控潛水器、支持設(shè)備等。常壓潛水裝具主要用于救援人員先下水去探摸和評(píng)估潛艇遇險(xiǎn)情況，清除障礙，完成救援的前期準(zhǔn)備工作，也可配合其他救援設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。SRDRS配套的ADS型號(hào)為ADS2000，單人著裝，各關(guān)節(jié)為剛性連接的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)［13］。裝具內(nèi)保持常壓，擁有獨(dú)立的推進(jìn)能力，由母船起重機(jī)或者專(zhuān)用的收放裝置進(jìn)行吊放和回收（如圖10所示）。出于水下安全性考慮，其部分簡(jiǎn)單的工作可用無(wú)人的ROV代替。該系統(tǒng)可以進(jìn)行全球空陸水聯(lián)運(yùn)。

圖10 由母船起重機(jī)進(jìn)行吊放的常壓潛水裝具（ADS）

美國(guó)的SRDRS除PRM和配套的吊放裝置LARS、對(duì)接裝置和加壓艙外，根據(jù)作業(yè)任務(wù)，為完成救援任務(wù)還需搭載遙控潛水器、潛水站位等相關(guān)裝備協(xié)同作業(yè)。

SRDRS研制歷時(shí)十余年，用于取代已服役三十余年之久的DSRV深潛救生艇。整個(gè)項(xiàng)目分三個(gè)階段逐步交付：第一階段是2006 年服役的水下評(píng)估作業(yè)系統(tǒng)AUWS，第二階段是2008 年服役的以帶壓救援模塊PRM為核心的SRS-RCS， 第三個(gè)階段是2017 年服役的以甲板減壓系統(tǒng)SDS為代表的SRS-TUP。

相對(duì)于深潛救生艇DSRV為核心的援潛救生體系，SRDRS構(gòu)成更復(fù)雜、功能更強(qiáng)大、通用性更高：

（1）工作深度

SRDRS的工作深度為610 m（2 000 ft），與上一代DSRV最大工作深度1 500 m（5 000 ft）相比有大幅下降，但卻與美軍潛艇的極限潛深相適應(yīng)，工作深度的設(shè)定更合理。

（2）有纜遙控模式

與DSRV的電池自主航行不同，SRDRS的耐壓救援模塊PRM采用持續(xù)供電的有纜遙控模式，不需要如北約NSRS在每次下潛救援后2～4 h的電池充電時(shí)間，可以多次往返水下連續(xù)進(jìn)行救援。同時(shí)，母船與PRM之間通信采用有纜模式，信號(hào)更清晰、保密性更強(qiáng)。

（3）72 h全球部署，模塊化商船搭載

SRDRS全套設(shè)備都可拆解后進(jìn)行空、陸、水聯(lián)運(yùn)，并且滿(mǎn)足相關(guān)條件的普通民用VOO就可以搭載，確保72 h內(nèi)可部署到全球任何地方開(kāi)展救援。而上一代DSRV雖然也可以進(jìn)行空陸水聯(lián)運(yùn)，但因艇身尺寸較大需更大型的運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行空運(yùn)，增加了調(diào)遣難度和轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，且“母船”必須是經(jīng)過(guò)接口改造的美軍潛艇或者專(zhuān)用水面母船，使用靈活性遠(yuǎn)不如從備選母船目錄找一艘合適的商船，也不用等待航速較慢的援潛救生船前來(lái)。

當(dāng)然，SRDRS價(jià)格昂貴，構(gòu)成更復(fù)雜且更重，所需母船甲板面積大大增加，且需供水電氣等接口。另外，有纜遙控對(duì)PRM的水下運(yùn)動(dòng)帶來(lái)一定的限制，且增加了與管供式潛水員、ROV、潛水鐘、潛水吊籠等同時(shí)水下救援人員和設(shè)備臍帶干涉的危險(xiǎn)性。

3 基于SRDRS系統(tǒng)的備選母船選擇

SRDRS采用“國(guó)有商營(yíng)”的模式［14］，可以搭載在滿(mǎn)足要求的商業(yè)海洋工程船上。為了進(jìn)一步提高全球快速響應(yīng)能力，美軍在全球范圍內(nèi)篩選并確定了一批符合條件的商船名錄（即備選母船VOO列表），緊急情況下可以迅速找到最近的海洋工程船，在全套SRDRS空陸水聯(lián)運(yùn)往事發(fā)地的同時(shí)，安排好VOO備妥待命。

《潛艇救援潛水與再加壓系統(tǒng)備選母船第D版說(shuō)明書(shū)》分成七個(gè)附件，分別為“適用于所有備選母船具備的能力”、“用做潛艇救援系統(tǒng)備選母船的駁船”、“備選母船常壓潛水系統(tǒng)能力”、“適用于所有備選母船的潛艇救生艙撤離系統(tǒng)能力”、“備選母船側(cè)掃聲納系統(tǒng)能力”、“備選母船輕型錨泊系統(tǒng)能力”以及“首字母縮略詞”，對(duì)于VOO的選擇作了極其詳細(xì)的規(guī)定。［15］

在其中的附件1“適用于所有備選母船具備的能力”的文件中，美國(guó)SRDRS對(duì)于VOO選擇的23個(gè)方面分別提出了強(qiáng)制性要求和目標(biāo)要求。主要包括：船型分類(lèi)和一般條件、可利用的甲板空間、船舶甲板承載能力、定位能力、適航性、船舶穩(wěn)性、甲板平整度、救生設(shè)備的能力、工作甲板防火能力、船的干舷、甲板通道、傳感器桿的安裝、自持力、規(guī)定小艇及配合的吊放回收裝置、遠(yuǎn)程監(jiān)控站能力、柴油機(jī)燃料能力、淡水、氣源、甲板上起重機(jī)、應(yīng)急電供給能力、直升機(jī)甲板、聲音跟蹤系統(tǒng)、船上醫(yī)務(wù)室等。

綜合說(shuō)來(lái)，美國(guó)海軍對(duì)備選母船VOO的主要要求如下：為國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)IACS（International Association of Classification Society，國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)）入級(jí)，且可以動(dòng)員和調(diào)度；可利用的甲板 面 積 不 小 于 26.8 m×10.1 m（SRS-RCS） 或29.9 m×10.4 m（SRS-TUP）；最小甲板承載能力為 145.2 t（SRS-RCS），227 t（SRS-TUP）， 貨 物承載能力為5 t/m2；定位能力方面，推薦達(dá)到動(dòng)力定位DP-2或DP-3，若采用四點(diǎn)錨泊則定位的深度和維持能力應(yīng)可達(dá)到610 m（2 000 ft）；作業(yè)海況4級(jí)，安全航行海況為6級(jí)；船舶穩(wěn)定性方面，裝有吊放回收系統(tǒng)和帶壓救援模塊的母船穩(wěn)定滿(mǎn)足穩(wěn)性衡準(zhǔn)要求；最大干舷3.1 m（10 ft）；30個(gè)額外人員（SRS-RCS）10天無(wú)需補(bǔ)充的能力；甲板面要有足夠空間來(lái)放置小艇及配合的吊放回收裝置；碼頭安裝起重機(jī)起重量至少為25 t，目標(biāo)為110 t，可將LARS整體起吊……

4 救援流程

美國(guó)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，逐漸形成了以SRDRS為核心的完備的潛艇救援流程：當(dāng)潛艇失事后，相關(guān)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)進(jìn)行救援部署。將SRDRS等相關(guān)救援裝備，通過(guò)鐵路、公路等方式快速運(yùn)抵機(jī)場(chǎng)。通過(guò)大型運(yùn)輸機(jī)空運(yùn)至離失事處最近的機(jī)場(chǎng)，再轉(zhuǎn)運(yùn)至備選救援母船所在港口。將SRDRS等救援裝備緊急安裝在母船上，并經(jīng)過(guò)相關(guān)的調(diào)試確保救援裝備完好可用。母船航渡至失事潛艇所在海域，按預(yù)定作業(yè)程序展開(kāi)救援。首先由AUWS（包括ADS）先去探摸和評(píng)估潛艇遇險(xiǎn)情況，清除障礙，完成救援的前期準(zhǔn)備工作；然后通過(guò)帶壓救援模塊PRM進(jìn)行失事艇員的救援，分批次轉(zhuǎn)移至母船上，再通過(guò)潛艇減壓艙SDC進(jìn)行減壓和治療。如傷員受傷嚴(yán)重，在經(jīng)過(guò)船上簡(jiǎn)單的醫(yī)療處理后，可將傷員用艦載直升機(jī)后送至醫(yī)療條件齊備的大醫(yī)院。救援完成。

救援流程如圖11所示［16］。

圖11 美國(guó)潛艇救援流程

由此可見(jiàn)，美國(guó)海軍非常注重救援裝備的標(biāo)準(zhǔn)化/通用化，在設(shè)計(jì)之初就考慮到救援裝備的空、陸、水聯(lián)運(yùn)的運(yùn)輸方式，從而大大提高救援響應(yīng)能力（包括縮短救援時(shí)間和加快救援速度）、救援質(zhì)量等。

5 結(jié) 語(yǔ)

SRDRS采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化及組合化的設(shè)計(jì)思想、具有全系統(tǒng)快速空陸水聯(lián)運(yùn)展開(kāi)、不依賴(lài)固定母船、緊湊型集成、全干援救、不增加對(duì)潛艇救生平臺(tái)要求等特點(diǎn)，具備強(qiáng)抗流能力、機(jī)動(dòng)高壓救援、最佳救援時(shí)限（72 h）內(nèi)全球達(dá)到的國(guó)際救援能力。美國(guó)SRDRS可根據(jù)的不同任務(wù)進(jìn)行不同方式的搭載，而且可以搭載在合適的民船上，大大提高了其通用性。其全模塊化組合、水陸空聯(lián)運(yùn)的設(shè)計(jì)理念和分階段的發(fā)展模式，極其值得借鑒。

援潛救生領(lǐng)域國(guó)際合作逐步深入，援潛救生體系正逐步向多國(guó)共建、全球有效覆蓋、迅速到達(dá)、軍民融合的方向發(fā)展。潛艇和核潛艇作為各國(guó)海軍的重要力量，其海上安全也備受關(guān)注，也是援潛救生體系的重點(diǎn)保障對(duì)象?！八街梢怨ビ??！蔽覈?guó)救援裝備模塊化裝船尚處于初步發(fā)展階段，可以在借鑒美國(guó)SRDRS等國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的、具有中國(guó)特色的援潛救生體系，并且進(jìn)一步完善。