深遠海立體化?？湛焖倬仍到y(tǒng)分析

王思銘,袁遠,劉建成,劉鶴

(1.招商局深海裝備研究院(三亞)有限公司,海南 三亞 572025;2.招商局(深圳)重工有限公司,廣東 深圳 518054)

我國是一個海洋大國,南海是我國最大的海域,南海南北長1 200 n mile,東西寬750 n mile,面積356萬km2,海岸線5 800 km,占我國海岸線32%,蘊藏著豐富的石油、天然氣、風(fēng)能、海洋魚類等寶貴資源,在南海海域發(fā)展海洋經(jīng)濟具有得天獨厚的優(yōu)勢。同時南海也是海上事故多發(fā)海區(qū),海上氣候條件差、作業(yè)人員多、海況惡劣,平均每年有10多個臺風(fēng)過境,海上事故頻率較高[1]。隨著我國穩(wěn)步實施“一帶一路”和“海洋強國”的發(fā)展戰(zhàn)略,南海海域的各類生產(chǎn)、開發(fā)活動逐漸進入深遠海領(lǐng)域,對高效、及時、快速實施深遠海救援提出了全新的挑戰(zhàn)。

在深遠海條件下傳統(tǒng)的救助拖輪和救助船舶已經(jīng)不再適用,特別是在惡劣天氣情況下,單純依靠這些船舶所攜帶的常規(guī)救生網(wǎng)、救生吊籃等救生裝備難以對海上遇險人員實施快速、有效的救援。針對上述問題,我國于2020年開始設(shè)計、建造升級版14 000 kW深遠海巡航救助船,意在聚焦于大風(fēng)浪中救人和在惡劣海況下實施快速救生、救援,從南海實際情況出發(fā),以深遠海救助船為平臺,構(gòu)建立體化?？湛焖倬仍到y(tǒng)[2-3]。該海上救助系統(tǒng)的主要優(yōu)勢如下。

1)船舶主尺大、主機功率大、續(xù)航力強,適應(yīng)于深遠海作業(yè);具備高海況(12級風(fēng)浪)航行、救助能力。

2)配置直升機機庫,直升機能伴隨遠洋作業(yè)、實現(xiàn)?？找惑w化救助,顯著提高救助率和快速性。

3)配置安全無障礙救助通道,獲救人員和擔(dān)架車能無障礙快速到達醫(yī)務(wù)室,實現(xiàn)緊急搶救,提高生存率,同時避免救助過程中的二次傷害。

4)配置先進的水面救生器材,如救生滑道、大型救生筏、自動扶正救助筏/艇等,具備快速救援水面遇險人員能力。

1 救助船?？湛焖倬仍到y(tǒng)

升級版14 000 kW深遠海巡航救助船為當(dāng)前我國最先進的深遠海全天候大功率立體救助保障船,航行于無限航區(qū),符合我國南海深水海域特殊海況環(huán)境要求,滿足獨立承擔(dān)深水應(yīng)急救助作業(yè)需要,具備水面遇險人員搜尋救助、深遠海遇險船舶拖曳救助、海空立體搜尋救助支持、深水探測打撈、對外應(yīng)急補給等多種功能。

新型深遠海救助船設(shè)計總長為136.9 m、型寬26.7 m、型深11.0 m、吃水8.0 m,設(shè)計航速不低于17.5 kn,續(xù)航力16 000 n mile,抗風(fēng)12級,自持力90 d,可搭載獲救人員200人。配備高冗余度動力定位系統(tǒng),滿足CCS規(guī)范DP3要求;配置中型直升機庫和大型直升機平臺各1座;配置安全無障礙救助通道2條,具備在深遠海海域和高海況環(huán)境下實施立體化、快速救助作業(yè)。

本船具有1層連續(xù)干舷甲板,第一甲板上設(shè)有3層長艏樓,艏樓甲板上設(shè)有4層甲板室。第一甲板自艏至尾分為艏部、居住區(qū)和中后部作業(yè)區(qū)。在居住區(qū)設(shè)置病房、急救手術(shù)室、醫(yī)務(wù)室、救生蒸汽增溫室、救生熱水池增溫室、獲救人員急救電梯等醫(yī)療和救助設(shè)施。

第一甲板中后部為救助作業(yè)區(qū),作業(yè)區(qū)長約57.5 m、寬約22 m,總作業(yè)面積約1 050 m2。作業(yè)區(qū)左右設(shè)置擋貨安全欄桿,可以用作救生作業(yè)、救助作業(yè)等。

本船立體化?？湛焖倬仍到y(tǒng)主要包括以下子系統(tǒng)和設(shè)備。

1)直升機空中救援系統(tǒng)。

2)安全無障礙救助通道系統(tǒng)。

3)先進水面救生設(shè)備和醫(yī)療設(shè)施。

救助船外觀見圖1。

2 直升機空中救援系統(tǒng)

直升機具有高度的機動靈活性,對于海上人命救助、緊急突發(fā)事件的應(yīng)急處置,直升機是最有效的快速反應(yīng)裝備。2004年1月16日至18日,“德翔”輪與北海救助飛行隊協(xié)同作戰(zhàn),成功救助失火油船“利達洲18”輪,是我國冬季大風(fēng)浪救助環(huán)境下的1個成功案例,凸顯了直升機在海上快速、應(yīng)急搜尋救助中的作用[4]。

人體在海水中的散熱速度約為空氣中的25倍,成年人在0 ℃海水中的只能存活1 h 40 min,在海水溫度為10 ℃時,只能存活3.5 h。對于救助而言,時間就是生命。直升機的巡航速度一般150～200 kn,是救助船平均航速的10倍,能迅速趕到現(xiàn)場,實現(xiàn)早到達,早發(fā)現(xiàn),早救援。在上述案例中,S-760C直升機經(jīng)30 min飛行即到達現(xiàn)場,隨后搜尋并救起第一名落水人員只用了13 min,對人員生命救助起到了至關(guān)重要的作用。

直升飛機具有可垂直起降、空中長時間懸停、低空低速飛行等特點,國內(nèi)主流救助直升機均具備8～10級風(fēng)力下作業(yè)的能力,能夠適應(yīng)高海況,見表1[5]。

表1 現(xiàn)役主要直升機技術(shù)參數(shù)

除直接對落水遇險人員實施救助外,直升機還具備多種救助功能。

1)提前到達現(xiàn)場,與遇險船舶、人員建立有效的通訊渠道,指導(dǎo)后續(xù)的救援工作。

2)向暫時不能就起的遇險人員投擲救生裝備、保溫裝備、食品,延長其支持時間,提高生存幾率。

3)利用懸停優(yōu)勢,直接吊升傷病員、并直接轉(zhuǎn)運至救助船醫(yī)療救助。

4)在惡劣海況下,直升機協(xié)助帶纜、拖帶遇險船舶。

新型深遠海救助船設(shè)計選用我國現(xiàn)役的專用救援直升機EC-225型或S-76D型,并在船艏設(shè)置直升機庫,可以搭載救援直升機巡航至深遠海開展?？樟Ⅲw救助作業(yè)。直升機機庫門使用液壓鋼制風(fēng)雨密門,采用油缸開啟方式,結(jié)構(gòu)強度滿足12級風(fēng)及艏部上浪設(shè)計要求。為滿足直升機起降、停放、系留等需求,設(shè)置大型直升機平臺1座,并與機庫前后布置,方便直升機出入。

為保障救助直升機正常作業(yè),本船配置了完整的直升機綜合保障系統(tǒng),主要包括:

1)停放設(shè)施。機庫、牽引絞車、系留設(shè)備、防滑輪檔等。

2)維護設(shè)施。直升機沖洗車、液壓油車、維修行車。

3)可拋式儲油罐。直升機燃油主要采用油罐進行補給,油罐安裝在1個應(yīng)急狀態(tài)下可將油罐拋落到船外的支座上,為防止靜電,油罐體應(yīng)接地。

4)消防設(shè)備。水槍、泡沫滅火裝置、干粉滅火裝置、CO2滅火器等。

3 安全無障礙救助通道系統(tǒng)

深遠海救助船通常在高海況條件下對落水人員實施救助,由于風(fēng)浪的作用,船舶處于橫搖、垂蕩等運動劇烈狀態(tài)。在此情形下,一方面需要以最快的速度將受傷或者失能人員送至醫(yī)務(wù)室急救,另一方面還需要在運送過程避免船舶劇烈搖擺對人員造成二次傷害。為此,專門設(shè)置了安全無障礙救助通道系統(tǒng),以便安全、快速的救援遇險人員。

本船在甲板上劃分有3個救助區(qū)域——直升機甲板救助區(qū)、第一甲板左舷救助區(qū)和第一甲板右舷救助區(qū),并設(shè)置2條專用無障礙救助通道。

1)甲板救助區(qū)→生活區(qū)通道(4道門)→醫(yī)務(wù)室。

2)直升機平臺救助區(qū)→生活區(qū)通道(三道門)→獲救人員急救電梯→生活區(qū)通道(1道門)→醫(yī)務(wù)室。

安全無障礙救助通道布置見圖3。

圖2 安全無障礙救助通道布置示意

救援受傷或者失能人員時,通常需要使用擔(dān)架車,為確保救援人員及擔(dān)架車在通道中安全無障礙通行,將本船連接室外的門檻做成風(fēng)雨密活動式;另外在惡劣海況下,設(shè)置系固設(shè)備,保證擔(dān)架車在被救援區(qū)的安全固定,規(guī)避救助過程中的風(fēng)險。相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備如下。

1)活動式風(fēng)雨密門檻裝置。主甲板無障礙通道中設(shè)置活動式門檻,消除固定式門檻對擔(dān)架快速通行的阻礙作用,同時活動門檻也需要滿足規(guī)范要求和風(fēng)雨密門的密性要求。主甲板外側(cè)的門檻按規(guī)范要求高度設(shè)置為600 mm,由人工操作啟、閉。救助時門檻開啟,方便工作人員及擔(dān)架車在安全救助通道中通行順暢、安全無隱患。門檻關(guān)閉時要求達到風(fēng)雨密,并且建造完成后要通過密性實驗檢驗。

2)船用擔(dān)架滾輪固定裝置。為防止船舶劇烈搖擺對被救援者造成二次傷害,設(shè)置系固裝置,救援人員和被救助者在等候時,可將擔(dān)架車安全固定在甲板上,固定裝置拆裝方便。擔(dān)架車在采用滾輪固定裝置后,至少滿足在船舶橫搖±10°情況下,不發(fā)生位移或者固定松動。

4 水面救助設(shè)備和輔助醫(yī)療設(shè)施

在第二甲板左、右舷設(shè)1艘全封閉玻璃鋼耐火型救生艇,艇長7.0 m,載員60人,采用導(dǎo)管螺旋槳推進,航速6.0 kn,并配屬重力倒臂式艇架。在第二甲板左、右舷各設(shè)1只氣脹式可吊救生筏,每只定員15人,并配適用的救生筏吊放裝置。在第二甲板右舷設(shè)1艘半封閉玻璃鋼救助艇,載員16人,航速15.0 kn,可在傾覆時自動扶正,并配有恒張力單點式艇架,具有吸收沖擊、防搖蕩及恒張力功能,可以在橫傾20°,縱傾10°情況下進行收放作業(yè)。在第二甲板左舷設(shè)1艘無人救助艇,救助艇續(xù)航半徑50 n mile,艇上配備應(yīng)急無線電話、GPS、探測儀等設(shè)備。

配置八角型自浮防傾式救生吊籃1只和直升機吊籃1只。直升機平臺為直升機吊籃作業(yè)區(qū),可以進行懸停救生作業(yè)。本船攜帶氣脹式救生滑道1套,工作長度不小于10 m,其下方帶有一個不少于50人的可供人員轉(zhuǎn)移用氣脹式救生筏。在對遇險船舶人員施救時,該救生滑道能比較方便地供遇險人員逃生;同時配備充氣救援平臺1套,核定容量20人。

為快速運送遇險人員及時救治,本船配置一臺獲救人員急救電梯,位于第一甲板到第七甲板之間,可以從第四甲板(直升機平臺)直達第一甲板的醫(yī)務(wù)室、急救手術(shù)室、獲救人員休息室等處。急救電梯轎廂空間滿足傷員擔(dān)架轉(zhuǎn)運的要求,電梯能在橫搖不大于10°,縱搖不大于7.5°的情形下正常運行。

為使落水人員恢復(fù)體溫,在第一甲板設(shè)救生熱水池增溫室1間,熱水池長3.0 m、寬1.25 m;在第一甲板設(shè)救生蒸汽增溫室一間,配備功率15 kW蒸汽發(fā)生裝置一套;同時在第一甲板設(shè)有醫(yī)務(wù)室、急救手術(shù)室和病房。上述醫(yī)療設(shè)施能確保獲救人員在第一時間得到有效救助。

5 結(jié)論

發(fā)展海洋經(jīng)濟,離不開先進的高效快速救助船及全方位立體救助裝備系統(tǒng),海洋強國也應(yīng)該是海上救助強國。與傳統(tǒng)近岸情況相比,深遠海惡劣海況條件下對救助設(shè)施的快速性、救助過程中的人員保護、設(shè)備耐波性、?？找惑w化救助等均提出了全新的要求。

1)直升機具有速度快、搜救范圍大、耐惡劣氣象條件等多種優(yōu)點,在深遠海救助體系中具有不可替代的優(yōu)勢,在新型救助船舶中,配備直升機庫、直升機平臺,突破了常規(guī)船舶只能依托岸基直升機的限制,實現(xiàn)了遠洋?？章?lián)合救助。

2)設(shè)計從船舶甲板平臺至醫(yī)務(wù)室的快速通道系統(tǒng)和專用擔(dān)架車,能夠有效地保護遇險人員在救助過程中的安全性,避免二次傷害。

3)水面救助裝備和輔助醫(yī)療電梯等裝備均配置了恒張力系統(tǒng)、波浪補償系統(tǒng),具備在惡劣風(fēng)浪環(huán)境下正常作業(yè)能力,能夠有效提高水面救助的成功率和安全性。

4)裝備立體化?？湛焖倬仍到y(tǒng),是未來深遠海救助船舶的發(fā)展趨勢。