从马航370航班搜救行动看未来海上搜救航空器的发展

陈黎

2014年4月28日，在南印度洋相关海域进行的马来西亚航空公司370号航班失联客机（以下称MH370）的空中搜寻活动在持续6周后宣告结束。在此次行动中，包括我国在内的多个国家出动了众多航空器（包括固定翼飞机和直升机）参与，动用了P-3C、P-8A海上巡逻机，C-130、“伊尔-76”、“运-8”运输机，E-737“楔尾”空中预警机和SH-60“海鹰”舰载直升机，其中P-8A和E-737均是近年刚投入使用的新机，为其服役后首次执行海上搜救任务。由于此次行动一直面临着失联客机坠海位置不明，搜救现场远离大陆，相关海域气象条件恶劣等一系列困难，对各国搜救力量、尤其是参与行动的航空器来说是一次严峻考验。如何根据此次MH370搜救和先前历次类似行动中的经验教训，研发任务效能更高的航空装备，进一步加强海上搜救力量建设，值得世界各国高度重视和深思。

航空器在海上搜救行动中的重要作用与传统优势

航空器作为一种快速高效的搜救手段，在当今世界主要国家的海上救援体系中具有不可替代的地位。在多年来的历次海上搜救行动中，航空器均得到广泛使用并发挥了至关重要的作用，当仁不让地成为各国海上救援指挥中心得到报警后第一时间派出的搜救工具。与水面舰船等其它搜救工具相比，航空器的性能特点决定了其在用于海上搜救任务领域时，具有以下独特优势和突出作用：

机动灵活，可对海上突发事件做出快速反应

海上事故（包括飞机失事、船舶遇险）突发性强，救援力量能否快速反应并尽快抵达事发现场，直接关系到救助行动的成败。尤其是对于在事故中幸存、但仍处于危急状态的遇险人员来说，能否在黄金时间内得到救助完全取决于救援力量到达现场的速度快慢。2009年6月30日，也门航空公司626号航班在印度洋科摩罗群岛附近海域上空失事后，1名不谙水性、并且无救生衣的13岁女孩在常有鲨鱼出没的海面漂流数小时后奇迹般获救，就清楚证明了这一点。

此外，各国多年来海上搜救行动的经验教训表明，救援力量若能尽快抵达失事海域，还将会在以下几方面起到重要作用

①可以压缩从接收到呼救信号到开始现场搜寻所耗费的时间，减少遇险机、船位置实际漂移和理论估算漂移之间的误差，缩小搜寻范围；

②可尽快向指挥中心和后续救援力量报告事发现场的最新信息，以帮助其做出相关决策；

③可以尽快搜寻并识别各种疑似漂浮物，以此确定较为准确的搜寻基点，并提供给后续搜救力量，这对于救助那些已经失去联系的遇险机、船尤为重要；

④有助于稳定失事现场的紧张混乱局面，尤其让那些情绪失控、甚至面临精神崩溃的遇险人员看到获救希望，从而坚定其等待救援的信心；

⑤可向遇险人员提供紧急救助（救生器材、食品、淡水等），并指导其更有序地开展自救、互救行动，以等待后续救援力量的到来。

在目前技术条件下，水面舰船由于航速低（海军水面舰艇的典型最大航速为30节，即55千米/小时左右），除了事发海域距离救援基地不远，或者事发现场附近正好有舰船等特殊情况外，救援船只从母港出发驶抵目标海域，通常需要数小时、数天甚至更长时间，很难在最佳救援时机内赶到。航空器的速度则远远超过舰船，起飞准备工作所需时间也要短得多，因而在快速反应方面具有得天独厚的优势，并且随着事发海域与海岸距离的增加，这种优势将会体现得越来越突出。

作业效率高，适于对大面积海域的快速搜索

当飞机、船舶在海上失事后，由于洋流、海浪、海风的作用，海上迫降的飞机、失去动力后的船舶、遇险人员乘坐的救生筏往往会在海面自由漂移，并且随着时间的流失，其漂移距离将越来越远，导致需要搜索的海域面积不断扩大。若是出现飞机坠海解体等严重事故，机体残骸、乘客行李以及落水人员在广袤海面上的散落范围通常会达百余千米，再经过一定时间的漂移后，其可能散布的海域面积将会达到数万、数十万、甚至上百万平方千米，致使海上搜救工作困难重重。例如此次在南印度洋进行的MH370搜救过程中，由于相关海域洋流湍急并且复杂多向，疑似碎片以每天40～100千米的速度在海面大范围飘移，给各国的海上搜救工作带来很大困难。

此外值得指出的是，对于在大洋深处突然失去联系的飞机、船舶来说，外界只能根据其最后发出的信息推测其大致位置，然后对相关海域实施大面积搜索。由于这种推测结果带有很大的不确定性，因而难免会出现所判定的疑似海域前后不一致的情况，让前来搜寻的救援力量往返奔波，徒劳无功。例如在此次MH370搜救行动中，参与救援的各国先是根据飞机与地面失去联系的最后位置，将泰国湾作为搜救重点，后来根据飞机最后一次发出卫星信号的地点和飞机剩余燃油量等信息进行测算，又在澳大利亚西部城市珀斯以西的南印度洋中确定了新的搜救区。

在这样的背景下，航空器速度快、视野广阔、机动性强的特性将可以得到充分发挥，不但可以在较短时间内完成大面积海域的搜索，而且可以随时根据最近的情况通报，迅速前往新的疑似海域参加搜救活动，减少时间延误，提高行动效率。

可与水面舰船有效配合，发挥海空立体搜救优势

当水面舰船赶到预定海域并作为中坚力量展开大规模海上搜救活动后，航空器仍然可以起到尖兵和耳目的作用，通过与水面舰船密切配合，相互取长补短，最大程度地提高作业效率。例如，当海面风浪较大时，漂浮物会在波峰和波谷的交替中时隐时现，此时空中飞行的航空器更容易发现目标。一旦发现疑似漂浮物，航空器可以通过空投浮标、海水染色剂、烟雾信号弹等手段，为水面舰船展开后续搜救行动提供明显的水面标志或目标漂移的参考。此次在南印度洋进行的MH370搜救过程中，澳大利亚军方飞机就曾多次实施这类行动。

特别是对于直升机来说，由于其对起降场地要求低，可以很方便地在事发海域附近的陆上机场或者救援船只上部署，再加上其具备垂直起降、低空超低空飞行、持续慢速飞行、空中悬停、原地转向等飞行特性，在海上救援行动中会发挥无法替代的作用。在水面舰船实施海上救助作业的过程中，直升机也可充分发挥自身的独特优势，弥补水面舰船的部分性能缺陷。例如当事发海域的海况恶劣，风急浪高导致船舶剧烈摇荡、操纵困难，甚至自身也面临危险时，救援船只将难以通过传统的放小艇、靠帮等方式对落水人员和遇险船只上的人员实施救助，直升机则可以通过悬停并放下吊索/绳梯、在遇险船只的适当部位停靠等方式搭救遇险人员，并将其转移到救援船只上。如果事发海域距离海岸不远，直升机还可以充当救援现场与陆地后方之间的转运工具，向后方紧急运送危重伤员或重要物件，往现场运送医护人员和救援物资等。endprint

传统航空器执行海上搜救任务时存在的主要不足

由于海上特殊的地理环境，长期以来海上（尤其是大洋纵深海域）搜救行动一直具有相当的难度，这对包括飞机在内的各种搜救工具的综合性能提出了较高要求。在此次MH370搜救行动中，先后共有26个国家不同形式地参与其中，动用了包括飞机、卫星、水面舰船、潜艇等一切可能的技术手段，然而迄今为止却没能找到失联客机的任何踪迹。从此次MH370搜救和先前类似行动中所暴露出问题可以看出，即使是在科技飞速发展的今天，航空器的性能也难以完全满足高难度海上搜救任务的需求，仍存在以下明显短板：

远距离和长航时任务执行能力仍有待提高

目前的航空器受制于自身携带的燃油数量，在执行搜救任务期间将不得不在目标海域和陆上基地之间多次往返（除非进行空中加油），致使其有效航程和续航时间中的很大一部分被消耗在往返途中，在目标海域上空实际停留的时间相应地被大打折扣，这无疑会影响整个搜救行动的效率并造成不必要的成本增加。若事发海域距离陆地不远，航空器的这一性能缺陷表现得尚不明显。当航空器需要对远离陆地的大洋纵深海域进行大面积搜寻时，这一问题将会非常突出，有时甚至让人难以容忍。

此次在南印度洋海域进行的搜救行动中，尽管参与行动的P-8A、P-3C海上巡逻机、“伊尔-76”运输机普遍拥有较强的续航能力（最大航程均达8000千米以上），但由于路途过于遥远（发现疑似漂浮物的海域通常距离澳大利亚西海岸1000～2000千米甚至更远），搜救飞机即使从距离目标海域最近的机场出发，在扣除往返途中的耗时后，每次出航的实际作业时间和搜索范围也很不尽人意。例如，澳大利亚派出的P-3C巡逻机的最大续航时间超过10小时，但由于目标海域与基地之间的单程飞行就需耗时4小时，实际上只有约2小时的时间真正用于海上搜索。而根据媒体报道，我国派出的“伊尔-76”运输机在搜索期间将飞机续航力发挥至极致，每次任务飞行直至油量到达警戒线后才返航，然而在其每天超过8小时的飞行时间中真正用于搜索的也只有3小时左右。

直升机由于航程和续航时间更加有限，因而这方面的问题更严重：不仅每次出航的有效作业时间更短，往往需要由较大型水面舰船携带、前往事发海域后才能执行任务。

今后若能进一步增大航空器的续航能力，延长每次出航在目标海域上空的停留时间，减少在目标海域和陆上基地之间的往返次数，无疑将会大大提高整个搜救行动的效率，并降低整个搜救行动的成本开支。

固定翼飞机难以对水面漂流物或人员实施直接打捞救助

在世界各国现役的各种固定翼飞机中，除了少量水上飞机外，其余均不具备水面起降的能力。因而当其飞抵目标海域后，通常只能采取前述的各种应急救助措施，并对水面舰船的后续行动进行指挥引导，无法直接救援。例如，在海上搜救行动中，当发现了疑似水面漂流物或油污带后，需要尽快进行相应的打捞、取样等工作，以判别其是否来自失事飞机，但这对目前的固定翼飞机来说是无能为力的，必须等待后续的水面舰船。但由于水面舰船速度与飞机之间的巨大差距，对飞机来说数小时的航程，水面舰船往往需要好几天的时间。在这期间，飞机由于续航力有限，不可能长时间停留在目标上空，而疑似物体由于洋流等原因，往往会漂移到很远位置，因而经常会出现水面舰船赶到后却无法找到目标的情况。

更为严重的情况是，当落水人员正受到严寒、伤痛、鲨鱼（或其它海洋生物）等威胁而急需救援时，固定翼飞机往往是爱莫能助，束手无策，以至于错过最佳的救助时机。这以1989年4月7日前苏联海军“共青团员”号核潜艇火灾事故最为典型。当时该艇的大部分艇员已经在潜艇沉没前成功逃离，但由于救生筏数量不足，很多人只能浸泡在海水中。而事发地位于挪威附近海域（靠近北极），天气极其寒冷。在救援船只抵达现场前的一个多小时的时间内，陆续有人因为烧伤、严寒、心力衰竭等原因死亡，最终全部69名艇员中只有27人幸存。在这期间，尽管前苏联海军派出的“伊尔-38”海上巡逻机一直在上空盘旋，并且空投下多只救生筏，但由于风大浪急难以准确投放到落水人员附近，因而没能发挥应有的作用。

出航和作业能力受气象条件的影响仍较严重

众所周知，飞行活动受气象条件的影响很大，特别是风切变、积冰、雷暴、积雨云、低能见度等危险天气，将会对飞行安全构成极大威胁。尽管随着近年航空科技的进步，飞行活动受气象条件的约束在相当程度上有所减轻，尤其是担负抢险救灾任务的航空器通常配备有先进导航、夜视、盲降等设备，已经具备在夜间及较复杂气象条件下执行任务的能力。但是，由于重大空难、海难的事发现场往往位于海况恶劣、风大浪急的海域，致使海上搜救任务经常会在恶劣气象条件、以至超出常规飞行标准的条件下进行，这对航空器性能、指挥调度和飞行员技术水平均提出了极高要求。各国多年来海上搜救行动的经验教训表明，恶劣天气不仅会影响搜寻效果、降低作业效率，严重时甚至会危及航空器本身的安全（例如美国S-76C+搜救直升机飞行手册上的起飞风力限制为8级），导致搜救行动中断。

此次国际海事卫星组织（INMARSAT）和英国航空事故调查局（AAIB）所分析测定的MH370在南印度洋的疑似坠落海域，位于著名的南纬40°“咆哮西风带”附近，常年受大风影响（风力可达11、12级甚至更高），天气海况十分恶劣，再加上3、4月间南大洋又正好处于秋冬季节转换期，使当地的恶劣气象条件进一步加剧。因此在搜救行动期间，各国飞机的空中搜救作业受恶劣天气的影响非常严重，曾多次被迫中断。例如，3月25日，由于天气预报显示，相关海域将会出现强风、暴雨和低云天气，各国的空中搜寻工作不得不暂停；3月27日，因为相关海域天气状况再度恶化，参加搜寻活动的11架飞机中的多数被迫提前返航，只有3架飞抵目标海域，但也因能见度过低而一无所获；4月22日，受附近热带风暴“杰克”带来的恶劣天气影响，各国飞机的搜救行动又一次被迫中断。endprint

具有良好应用前景的未来海上搜救航空器

为了寻求更能满足未来任务需求的新一代海上搜救航空器，美国、俄罗斯等航空技术发达国家在相关领域进行了长期研究探索，目前已经取得了大量成果，其技术正日益接近实用化。根据近年国外相关研究机构和专业媒体所披露的信息，并结合此次MH370搜救以及先前历次类似行动中所暴露出的问题，今后可以考虑优先发展以下几种可承担海上搜救任务的新型航空器：

高空长航时无人机

高空长航时（HALE）无人机是指飞行高度大于20000米，续航时间不低于24小时的无人机。当用于海上搜救任务领域时，HALE无人机不仅继承了传统固定翼飞机/直升机的主要特性，而且在以下3个方面具备有人驾驶航空器无可比拟的优势：①升阻比和载油系数大，因而航程远、续航时间长，例如美国RQ-4B“全球鹰”的这两项指标分别高达22780千米和36小时；②不存在人员疲劳和生理限制问题，有利于长时间执行空中搜寻任务；③通常在平流层高空巡航飞行，可避开大部分恶劣、危险天气的威胁，飞行活动受气象条件的影响较小。从一定程度上看，HALE无人机的这些性能有些接近太空卫星，但有两点却是后者无法企及的：①无人机飞行高度相对较低（而卫星轨道通常距地面数百千米），可对海面目标实施较近距离观测，从而获取更清晰的图像数据；②无人机可在目标海域上空长时间盘旋飞行，对疑似物体实施“凝视监测”，而卫星由于受自身轨道周期的限制，只能在某些时间段内才能对目标海域进行探测。

由于上述性能特点，在执行空中搜救任务时，HALE无人机一旦从岸上基地起飞，将可以长时间在空中停留，对目标海域实施持续、不间断地搜索。目前美国海军在RQ-4B“全球鹰”基础上发展的MQ-4C“广域海上监视系统”（BAMS）无人机就已初具这样的性能。

在今后，随着无人机自主空中加油、太阳能动力等技术的发展，HALE无人机的续航能力将只受技术故障或例行维护等因素的制约，可以在空中持续飞行数天、数周甚至更长时间，届时其在海上搜救任务领域的固有优势将会得到进一步体现和发挥。

高空投放的微小型无人旋翼机

针对此次搜救行动中屡屡出现搜救飞机在高空发现疑似漂浮物却无法准确识别的情况，今后可考虑发展一种能由大型固定翼飞机携带，专用于对水面目标进行抵近观测的微小型无人机。当搜救飞机在高空发现疑似漂浮物后，可以投放出无人机，后者下降至数十米、数米甚至更低的高度，拍摄到高清晰度的照片，足以判别漂浮物是否为失事机、船残骸，根据观测结果再决定是否派水面舰船前往搜寻，这样将会大幅提高整个海上搜救行动的效率。

根据此功能定位，可将这种无人机设计成一种可由母机（搜救飞机）空中投放，并在其遥控下准确飞抵疑似漂浮物上空的无人旋翼机。它可以在目标上空悬停或慢速飞行，对其实施抵近观察识别，必要时还可在水面降落。其机载任务设备比较简单，只需保证能在近距离内对目标进行观测识别（包括拍照、摄像）并将信息传回在高空盘旋的母机即可。同时对其续航能力也不做过高要求。由此可以减小无人机的体积重量（以保证搜救飞机一次出航可携带多架），并降低研制使用成本。

尽管这种无人机在很大程度上将是一次性使用的，但考虑到通过这种手段可以大幅减少搜救飞机、水面舰船不必要的奔波往返，由此带来的搜救时间和费用节省仍是远远超过无人机本身价值的。从节省成本费用、提高效费比的角度考虑，今后也可以将这种无人机设计成可回收的，当其完成任务后可以降落在海面，并通过发射无线电信号或释放海水染色剂，引导后续赶来的水面舰船回收，再经检查维修后可多次重复使用。若其观测过的漂浮物或者油污带还需要进一步打捞、取样，此时的无人机还将起到定位浮标的作用。

总的来说，这种构想与近年美国军方在其下一代轰炸机论证探讨过程中，提出为轰炸机配备数架可以执行辅助突防任务的微小型无人机的设想有些类似。由于近年来微小型无人旋翼机技术已经相当成熟，目标探测及信息实时传输目前也不存在技术障碍（类似技术在军用领域已经普及），今后只需解决无人旋翼机由母机空中投放的问题即可发展出具备上述功能的微小型无人旋翼机。

海上搜救飞艇

飞艇是一种由动力推进的轻于空气的航空器，它由于拥有以下一系列独特性能使其具备用作高效海上搜救工具的潜力：①飞行速度尽管比固定翼飞机低（比较接近直升机），但仍然远远超过水面舰船；②飞行高度范围广，从海平面一直到中空、高空、甚至临近空间（高度20～100千米）；③主要依靠空气浮力产生升力，耗油率低，续航能力远远超过飞机/直升机，部分飞艇留空时间可达数周、甚至数月）；④可以在任何高度长时间悬停；⑤大型飞艇的载荷能力强（国外计划研制的部分大型飞艇可运载上百吨货物或者上千乘客）；⑥对起降场地要求低，可在陆上/水面垂直起降，必要时还可以在水面舰船上系留。

利用上述特性，飞艇不仅可用于对近岸海域失事机、船的搜救，还特别适于在远离陆地的大洋深处执行任务。在搜救过程中，飞艇可以象直升机那样，随时对所发现的疑似漂浮物进行近距离跟踪、观察、打捞，或者对落水人员实施直接救助。不同的是，由于大型飞艇的有效载荷和续航能力远非直升机所能比拟，因此在海上搜救作业时间、大型物件的打捞运输、一次性救助人员的数量等方面均远远超过后者，更重要的是大型飞艇还可配备必要的医疗设施对伤者实施早期治疗，并且将其从失事现场直接运送到陆上医院，从而大大降低事故中人员的致残率和死亡率。此外，在配置了相应的人员和设备后，飞艇还可以长时间停留在现场海域附近上空，充当临时空中指挥或通信中继平台。

近年来，随着各种新概念、新材料、新工艺的提出和采用，国外开始出现“飞机+飞艇”、“直升机+飞艇”等形式的组合式飞艇，它们在保留传统飞艇优异特性的同时，还在相当程度上克服了后者抗风能力弱、操纵性差、体积庞大等缺点，因而更适合在复杂、恶劣的海上环境使用。endprint

地面效应飞行器

地效飞行器（也称作地效船）是一种利用地（水）面效应和动力增升原理在地效区中飞行，介于飞机和船舶之间的交通运输工具。与传统航空器和水面舰船相比，地效飞行器在很大程度上融合了二者的优点，同时弥补了各自的不足，因而无论在军事还是民用领域均具有广阔的应用前景。对于用作海上救援工具来说，地效飞行器以下几方面的特性特别突出：①航速快，其速度可达每小时数百千米，完全可以与亚声速飞机媲美；②起飞重量和有效载荷大，可发展出数十、数百甚至数千吨级的地效飞行器，可运载成百上千吨货物和上千人员，这方面又可以与传统船舶媲美；③航程远，大型地效飞行器航程可达数千、上万千米甚至更远，非常适合从事跨大洲大洋的远程作业；④适航性好，具有良好的越障、抗风浪能力，并且吨位越大，可起降海况级数就越高；⑤安全性好，因为对地效飞行器来说，“跑道永远在脚下”，可随时在水面上起降。

在未来的海上搜救行动中，地效飞行器可以直接在陆上基地和失事现场之间快速运送人员物资，而不必借助其它转运工具；同时还可凭借其大载荷量和内部空间，配置相应的医疗设施，对部分危重伤员进行现场救治。

在地效飞行器研发领域，前苏联一直居于世界领先地位，曾成功开发出多个型号的地效飞行器，其中特别值得一提的就是针对前述“共青团员”号核潜艇事故教训而专门设计建造的“救生者”型搜救地效飞行器。该机具有快速反应（从值班到飞行状态仅需15分钟）、大运载量（设有150张病床，还可同时容纳500名轻伤员，或者一次性搭载700～800名获救人员）、医疗设施完善（设有外科手术室、烧伤医治中心、高压氧气舱等）等特点，曾准备在前苏联海军北方舰队和太平洋舰队投入使用，并组建专门的海上救援分队，但该计划后来由于苏联解体等原因而中止。尽管这样，通过“救生者”的研发和试用，已初步显示出地效飞行器在海上搜救领域的广阔应用前景。近年来，俄军方和工业界已经开始考虑恢复包括搜救型在内的各种地效飞行器的研发。

结束语

众所周知，海运是世界各国对外贸易最主要的运输方式，目前国际贸易总运量中的2/3以上均是通过海运完成的，在全球海域内长年有成千上万的各类船舶在航行，致使各种海上突发事故及安全问题日渐凸显。另一方面，由于海洋覆盖了整个地球表面的71%，对于各国民航飞机、尤其是国际航班来说，一旦出现事故，发生在海洋上空的比例也是相当大的。因此世界主要国家均极为重视海上搜救力量的建设，目前美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国都建立了比较完善的海上救援体系，并且在多年来的实际救援行动中有突出表现。我国由于历史原因，在海上搜救力量建设方面还比较落后，难以满足新时期、新形势下的现实需要，这与我国多年保持的世界第一海上运输大国、第二航空运输大国的地位极不相称。因此有必要充分借鉴世界各国多年来的经验教训，紧密跟踪国外在相关领域的最新进展，并适时各种新型海上搜救航空器的研发，实现我国海上救援装备的跨越式发展，这对于提升我国海上搜救实力，缩小与发达国家的差距，展现负责任大国的形象，均具有重要意义。endprint