救护直升机选型设计有关问题研究

魏 星，李 全，邹松泉，周绍华

救护直升机选型设计有关问题研究

魏 星，李 全，邹松泉，周绍华

目的：为救护直升机研制提供选型依据。方法：结合直升机救护特点和国内外救护直升机装备发展趋势，从直升机平台选型、救援环境、勤务需求3个方面进行选型设计分析。结果：提出了专用救护直升机、改装救护直升机2种选型设计分类，明确了作业环境、飞行性能、机舱结构、舱内配备、舱内布局、固定装置、防护能力7种选型基本要求。结论：救护直升机选型应当重点发展以中小型直升机平台为支撑的专用救护直升机，同时，兼顾发展以大重型直升机平台为重要补充的改装救护直升机。

救护直升机；选型；空运后送

0 引言

救护直升机主要用于搜索、救护与运送伤病员等任务，具备快速机动、灵活高效、安全舒适、环境适应性强等特点，在伤病员医疗后送中发挥着重要作用。20世纪50年代，美军在朝鲜战争中首次使用直升机进行伤病员医疗后送，空运后送率达到15%。近年来的几场局部战争中，伤病员空运医疗后送率达到80%～90%，个别战例甚至高达95%以上。伤员的救治时间从过去的16 h缩短到现在的2 h内，大幅降低了伤病员的死亡率和致残率。随着我国社会经济的不断快速发展，抗震救灾、反恐维稳、人道救援等应急处突任务日益繁重，航空医学救援呈现出普遍化、经常化、长期化、多样化的特点，对救护直升机装备的选型发展提出了更高的要求和挑战。本文旨在结合直升机救护特点和国内外救护直升机装备发展趋势，提出救护直升机选型设计的初步思考。

1 国内外基本情况

1.1 国外现状

目前，国外救护直升机主要有空运后送型和医疗救护型2种。空运后送型主要用于病情稳定的批量伤员空运后送，直升机平时用于各种勤务保障，执行多样化军事任务时，可以利用机上预留接口，短时间内完成救护直升机加改装工作，将多副担架及骨干卫生装备固定在舱内，具备批量伤病员后送以及部分急救功能，如俄军米-8系列救护直升机，可配备12副担架，能够一次性后送24名坐位或12名卧位伤病员，能够实施供氧、输液、包扎、止血、通气等急救措施[1]。医疗后送型主要用于现场伤病员的搜索营救、紧急救治和空运后送，直升机平台相对固定，一般不用于其他用途，机上搜索、捞救和卫生装备齐全配套，救治能力强大，可对伤病员进行紧急救治、途中监护、医疗护理，并对遇险人员实施搜索营救。部分医疗救护型救护直升机还配备机枪、火炮等武器装备，具有一定的自我防护功能，战场生存能力较强，例如美军UH-60Q“黑鹰”救护直升机，可配备6副担架以及除颤监护仪、心肺复苏仪、呼吸机、吸引器、快速输液泵等配套卫生装备，机上采用了先进分子筛式机载供氧系统、环控系统、搜索营救系统、武器系统、夜视系统等，能够满足高原、海上等复杂地域和全天候任务需求[2]。

1.2 国内现状

我国早在朝鲜战争期间就组成了直升机救护大队，曾选用直-5、米-8、超黄蜂等直升机平台改装为救护直升机，并在1976年唐山大地震和1984年中越自卫反击战中，开展了较大规模的直升机批量伤病员空运后送[3]。进入21世纪后，直升机救护在抗洪抢险、抗震救灾、抗击冰雪灾害、道路事故医学救援等非战争军事行动中得到一定推广和应用，特别是在汶川地震中，直升机累计出动3 380架次，飞行3 680 h，抢救伤员2 286名，为直升机批量伤病员空运后送积累了丰富的经验。

当前，国际国内和地区安全形势严峻，传统与非传统安全问题复杂，各种不确定因素不断增加，特别是在自然地理环境恶劣的条件下，一旦出现人员伤亡，医疗后送难度很大，直升机医疗后送的作用地位极其重要。同时，随着我国低空领域的逐步开放，直升机医疗救援需求日益增长，据统计，每年需求缺口近3万飞行小时。但是，由于我国航空应急救援装备体系建设发展起步较晚，救护直升机装备研发相对滞后，机上救治环境恶劣、空运后送能力差、机载装备航空适应性差、缺乏重症监护功能、战场防护能力薄弱，与旺盛的直升机空运后送需求还不相适应，难以满足全地域、全天候的航空医疗救援的要求。

2 选型设计分析

我国幅员辽阔、人口众多、安全形势复杂，伤病员事件发生后，往往呈现伤病员数量多、伤情伤势复杂、分布地域环境恶劣、气象气候条件不佳、应急救援时效性强等特点，救护直升机选型设计必须综合考虑勤务执行多样化救援任务的需求。

2.1 直升机平台选型分析

直升机根据起飞质量可大致分为5类，小型直升机最大起飞质量2 t以下，轻型直升机最大起飞质量在2～4 t，中型直升机最大起飞质量在4～10 t，大型直升机最大起飞质量在10～20 t，重型直升机最大起飞质量在20 t以上。各类直升机的有效载荷为其最大起飞质量的40%～50%，直接决定了直升机的伤病员空运后送能力。此外，直升机巡航速度、最高升限、续航时间、舱内容积等性能也是救护直升机研发的重要影响因素。

（1）小型直升机平台。国内小型直升机常见的有直-11、HC120等。以直-11型直升机为例，该机型属于军民通用型多用途直升机，可用于教练、侦察、救护、缉私、消防、旅游等领域，是一种2 t级6座轻型多用途直升机，为单发动机，最大起飞质量2 200 kg，有效载荷792kg，巡航速度220～240km/h，航程560km，续航时间3.7 h，实用升限5 240 m，经改装后，可运送伤员2～3人。

（2）轻型直升机平台。国内轻型直升机以直-9直升机为主，该机属于轻型多用途直升机，可用于人员运输、近海支援、海上救护、空中摄影、海上巡逻、预警观测、护林防火，并可作为舰载机使用。该机为双发动机，基本型乘员8～12人，最大起飞质量4 100 kg，有效载荷2 038 kg，巡航速度285 km/h，最大航程860km，最大续航时间4.4h，实用升限6000m，经改装后，可执行海上搜索型、医疗救护等救援任务，运送4～7名伤病员[4]。

（3）中型直升机平台。目前国内现有中型直升机以“黑鹰”S-70C型直升机较为常见。该机自20世纪80年代从美国进口，是世界范围内使用广泛的中型直升机，高原性能优越，能够执行战术人员运输、电子战和空中救援等任务，最大起飞质量11 113 kg，有效载荷7 375 kg，巡航速度287 km/h，最大航程600 km，续航时间2 h，实用升限5 387 m，经改装后，可布置6副担架[5]。

（4）大型直升机平台。国内常见的大型直升机有国产直-8系列直升机和俄罗斯进口的米-171系列直升机，二者有效载荷相当，约4 t。直-8自身质量略大于米-171。以米-171直升机为例，其最大起飞质量13 011 kg，巡航速度250 km/h，巡航时间2.5 h，最大航程815 km，实用升限5 000 m，经改装后，可后送12名卧位伤病员，并可在交通极为不便的地区及高原地区使用，主要用来执行货运、客运、应急救援、遇险营救等任务[6]。

（5）重型直升机平台。目前，我国尚不具备重型直升机的研制生产能力。米-26直升机是重型直升机中的代表，该机由俄罗斯制造生产，机舱内载和舱外外挂质量均可达20 t，与美国C-130运输机载荷能力相当，运输能力优越。该机最大起飞质量56000kg，巡航速度255 km/h，最大航程1 920 km，巡航时间5 h以上，实用升限5 600 km，经改装后，可布置60张担架床，担负大批量伤病员空运后送任务[7]。

2.2 救援环境分析

我国陆地面积辽阔，海岸线长，地形地貌复杂，气象气候多变，青藏高原、东南沿海以及城市地区等特殊地域对救护直升机的需求十分迫切。利用救护直升机实施医疗救援，能够克服交通阻断、水网密布、道路拥挤等障碍，以确保“最后十公里”的顺畅通行。

（1）高原环境。我国高原面积约占国土面积的26%，特别是青藏高原，平均海拔在4 000 m以上，自然环境极其恶劣，氧气稀薄、气候寒冷、紫外线辐射强，对直升机发动机功率影响极大，平均降低40%～50%，导致直升机有效载荷、机动性能等大幅降低。目前，国内有“黑鹰”和米-171-B7具备开展高原直升机救护的能力，高原飞行性能优越。

（2）海上环境。随着我国海洋活动的日渐增多，海上直升机救护需求凸显。沿海地区实施直升机救护，要求直升机具备良好的海上飞行适应能力，能够在三级以上海况的海上作业。同时，海上救护常常伴随大型舰船行动，还要求直升机具备优良的着舰能力。目前，国内用于海上救援的直升机多为直-9、直-8等。

（3）城市环境。随着我国经济社会的不断发展，城市规模不断扩大，道路交通压力不断加大，仅靠地面交通工具实施伤病员后送已难以满足现实需求，迫切需要发展航空救援体系[8]。城市中高层建筑林立，电线、灯塔、基站等障碍物密布，低空环境复杂，要求救护直升机小型化、轻型化，具备快速灵活、高效机动的特点，可考虑直-9、直-11等。

2.3 勤务需求分析

救护直升机可在作战训练、抢险救灾、反恐维稳、人道救援、海洋维权等多种背景下，执行伤病员医疗后送任务，救护直升机选型应当结合使用背景做出相应选择。

（1）战场救护。信息化条件下，战略、战役、战术的地域划分模糊，伤病员呈现数量多、分布广、伤情伤势复杂等特点，战场救护要求救护直升机具备批量伤病员后送能力、良好的机动飞行性能、强大的环境适应能力以及必要的战场防护能力[9]。据报道，国产新型直升机与“黑鹰”直升机同属中型通用直升机[10]，具备全天候飞行能力，在机身设计、飞行性能、功能定位、环境适应性等方面相类似，能够较好地解决高原、海上等恶劣环境下的战场救护问题。

（2）抢险救灾。我国自然灾害频发，具有事件突发性强、应急时间短、人员伤亡大、地面交通阻断等特点，救护直升机主要担负大批量伤病员的后送任务，要求救护直升机有效载荷大、飞行性能好、可靠性高等。目前，国内直-8、米-171等大型直升机改装后，一次能够后送12～15名卧位伤病员，满足批量伤病员后送需求。

（3）交通事故医学救援。我国道路交通安全形势十分严峻，据统计，2012年交通事故总量20.4万起，伤亡人数20万以上，死亡率高达21%。而日本、德国等直升机航空应急体系发达的国家，交通事故死亡率仅占1%左右。可见，实施交通事故航空医学救援是降低事故死亡率的重要举措[11]。道路交通医学救援要求救护直升机灵活机动、快速高效、轻型便捷，满足道路起降要求，因此，可以充分利用直-11、直-9等轻小型直升机开展交通事故医学救援活动。

3 选型设计思路

救护直升机选型是救护直升机研发的基础环节，在一定程度上决定了我国救护直升机研发的发展方向[12]，因此，做好救护直升机的选型研究工作极其重要。救护直升机选型研究应当立足国内现有条件，综合考虑直升机性能、救援环境、勤务需求等因素，以多样化军事任务需求为牵引，充分借鉴国内外救护直升机的研发经验，形成较为合理的设计选型思路。

3.1 选型设计分类

（1）专用救护直升机选型设计。随着我国综合国力的不断增强，直升机制造技术发展快速，国内直升机型号不断完善，为专用救护直升机设计制造奠定了坚实基础。专用救护直升机勤务定位明确，是直升机航空救援体系中的核心支撑，强调治送结合，其后送人数因直升机平台而异，机上急救设备搭配合理、配套齐全、功能完善，舱内医疗环境良好，多承担战场搜救、高原及海上医疗救援、道路交通事故医疗救援、“120”急救服务等任务。专用救护直升机选型应当重点考虑直升机环境适应性、机动灵活性、有效载质量以及勤务功能等因素，多选择中型、小型、轻型直升机作为专用救护直升机研制平台，以满足不同条件环境下的空运医疗后送需求。

（2）改装救护直升机选型设计。目前，国内多种直升机平台均可用于改装救护直升机研制，机载卫生装备、舱内加改装技术等配套条件已经具备。改装救护直升机是在遇有临时救援任务时，通过快速改装，使直升机平台具备伤病员后送及机上急救等功能，航空医疗救援任务完成后，通过拆除机上改装部件，可以恢复直升机原状，并不影响直升机平台执行其他飞行任务。改装救护直升机多为应急使用，是直升机航空救援体系中的重要补充，强调后送能力，在发生大规模战争、大灾难等突发事件后，伤病员大量出现，专用救护直升机难以满足后送需求，需要大量改装救护直升机承担伤病员后送任务，以解决伤病员数量与后送能力不足之间的矛盾。改装救护直升机主要用于批量伤病员后送，有效载荷及舱内空间是其选型的主要设计依据，可选择大、重型直升机作为改装平台。

3.2 选型基本要求

（1）作业环境。一般作业环境为海拔3 000 m以下，环境温度-20～40℃；高原条件下应当满足高海拔（3 000～6 000 m）、极低温等恶劣因素的要求；东南沿海地区应当考虑高温、高湿、高盐雾等因素。

（2）飞行性能。救护直升机主要担负战术地域的伤病员空运后送任务，需要根据卫勤定位综合考虑直升机飞行性能，包括巡航速度、最大航程、飞行半径、有效载荷、抗过载、机动性能、起降要求等。一般情况下，救护直升机巡航速度不低于220 km/h，飞行半径不小于250 km，有效载荷不低于300 kg，最大升限不小于3 000 m。起降坪长度和宽度通常分别为直升机机长和旋翼直径的1.5倍，要求地面平整、倾角不大于5°。

（3）机舱结构。救护直升机后舱一般作为医疗舱使用，空间尺寸应当满足2名以上乘员（1名卧位伤病员、1名医护人员）的使用要求，舱门尺寸及位置应当满足后送担架通过要求，舱门离地距离便于伤病员搬运。舱内预留担架及机载卫生装备固定接口，便于后送担架、机载卫生装备的安装固定。舱壁应当采用过度软包装设计，并具备防虫、防霉、阻燃和无毒等特点。

（4）舱内配备。舱内应当配备必要的转运担架系统和急救设备，如担架站、心肺复苏仪、除颤监护仪、输液泵、急救呼吸机、吸引器等，满足抗振动、抗噪声、电磁兼容等直升机适航性要求，担架站还应当充分考虑人体工效学的合理性。配备必要的急救药品、医疗器械和敷料，满足伤病现场急救和紧急救治的需要。

（5）舱内布局。舱内布局应当根据配备物品的重要性及便于卫生人员使用的原则进行设计，例如，急救呼吸机、吸氧和负压吸引等设备应安装在伤病员头部附近；除颤监护仪、输液泵、心肺复苏仪等装备应当安装在便于卫生人员操作的位置；急救药品、医疗器械、医用敷料等应当安放在相应的封闭橱柜或抽屉内，抽屉安装定位装置和安全锁，防止在飞行过载较大时出现物品滑脱、跌落等意外，避免对伤病员造成二次伤害；舱内医用挂钩及托架应紧贴舱壁安装。

（6）固定装置。机上加装固定设备应当满足一定的抗过载要求，巡航状态下需承受+3.5g、－1.0g；应急着陆时，需承受向前4.0g、向下4.0g、向上1.5g、侧向2.0g，防止固定设备松动、跌落等。机上座椅及担架配备安全带，防止紧急状态下人员被抛出。

（7）防护能力。救护直升机应当完善抗坠毁设计。目前，美军等直升机强国均制定了严格的直升机抗坠毁标准，要求直升机在垂直下落速度为12.8 m/s时，乘员的幸存率为95%，坠落时不应有动部件进入座舱，座舱容积的减小量不应大于15%，例如超美洲豹as-332在垂直撞地速度为10.5 m/s时，生存概率为85%。而对于美国民用直升机，抗坠毁要求更为严格，要求垂直撞击速度为7.9 m/s。在战场条件下，救护直升机还应当具备一定的装甲防护和火力打击能力。同时，为保证机上电子设备使用安全，救护直升机也应当具备较强的电磁防护能力。

4 结语

直升机空运后送已成为世界各国航空应急救援体系的重要发展趋势，但受多种原因限制，我国救护直升机发展还处于起步阶段，存在直升机型号不健全、配套设计不合理、环境适应性差、进口依赖性强等问题[13]。结合国情、军情，笔者认为，救护直升机发展应当坚持“立足国内、着眼未来、突出重点、梯次搭配”的原则，重点考虑3个方面的问题：一是要重点加强中型和重型直升机型号的研发，健全直升机型号，为救护直升机研制提供坚实的物资基础；二是要不断优化配套设计，充分考虑航空医疗救援需求，结合航空工效学专业知识，从源头科学把关设计，使机上预留接口、机载设备布局、环境控制、灯光照明等要素趋于合理；三是要不断提高直升机在高原、海上等特殊环境下的航空适应性，采用先进航电设备，增强直升机全天候作业能力，满足救护直升机“全地域、全天候”使用的现实需求。

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（收稿：2014-09-21 修回：2014-12-27）

Study on type selection of ambulance helicopter

WEI Xing1,LI Quan2,ZOU Song-quan2,ZHOU Shao-hua2
（1.Health Bureau,Management Support Department of General Staff Department,Beijing 100088,China; 2.Army Aviation Institute of General Staff Department,Beijing 101123,China）

ObjectiveTo lay a foundation for the type selection of the ambulance helicopter.MethodsThe type selection was explored from the aspects of platform selection,rescue environment and service requirements,analyzing the rescue in the helicopter and the tendency of the ambulance helicopter in foreign countries and China.ResultsThe types of the ambulance helicopter were determined as the specific and modified ambulances,with the considerations such as operation environment,flight performance,cabin structure,onboard equipment,cabin configuration,fixation device and protection.ConclusionSpecific ambulance helicopter is supposed to be based on small-or mediate-sized platform,while the modified ambulance helicopter is supposed to be based on large or heavy platform.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（9）：20-23]

ambulance helicopter；type selection；aeromedical evacuation

R318；V271.3+4

A

1003-8868（2015）09-0020-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.09.020

总后基金项目（AWS11Z006）

魏 星（1983—），男，工程师，主要从事卫勤管理方面的研究工作。

100088北京，总参管理保障部卫生局（魏 星）；101123北京，总参陆航研究所（李 全，邹松泉，周绍华）

李 全，E-mail：qq205206@163.com