水域救援常用船艇对比研究

郭钦元

船艇是水域救援任务中必不可少的装备，具有运输投送、机动搜索、救援平台、安全保护等功能。目前，常用的水域救援船艇包括充气艇和冲锋舟两类，正在逐渐推广使用的有气垫船、改良式充气艇、折叠船等。这些船艇各有特点，在不同水域、不同任务中的适用性各不相同，而适用性不仅关乎执行任务是否顺利，更关系到救援人员和被救群众的生命安全。

1 水域救援船艇种类

结合目前消防救援队伍和社会救援力量实战情况，本文重点讨论充气艇和冲锋舟两类船艇的适用性。

1.1 充气艇

在水域救援中，充气艇特指由充气浮筒（气囊）和铝合金底板组成的充气船，平底，单体，敞开艇，依靠船外机提供动力。其性能要求应符合GB/T20897《充气艇》[1]。考虑到救援船只的动力和尺寸需求，一般使用的充气艇需符合GB/T20897.3《充气艇 第3部分：发动机最大功率为15kW及以上的艇》。船型常用规格如表1所示。

表1 充气艇常见规格举例

1.2 冲锋舟

在水域救援中，冲锋舟特指玻璃钢制硬底船，平底，单体，敞开艇，依靠船外机提供动力。其性能和安全要求可参照中国船级社《沿海小船建造规范》中关于“纤维增强塑料船”的要求[1]。船型常用规格如表2所示。

表2 冲锋舟常见规格举例

2 水域救援中船艇承担的任务

2.1 运输任务

船艇承担的运输任务主要是在洪涝灾害中大规模转运群众和物资。这项任务对船艇的需求是载重量大、平稳、安全[2]。一般来说，救援人员会在确定水况安全的前提下执行任务。

2.2 机动任务

机动任务指救援人员驾驶船艇，在各类复杂环境中进行搜索或快速奔赴目标。这项任务对船艇的要求是通过性好、机动性好、要具有抗流抗浪能力，速度快。

2.3 救援平台任务

救援平台任务指救援人员行船至目标附近，以船艇为平台，在船艇上进行操作（如抛绳、离心力驾驶、顶礁、施放攻击手“活饵”救援等）[3]，达到救援目的。这项任务对船艇的要求是机动灵活，视野好，极佳的操控性，特别是在复杂水域中“定舟”“顶礁”“离心力驾驶”等。

2.4 拖拽任务

拖拽任务主要指船艇拖拽声呐、滚钩等水下搜索设备前进，也指船艇拖拽其他船只行进。这项任务对船艇的要求是动力强，行驶稳定，对速度有一定的要求（如一些声呐要求船艇行驶速度达到1-3节）[1]。

2.5 辅助任务

辅助任务多种多样，例如：施放潜水员并作为水面定位目标，施放水下机器人并作为母船等。辅助任务对船艇的性能要求不一，根据任务需求各有不同。

3 船艇性能比较

根据上述船艇任务情况，可归纳出水域救援任务对船艇的性能需求，即载重能力、稳定性、抗浪性、抗沉性、操控性。为了便于说明，选取总长相近的，且较为常用的420cm充气艇和450cm冲锋舟作为比较。

3.1 载重能力

取两种载重评价方式进行探讨，船艇尺寸与理论载重比例。选取船艇的总长作为尺寸参考，参考系数为总长与理论载重之比，参考系数越小，说明等总长规格的载重能力越强。详见表3所示。

从表3可以看出，两种船艇，总长500cm以内的，参考系数均在0.5左右，相差不大。总长超过500cm的，冲锋舟载重能力有一定增强，但常用充气艇一般不超过500cm，因此，此处无对比意义。综上，按照尺寸规格比载重能力作为参考，两种船艇载重能力差异不大。

绝对载重比较是指常用两种船艇的常见规格下，其绝对载重能力的比较。表3列出的就是常用船艇规格型号，由于常用冲锋舟规格较大，因此其载重能力明显比充气艇强。

表3 船艇尺寸与理论载重比例

本文上述载重均为理论载重，理论载重是制造厂商根据一般水况进行的估计，不能盲目套用于水域灾害事故现场，充气艇适用于复杂水况的机动任务，不可能按理论载重执行任务，而冲锋舟多用在相对平静的水域执行人员物资转移转运，在做好安全防护的前提下，可以按理论载重使用[4]。从这个角度看，冲锋舟更适合执行较大规模转运任务。

此外，研究运载能力，特别是运输群众时的运载能力，还应考虑其内部空间。仍以常用的420cm充气艇和450cm冲锋舟作比较，见图1。两型船艇的俯视图，阴影部分为内部可安全乘坐（载物）空间，明显可见，冲锋舟的乘坐空间更大，且有固定座位（一般为两侧对坐），充气艇空间小，无座位（部分艇型有可安装的横座板，但水域救援中应拆除，为救援作业留出空间），从这个角度看，冲锋舟更适合执行较大规模转运任务。

图1 总长相近的充气艇与冲锋舟内部乘坐空间

3.2 稳定性

稳定性研究船艇在水中保持或恢复正浮状态的能力，对于运送群众、充当救援平台等任务有重要意义。

3.2.1 稳性

稳性是指舟艇受到外力作用偏离平衡状态而倾斜，当外力消除后，舟艇具有的回到平衡位置的能力。这里主要考虑横稳性[5]。由于水域救援船艇较小，把回复力矩作为衡量稳性的参考。在其他条件相似，且船艇倾斜不超过15°时，回复力矩长度主要与船艇重心有关，重心越低，回复力矩越大，越不易翻沉[5]。

充气艇主要由气室和底板组成，底板为较重铝合金金属材质，气室为较轻的PVC橡胶材质，因此重心靠近于底板位置。对于冲锋舟，其整体材质均为纤维增强塑料，密度略大于水，因此重心相对较高。

根据重心位置分析，充气艇在遭遇外力（波浪、撞击等）时，更容易保持稳定，会更快恢复正浮状态，冲锋舟反之，摇摆较大。但充气艇总体较轻，在波浪水域高速行进时，上下颠簸比冲锋舟感觉强烈，虽然单纯的上下颠簸与摇摆不同，不易造成翻覆，但严重影响乘坐人舒适性，对转运群众不利。

3.2.2 行驶平稳性

在外界条件（波浪、水流、驾驶技术）相同时，救援船艇行驶是否平稳与船的质量有关，船艇越重，其惯性越大，自身运动状态越不容易被外界影响，即行驶越稳定。在实际运用中冲锋舟行驶更加平稳。

3.3 抗浪性

从水域救援实践的角度出发，一是波浪进入船艇的可能性，二是波浪对船艇的摇摆。

3.3.1 波浪进入船艇的可能性

波浪进入船艇的可能性主要由干舷高度决定，干舷越高，水浪进入的可能性越小；而干舷厚度也会影响水浪进入船艇的可能性。对比450cm冲锋舟和420cm充气艇两型船艇的干舷高度和干舷厚度，见图2。相近长度的充气艇和冲锋舟，冲锋舟的重量明显大于充气艇，因此其没入水中更深，干舷高度更低。

图2 总长相近两型船艇干舷对比

实际经验中，总长600cm的冲锋舟，其干舷高度大致与总长380cm的充气艇相当，见图3。因此从干舷高度的角度，在外界条件（波高、载重等）相同且总长相近时，水浪更容易打进冲锋舟舱内。

图3 最常用两型船艇干舷对比

3.3.2 波浪对船艇的摇摆

充气艇和冲锋舟均为平底船，本身抗摇能力相似，但总长相近的两型船艇中，冲锋舟明显重于充气艇，受到波浪摇摆的影响更小。同时，相同条件下，冲锋舟吃水更深，也有利于其在波浪中保持稳定。

综上所述，对于抗浪性而言，当波浪没有超过干舷时，冲锋舟抗波浪摇摆的能力更强，但相同条件下，波浪更容易进入冲锋舟内。

3.4 抗沉性

抗沉性对于船艇安全有极为重要的意义。充气艇和冲锋舟的翻覆或沉没有较大区别。对于充气艇，其浮力类型主要是永久性密封浮力[6]，只要气室不破裂，无论船艇处于什么样的姿态，都不会沉没，即使其舱内满水，干舷高度变化都不大。因此对于充气艇，抗沉性主要考虑其在复杂水域中翻覆的可能性。对于冲锋舟，其浮力类型主要是永久性固有浮力，一旦内部进水后，干舷高度迅速减小，同时浮力平衡被打破，极易发生倾覆或沉没。目前部分品牌型号的冲锋舟，整船密度略小于水的密度。救援用船艇要求船内设置单向排水阀，一旦进水后，绝大部分水会慢慢排出船舱。

充气艇和冲锋舟在船舱内积水后的状态，注意其剩余干舷高度和倾斜程度，见图4。对于充气艇，由于其永久性密封浮力比重力大得多，因此大量进水后对干舷高度影响不大。充气艇提供浮力的气室分布在船周（主要是两侧），对其倾斜程度的影响也有限。对于冲锋舟，由于其永久性固有浮力与重力相当（或略大于重力），一旦舱内大量进水，干舷高度几乎为零，极容易发生沉没或倾覆。

图4 两型船艇船舱进水后的状态

充气艇和冲锋舟在复杂水域中的状态，见图5。两型船艇在复杂水域中，如高差明显大于船艇舷高的急流坡、瀑布、沸腾线等，两种船艇都极有可能发生翻覆。区别在于，充气艇翻覆后仍然有大部分艇体露出水面，有经验的救援人员可以做翻舟扶正自救，恢复救援状态，冲锋舟翻覆后只能弃船。

图5 两型船艇在复杂水域中的状态

3.5 操控性

在水域救援中，船艇的操控性主要由动力特性和转向特性衡量。

3.5.1 动力特性

动力特性采取船外机功率与船艇质量之比衡量，即功重比，比值越大，动力越强，反之越弱。船内载荷均按160kg（2人）计算，充气艇和冲锋舟各选取4个规格作比较如表4所示。

表4 船艇动力特性

通过表4的比较，得出充气艇的动力性能强于冲锋舟，特别是参照同一船外机功率（以40HP为例）时更加明显。

3.5.2 转向特性

转向特性采取比较其某一速度航行时转向半径来衡量。转弯半径小，说明操控更加灵活，反之操控不灵活，见图6，这里采取动力均为40HP的两型船艇做比较。根据训练经验，40HP动力（520cm总长）的冲锋舟，全速“O形”驾驶，轨迹直径约12-15m，40HP动力（420cm总长）的充气艇，全速“O形”驾驶，轨迹直径约6-8m，见图7。

图6 充气艇原地“O形”驾驶训练

图7 根据经验的轨迹直径比较

由此可得到结论，其他条件相同或相近时，动力相同的两型充气艇和冲锋舟，充气艇的操控性明显强于冲锋舟，其行驶更灵活。

在实践中，救援人员会利用充气艇灵活机动的特点，执行一些特殊任务。如“O形”救援，就是利用充气艇转向灵活的特点，转向时艇会向内侧倾斜，意味着该侧干舷变低，便于水中人员上艇，见图8。

图8 “O形”救援

综上所述，各项条件同等的前提下，两型船艇的性能特点：载重能力方面，冲锋舟明显强于充气艇；稳定性方面，充气艇稳性强于冲锋舟，但行驶中冲锋舟行驶比充气艇体感更加平稳；抗浪性方面，当波浪没有超过干舷时，冲锋舟抗波浪摇摆的能力更强，而相同条件下，波浪更容易进入冲锋舟内；抗沉性方面，充气艇明显强于冲锋舟，但在复杂水域，充气艇也有可能翻覆（但不会沉没）；操控性方面，充气艇明显强于冲锋舟。如表5所示。

表5 面向任务的充气艇和冲锋舟性能对比

4 实战案例对照分析

本文从理论层面详细分析了船艇各项性能，对照实战案例进行验证分析，案例中引用的描述为现场处置实际案例，内容出自应急管理部消防救援局印发的《灭火救援典型案例汇编》。案例既有处置成功的，也有出现伤亡的，对照前文对两型船艇性能的研究结论进行分析。

4.1 充气艇的实战应用案例

2016年，湖北武汉“7.1”举水河溃口抢险救援中，充分利用橡皮艇组装快速、机动灵活的特点，担任编队侦察和安全艇职能。

2019年，浙江江山“6.6”洪涝灾害抢险救援中，救援组采取橡皮艇搜救方式，先后从红塔超市内营救出24名遇险员工，在华夏村成功搜救出10名遇险人员。

2019年，广东河源“6.10”抗洪抢险救援中，两艘橡皮艇+两节拉梯+单杠梯和15m金属拉梯架设临时便桥实施救援。

2019年，贵州遵义“6.22”城市内涝抢险救援中，救援1组利用橡皮艇和绳索打通水上救援通道，营救出被困轿车内的2人；救援人员利用橡皮艇涉水救援8人（3名老人、2名小孩、3名成人）。

2020年，甘肃省陇南市“8.13”激流水域救援中，在向前行进过程中，橡皮艇突然从公路左侧防护堤缺口处向白水江内快速滑动。救援人员加大发动机油门、调整橡皮艇方向，但由于水流速度太快，橡皮艇迅速向下游江中心移动，右后舷碰撞到白水江靠近缺口约5m处第一排高架公路桥墩的柱子后发生侧翻，艇上5名人员全部落水。

4.2 冲锋舟的实战应用案例

2013年，广西贺州“8.27”渔船翻船救援中，救援人员对事发地至灵峰大桥水域约500m范围实施搜救，行驶至滚水坝附近时，冲锋舟被卷入漩涡内，船体发生倾覆，6名人员全部落水。

2016年，湖北武汉“7.1”举水河溃口抢险救援中，利用冲锋舟载员多的特点担任主要运输工具，与橡皮艇编队救援，发挥救援效能。

2020年，河南省洛阳市“8.18”洛河水域救援中，指挥员立即组织救援人员在橡胶坝上游驾驶冲锋舟前往救援，在冲锋舟接近被困者约50m时，救援人员调转船头向上游，利用漂浮绳连接救生圈，顺流送至被困者附近，由于水流方向不稳定、流速过快，经反复调整冲锋舟位置，救生圈无法准确送达。7时10分，冲锋舟螺旋桨被水中杂物缠住，失去动力，被急流冲至橡胶坝下船体发生倾覆，8名救援人员全部落水。

2020年，江西省环鄱阳湖流域洪涝灾害处置中，冲锋舟大量应用在涝区相对平静水域的人员转运。

2021年，河南郑州“7·20”特大暴雨灾害处置中，冲锋舟大量应用在涝区相对平静水域的人员转运。

4.3 分析结果

上述战例中可见，冲锋舟主要承担大规模转运任务，一旦进入复杂水域，极有可能倾覆，其自重大，载员多，倾覆后人员有溺水、撞击、反扣等风险；充气艇承担机动作业任务，在复杂水域中，有可能倾覆，救援人员操作得当，有一定的自救几率。从案例总数看，充气艇翻覆案例多于冲锋舟，这是因为冲锋舟任务会专门避开复杂水流，而充气艇经常在复杂危险水流中作业。

5 结语

船艇是水域救援的堡垒，也是救援人员的“安全岛”，是水域救援的关键要素之一，根据救援任务和救援环境选择船艇，对于确保水域救援安全有一定的现实意义。以上对充气艇和冲锋舟性能的对比研究，只是在常见救援环境中的定性测试，随着消防救援队伍承担的水域救援类型日益复杂，可用的新型船艇日益增多，对不同船艇不同环境的特性还需要更全面的定量研究，为受灾群众和消防救援人员提供更准确的指导。