海上直升機(jī)救援模擬器研究現(xiàn)狀分析

趙守強(qiáng) 趙天翔 李小波 薛俊帥

摘 要：直升機(jī)海上救援是一個(gè)復(fù)雜、包含多種學(xué)科知識(shí)同時(shí)又受很多因素影響的系統(tǒng)體系。直升機(jī)憑借它良好的飛行特點(diǎn)，具有很多優(yōu)勢(shì)。在海上參與救援，直升機(jī)可以反應(yīng)迅速，而且在救援過程中直升機(jī)上救援人員的視野很開闊，使得他們可以觀察的更廣，做出更好的救援行動(dòng)。國內(nèi)直升機(jī)救援雖然也發(fā)展迅速，可以很好的進(jìn)行大多數(shù)救援行動(dòng)，但是針對(duì)惡劣條件下的救援，國內(nèi)還沒有相應(yīng)的模擬系統(tǒng)。在海上救援時(shí)，直升機(jī)主要是懸停狀態(tài)，我們可以模擬其他領(lǐng)域，如汽車模擬駕駛領(lǐng)域、武裝直升機(jī)模擬駕駛領(lǐng)域，進(jìn)行救援直升機(jī)模擬器的研發(fā)，尤其是針對(duì)惡劣海況。

關(guān)鍵詞：直升機(jī)海上救援；救生艙；救援模擬器

中圖分類號(hào)：V275+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）24-0055-02

Abstract： Helicopter rescue at sea is a complex system， which contains a variety of disciplines and is affected by many factors at the same time. Helicopter has many advantages by virtue of its good flying characteristics. In the rescue at sea， the helicopter can react quickly， and in the rescue process helicopter rescue personnel's vision is very broad， enables them to observe more widely， make better rescue operations. Although the domestic helicopter rescue has also developed rapidly， it can carry out most of the rescue operations well， there is no corresponding simulation system for the rescue under bad conditions in our country. In maritime rescue， helicopter is mainly in the state of hovering， so we can simulate other areas， such as the field of vehicle simulation driving， armed helicopter simulation driving field， rescue helicopter simulator research and development， especially for bad sea conditions.

Keywords： helicopter rescue at sea； rescue capsule； rescue simulator

1 概述

近年來，我國的海上航運(yùn)行業(yè)發(fā)展迅速，運(yùn)輸船舶密度高、通航范圍大，為社會(huì)、為國家?guī)砹丝捎^的經(jīng)濟(jì)效益，但與此同時(shí)，也帶來了很多問題，尤其是人員在海上的安全救援問題，給我們的國家和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了很大的威脅，帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前我們的海上救援主要依靠救援船舶以及救援直升機(jī)。而直升機(jī)憑借其快速的反應(yīng)機(jī)動(dòng)能力，救援時(shí)能為施救人員提供開闊視野等他救援方式無法比擬的優(yōu)勢(shì)，成為海上救援主力。

2 海上救援現(xiàn)狀

當(dāng)前，國外發(fā)達(dá)國家的海上救援救助技術(shù)正在朝著更加安全、高效、專業(yè)、及時(shí)的方向發(fā)展。他們憑借著完備的救援救助技術(shù)、救援救助裝備救援救助體系，能夠做到及時(shí)、高效、安全、專業(yè)的救助，大大提高了遇險(xiǎn)人員的生存概率。我國在遇險(xiǎn)船只定位、查找方面，在大型船只搜尋救助方面，在及時(shí)、安全、高效方面，與發(fā)達(dá)國家還有明顯的差距。

美國海岸警備隊(duì)尤為突出，擁有先進(jìn)的設(shè)備以及體系，擁有幾千架海上救援直升機(jī)，可以二十四小時(shí)隨時(shí)出動(dòng)。在我國，受諸多因素影響，雖然海上救援打撈起步晚，但是國家重視，所以發(fā)展較快。救援人員也經(jīng)過了良好系統(tǒng)的培訓(xùn)，專業(yè)的學(xué)習(xí)，能夠完成大多數(shù)搜索救援任務(wù)，但是在惡劣條件下的搜救以及搜救打撈大型船舶明顯還有待提高。

隨著救援體系機(jī)制等的完善，我國水上交通事故數(shù)和死亡人數(shù)越來越少，但是仍然不能掩蓋海上交通事故數(shù)量多、潛在威脅大的這一特點(diǎn)。在當(dāng)前，國家搜救力量是搜救力量中的主力，在海上救援任務(wù)中扮演著十分重要的角色，為我們的海上救援提供著堅(jiān)實(shí)的保障。傳統(tǒng)的救助設(shè)施有兩個(gè)難以克服的因素，一是搜尋、定位人員、船舶失敗，海上搜救人員和專業(yè)救援設(shè)備無法在事故發(fā)生的第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并定位遇險(xiǎn)人員；二是救援過程困難，找到海中遇險(xiǎn)人員后，由于海況復(fù)雜等各種因素，無法及時(shí)提供救援。

3 直升機(jī)救援優(yōu)勢(shì)

海上救援直升機(jī)具有其他救援方式無法比擬的優(yōu)勢(shì)。例如，直升機(jī)的救援范圍更加廣闊。由于在高中飛行，所以直升機(jī)上救援人員的視野更加開闊，可以獲得救援的范圍就更加寬闊，于是就大大提高了救援的效率以及成功率。與之搭配的還有直升機(jī)上的偵測(cè)雷達(dá)，更大程度上的提高了我們的救援質(zhì)量。其次，直升機(jī)海上救援還有應(yīng)急能力快，反應(yīng)迅速的特點(diǎn)。當(dāng)人員在海上遇險(xiǎn)，時(shí)間就是生命。直升機(jī)可以快速反應(yīng)，快速機(jī)動(dòng)，無疑為保障遇險(xiǎn)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全爭(zhēng)取到了寶貴的時(shí)間。在直升機(jī)上還可以同時(shí)進(jìn)行救助與救護(hù)。直升機(jī)配備有專業(yè)的救援醫(yī)生，以及救護(hù)間，可以在飛機(jī)上就對(duì)重傷人員進(jìn)行快速及時(shí)治療，最大限度保障遇險(xiǎn)人員生命。

海上救援直升機(jī)要配備組合導(dǎo)航以及多普勒氣象雷達(dá)，還要有可靠的絞車吊索系統(tǒng)，高性能的紅外搜索裝置等等最大限度保障救援順利、遇險(xiǎn)人員安全的設(shè)施。

4 直升機(jī)救援模擬器研究現(xiàn)狀

通過使用模擬平臺(tái)，可以提前對(duì)救援過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，提出解決方案，并且可以減少接下來的飛機(jī)開發(fā)費(fèi)用。1965年前后，世界上第一臺(tái)直升機(jī)模擬器被設(shè)計(jì)制造出來。此后，直升機(jī)模擬器發(fā)展迅速。俄羅斯、美國等都相繼研制了多個(gè)系列，可以用于不同救援情況的直升機(jī)模擬平臺(tái)，并且取得了不錯(cuò)的效果，也積累了相當(dāng)多的數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)。直升機(jī)模擬器從只有固定座椅、固定儀表顯示器的“雛形”到現(xiàn)在高度集成，高度逼真實(shí)際救援情況，經(jīng)歷了很多關(guān)鍵技術(shù)的突破。

1894年，美國的麥道公司設(shè)計(jì)了UAV、UH-60傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在內(nèi)的多個(gè)系列飛機(jī)模擬器，可以進(jìn)行飛行姿態(tài)控制、設(shè)備設(shè)計(jì)等任務(wù)。

1947年，加拿大CAE公司設(shè)計(jì)制造了7通道視覺系統(tǒng)以及三維自由度擺動(dòng)平臺(tái)，并且可以提供紅外線成像，已經(jīng)成為目前世界上第一的飛行器模擬平臺(tái)供應(yīng)商。

1991年，法國的宇航可以公司與德國的MBD公司合作研發(fā)包括控制系統(tǒng)與火炮系統(tǒng)的“虎”式直升機(jī)模擬平臺(tái)。

我國的模擬器研究工作剛剛起步，直升機(jī)設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)并建造了我國第一個(gè)直升機(jī)模擬器。該設(shè)計(jì)院所研發(fā)改進(jìn)的直升機(jī)到達(dá)30多個(gè)型號(hào)，包括直八、直九等系列，性能已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

1975年，中國藍(lán)天航空科技公司成立，這是我們國內(nèi)第一個(gè)可以同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造的高科技、專業(yè)化公司。該公司研制了多個(gè)系列海上救援直升機(jī)模擬器，最具代表性的是CH-47大型運(yùn)輸直升機(jī)模擬器。

空軍航空大學(xué)于2002年研究并制造了一款全任務(wù)直升機(jī)模擬平臺(tái)，并且很快便通過了相關(guān)專業(yè)鑒定檢測(cè)。這款全任務(wù)直升機(jī)模擬平臺(tái)幾乎涵蓋了所有實(shí)際救援中需要滿足的內(nèi)容，包括起降、懸停、氣象模擬甚至編隊(duì)模擬，為我國的直升機(jī)模擬平臺(tái)注入了新的能量。

大連海事大學(xué)實(shí)驗(yàn)室專門針對(duì)惡劣氣候條件以及海洋情況下建立了一個(gè)直升機(jī)救助訓(xùn)練模擬室。該模擬室是我國首個(gè)用于海上直升機(jī)懸停救援的實(shí)驗(yàn)室，并且注重于針對(duì)惡劣條件下的救援。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一個(gè)大型模擬海洋池，長寬深為50m*30m*10m（最深處），為了更加真實(shí)的模擬海上實(shí)際救援情況，專門從國外引進(jìn)了兩個(gè)造浪球（W180F），用于在模擬海洋池中制造不同等級(jí)的海浪，模擬惡劣海況下的救援行動(dòng)。整個(gè)直升機(jī)海上懸停救援系統(tǒng)還包括模擬直升機(jī)救生艙，救生艙上方為天車系統(tǒng)與六自由度平臺(tái)系統(tǒng)。天車系統(tǒng)不但可以為模擬艙提供安裝平臺(tái)，還是很重要的承重裝置。六自由度平臺(tái)系統(tǒng)則可以最大程度的模擬直升機(jī)的懸停，模擬出救援時(shí)的直升機(jī)狀態(tài)。救生艙外形則是仿制S-76C+救援直升機(jī)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由我們貼合教學(xué)模擬實(shí)際進(jìn)行改裝，這一部分是模擬救援，體會(huì)、重現(xiàn)海上實(shí)際救援時(shí)最重要、最關(guān)鍵的部分。救生艙頂部門口位置安裝有絞車，絞車手可以在機(jī)艙內(nèi)通控制絞車遙控器進(jìn)行絞車的上升與下降。

5 結(jié)束語

從海上搜救設(shè)備來看，我們?nèi)狈ψ灾髦R(shí)產(chǎn)權(quán)，大多依賴進(jìn)口，尤其是很多關(guān)鍵技術(shù)與工藝，遭到國外技術(shù)封鎖，嚴(yán)重制約著我們的搜救設(shè)備研制以及航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展。從國際大環(huán)境以及未來發(fā)展來看，先進(jìn)的裝備、搜救人員良好的素質(zhì)、及時(shí)快速的應(yīng)對(duì)突發(fā)情況等等在海上救援任務(wù)中發(fā)揮著決定性的作用。因此，為滿足我們的實(shí)際救援需求，更好的保護(hù)、救援人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，我們應(yīng)該加強(qiáng)這些方面的關(guān)鍵技術(shù)研究，搭建直升機(jī)海上救援模擬訓(xùn)練平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)艙的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為實(shí)際海域執(zhí)行救援任務(wù)提供經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)。

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