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                          尺短寸長:海上救援任務中的水上飛機和直升機

                          很多擁有大面積海域的國家都裝備有水上飛機,水上飛機擁有固定翼飛機的航程和速度,而且可以在海面上起降,理論上是執行海上救援的不二之選。實際上,在第二次世界大戰的太平洋戰場上水上飛機也的確承擔了大量的救援工作。但是在直升機崛起之后,出現在鏡頭前的海上救援航空力量有越來越多的直升機出現,水上飛機雖然在森林滅火、通航運輸等領域仍有大量應用,但在海上救援任務中已不及直升機廣泛。

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                          因此,本文將簡要分析一下在海上救援任務中水上飛機和直升機的優劣所在,看看這兩種飛行器各自適合什么任務。

                          水上飛機VS直升機

                          傳統上,海上救援是水上飛機的主要應用之一,其想定是利用航程、速度和載荷的優勢,執行遠海救援,也可以在加裝任務系統后,執行海洋環境和資源監測、海上巡邏、快速補給、客貨運輸等其他用途。利用其兩棲起降功能,水上飛機救援模式主要是著水救援,雖然在條件不利的情況下也可空投救援,但在空投救援時和普通的固定翼飛機并無差別。

                          水上飛機按噸位的不同,其航程也不同,大型水上飛機的救援半徑可達1500千米(約850海里)以上,可以執行超遠距的海上救援。

                          日本US-2水上飛機的應用想定示意。(圖片來源:新明和官網)

                          然而,在目前的實際操作中,一些應用水上飛機較多的國家在執行海上救援任務時仍然更多的采用直升機,直升機也是最常出現在鏡頭中的執行海上救援任務的飛行器,遠遠超過了水上飛機。因此可以說在海上救援任務中,直升機是水上飛機最大的競爭對手,也具備很多水上飛機所不具備的能力。

                          水上飛機作為固定翼飛機,和直升機相比速度快、航程遠、載荷大是天然的優勢,但由于它不能像直升機一樣懸停,以至于要從海里把人員救上飛機時必須降落到海面上。而水上飛機在海面上起飛時都有一定的浪高要求,例如即使是抗浪性較好的日本US-1A/US-2水上飛機可以在3米浪高的條件下起降,但在一些需要航空救援的惡劣天氣下仍然是遠遠不夠的,此時能出動的飛行器也只剩下了直升機。

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                          南海各月平均浪高(單位:米)分布圖。(圖片來源:國家海洋局南海預報中心)

                          不怕風:直升機的優勢

                          直升機不同,由于直升機可以在空中懸停,絕大多數的救援時不需要著水,因此直升機可以在風浪更大的天氣下工作。而且對于直升機來說,在十分惡劣的天氣下執行救援是它任務是重要組成部分,因為越是惡劣的天氣,越是需要爭分奪秒地執行救援。

                          由于直升機不需要著水,因此主要影響飛行的天氣因素就是大風,直升機的抗風能力就成為惡劣天氣下出動的關鍵。中法聯合研發的H175/AC352直升機的設計文件表明,該機飛行風速限制為60節,約31米/秒,此時風力級別達10級,這意味著H175/AC352可以在10級大風中進行懸停執行救援;而在該機起飛時旋翼啟動的風速限制為任意風向時35節(約7~8級風)、在迎風時60節。中國交通部救助打撈局的專家表示,諸如直升機飛行時的風力影響主要是來自于側風(機頭正前方成10~350度范圍),例如S-76D最大抗側風能力為35節,AW139的最大抗側風則為45節。而如果在救援懸停時調整機頭方向至頂風,則此時基本沒有風速限制。

                          AW139的抗側風能力示意圖。

                          運營有H225的德盛通航表示,與其他直升機一樣,H225也可以在10級大風中飛行,而H225的旋翼啟動風速為迎風50節,這意味直升機可以在9~10級大風時起飛,為緊急救援提供直升機性能上的保障。

                          以上這些數據都表明直升機是不怕風的,而在海上時大風必有大浪,以直升機可以出動的風速下,如7級風速時海上浪高平均可達4米,而在9~10級風速時浪高平均可達7~9米,已經遠超出了水上飛機的出動條件。此時水上飛機已無法起飛,而已經在空中的飛機只能向待救人員空投救生艇等物資,再等待救援船只或直升機到達。

                          惡劣天氣下直升機救援案例節選

                          2018年9月16日,臺風“山竹”襲擊東南沿海,東海第二救助飛行隊出動S-76C+直升機救援遇險貨輪,并在瞬時最高風力達12級的極端惡劣的天氣下將直升機停在貨輪甲板上,在9分鐘之內將9名被困船員救上直升機。隨后直升機在大風中升空返航。

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                          直升機在大風中降落在貨輪上。(圖片來源于網絡)

                          在2019年12月5日,中國救撈局東海救助局派出兩架S-76C++飛往廈門東南方向120公里附近海域去救援漁船,目標海域陣風高達9級、浪高3米以上,兩架直升機救助17名遇險人員中的10名(另外3人被附近船只救起、4人失蹤),并將13名獲救人員火速轉運廈門高崎機場。

                          不怕遠:水上飛機的優勢

                          雖然在惡劣天氣的適應性上不如直升機,但水上飛機也有自己的優勢:作為固定翼飛機,其速度快、航程遠就是最大的優勢,如果是在天氣條件允許的情況下,水上飛機的遠海救援能力要更強,此時直升機航程不足的缺點就顯露出來。目前我國的海上救助主要是S-76和H225直升機,其中S-76在110海里任務半徑救助能力為8-10人,150海里任務半徑救助能力為其1-2人,H225的任務半徑與之相似,只是救助人數更多。近年來,隨著我國近海經濟活動走向深遠海,150海里以上的救助任務量不斷增長,面對日益增長的任務需求,現有機型的任務能力已無法勝任。

                          中國海上救助的S-76和H225直升機。

                          對于H175或AW189這樣的新型直升機來說,它們在200海里任務半徑的救助能力為10人,250海里任務半徑的救助能力為3人,已超出了S-76和H225等現有機型的不加油救助半徑。中國交通部救助打撈局在2019年初采購了兩架H175直升機,也是看中了該機的航程和對惡劣天氣的適應;這兩架H175計劃于2020年底交付,可進一步擴大救援能力范圍。

                          然而即使是新型的H175,其海上救援的任務半徑也只有250海里,而大型水上飛機的最大任務半徑可達850海里,遠超過直升機的航程;而這一距離救援船只需要行駛40~50小時,因此此時水上飛機可以首先抵達救援地點,即使不能降落水上,也是可以空投救生物資,使遇險人員緩解生存壓力,等待船只的到來。很多國家在執行直升機半徑以外的遠海救援時也都是采用這樣的救援流程。雖然空投救援物資也可以由普通的固定翼飛機完成,但如果的確是在天氣允許的條件下,水上飛機就可以直接降落將人員救起,這是普通飛機在任何天氣下都無法完成的。

                          當然,對大型水上飛機最重要的需求就是航程,對于載人能力并不是很必要,因為現在的船舶都高度自動化,數十萬噸的貨輪也只需要最多十幾人的少量船員。例如據日本海上自衛隊統計,他們的水上飛機(PS-1、US-1和US-2)自20世紀70年代以來出動過1000多次,累計救援人數1000多人,平均每次救援人數只有1人,這個數字表明水上飛機大型化更多的看重其航程遠,而非載員多。

                          US-2降落海面對船只上的人員進行救援。

                          因此,在實際運用中,水上飛機和直升機各有特點:直升機對惡劣天氣的適應更好,幾乎就是為惡劣天氣救援而生,海上的狂風天氣往往并不能阻止直升機執行任務;而水上飛機受天氣影響較大,可能會因為天氣原因在很多情況下無法出動 ,而在天氣允許的情況下,水上飛機可以執行航程比直升機遠數倍的救援任務,以充分發揮速度和航程的優勢,水上飛機也應該和直升機一起,共同打造全方位海上救援體系。

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