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尺短寸长:海上救援任务中的水上飞机和直升机

很多拥有大面积海域的国家都装备有水上飞机,水上飞机拥有固定翼飞机的航程和速度,而且可以在海面上起降,理论上是执行海上救援的不二之选。实际上,在第二次世界大战的太平洋战场上水上飞机也的确承担了大量的救援工作。但是在直升机崛起之后,出现在镜头前的海上救援航空力量有越来越多的直升机出现,水上飞机虽然在森林灭火、通航运输等领域仍有大量应用,但在海上救援任务中已不及直升机广泛。

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因此,本文将简要分析一下在海上救援任务中水上飞机和直升机的优劣所在,看看这两种飞行器各自适合什么任务。

澳门六会彩资料图片2020年 水上飞机VS直升机

澳门六会彩资料图片2020年 传统上,海上救援是水上飞机的主要应用之一,其想定是利用航程、速度和载荷的优势,执行远海救援,也可以在加装任务系统后,执行海洋环境和资源监测、海上巡逻、快速补给、客货运输等其他用途。利用其两栖起降功能,水上飞机救援模式主要是着水救援,虽然在条件不利的情况下也可空投救援,但在空投救援时和普通的固定翼飞机并无差别。

水上飞机按吨位的不同,其航程也不同,大型水上飞机的救援半径可达1500千米(约850海里)以上,可以执行超远距的海上救援。

日本US-2水上飞机的应用想定示意。(图片来源:新明和官网)

然而,在目前的实际操作中,一些应用水上飞机较多的国家在执行海上救援任务时仍然更多的采用直升机,直升机也是最常出现在镜头中的执行海上救援任务的飞行器,远远超过了水上飞机。因此可以说在海上救援任务中,直升机是水上飞机最大的竞争对手,也具备很多水上飞机所不具备的能力。

水上飞机作为固定翼飞机,和直升机相比速度快、航程远、载荷大是天然的优势,但由于它不能像直升机一样悬停,以至于要从海里把人员救上飞机时必须降落到海面上。而水上飞机在海面上起飞时都有一定的浪高要求,例如即使是抗浪性较好的日本US-1A/US-2水上飞机可以在3米浪高的条件下起降,但在一些需要航空救援的恶劣天气下仍然是远远不够的,此时能出动的飞行器也只剩下了直升机。

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南海各月平均浪高(单位:米)分布图。(图片来源:国家海洋局南海预报中心)

不怕风:直升机的优势

澳门六会彩资料图片2020年 直升机不同,由于直升机可以在空中悬停,绝大多数的救援时不需要着水,因此直升机可以在风浪更大的天气下工作。而且对于直升机来说,在十分恶劣的天气下执行救援是它任务是重要组成部分,因为越是恶劣的天气,越是需要争分夺秒地执行救援。

由于直升机不需要着水,因此主要影响飞行的天气因素就是大风,直升机的抗风能力就成为恶劣天气下出动的关键。中法联合研发的H175/AC352直升机的设计文件表明,该机飞行风速限制为60节,约31米/秒,此时风力级别达10级,这意味着H175/AC352可以在10级大风中进行悬停执行救援;而在该机起飞时旋翼启动的风速限制为任意风向时35节(约7~8级风)、在迎风时60节。中国交通部救助打捞局的专家表示,诸如直升机飞行时的风力影响主要是来自于侧风(机头正前方成10~350度范围),例如S-76D最大抗侧风能力为35节,AW139的最大抗侧风则为45节。而如果在救援悬停时调整机头方向至顶风,则此时基本没有风速限制。

AW139的抗侧风能力示意图。

澳门六会彩资料图片2020年 运营有H225的德盛通航表示,与其他直升机一样,H225也可以在10级大风中飞行,而H225的旋翼启动风速为迎风50节,这意味直升机可以在9~10级大风时起飞,为紧急救援提供直升机性能上的保障。

以上这些数据都表明直升机是不怕风的,而在海上时大风必有大浪,以直升机可以出动的风速下,如7级风速时海上浪高平均可达4米,而在9~10级风速时浪高平均可达7~9米,已经远超出了水上飞机的出动条件。此时水上飞机已无法起飞,而已经在空中的飞机只能向待救人员空投救生艇等物资,再等待救援船只或直升机到达。

恶劣天气下直升机救援案例节选

2018年9月16日,台风“山竹”袭击东南沿海,东海第二救助飞行队出动S-76C+直升机救援遇险货轮,并在瞬时最高风力达12级的极端恶劣的天气下将直升机停在货轮甲板上,在9分钟之内将9名被困船员救上直升机。随后直升机在大风中升空返航。

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直升机在大风中降落在货轮上。(图片来源于网络)

澳门六会彩资料图片2020年 在2019年12月5日,中国救捞局东海救助局派出两架S-76C++飞往厦门东南方向120公里附近海域去救援渔船,目标海域阵风高达9级、浪高3米以上,两架直升机救助17名遇险人员中的10名(另外3人被附近船只救起、4人失踪),并将13名获救人员火速转运厦门高崎机场。

澳门六会彩资料图片2020年 不怕远:水上飞机的优势

澳门六会彩资料图片2020年 虽然在恶劣天气的适应性上不如直升机,但水上飞机也有自己的优势:作为固定翼飞机,其速度快、航程远就是最大的优势,如果是在天气条件允许的情况下,水上飞机的远海救援能力要更强,此时直升机航程不足的缺点就显露出来。目前我国的海上救助主要是S-76和H225直升机,其中S-76在110海里任务半径救助能力为8-10人,150海里任务半径救助能力为其1-2人,H225的任务半径与之相似,只是救助人数更多。近年来,随着我国近海经济活动走向深远海,150海里以上的救助任务量不断增长,面对日益增长的任务需求,现有机型的任务能力已无法胜任。

中国海上救助的S-76和H225直升机。

对于H175或AW189这样的新型直升机来说,它们在200海里任务半径的救助能力为10人,250海里任务半径的救助能力为3人,已超出了S-76和H225等现有机型的不加油救助半径。中国交通部救助打捞局在2019年初采购了两架H175直升机,也是看中了该机的航程和对恶劣天气的适应;这两架H175计划于2020年底交付,可进一步扩大救援能力范围。

澳门六会彩资料图片2020年 然而即使是新型的H175,其海上救援的任务半径也只有250海里,而大型水上飞机的最大任务半径可达850海里,远超过直升机的航程;而这一距离救援船只需要行驶40~50小时,因此此时水上飞机可以首先抵达救援地点,即使不能降落水上,也是可以空投救生物资,使遇险人员缓解生存压力,等待船只的到来。很多国家在执行直升机半径以外的远海救援时也都是采用这样的救援流程。虽然空投救援物资也可以由普通的固定翼飞机完成,但如果的确是在天气允许的条件下,水上飞机就可以直接降落将人员救起,这是普通飞机在任何天气下都无法完成的。

澳门六会彩资料图片2020年 当然,对大型水上飞机最重要的需求就是航程,对于载人能力并不是很必要,因为现在的船舶都高度自动化,数十万吨的货轮也只需要最多十几人的少量船员。例如据日本海上自卫队统计,他们的水上飞机(PS-1、US-1和US-2)自20世纪70年代以来出动过1000多次,累计救援人数1000多人,平均每次救援人数只有1人,这个数字表明水上飞机大型化更多的看重其航程远,而非载员多。

US-2降落海面对船只上的人员进行救援。

澳门六会彩资料图片2020年 因此,在实际运用中,水上飞机和直升机各有特点:直升机对恶劣天气的适应更好,几乎就是为恶劣天气救援而生,海上的狂风天气往往并不能阻止直升机执行任务;而水上飞机受天气影响较大,可能会因为天气原因在很多情况下无法出动 ,而在天气允许的情况下,水上飞机可以执行航程比直升机远数倍的救援任务,以充分发挥速度和航程的优势,水上飞机也应该和直升机一起,共同打造全方位海上救援体系。