航空科学技术
Aeronautical Science &Technology
直升机救援Jan.252021Vol.32No.0160-64 葛志辉*，闫克学，黄荣
北京航空工程技术研究中心，北京100076
摘要：搜索营救直升机在现代战争中有独特作用，其技术发展受到各军事强国的重视。本文分析了搜索营救过程拟定救
援计划、搜索定位、实施营救、医疗后送的实施方法和要求，系统梳理了搜索营救直升机任务系统组成及其能力需求，总结了国外搜救直升机的发展路径和方向以及技术和管理方面的经验，并根据我国搜索营救直升机研制和使用现状，从国产搜救直升机市场培育、战斗搜索研究、直升机研制和远程搜救等方 面，提出了我国搜索营救直升机发展建议。关键词：直升机；搜索；营救；能力；需求中图分类号：V19
文献标识码：A
DOI ：10.19452/j.issn1007-5453.2021.01.010
直升机凭借自身独特的飞行性能，在航空搜索救援领域确立了无可替代的优势地位，当之无愧地成为航空搜救首选机型[1]，
具有救援范围广、响应速度快、救援效果好等优点[2]。航空搜索营救指使用搜救直升机对因飞行失事或空战中被击落而跳伞的飞行员、空中遇难人员、自然灾害遇险人员，以及航天器返回舱等进行的搜索救援活动。战斗搜索营救指对陷入敌战区或失踪人员进行的联合搜寻和救援行动[3]。当前，战斗搜索营救科目成为美军作战计划制订者的一项重要任务，形成由联合部队指挥官、救援协调中心和执行搜救任务三个层级组成的航空战斗搜救指挥体系[4]。近年来，各场局部作战突击行动（从伊拉克、阿富汗，到巴基斯坦境内狙击本·拉登的事例）均说明了部署战斗搜救部队的必要和意义。随着国家战略利益拓展和现代战争战场区域拓展，以及未来我军战场联合救援任务范围的不断扩展和搜救空间的不断延伸[5]，进一步提升航空搜索救援能力已十分迫切。
1直升机搜索救援过程
直升机搜索救援过程基本包括拟订救援计划、搜索定位、实施营救、医疗后送等步骤。当救援中心接收到遇险人员发出的求救信号，救援指挥人员需要根据发生事故的空域和地理环境特点，以及救援对象情况制订搜索救援计划；直升机飞临事故区域，利用机上的搜索设备搜索遇险者，或者遇险者发出的求救信号进行搜索，确定遇险者位
置；直升机飞到遇险人员上空，运用救援设备将被救人员吊救或转运到直升机舱内；根据被救人员伤情，直升机将被救人员送到后方医院。战斗搜索营救是一种集搜救、援助、保障于一体的联合行动[6]，程序主要包括空中巡逻、紧急定位、实施营救、掩护后撤等阶段。具体为：（1）出动航空救援值班飞机在作战空域附近巡逻；（2）接收到遇险飞行员救援信号，值班飞机根据收到的无线电信号或定位信息，紧急对遇险飞行员进行定位，并引导救援部队到达遇险飞行员躲避地点；（3）救援飞机利用无线电与遇险飞行员联络，核实身份，搜索营救直升机实施营救；（4）搜索营救直升机在战斗机和电子战飞机掩护下撤离，将遇险飞行员送至后方。
快速反应能力是提高搜救成功率的关键所在。飞行员在敌后跳伞3～5h 后，营救成功率下降到20%，之后将急剧下降。美军对二战时海上救生统计，受伤飞行人员跳伞24h 以后的存活率会下降到20％。人在15℃的水中，只要浸泡3～5h ，若无特殊防护就会出现各种症状，直至意识丧失和死亡[7]，
因此，对遇险人员快速定位和制订周密的救援计划可有效缩短搜救时间，这是直升机搜救过程关键步骤。
（1）遇险人员定位
对于合作目标，遇险人员利用无线电设备，将自己位置信息传递到救援中心，搜索营救直升机可以根据获得的位置信息，很快地赶赴事故现场。对于非合作目标，只能根据
收稿日期：2020-10-15；退修日期：2020-11-18；录用日期：2020-12-18*通信作者：Tel.：136****6783
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引用格式：Ge Zhihui ，Yan Kexue ，Huang Rong.Capacity requirement analysis of search and rescue helicopter ［J ］.Aeronautical Science &
Technology ，
2021，32（01）：60-64.葛志辉，闫克学，黄荣.搜索营救直升机能力需求分析［J ］.航空科学技术，2021，32（01）：
60-64.
葛志辉等：搜索营救直升机能力需求分析
事故发生时各种信息，推测遇险人员位置，搜救工作将十分困难，特别是山区和海上，受地理环境影响，难以探寻到目标，使搜救工作变得更加复杂。战时，由于敌后遇险的人员需要采取无线电静默和位置转移等措施，以躲避敌方人员搜捕，需要研制特殊的通信定位系统对其实施准确定位和身份识别，实现对目标的快速定位。
（2）制订救援计划
综合事故发生时航路、雷达、空管和上报的位置等各种信息，分析事故发生地环境因素，制订搜救预案和规划直升机飞行航路。战时，搜索营救直升机在敌后方或前沿阵地实施对遇险人员的营救任务，与平时搜救任务相比，搜索营救直升机还要面临地面武器威胁，因此，执行搜救计划时要考虑空中指挥、空中掩护和营救点对地打击等因素。规划航路时，要规避敌方威胁地域，图1为美军战斗搜索救援航路规划。
2搜索营救直升机
搜索营救直升机基本上都是在已有通用运输直升机基础上，根据搜救任务需要，增装相应的搜索救援设备改型研制而成。目前，搜索营救直升机型号很多，型谱涵盖了轻型、中型、大型、重型直升机，构型涵盖了单旋翼带尾桨常规构型，共轴、纵列式双旋翼直升机，以及倾转旋翼机新构型飞行器。单旋翼带尾桨常规构型搜索救援直升机型号有很多，如美国研制生产的“黑鹰”系列、S-76系列、S-92、C
H-53E“超种马”等直升机，欧洲研制生产的“超美洲豹”系列、AW101、NH90等直升机，俄罗斯米-17系列、米-38等直升机，我国的直9和直8直升机，图2为单旋翼带尾桨的搜索营救直升机。纵列式双旋翼直升机如美国的CH-47“支奴干”系列直升机，共轴式双旋翼直升机如俄罗斯卡-27系列直升机。图3为纵列双旋翼的搜索营救直升机。
2.1直升机平台
直升机担负的搜救任务往往十分复杂，搜索营救直升机执行任务时可能面临许多恶劣情况，如航路上和实施救援地点复杂的气象条件、事故发生地恶劣的地理环境、严重的人员伤情等，这就要求搜索营救直升机应具有良好的性能。一般平台选择时，需考虑直升机平台有效载荷/机舱容积、航程、航时、空间/态势感知、任务反应（部署）时间、环境适应性以及保障需求等因素。有效载荷是在加载直升机出航、归航以及搜救作业所需的燃油、设备基础上，还有足够的有效载荷搭载更多的被救人员。机舱容积要考虑容纳被救人员以及必要的救援装备的要求。环境适应性应考虑直升机防除冰能力、抗侧风能力、气象探测能力、高温/高原环境飞行能力、低可视度环境任务能力等。军用搜索营救直升机，还要求具有较好的机动飞行能力、较低的可探测性能、较强的生存性能，以及全方位的观察视野。
2.2机载航电设备
搜索营救直升机执行搜救任务时，飞行员工作负荷很大，不仅需要花费很大精力保证直升机在其不熟
悉的空域安全飞行，还要担负在复杂背景中寻被救目标的任务，任务的复杂性要求搜索营救直升机配备先进的机载设备，如装备综合化的飞行员座舱显示控制系统，可在云层或极度低可视性的条件下执行超低空贴地飞行的地形回避雷达，先进的导航系统、数字地图、
更广的态势感知以及任务计划
图2EC725搜索营救直升机
Fig.2EC725search and rescue
蒸汽发电机helicopter
图3CH-47E搜索营救直升机
Fig.3CH-47E search and rescue
helicopter
图1美军战斗搜索救援航路规划示意图
Fig.1Sketch map of US combat search and rescue
route planning
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航空科学技术Jan.252021Vol.32No.01
磁石电话机和管理设备等，以减轻机组人员驾驶负荷，提高载机的安全性。军用搜索营救直升机还要求具有远程超视距通信系统、数据链系统以及自卫电子对抗系统等设备。
2.3搜索定位设备
对遇险人员搜寻定位是决定搜救效率的关键因素。对于合作目标，目前多采用多种定位、通信手段融合的手持式救生电台，保证有效可靠地在最短时间实现遇险信息上报。搜索营救直升机应装备与手持救生电台适配的机载救生电台或信标定向设备，可快速知晓被救人员位置信息，缩短搜索时间。对于
非合作目标，海上可借助搜索雷达搜寻目标，如俄罗斯卡-27搜索营救直升机的搜索雷达，在3级海况下，对雷达截面积（RCS）为2～5m2的目标探测距离为8km，对RCS为10～30m2的目标探测距离为10km[8]。还可利用红外成像设备、扬声器、搜索灯等设备进行辅助搜索。另外，目视观察虽然原始却很有效，在事发一个小时内搜索，目视观察起主要作用，占成功率的56.7%[9]。
2.4救援装备
救援装备是搜索营救直升机标准配备。搜索营救直升机需要配置载重能力为150kg或300kg的液压或电动吊救绞车，一次可吊救1～2名人员。需配备人员吊救装置，如救生吊带、吊篮、吊架和吊椅，实现被救人员从地面或海上吊救到直升机上。针对受伤的人员，还需配备急救医疗设备，如急救医疗包、颈托及其他特异保护脊椎的器材、担架、复温设备等。海上救援时，搜索营救直升机长时间在海面无地效悬停，需要配置可实施定点悬停的自动飞行控制系统，飞行员发现目标后，飞控系统可利用直升机高度和距目标距离等参数，自主解算最优航迹，使直升机飞到目标点上空进行悬停，以减少飞行员飞行操纵负荷。
3国外搜索营救直升机发展启示
（1）系列化发展，不断完善直升机搜救能力
搜索援救对象的不确定性，决定了搜索营救直升机执行的搜救任务多样性，受到直升机平台性能和空间的限制，搜索营救直升机通常以典型任务剖面为主开展总体设计，一型直升机难以兼顾完成全部的搜救任务。国外搜索营救直升机研制多采取系列化发展思路，继承成熟的技术，在同一个直升机平台基础上发展适应不同环境需求的搜索营救直升机，或者是随着直升机技术发展，不断对直升机平台进行性能提升，以适应更多搜救任务需要。这样，在一个直升机平台基础上，可衍变出多种搜索营救直升机。例如，美国“黑鹰”系列搜索营救直升机先后研制了“海鹰”“坚鹰”“夜鹰”“铺路鹰”等多型搜
索救援直升机、欧洲的“超美洲豹”系列搜索营救直升机和俄罗斯卡-27系列搜索营救直升机等。
（2）依托直升机平台，不断提高搜索营救直升机性能
近年来，随着直升机技术发展，欧美国家先后研制成功了AW101、NH90、S-92等先进的直升机，并在这些直升机基础上研制了搜索营救直升机。先进直升机具备的技术特征进一步促进搜救能力提升，如采用先进的旋翼系统，使直升机具有优良的飞行性能，最大巡航速度可达280km/h。采用先进的航电系统，驾驶舱显示控制系统人机工效更趋合理，系统综合化程度高，也减轻了系统重量。采用电传飞行控制系统，使直升机具有优良的飞行品质。采用先进的减振降噪技术，不断提升直升机舒适性。直升机机体和系统设计、制造中更加重视安全性设计，环境适应性更强。
（3）重视战斗搜索营救直升机技术研究，不断提升作战搜索和救援能力
外军在作战搜救行动中奉行“趋近零伤亡”的理念，美军在制定陆航作战使命中规定：“任何冲突中，战场上最宝贵的资源是战斗人员”[10]。这种理念不断促进其运用新技术对战斗搜索营救直升机进行改进，改进工作涉及直升机、通信、导航、自卫对抗、搜索、救援、机载武器、空中加油等技术领域，其综合能力不断逼近战场搜索救援的需要。如美军在2000年联合远征部队演习(JEFX)中，对搜索营救直升机通信系统进行升级，采用了4个数据通信链路和一个卫星通信系统，以提升目标快速定位能力。演习测试和评估表明，该型搜索营救直升机可在1.8h内完成一项自从1990年以来标准时间为5h的战斗搜索救援（CSAR）任务，幸存者被救的可能性从20%上升到60%。
（4）探索研究新一代战斗搜索营救直升机，不断打造“世界救援部队”
20世纪末期，为适应其全球战略需要，美国空军提出新一代CSAR-X战斗搜索及救援直升机研制计划，以替代现役的“铺路鹰”搜索营救直升机。计划要求具备850km范围内的搜救能力，能快速部署到全球的大型基地和简易机场实施人员营救任务，能在全球各种环境进行全天候作战（极地、沙漠、山地、沿海、热带等，包括核、生、化环境），能通过空中加油进一步增加其战斗任务航程和续航时间，能在高强度威胁环境中作战，具备一定的自我支持能力以满足其最大程度的作战使用需求。美国2010年取消该计划财政预算，2014年美军开始研制HH-60W战斗搜索营救直升机，用于替代HH-60G直升机。该机在携带大量必要的救援装备的同时，将其内部燃油箱的容量扩大了近一倍，加上其拥有的空中
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葛志辉等：搜索营救直升机能力需求分析
受油能力，使其最大战争半径达到360km，便于深入敌纵深实施遇险飞行员搜救；两侧可装载GAU-2、GAU-18或GAU-21大口径机等不同的武器系统，具有较强的对地打击能力，生存能力更强；对战术任务装备、Link16数据链等设备进行改进，以适应现代作战系统。在多次推迟首飞后，2019年5月首飞成功，标志着该型直升机渡过研发过程最艰难的阶段，将推进美军搜索营救直升机更新换代。
4我国搜索营救直升机发展建议
订单跟踪管理（1）重视国产搜索营救直升机市场培育，不断推进产业化水平
我国为了满足海上救援需要，在沿海地区部署4个救助飞行队，其装备的直升机主要是从国外进口的S-76C+、S-76C++、S-76A等直升机，另外，兼顾一定搜救任务的我国各地警用直升机也大多采购国外的直升机，而我国自行研制的直9和直8搜索营救直升机多是军方使用，在民用市场占领的份额很小。国内相关部门应给予国产直升机相关政策支持，提倡在国产直升机满足使用要求的前提下，优先采购国内企业自主研发的直升机，以促进国产搜索营救直升机产业化发展。
（2）重视国产搜索营救直升机应用，不断完善国产直升机搜救技术
水松纸激光打孔机国外搜索营救直升机技术历经70年发展，搜索营救直升机技术在使用中不断升级完善。1974年交通部等相关部委、海军和空军组建了中国海上搜救中心[11]，开启了我国体系搜救的序幕。相比国外，我国直升机搜救起步较晚，虽然国产搜索营救直升机研制过程吸纳了国外同类技术，也在执行国内救援任务时曝露了一些问题并得以改进，但是目前使用中获得的经验不足于弥补因总体设计和使用的经验缺乏而带来的技术缺陷。我国幅员辽阔、地形地貌多样，国产搜索营救直升机多参与搜救行动，可历练更多的搜索营救场景，获得更多的使用经验，加快“研制—使用—改进—使用—再改进”循环周期，缩短与国外同类技术的差距。
（3）进一步重视战斗搜索营救直升机技术研究，以适应作战使用要求
成功营救战场遇险人员的能力是战斗力提升的倍增器。战时，搜索营救直升机和被救人员都面临敌方武器威胁，时间就是搜救任务的最大敌人，战斗搜索营救直升机既要快速搜救遇险人员，又要保证自身安全。我国边境地区具有山地、高原、平原、海洋等多种地理环境，这对战斗搜索营救直升机能力提出更高要求。我们应加大战斗搜索营救
直升机技术研究力度，不断优化与搜救任务相关的重量构成，以提高战斗搜索营救直升机的可用载荷利用效率；不断优化搜索营救直升机搜救任务规划系统，以提高航路规划自动化水平；不断优化数据通信链路，以提高协同平台之间数据实时共享能力；不断加大与直升机安全相关的探测、防护技术，
以提升直升机环境适应性；加大舱门机武器系统、防弹装甲和自卫电子对抗设备研制力度，进一步提高战场生存能力。只有不断提升战斗搜索营救直升机技术水平，才能适应未来作战使用需要。
（4）探索研究远程搜索营救直升机技术，为我国远程搜索营救直升机研制奠定技术基础
近年来，亚太地区安全的复杂性、多变性趋于明显，领土和海洋权益争端时有升温，我国南海地区海上救援和出境救援需要远程搜索营救直升机。远程搜救对于常规构型直升机来说，应具有长时间飞行能力，要求探索研究飞行性能和重量效率更优的直升机平台技术、直升机空中加油技术、特种作战任务规划系统和远程超视距数据链技术等。另外，我们可以探索研究其他构型直升机，甚至固定翼飞机搭载的可投放无人机系统，执行搜索营救任务的可行性，为我国远程搜索营救提供新的手段。
5结束语
搜救直升机是救援遇险飞行员等重要人物的关键装备，对我军持续保持战斗力具有重要意义。我国搜救直升机技术水平相对落后，重视程度也不够。随着近年来我国直升机技术水平的大幅提升，应加快我国搜救直升机的发展，以应对未来的需要。
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作者简介
葛志辉（1972-）男，硕士，高级工程师。主要研究方向：直升机工程。
Tel：136****6783
E-mail：*****************
Capacity Requirement Analysis of Search and Rescue Helicopter
Ge Zhihui*，Yan Kexue，Huang Rong
Beijing Aeronautical Technology Research Center，Beijing100076，China
Abstract:The search and rescue helicopter plays a unique role in modern war,and its technical development has attracted the attention of various military powers.This paper analyzes the implementation methods and requirements of the search and rescue helicopter in drawing up the rescue plan,searching and positioning,carrying out rescue and medical evacuation,and systematizes the composition and capability requirements of the search and rescue helicopter mission system.This also summarizes the development path and direction of search and rescue helicopter in foreign countries,as well as the experience of technology and management,and according to the present situation of research and use of search and rescue helicopter in China,some suggestions on the development of search and rescue helicopter in China are put forward from the aspects of market cultivation of domestic search and rescue helicopter,development of combat search research helicopter and long-range search and rescue helicopter.
Key Words:helicopter;search;rescue;capacity;requirement
Received:2020-10-15；Revised:2020-11-18；Accepted:2020-12-18
*Corresponding author.Tel.：136****6783E-mail：*****************
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