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救灾冷思考-直升机救援问题
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救灾冷思考-直升机救援问题

2014-08-06 08:14:57 来源:网易军事频道 浏览:483
 

图:军用直升机冒险单腿着陆险峻山顶成功救援。

    导语

    2014年8月03日16时30分在云南省昭通市鲁甸县(北纬27.1度,东经103.3度)发生6.5级地震,震源深度12千米。

  成都军区13集团军已于4日中午成功打通昭通至震中鲁甸龙头山空中救援通道。

  网友对此产生疑问,打通空中救援通道的概念究竟是什么?为此我们普及一下这部分通航知识。

 

  图:网友对打通直升机空中救援通道这个概念进行探讨。图片来源微博

在芦山地震中(发生于2013年4月20日)解放军陆航全力以赴参与救灾,出动频率也很高。但不得不说解放军直升机的数量问题,训练问题以及航电设备问题仍然存在,并在此次救灾中仍有体现。除此之外,关于救灾的组织协调和通信联系的问题却是更为突出。

直升机飞行和降落需要的客观条件

  雅安震区环境确实影响直升机使用

  芦山、宝兴等县地形条件与汶川相似,城镇所在的河谷两侧山峰多海拔4000米左右。宝兴县所处峡谷宽度在300~1000米,但汶川地区峡谷最宽处只有两百多米,窄的地方仅七、八十米。雅安震区地面平坦地形少,多障碍,特别是电线,也与汶川一样。但最大的飞行障碍还是高山河谷气候带来的雨雾和紊流,其中雨雾是大部分不能飞行场合的直接原因。

  因此,雅安震区的救灾直升机面临的困难也主要是两条:只能在峡谷中飞行,航线容量极小;雨雾影响能见度,无法着陆。至于为保证峡谷飞行时频繁紧急机动所需发动机剩余功率,造成载重量大大减少等困难倒在其次。

  航电设备也只能有限应对恶劣天气

  航线狭窄的困难,只能主要靠熟练的指挥调度来弥补,雨雾的问题则需要一些科普。有人强调:军用或救援直升机装有红外系统、惯性导航和多普勒导航系统,能够在低能见度等恶劣气象条件下安全飞行。

  其实,航空电子设备对付恶劣天气的能力被夸大了,比如直升机配备的热像仪可在1500米高度发现单兵,但由于水蒸气在8~12微米波段具有吸收作用,加上下雨时地面温差迅速变小,红外热像仪只能透过小雨、薄雾和烟尘,浓雾中探测距离迅速下降,大雨中效果也大受影响。更何况,这次出动的直升机未见配备热像仪。微光夜视器材受天气影响更大,雨雾天不能正常工作。

  解放军救灾直升机仍以米-17为主,并且少有配备相关的导航电子设备,这样在复杂地形和恶劣天气执行任务能力就相应降低了。

  飞机对地面情况的掌握受限,地面助降就很重要。对固定翼飞机,可以在临时跑道快速布设机动型助降设备,从而降低对能见度的要求。直升机在机场降落时,也能使用仪表着陆系统,但在净空条件很差的野外,尤其是灾后人造物大量改变原状,由地面人员和设备对障碍物准确掌握,并提供引导也不现实。至于对什么“自动驾驶仪”和“避撞系统”,就不要望文生意了,那不是解决这个问题的。

  因此,现有条件下,接地前直升机飞行员必须能够看到地面,通常至少要求云底距地高约60米,对能见度,“黑鹰”正常情况下要求超过1500米,米-171要求不低于5千米。2008年5月31日失事的邱光华机组就是在浓雾中采用目视跟进飞行,又遭遇低云和强气流,在上升拉开距离过程中失踪。

  中国1993年最早引进的米-171连雷达等导航设备也没有,只能依靠目视导航。2003~2004年间引进的米-17-V5加装了雷达,有的改装了红外搜索跟踪转塔(也安装在空军搜救团的少量米-171上)。专业搜救型米-171装有无线电罗盘、多普勒导航仪、无线电高度表、远程导航设备和气象雷达。S-70C-2“黑鹰”装有LTN3100VLF气象雷达/导航系统,能测出前方一、两百千米外的山峰和雷雨中心等信息。但这些导航设备都不解决掌握地面信息的问题。GPS能精确确定飞机自身位置,但也只有助于避开已知危险而不是未知危险。

  直升机最后降落也是有必须的要求

  直升机最后的落地也有讲究,一般要求起降场地尺寸不小于2×1.5倍旋翼直径,坡度不能超过7°,沿盛行风向能确定清晰的进场线,着陆点中心15°范围内不应有障碍物。在山顶或峡谷起降时,起飞方向至少要比周围地形高300米,到障碍物的距离不得小于500米。与“黑鹰”相比,米-17旋翼直径略大,虽然尾梁位置较高,但因采用后三点起落架,支撑面靠前,容易造成尾桨打地,落地难度要大些。

  据报道,成都军区陆航旅的直升机这次“起飞40分钟进入山区后,无线电通讯很困难,飞行员只能靠目视导航,而且无法垂直下降,只能沿河流绕进峡谷,且不具备夜航条件。

国外直升机如何进行灾区救援

  美在阿富汗空中力量的后勤使用

  一说到国外直升机救援,往往首先想到规模。不必对比美国国内有多少直升机,比较一下以地形、气候不比川西高原简单的阿富汗为主要活动区域的美军中央司令部更有意义。2012年内,该司令部空运物资182738吨、人员631560人次、空投补给14327吨、为58700架次飞机空中加油38万吨、医疗救援3786架次,救护1108人次,救援1539人次。

  救灾飞机出动效率比数量更重要

  然而,西部复杂地形多次救灾的经验表明,比规模更重要的是效率。2004年日本新潟地震发生半个多小时后,自卫队的飞机就相继飞往灾区,可调用的飞机达180架。2006年美国洛杉矶地震后十余分钟就有媒体直升机直播灾情。德国保证国内救援直升机15分钟到达事故现场,英国交通部最近则将全国直升机搜救服务外包给一家民营企业,不再依靠海空军,部署在10个地点的22架直升机抵达现场平均时间将从23分钟降至19分钟。

  训练确会带来艺高人胆大的效果

  另一个不可忽视的国外参照是经验。上述直升机着陆最低条件当然事关安全,但对在战场和救灾中都必须深入虎穴的直升机,超气象条件的冒险是常有的,要兼顾安全,只能靠飞行员的胆量和技艺。在阿拉斯加、在挪威、在阿富汗、在安弟斯山脉,美、英军的直升机经常在山区采用单轮悬停着陆的特技,靠的并非玩命,而是训练和经验。

  人类之所以发明直升机,就是为了在原来不可能的条件下飞行,因而它不是四平八稳的老爷车,为了特种飞行,很多技术早已是成熟做法,比如机外吊运(包括放下担架吊运伤员)。遗憾的是,中国在2008年终于首次采用重型直升机吊运救灾急需的大中型工程机械,但这次,米-171上有目共睹的救生绞车仍是摆设。

  安装有地形跟随/地形回避雷达(图中红框)的MH-60K直升机。部分MH-60K直升机装备有目前最先进的APQ-174(V)地形跟随/地形回避雷达。

  技术发展让直升机受自然影响渐小

  最后,装备的差距仍是明显的。美国MH-60K和MH-47E等特种作战直升机能最低30米高度夜间低空飞行,靠的是APQ-174(V)地形跟随/地形回避多模态雷达。CV-22特种作战倾转旋翼机的APQ-186(V)还增加了低功率/低速度地形跟随/回避,以及地形测绘方式。

  能在包括云雾的低能见度中安全降落的装备近年也发展很快。基本要求是:在一定距离外及时获取信息,以便有时间反应;自主,不依赖地面装置;全面集成,天气、地形和人工障碍一目了然,甚至与电传操纵和自动进场相结合;精确,对直升机而言,避开烟囱、铁塔和电线等细长障碍尤为关键。

  最大的难度在全面和精确。全面,得益于近年全球地理信息系统的不断完善,精确则来自激光和毫米波雷达技术。湾流公司率先在公务机上采用三维合成视景系统(SVS)将全球跑道和障碍物数据库与全球地形数据、实时交通信息,以及飞行数据叠加。即使在海拔4000米的山峰上空的云层中穿行,驾驶舱外象罩着一堵白色的墙,飞行员仍可胸有成竹。

  霍尼韦尔公司为美军开发的系统将94吉赫毫米波雷达的实时图像与机载地形和障碍数据库融合,从而无惧沙尘和云雾。加上先进的飞行控制律,它将使美国陆军经过电传操纵改进的UH-60M直升机自动完成进场着陆。美国海军的系统则用多条光纤激光束上观空速、风向和风速,下观高度和地速。欧直公司为NH90直升机订购的激光避障系统利用脉冲光纤激光器,可发现700米外5毫米粗的电线,并能区别障碍种类,按威胁程度排序和记忆。

  精确空投技术会让救灾根本改观

  这次救灾中,空投仍然只是无法降落时的一种粗放替代,实际上,精确空投技术也即将使战场补给和恶劣环境救灾根本改观。2005年,美国空军空投8个货盘会散布在1.05平方千米的着陆区,还经常被摔散或砸到房子,现在的技术能更好地测量风速、风向,加上卫星导航和操纵性更好的降落伞,可以落入0.02平方千米以内。因为道路太差甚至没有道路、敌情、恶劣天气和路旁炸弹的威胁,2011年联军在阿富汗有43个前沿作战基地完全依靠空投。最近试验的新技术则用无人机在运输机前方投下一次性气象侦察装置,使运输机能一次通过空投场就准确投放。以色列也开发了一种自主的无人远程动力翼伞,可将一吨补给准确投给30千米外的部队。

解放军陆航在汶川地震救灾中的经验和教训

  陆航反应速度不慢重伤员运送较少

  2008年5月12日震后两小时,成都军区陆航团2架直升机飞往汶川时,进入山区河谷后浓雾渐起,爬升近2000米仍飞不出云层,强行摸索10多千米后被迫返航,14日又经过6次尝试终于在汶川机降成功。

  这一次,4月20日918,地震发生1小时16分,成都军区陆航旅两架直升机就起飞,10时25分从震中传回现场视频。成都军区空军运输航空兵某师直升机大队的米-17也于9:26进入芦山上空勘察起降点,当天共开辟4个临时起降点,15:15第一架直升机就在太平镇降落,16:51将李克强总理送入灾区。陆航旅则全天出动15架28架次,前运60人,后送重伤员12人。

  这个反应速度不慢,但当天显然未能以救护为主要任务,宝兴县曾请求直升机外运重伤员,但到21日晨才开辟直升机起降场,9:06降落。21日全天,空军6架米-17飞行48架次,运送伤员13名、物资19.4吨,陆航旅则出动28架38架次,运送重伤员16人、孕妇1人、物资15吨。运量不大的原因包括宝兴县城大雾,上午勉强能飞,下午16:40两架直升机就因下雨无法降落。到1938,宝兴县80多名重伤员只用直升机运出33名极重伤员。

  4月22日,宝兴县灵关镇建成直升机临时起降场,但15:00一架直升机又因积雨云未能降落。不过到19:32,成空6架直升机完成首次大规模空投,19架次共空投/空运17.7吨,运送重伤员9人。

  截止22日16:00,成空累计出动直升机80多架次,空运590人、物资100多吨。截止20时,陆航旅累计出动直升机37架132架次,空运385人,物资20.7吨。截至当天下午,成都军区已出动直升机200多架次。但到23日12:45,灵关镇仍急需直升机转移60名重伤员。(以上均据公开报道,因统计口径差异,不尽准确)

  解放军陆航女飞行员张博在21日驾机三进三出芦山县太平镇灾区。

  以前的媒体报道夸大陆航训练水平

  这次空中救援主要受制于天气和地形,比如宝兴县城唯一的起降点只有足球场附近一公路丁字路口,面积10米×10米,两边离悬崖仅6米。但是,出于“人民子弟兵永远冲在最前列”和“空中雄鹰大显身手”的面子不能受损的心理,有宝兴出生的网友专门发贴为直升机辩解,却显然夸大了地理气候的困难。比如“当年映秀都比这里条件好,全县只有灵关勉强符合直升机飞行条件”。

  《环球时报》上某飞行员的解释更有突出客观原因之嫌。他解释“毛毛细雨也同样威胁安全”的原因是阻碍视野,容易撞上跨越山谷的电线。问题是具体判断标准其实是能见度是否够,从电视报道中可知,成空女飞行员张博在3000米能见度也超气象条件起降了。

  “毛毛雨也威胁安全”就算准确,期待军队救命和打赢战争的公众如何理解?要是还有RPG的攻击又当如何?如果事实如此,又如何理解陆航直升机救援队2010年在巴基斯坦“飞行航线大部分在海拔4500米以上,空气稀薄,气象复杂,飞行员凭着精湛的飞行技能和良好的心理素质,顺利翻越雪峰深峡”,以及更多“神兵天降,如履平地”的报道的技术含量?

  图为京华网在4月25日的一篇名为《直升机再运物资进宝兴》报道中的配图。图说为受宝兴县地形影响,运物资的直升机降落在马路上。这其实就是组织协调的问题。当地政府其实也应配合部队开辟合适的直升机降落点。

  组织协调和救灾经验问题不能忽视

  其实,除天气原因短时间还不容易有技术手段克服,很多与天气相关联的困难是可以想办法的,大灾之下只是暴露了平时工作没到家。

  比如,灾区的水电站和高压电线是敌人设置的障碍吗?国家电网平时为什么不能提供准确的信息,以防救灾时碍航?一时来不及,应急预案是干什么用的?

  又如,灾区“山谷空地往往被松软的农田占据”,“平地全是灾民安置点”,为如此关键的直升机起降需要,前者难道不能压平?无法吊运野战直升机起降点专用的钢板,用汽车不行吗?都能腾出平地建安置点,却不能为直升机留出余地,显然是组织协调和关键救灾经验的欠缺。

  至于悬停吊运伤员“反而容易加重伤势”的说法,已经直接羞辱了国际陆军航空兵和应急救援界的常识,“只有方便面一类食品适合空投”的说法,则只能说明5年来没人为救灾物品空投包装动动脑筋。难怪当有人以“动辄3000米以上的高山”回答网友“只希望丢点婴儿急需的奶粉”的问题时,后者没法不愤怒。

  还有“不知灾情多大,也没统计出哪里需要飞机救援,一般需要人先进入灾区,收集情报后反馈给空军,再组织飞机救援”的解释,只需问一句:“如果是打仗,空中力量要等地面调查研究,谈何‘首战用我,用我必胜’?”

  另外,不管22日下午那架未能在宝兴降落的直升机是因为能见度还是障碍物的原因,地面从县长到救灾部队,除了反复挥舞国旗,竟无法与飞行员直接联络!70多岁的重伤员只能继续等待倒也罢了,降落失败竟不能通过空地沟通,留下宝贵经验。在“美国惊呆:中国北斗短报文通信功能世界一流”,“20日下午就把卫星电话空投到县城”的情况下,这算客观困难吗?

  因此,为何很多工作不到位、责任不落实、组织不完善的问题,非要以鲜血的代价才能被认识到?可能还是那位以为自己是宝兴本地人,就可以解释一切的网友暴露了原因。他声称“半天没派飞机的那几个乡镇,地震只造成了道路塌方和电力通讯中断,完全没有必要把最重要的资源浪费去做秀”,这种谬论已被乡镇一级灾情一度未能覆盖,重伤员不断急需后送的现实打碎,而他强词夺理的意图,竟是“很多事不是在电脑前随便用键盘就能搞定就可以喷的,我为13军陆航旅的飞飞们骄傲!他们有勇气、敢冒险,配得上人民子弟兵的光荣称号!”

  中国对直升机需求量正大大增加

  当然,除了陆航团纷纷扩编为旅,中国民用直升机近十年需求量也将超过1500架,2020年有望达一万架左右。仅民政部紧急救援促进中心计划15~20年左右建成以直升机为主的24小时航空救援体系,就计划投资300亿元,购置约1050架直升机。

  1968年5月美国陆军67-18472号CH-47B在越战战场运送补给,注意直升机只有单边着地。充分的训练才能练出这种艺高人胆大的效果,而并不是冒险。

  结语

  总的说来,解放军陆航在芦山地震的救援中仍可以说是全力以赴,统计显示,陆航出动直升机37架132架次,平均每架直升机出动3.56次,刨开天气和航路的影响,这个出动频率可以说是很高了。但另一方面我们需要看到的是,解放军直升机的装备数量仍然很少,否则也不会出现在雨雾天气中女直升机飞行员一天三进三出灾区的报道。

  另外就是陆航的训练水平和航电设备性能仍然需要提高,网络上网友找出了诸多艺高人胆大的国外直升机降落照片,对此我们的看法是陆航直升机在现有情况下不可能冒险来飞行,毕竟是救灾行动,需要保证灾民和飞机自身的安全,但长久看的话,训练水平和航电设备水平上去后,对于难度更高的飞行和起降才能掌握。

  其实相比此次直升机救援暴露的问题来说,更为需要关注的是大灾中的组织协调和通信问题。很多问题不在于陆航本身,而是出在了整个的组织协调和通信联系上。

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