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时评 COMMENTARY
作者及其成果
刘刊
副研究员
海洋和极地研究中心
全球治理研究所 副研究员
liukan@siis.org.cn
liukan@siis.org.cn
从俄罗斯潜艇事故探究失事潜艇救援
刘刊 2019-07-12

潜艇内部构造是怎样的?

   现代潜艇在设计上普遍采用拉长的水滴外形以减小水下阻力,在获得最佳流体动力学性能的同时兼顾空间布局平衡;艇体由多个独立舱室连接的结构组成,舱室之间以隔板和水密门分隔,以提高潜艇生存能力。当某一舱室受损进水时,可以关闭舱室之间的水密门,封闭事故舱室以避免影响其他部位,艇员可以逃至安全的舱室进行自救或待援。必要时艇员需要离艇脱险,常用的逃生通道包括:前舱和尾舱鱼雷发射管、中央舱指挥室、鱼雷输送口、导弹发射筒及单人快速上浮脱险舱等部位(图1),不同类型的潜艇存在差异。

图1.潜艇逃生通道

   俄罗斯AS-31号艇是一型特殊潜艇,艇上的核反应堆可为其提供充足的动力和较长的潜航时间,有利于执行高度机密的特种深水作业任务。同时,她具有普通潜艇难以企及的1000米潜深,因此在结构设计上更加特殊。据推测,该艇主体是由7个独立钛合金耐压球体连接而成(图2)。

图2. AS-31号艇假想图

   在海洋工程学上,球体具有比圆柱体更强的抗压性能,多用于深潜器设计,但是由于加工能力的限制,钛合金耐压球体的体积不可能太大,造成的结果是舱内空间狭小。据推测,AS-31号艇的球体直径约为6米,艇内总空间约为1000立方米。据俄方公开消息,此次事故是配电盘短路引起的火灾,艇上官兵封闭了起火舱室,从而避免了火情蔓延导致艇毁人亡事故。但是,封闭舱室内有限的空气被迅速消耗,并产生大量有毒气体,加之艇员未佩戴呼吸器,必然造成中毒和缺氧,这也是艇上救火官兵常见的遇难原因。AS-31号艇能够在火灾事故后避免失事沉没并返回基地,独立隔舱的结构设计功不可没。

潜艇事故有哪些救援技术?

   现代新型潜艇普遍具有潜深大、潜航时间长、水下航速快等特点,拥有水面舰艇无可比拟的优势,但是她也具有致命的弱点。由于潜艇自身储备浮力小,经常在大深度水下活动,艇身耐压壳体及部件承受着来自海水的巨大压力,加之水下环境复杂,一旦发生碰撞、触礁、机械故障或战损,容易失去上浮能力而沉没海底,演变为“潜艇失事”事故。据有关资料显示,从1900年至1976年的77年中,全世界因潜艇事故死亡3168人,而成功脱险获救的仅有635人,占16.7%。可以说潜艇事故与潜艇发展如影随形,其背后是一个又一个破碎的家庭,残酷的现实迫使人们思考如何提高潜艇安全性,增加潜艇艇员的逃生机会。经过不断探索,逐渐发展出单人自救脱险、集体自救脱险和集体救援脱险等技术。

   1931年,英国海军“海神”号潜艇在我国威海卫海域与日本“S.S. Yuta”号汽轮相撞,沉没在36.5米海底。5名艇员使用戴维斯潜艇脱险装具(DSEA)经前舱鱼雷发射管成功脱险,这是首次使用DSEA成功脱险的案例。1939年6月1日,英国海军“西帝斯”号潜艇沉没,除3人幸存外,其余99人遇难。这次事故促使英国海军对脱险方法进行深入研究,进而发展出自由漂浮脱险技术。

   进入20世纪60年代,随着核技术的发展,核动力潜艇日益增多,潜艇在大洋中的活动范围和深度不断拓展,同时也接连发生惨烈的大深度潜艇沉没事故。1963年4月,美国核潜艇“长尾鲨”号沉没在2550米深的大西洋底,艇上129名艇员全部丧生,巨大的静水压将潜艇压碎,最大的残骸仅有2米长。1965年5月,美国“蝎子”号核潜艇沉没于3000米深大西洋底,99人遇难。1968年,前苏联一艘G级常规动力潜艇沉没于5000米深的太平洋底,86人牺牲。这一连串事故促使人们认真考虑更大深度的艇员脱险和救援问题。英国经过十余年的努力,在自由漂浮脱险技术基础上研制出快速上浮脱险技术和装具。1970年,英国皇家海军在地中海183米深海底的“Osiris”号潜艇上,采用MK6型装具成功实施了快速上浮脱险,这是迄今为止最大的海上现场脱险深度记录。此后,英国不断对该技术进行革新,已将其发展为SEISE MK11型潜艇脱险抗浸服(Submarine Escape & Immersion Equipment,SEIE,图3)和快速上浮脱险舱,安全脱险深度达到240米,测试深度可达310米。目前全世界有超过30个国家的海军采用这一技术解决方案,累计安装30000余套设备。

图3. SEISE MK11型潜艇脱险抗浸服

   除单人脱险技术以外,德国开发出在潜艇上配置漂浮逃生舱的集体自救脱险技术。逃生舱悬于浮体之下,一般由2个半球组成,一次可供40人逃生。紧急情况下,逃生舱与潜艇艇体脱离,借助浮体的浮力上浮水面(图4左)。俄罗斯现役多型潜艇也配备有逃生舱,包括已经失事的“库尔斯克”号潜艇。美国于上世纪30年代研制出麦坎恩救生钟(图4右),通过与失事潜艇救生平台对接,可以将艇员营救出艇。1939年,美国首次使用麦坎恩救生钟成功营救出Squalus号潜艇上幸存的33名艇员,从实践上证明了这一集体救援技术的有效性。但是,救生钟存在缺乏动力系统,亦不能调整对接角度等不足,已为大多数国家弃用,目前仅有美国和土耳其等少数国家海军仍然保留这一技术。

图4.漂浮逃生舱(左)和麦坎恩救生钟(右)

   20世纪60年代,在发生多起潜艇事故后,美国海军的救援理念发生转变,更加强调集体救援。遂于1970年列装具有自主航行和潜艇对接能力的深潜救生艇(DSRV,图5上左)。DSRV可搭载于运输机、船舶或潜艇实现快速部署。英国开发出LR5深潜救生艇,与DSRV不同的是,LR5需要工作母船支持。2000年发生了举世震惊的库尔斯克号事件,进一步推动了潜艇救援技术向模块化、高压转运和快速部署方向发展。2008年,DSRV和LR5均已达到使用年限,相继被新型潜艇救援加压系统(SRDRS)和北约潜艇救援服务系统(NSRS)替代。英国在前期工作基础上不断进行技术升级,研发出LR7深潜救生艇及可实现快速部署的第三代DSRV救援系统,现已获得多国采购合同。

图5.深潜救生艇及对接示意图

全球援潜救生合作

   尽管自二战以后,除英阿马岛之战外世界上没有发生大规模海上战争,但是海面下暗流涌动,各国潜艇在水下竞逐游弋,潜艇事故在和平时期并不少见。失事潜艇救援仍然是各国面临的主要难题之一,每一次重大潜艇事故都牵动着无数人的神经。拥有潜艇的主要军事大国均重视援潜救生能力建设,各国普遍设立专业援潜救生部队,配备援潜救生船,为潜艇保驾护航。以美国为首的北约自不必说,亚太地区的澳大利亚、韩国、日本和新加坡等国纷纷组建自己的救援力量。澳大利亚、韩国和新加坡分别采购了英国的LR5、DSAR-5和DSAR-6等第一、第二代救援系统,韩国大宇公司正在建造国产救生装备。位居南亚的印度也不甘落后,于2016年向英国定购了两套第三代潜艇救援系统,现已经交付印度海军。

   当前,援潜救生正朝着军民融合和国际合作的方向发展。

   首先,大部分潜艇救援装备具有军民两用特性。为提高装备使用效率,保持救援技术能力,节省维护支出,英国平时将援救装备交予公司运营管理,需要时进行紧急调用。

   其次,潜艇救援行动时间紧迫,失事艇内环境条件随时间流逝持续恶化而危及艇员生存。救援行动必须争分夺秒,通常一国的救援力量不足以应对如此复杂的情况,加之潜艇事故救援带有强烈的人道主义色彩,因此,开展国际合作是大势所趋,也是各国开展军事合作的重要领域之一。在环太平洋军演、中俄联演、美俄联演等演习中,援潜救生均是重要的演习科目。以美国为首的北约及其他地区盟友建立了全球救援体系,北约多国海军经常组织援潜救生演练,比如早期的Sobert Royal和现在的BOLD MONARCH,以检验装备性能和救援组织能力。2000年以后,由40多个国家成立了国际潜艇救援联络组织(ISMERLO),旨在加强潜艇救援合作。2005年,俄罗斯政府在AS28 Priz号潜艇救援行动中接受了国际援助,英国用运输机将UKSRS系统从格拉斯哥运抵堪察加半岛,成功地将7名艇员救出,向世人展示了飞行救援系统的优势,凸显出在援潜救生领域开展国际合作的重要意义。


文献来源:上海国际问题研究院