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深海捞“机”难在哪

来源:中国军网-解放军报2022-05-17 15:04

  来源:中国军网-解放军报

  作者:王小飞 姜子晗 张国强

  深海捞“机”难在哪

  ■王小飞 姜子晗 张国强

  前段时间,英国皇家海军在东地中海海域打捞起一架失事的F-35B战机。这场历时3个多周的深海打捞行动,向世人展示了多种新技术。

  打捞坠海飞机,堪称现实版“大海捞针”。要想在茫茫大洋上快速准确定位飞机和飞行员方位,需要多种专业力量协同配合和高新技术的投入使用。近年来,世界范围内的相关科研机构都在致力于研发先进的深海打捞和海上搜救技术,并尝试将其应用于各种海上飞行事故的打捞任务中。

  那么,深海打捞到底难在哪里?需要攻克哪些技术难关?打捞战机与搜救飞行员又有哪些区别?请看本文为您一一解读。

  法国打捞幻影-2000战机。资料照片

  多管齐下,大洋深处上演“海底捞”

  1966年的一个清晨,海面上薄雾弥漫,2架美军战机在西班牙帕利马雷斯的上空进行空中加油。突然,2架战机撞到一起,冒着尾烟旋转坠入海中……

  指挥室内瞬间陷入一片死寂,大家都被惊呆了——落水战机内有一颗威力巨大的氢弹,随时可能发生爆炸。这起严重事故发生数个小时后,一场惊心动魄的“深海打捞”行动随即展开。

  茫茫大洋上,氢弹落于何处?如何打捞?科研人员们犯了难。为了防止事件继续扩散,美军紧急召集数十名顶级专家商讨对策,一定要找到这颗“溺水氢弹”。随后,他们对水深、洋流和物体外形等诸多方面进行详细分析,花费数周时间推算出氢弹沉海的坐标方位。

  拿到坐标方位图后,美军迅速派出海洋科考深潜器“阿尔文”号,先后下潜10次,在水下700米的一个斜坡上发现氢弹。又经过数周时间,终于将这颗“溺水氢弹”打捞上舰。这次实战经历,确立了定位计算与打捞作业相结合的深海打捞模式。

  10多年后,美军深海打捞的“续集”再度上演。1976年,一架F-14“雄猫”战机从“肯尼迪”号航母上坠入大西洋。为尽快找回战机,美军派出NR-1小型核潜艇前去搜寻。这艘潜艇全长30多米,犹如一条灵活的沙丁鱼,可以在近千米的深海中快速航行。

  在“海底迷宫”,NR-1小型核潜艇穿梭于沟壑礁石之间,打开声呐系统快速搜寻“雄猫”微弱的定位信号,工作人员紧盯屏幕,不放过任何可疑线索。4周后,“沉睡”的战机残骸终于被发现,工作人员操纵机械臂将其“五花大绑”,拖拽着它浮出水面。

  两次深海打捞经历,让美军高度重视发展打捞技术,相继研发出多款深潜打捞设备,形成一套模块化、可空运、可船载的标准化设备系统,在全球8个地区进行预置,具备48小时快速响应能力。

  在深海打捞技术领域,俄罗斯等国同样走在世界前列——俄罗斯研制的“萨尔马”大排水量冰下无人潜航器,可以在1000米水深航行10000公里,支持高纬度海域打捞任务;英国、意大利联合研制的某型无人遥控潜水器,可在6000米水深持续工作250个小时,其装备的大容量计算机,可实现资料处理和数据控制的高效运行,大幅提升精准操纵能力。

  深潜追踪,三步探明“海底迷宫”

  有人会问:在卫星定位技术发达的今天,找到一架坠海飞机有那么难吗?

  2014年马航MH370失联航班搜救行动给出答案:在持续近4年的海上打捞无果后,马来西亚时任总理马哈蒂尔表示,搜索工作不可能无限期继续,“我们到了不得不停止搜索的时候”。

  困难,来自方方面面。仅以海水对于无线电波的传播影响为例:常见的定位信号会随着距离增加逐步衰减,即使是受海水影响较小的低频无线电波,在海水中每传递3米,其电波幅值也会衰减至原来的十分之一。

  那么,面对重重困难,深海打捞团队又是如何进行“大海捞针”呢?

  第一步是回声定位。大部分现代战机都装有电子飞行记录仪,也就是大家熟知的“黑匣子”。“黑匣子”入水后,信标上的水敏开关启动声波信标工作,能够将位置信息通过加密的超声波信号向外发射,可在6000米水深正常工作30天左右。这些信号可以被拖曳式声呐探测,计算出声源大概位置,再使用可以定位信号来源方向的水听器,判断出残骸位置。

  即使有了这些“法宝”,水下定位依然面临诸多难题。以马航MH370失联航班搜救行动为例,搜寻中使用的TPL-25拖曳式定位仪最快航行速度仅5节,比人们骑行速度还慢。在搜索海域不确定的情况下,即使多个定位仪同时工作,想要找到“黑匣子”还是很难。因此,飞机落水区域的前期推算至关重要,搜寻范围越小,定位成功率越高。

  第二步是深潜作业。目标一旦确定,就轮到深潜器闪亮登场了。深潜器拥有大功率的“头灯”、强壮有力的“手臂”和灵活敏捷的“身躯”,工作人员通过深潜器上的摄像头可以实时观察水下情况,在飞机的最佳承力点进行切割、钻孔、挂上紧固件和安装绳索等操作,将飞机残骸牢牢捆绑,完成抓捕动作。

  为了提高深潜器的作业效率,荷兰一家公司为新型深潜器安装了2个多功能机械手,并配备自动跟踪功能,操作员只需发送简单指令,便可以监控深潜器执行水下任务。2012年,在一次北大西洋海域打捞任务中,该型潜航器在4700米的深海区域,成功将上千件物品碎片收入囊中,高效完成重达48吨的残骸打捞任务。

  第三步是专业回收。要在暗流涌动的深海区域成功抓取动辄数十吨的飞机,深潜打捞船必不可少。深潜打捞船上的折臂伸缩吊,在打捞深海重型部件中发挥着重要作用,既可以整机起吊也可以网罗碎片。

  然而,光有“力量”还不够,受海上风浪影响,起吊过程中的缆绳拉力会随着浪涌剧烈变化,极易超出缆绳承力极限。例如,美军在打捞F-14战机时,曾连续发生缆绳断裂的情况。为解决这一难题,科研人员发明了船舶运动补偿器,通过活塞和滑轮实时调节起吊速度,以减小缆绳拉力的变化幅度,抵消船舶浮动带来的影响。

  极限救援,海天联合寻生机

  如果一架战机在海上失事,飞行员不幸落入冰冷的海水中,留给搜救人员的黄金救援时间是多少?

  答案是12小时。

  海上搜救人员如同与“死神”赛跑。当战机发生飞行事故后,飞行员被弹射出舱,弹射座椅会自动向后方指挥中心发出信号。受天气、海况等综合因素影响,后方指挥中心收到的定位数据与实际位置差距较大。即使位置信息准确,恶劣的海上环境和敌方战场拦截也会对救援带来不小挑战。

  历史上,科研人员尝试使用水上飞机、救生快艇、改装轰炸机等作为救援载体,但都无法满足复杂海况下的救援需要。直升机具备出色的悬停飞行能力,其广阔的搜救视野和精准的雷达勘察,是现代海上搜救的“鹰眼”。

  不过,快速飞行能力是直升机的短板。在分秒必争的海上救援任务中,只出动直升机开展搜救是远远不够的。

  如何让海上搜救又快又准?国外有专家提出“喷气式飞机+直升机”搭配作业方案。2019年2月,国外一架战机意外坠海,航空救难队派出一架救援搜索机和一架搜救直升机前往现场,救援搜索机搭载对海监视雷达,快速锁定飞行员位置,撒下染色剂和救援物品后,搜救直升机抛下绳索救起2名飞行员。救援搜索机从出发到发现飞行员,仅用时36分钟;搜救直升机从到达到完成救援任务,只用时31分钟,充分证明了“喷气式飞机+直升机”搭配作业方案的可行性。

  此外,为增加飞行员落水后的生存率,国外一些企业还研制出航空生命救生系统,该系统随飞行员一同弹射落水后,可自动释放救生船、驱鲨剂和染色剂,并配备呼救电台和雷达波发射器等装置,尽可能延长飞行员在恶劣的海洋环境下的生存时间,增加被己方人员发现的概率。

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