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核潛艇遇事故如何實現自我拯救

2022-04-16 11:04秦政緯
科學24小時 2022年4期
關鍵詞:調壓脫險艇員

秦政緯

從渺遠的太空俯瞰地球,三分陸地七分海洋。在深藍且廣闊、未知而神秘的深海里,全球1000余艘常規潛艇、170余艘戰略核潛艇宛如“深海幽靈”,遍布在3.6億平方千米的廣闊海域里,并以其極佳的深海隱蔽性和強大的火力打擊能力,樹立起戰略威懾,昭示著凜凜雄威。

然而,也正是因為核潛艇在海洋中“霸主”級別的領域特性,使其在發生事故時極難被外界及時準確搜索救援。據悉,從20世紀中期以來,由于操縱錯誤、碰撞、掉深、火災及爆炸等原因,在全世界范圍內發生了400多起較大的潛艇事故,其中有170多艘潛艇尚未等來外界救援即宣告沉沒。至此,在核潛艇事故中如何“自救脫險”陸續被各國海軍提上研究議程。時至今日,已有多種措施可供核潛艇艇員極限逃生,完成自我拯救。

“緊急處突”助力潛艇自我拯救

在核潛艇事故中,最大的危險來源便是海洋深處巨大的海水壓力。目前,核潛艇的潛航深度一般為400至600米,按潛深500米、海水密度1.01×103千克/米3來計算,潛艇外部海水壓強約為4.9×106帕,而人體所能承受的最大壓強僅為4.5×105帕,尚不足深海水壓的十分之一。因此,在核潛艇“失事”之時,艇員首先要做的是立足現有條件“緊急處突”,挽救潛艇本身,利用核潛艇殼體的抗壓性進行上浮,完成核潛艇以及人員的自救。

核潛艇失事前期,往往會因不同緣由出現艇身負壓漏水。由于核潛艇的艙室并非對稱分布,故其任何艙室破損進水都將打破核潛艇整體的平衡性,從而導致核潛艇迅速改變深度直至碰撞海底而沉沒。此時,面對艇身漏水,首先要將事故艙門和主控艙門立即封閉,阻止水、火及毒氣蔓延進入其他艙室,同時啟動制氧系統保證艇員的正常呼吸。其次,要幫助核潛艇堵塞漏洞。若進水過多,則要向失事核潛艇輸送高壓氣體,用高壓氣體吹排位于艇身兩側的壓載水艙,強行將其中的水擠壓排出,使核潛艇重力減小,恢復上浮動力,緩慢依靠自身浮出水面,從而化解危機。

失事的印尼海軍“南伽拉”號潛艇

“爭分奪秒”把控脫險最佳時機

潛艇失事后,艇內的情況錯綜復雜,艇身損壞、負壓進水、儀器失靈、火災爆炸、輻射性物質擴散乃至動力喪失等諸多情況,往往都是相伴相隨,接踵而至。根據各國海軍經驗,在艇內高壓半浸水且已無法恢復核潛艇正浮力時,高壓、低溫、毒害氣體將時刻威脅到艇員的生命安全,此時,應果斷棄艇進行水下脫險。

極限逃生,分秒必爭。對于如何把控最佳時機,美國海軍就棄艇脫險的臨界條件進行了歸納,總結出現下述險情時應考慮棄艇逃生:一是進水或起火且無法控制;二是二氧化碳濃度接近6%,并仍在增高;三是氧氣濃度接近或低于13%;四是失事核潛艇內部的氣壓達到1.7個大氣壓之前,且救援不能有效進行時。此外,深度200米是目前失事核潛艇艇員能夠自主逃生的最大深度,艇員應在核潛艇掉深至200米之前完成逃生行動。

“多措并舉”實現艇員極限逃生

所謂“極限逃生”,即艇員想方設法在避免水壓、寒冷、窒息等傷害的前提下,由深海安全浮至海面的過程。具體來說,可視核潛艇損傷部位及情況,選擇以下幾種方式。

1.減壓上浮脫險法

所謂減壓上浮脫險,即艇員穿著出艇裝具,沿著直徑僅為533毫米、長度10~30米的魚雷發射管緩緩上升、逐站減壓,最終到達海面的過程。具體操作過程為:艇員在準備好呼吸器、救生服以及救生浮標等脫險裝具后,首先打開魚雷發射管后蓋,待2~3人進入后,關閉后蓋并開始注水,當注水至三分之二滿且確保所有人員均可利用救生服進行正常呼吸時,打開供氣閥向魚雷發射管供氣調壓,待內外壓力平衡后打開魚雷發射管外艙口,人員按照《潛水減壓表》規定的減壓時間,逐段停留等待減壓,確保吸入的高壓空氣中的氮氣等雜質氣體緩緩從身體組織回流血液—肺—體外,從而避免突然減壓在體內產生致命氮氣氣泡,造成“減壓病”。

這種方式適用于艇殼破損、艇員已暴露于高壓環境的情況下,其理論脫險深度為100~200米,實際成功紀錄是60米。脫險過程中艇員要面對密閉、黑暗、充滿水的高壓環境,危險性較大。目前,我國海軍軍醫大學已經借助VR技術開發了一套經魚雷發射管進行潛艇脫險的虛擬仿真訓練系統,艇員借此可在無生命危險的條件下進行模擬訓練。

魚雷管逃生

2.自由上浮脫險法

1946年,英國海軍在分析研究二次大戰前后32艘失事潛艇艇員脫險資料時發現,在脫險成功的總人數中有三分之二是不用任何裝具成功脫險的。他們所采用的方法被命名為“自由上浮脫險法”。自由上浮脫險,即艇員不戴呼吸器經魚雷發射管或單人快速調壓脫險艙迅速調壓,然后憑借人體的自然浮力或附加具有浮力的物件(如浮力圍肩)離艇,在水中不停留快速浮到海面的過程。脫險的主要步驟為:脫險艇員在艙內作數次深呼吸,進入脫險裝置內,迅速調壓、離艇。在上升過程中,艇員不斷地呼出多余氣體,使體內外的壓力始終平衡,靠自身的正浮力升到水面。

這種脫險方法較簡單易行,但受屏氣時間限制,適合于核潛艇突然進水、深度不大、來不及著裝等情況下采用,適用深度不得大于90米。

3.快速上浮脫險法

快速上浮脫險法,即艇員穿著脫險服,在特設的脫險筒內快速調壓,不經減壓快速浮出水面的過程。具體操作過程為:艇員在艙內穿好帶有頭罩充氣系統的快速上浮脫險服,打開脫險筒下蓋進入筒內,將脫險服上的快速充氣接頭插入脫險筒的快速充氣插座上,關閉下蓋。隨后,向脫險筒內注水并留有一定空間形成氣墊,脫險筒和脫險服同步充氣。當筒內壓力等于舷外壓力時,迅速打開脫險筒上蓋,依靠脫險服貯氣囊及頭罩中的空氣浮力快速上浮。

快速上浮脫險法被國際公認為是最先進的脫險方法。1970年,英國皇家海軍就曾創造了183米快速上浮脫險的紀錄,并在世界多國推廣應用。該方法適合于核潛艇艇內尚為常壓,且艇員經過系統培訓時采用。目前快速上浮脫險的最高紀錄為194.6米,是由我國海軍在2021年創造的。

4.漂浮逃生艙脫險法

漂浮逃生艙的構造類似于潛水鐘,平時安裝在潛艇的指揮塔中,通過機械連鎖裝置與潛艇相連,內部備有生命支援系統。較知名的有“德國IKL潛艇救生球”“俄羅斯應急救生艙”和“印度‘西舒瑪級潛艇逃生艙”。一旦潛艇失事,艇員可以進入該艙,解鎖連接裝置使其脫離潛艇圍殼、釋放大量壓縮氣體提供瞬間浮力,慢速浮出水面。

漂浮逃生艙脫險法一般用于艇員集體自救脫險。一個漂浮逃生艙內能容納20~30名艇員。但核潛艇上搭載的逃生艙數量極其有限,俄羅斯的“臺風”級核潛艇上也僅搭載了2個此類逃生艙,其最大逃生深度為200米。

就核潛艇這座移動的“深海堡壘”而言,一旦擁有了較為完備的自救系統,即代表著人類在偌大的海洋中真正擁有了生存的一席之地。隨著科技的不斷發展,高質效的防護裝置、救生設備和脫險方案將不斷問世,我們有理由相信,那一天并不遙遠。

戰略核潛艇

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