固定翼飞机海上搜救方法研究

摘要：随着我国海上遇险事件频发，固定翼飞机凭借高速、长续航、高巡航高度优势成为海上搜救关键力量。本文研究固定翼飞机海上搜救方法，分析了海况、天气等影响因素，探讨了三种搜索模式及适用场景。同时，梳理了雷达探测、光电探测及激光雷达技术手段的优势及实际应用。研究表明，需综合考量环境条件、目标特征等因素，灵活选择或组合搜索模式与技术手段，以提升搜救效率。

关键词： 固定翼飞机 搜救模式 技术手段

1  引言

据中国海上搜救中心发布的数据显示，2024年，全国各级海上搜救中心共组织、协调搜救行动1297次；派出飞机410架次；成功救援6861人，这一系列数据凸显了当前海上搜救任务的紧迫性，因此，深入分析和研究固定翼飞机海上搜救方法意义重大。

2  影响飞机海上搜救的主要因素

2.1  海况

海况对搜索目标的检测概率有着较大影响。白浪和泡沫条纹破坏了海面的均匀性，会大幅降低探测的有效性。波谷中的小目标易被遮蔽。此外，海上的漂浮物（如海藻、浮油）易与救生筏混肴。大风大浪下的视觉辅助工具效果受限。

2.2  天气因素

风、降水和能见度、雷暴、结冰等天气因素，在一定程度上决定着飞机海上搜救的成效。在大风和降水天气中，由于能见度降低，盐雾会沉积在飞机窗户上，导致视觉模糊，进而增加海上搜索难度。雷暴天气可能会干扰飞机电子设备，甚至击伤飞机。结冰条件下，飞机升力下降，阻力增加，从而降低搜索效率。

2.3  搜救飞机速度

低空搜救时，飞机速度会影响扫描宽度。角速度会导致：

a） 目标快速移出雷达视野，近距离目标成像模糊且曝光时间短。

b） 目标移出搜索者视野，限制识别响应时间。

c） 500英尺以下高速飞行加剧负面影响。

2.4  疲劳系数

观察员的搜索有效性受人数、经验、状态、位置及设备移动速度影响。搜索人员过度疲劳时，扫描宽度×0.9。

2.5  搜救飞机高度

搜救飞机高度依据目标特征、海况及气象条件（湍流、云底和能见度）确定。搜救飞机速度对应的最小高度如下：

a） 速度超过200节时，为2000英尺；

b） 速度在150-200节之间时，为1000英尺。

3  固定翼飞机搜索模式

固定翼飞机搜索模式的选择非常重要，需综合考虑多种因素。所选搜索模式应满足适用性、可行性、安全性等条件。

实际操作时，可使用一种搜索模式，也可在不同区域同时运用多种模式。大规模搜索时，避免中途变更模式。影响搜索模式选择的因素包括：定位精度、搜索区域特征、天气、导航条件、目标可探测性等，主要搜索模式如下：

3.1  平行航迹搜索

当目标位置不明确且搜索区域为大面积海域时，通常采用平行航迹搜索模式。可由单机或多机协同执行平行航迹，或分区搜索矩形区域。当飞机搜索时间和邻近交通允许时，可在边界外转弯。

3.2  扩展方形搜索

扩展方形搜索模式主要适用于当已知目标位于相对较小区域的情况。飞机从起始点开始，以方形轨迹进行搜索，每完成一个方形搜索后，逐渐扩大方形边长，向外扩展搜索范围。搜寻航线长度可以是5，或者按4、9、13、17等数值递增。为减少导航误差，第一条搜寻航线通常直接面向风。

在给定特定半径（R）和选定的实际航迹间距（S）时，可确定搜寻航线的数量（N）和总航迹距离（D），例如：如果R=10NM且实际S=2NM，则N=21且D=240NM。可通过将搜索时的可用有效时间乘以搜索速度来计算可用总航迹里程，据此判断合适的搜救飞机是否具备足够续航能力完成搜救任务[1]。

3.3  扇形搜索

当最后已知位置、喷溅点或基点在接近范围内且搜索区域较小时，扇形搜索模式最为有效，尤其适用于对风压影响较小的搜索目标。固定翼飞机从已知起始点出发，按照一定角度和半径，以扇形向外展开搜索。飞机不断调整飞行方向，逐渐扩大搜索范围，直到覆盖整个目标区域。[2]固定翼飞机的搜索半径通常为5-20海里，操作起来简单，导航精度较高，且中心附近航迹间距小。具体如图1所示。

4  固定翼飞机海上搜救常用技术手段

4.1  雷达探测技术

雷达是固定翼飞机海上搜救的重要设备。通过发射电磁波和接收反射波来探测海上目标。针对海上小目标，常使用高分辨率合成孔径雷达或逆合成孔径雷达探测。通常长脉冲用于远距离探测，短脉冲用于近距离探测。

国外如Hu-16飞机等固定翼飞机配备AN/APS-31A等雷达设备，通过定向天线发射脉冲，天线通过天线收发转换开关在设备的发射和接收电路之间来回切换，接收器检测和放大的接收信号显示在导航舱中的距离指示器上，指示器屏幕由距离标记校准，用于指示飞机和目标之间的距离。

4.2  光电探测技术

红外设备是一种电子成像系统，能够在白天、夜间及弱光条件下远距离观测目标。它通过检测目标与环境的温差成像，结合可见光与红外传感器的体温或其他目标的热源来探测落水人员。在夜间或低能见度环境下，可穿透浓雾、烟雾识别落水人员发出的热信号，显著提升搜救效率。

2024年，海上固定翼搜救飞机空中国王350ER在福州开展了海上落水人员搜救模拟演练。通过光电吊舱等设备精准定位海面目标，为后续救援提供关键信息。

4.3  激光探测技术

海上搜救时，许多小目标通常很难用当前传统的雷达系统探测到，荷兰的Gerard J. Kunz， Herman H.P.Th. Bekman等人开发了一个用于估算几何物体信号强度的模型，激光雷达可解决传统雷达对海上小目标（如直径15cm暗圆柱体）探测的局限性，实验表明， 1.06µm激光雷达能在10 km以上的距离探测漫反射系数为3%的小目标。

固定翼飞机搭载的激光雷达系统，具有高分辨率成像、快速数据采集及全天候作业能力，已用于国际海上搜救，如马航MH370大规模海域搜索。

5  结论

固定翼飞机用于执行海上搜救任务具有不可替代的优势，通过运用科学的搜索模式和先进的技术手段，能够大幅提升海上搜索效率，实际搜救时，应充分考虑当时的海况、目标信息、天气因素等，选择最合适的搜救方法，或综合运用多种搜救方法，以达到最佳搜救效果。此外，还应积极引入和应用这些新装备、新手段，进一步提高固定翼飞机海上遇险搜救的成功率。

参考文献

[1] Senior Sergeant Jim Whitehead， Queensland Police Service， National Search&Rescue Manual， 2023