潜艇救援技术的发展

自潜艇诞生之日起，人们就进行着对潜艇救援技术的思考。

随着潜艇技术的不断完善，各国海军都更加注重对潜艇救援技术与措施的研究。

潜艇失事会造成严重的装备及人员损失。

据统计，第二次世界大战（简称二战）后世界上仅核潜艇沉没的恶性事故就达17起，造成了600多名艇员丧生，海洋环境也受到严重威胁。

据公开资料，二战后潜艇非战斗沉没事故90多起，另外还有个别事故因保密需要并不为外界所知[1]。

若考虑这一因素，实际数字应大于上述数字。

因此，世界各国都极力避免潜艇失事的发生，并一直投入大量人力和物力进行潜艇救援技术与方法的研究。

1早期潜艇救援技术的发展潜艇的出现可以追溯到美国独立战争时期，但潜艇作为一种水下作战武器被大规模应用是在第一次世界大战（简称一战）时期。

那时，还不存在潜艇救援艇。

由于技术的限制，艇员只能从失事的潜艇中自救，因而逃生率很低。

至一战结束后，潜艇已成为一种极大影响国家安全的战略性武器，救生技术也得到了一定提高。

此时的艇员可依靠自带的呼吸装置从失事潜艇中逃生。

尽管在战争年代中潜艇的制造水平已有很大进步，但用于对失事潜艇人员进行救援的装置还未开始发展。

1925年9月23日，美国的S-51潜艇失事，33人死亡，1927年11月17日，美国的S-4潜艇遇难，34人罹难。

潜艇的相继失事使美国在潜艇救援工作上走出了第一步。

世界上第一艘潜艇救援船出现在美国海军中，在这种船上配备了用于救援的救援钟。

1939年3月23日美国海军潜艇“斯夸勒思”号在汉普郡的朴次茅斯失事。

美海军用潜艇救援钟成功救出33人（艇上共59人）。

在当时来说，这已是一个不小的成绩。

“斯夸勒思”号的许多艇员得以生还得益于美国较早地开始了对失事潜艇救援措施的研究。

2二战后潜艇救援技术的发展二战后的和平时期里，潜艇及其艇员所面临的危险并不比战争时期小。

据数据显示，在20世纪早期的和平年代里，大约有170多起潜艇失事。

而冷战则是水下对抗的紧张时期，美苏在大洋深处都部署了核动力快速攻击潜艇以及弹道导弹潜艇。

与此同时，为保卫本国海岸不受侵略，其他国家的海军也陆续开始建造和部署高级的常规动力潜艇，因此潜艇失事的数量也相应提高。

在和平时期潜艇救援工作依然有着重要的意义。

冷战时期是潜艇救援技术快速发展的时代，“自身救援”成为当时一种主要救援方式。

而“自由上浮”则是被广泛应用的一种自救技术。

自由上浮技术于20世纪50年代首次在英国海军中得以应用，之后许多国家的海军也开始应用这种技术，现在仍然有很多国家为海军配备先进的设备用来对自由上浮技术进行试验以及对艇员进行训练。

尽管自由上浮技术可使艇员从失事潜艇中迅速逃离，但该技术还有许多不足之处。

目前，使用自由上浮的自救只适合在深度不超过180m的水下进行；另外，当艇员受伤时也不能实施自由上浮；再者，即使使用该技术成功上浮到水面后的艇员也存在有暴露在敌方监视下的危险。

为此，世界上许多国家的海军已经设计了用于提高艇员在上浮后生存率的夹克和漂浮工具。

自由上浮是一种简单的潜艇艇员救生方法，为了提高援救的成功率，仍然需要救生钟和其他救援工具。

1962年英国海军首次采用快速漂浮救援技术。

1965年采用此法，脱险训练塔模拟脱险深度到过191m，这是当前实验室模拟快速漂浮脱险的最深纪录[2]。

1970年采用该方法，海底脱险深度达到183m，创造了快速漂浮脱险技术在海底脱险的最深纪录[3]。

目前，美、法、荷兰和希腊等国相继引进了这一技术。

我国海军从20世纪70年代开始着手快速漂浮脱险方法和医学保障的研究，经过多次模拟和现场实验，自行研制的快速漂浮脱险装具（28-Ⅱ型）已经列装使用，新型潜艇已经安装快速调压舱，近年已从英国进口部分MK-10快速漂浮脱险装具，快速漂浮脱险必将成为我国海军潜艇的常规脱险方法。

具体实施快速漂浮脱险时，为避免发生减压病，需要以潜艇舱室内保持在常压条件为前提，这是快速漂浮脱险技术存在的一个明显缺陷。

这一缺陷已成为快速漂浮脱险在实际应用中遇到的最大障碍[4]。

经饱和暴露后，快速上浮脱险前预吸纯氧实验早在1999年，Blogg等[5]用山羊模型进行研究，发现在高压下暴露24h后，预吸纯氧1h以后再分别进行240m和150m的模拟脱险，减压病的发病率降低。

多普勒（Kima-Masural方法）所测得的静脉内气泡数量也显著减少[5-6]。

在随后的研究中，他们考察了预吸纯氧对血液中内皮素（endothelin-1，ET-1）水平的影响，山羊经9m饱和暴露24h，预吸纯氧1h后再进行150m的模拟脱险。

结果发现，预吸氧可以使减压后ET-1的水平显著高于吸空气组和正常组，这可能与高压氧的缩血管作用有关。

同时作者推测吸空气组的ET-1水平高于正常组可能是由于血管内产生的气泡对内皮细胞作用的结果[7]。

此后，他们又进行了在更大深度下饱和暴露的研究。

山羊在23.5m（0.33MPa）下饱和暴露24h，然后阶段性减压至15m，再预吸纯氧2h，随后进行快速上浮。

结果表明，与未吸氧组相比，减压病的发病率和病死率都显著降低。

但同时作者指出，在实际应用中，长时间（2h）的吸氧可能使氧气供应不足，因此需要进一步确定达到预防效果的最短吸氧时间[8]。

美国海军医学中心用猪做模型进行了研究，在0.28MPa（相当于18m深度）下饱和暴露22h后，分别预吸：空气2h，空气1h+纯氧1h，或纯氧2h，再进行快速上浮（深度同饱和暴露深度，速度为9m/min）。

结果发现，预吸氧可以完全消除减压病所致的死亡，Ⅱ型减压病的发病率也显著下降，由对照的85％下降为8％（预吸氧1h）和0％（预吸氧2h），皮肤大理石样斑纹和腹水也随吸氧而减轻，2潜艇救援技术的发展彭兆云，徐佳骏，陶恒沂，徐伟刚（第二军医大学潜水医学教研室，上海200433）【提要】潜艇救援技术始于第一次世界大战后，潜艇脱险大致有3种方法：单人、集体、单人与集体结合。

本文论述了潜艇救援技术在各时期的发展。

【关键词】潜艇；救生；快速漂浮文章编号：1009-5519（2012）07-1040-02中图法分类号：R278文献标识码：A通讯作者：徐伟刚（E-mail：wgxu@）。

现代医药卫生2012年4月15日第28卷第7期J Mod Med Health，April15，2012，Vol.28，No.7个吸氧组的肺充血发病率相似[9]。

Ⅱ型减压病与血管内气泡的数量和分布情况高度相关。

随后，他们又考察了更短时间（15min和45min）吸氧的作用，结果表明，在0.28MPa（相当于18m深度）下饱和暴露22h后，预吸氧45min，也可以消除快速上浮所致的Ⅱ型减压病。

即使吸氧时间仅为15min，Ⅱ型减压病的发病率也可由对照的73％显著地下降到8％。

皮肤大理石样斑纹也显著减少。

而且，病理学检查证实未出现减压病症状的动物也未出现肺组织异常，表明无肺型氧中毒。

美国威斯康星州大学的研究人员使用绵羊模型也进行了类似的研究。

动物在18m深度下饱和暴露24h后，分别预吸：88％~92％的氧气15min，1h或2h，再进行快速上浮（深度同饱和暴露深度，速度为9m/min）。

结果发现，减压后所有动物均出现肢体症状和窒息，1只还出现了中枢神经系统减压病症状，1只死于窒息。

但是与只吸空气进行快速上浮减压相比，病死率显著下降[10]。

对数回归分析表明，预吸氧每增加1h，生存概率将增加25倍[11]。

在同样的饱和暴露和快速上浮脱险条件下，他们还采用磁共振成像技术研究了中枢神经系统减压病。

结果表明，预吸氧3h可使动物全部存活，个别动物出现肢体症状和呼吸系统减压病，而对照组全部死亡。

在吸氧的动物中未发现脊髓中有局灶性梗死。

但是增强的自旋-自旋弛缓时间（T2）信号强度显示在白质内有斑片区，表明预吸氧3h可以显著减小神经系统减压病的严重程度。

此外，美国海军还研究了在0.5MPa 下经饱和暴露后，预吸氧加速减压的问题。

猪在0.5MPa（相当于40m深度）下饱和暴露22h后，先快速减压至26m（9m/min），然后仍旧吸空气进行阶段减压至18m（历时13.5h）。

在18m处吸纯度大于90％的氧气1h，再吸氧气快速上浮至常压（9m/min），总减压时间为14.75h。

结果发现，所有动物均存活，无明显减压病或严重氧中毒症状。

1只动物有腹胀，还有1只出现轻度的呼吸急促（>40次/分），同时伴有少量的泡沫性痰，但未出现呼吸窘迫，为轻度肺型氧中毒。

与美国海军现有的饱和条件下紧急减压方案相比，研究所用的方案使时间减少了50％，且没有呼吸、循环和神经系统减压病[12]。

在此基础上，他们又对上述情况下的肺型氧中毒问题进行了专门研究。

猪在0.5MPa（相当于40m深度）下饱和暴露22h后，先快速减压至26m，然后仍旧吸空气进行阶段减压至14m（历时大于21h）。

从14m处吸纯氧进行阶段减压，直至常压。

对照组始终呼吸空气。

两种处理的UPTD值分别为3880和1380。

结果发现所有处理的动物均无皮肤和心肺系统减压病，吸空气组步态正常，而吸氧组动物的步态有轻微的不良改变。

作者认为，此研究中所用的吸氧方案并没有显示出很好的预防减压病的作用，相反还有轻微的加重作用。

同时，吸氧对与炎性反应相关的细胞因子的基因表达也没有特别的影响[13]。

3当前世界潜艇救援的技术深潜救生艇20世纪70年代，英国、美国和瑞典的海军为提高救援艇的工作能力。

都引进了可以独立于母舰之外进行救援工作的救援艇。

这些救援艇与救援舱不同，不必通过链绳与母舰相连，在水下活动完全自由。

主要有3种：英国的LR-7救援艇、美国的DSRV 救援艇、瑞典的URF救援艇。

这些救援艇通过其母舰携带的压力舱可在短时间内解救失事潜艇内的人员，但是这些工具也存在不足之处。

4功能强大的无人遥控潜水器ROVROV是一种通过遥控操作的无人潜水器，而潜艇救援艇则通过人在水下进行操作。

由于是无人操作，ROV可以完成大量困难的任务，也被称为“水下机器人”。

ROV能够在多种水下环境完成多种水下任务，是潜艇救援的得力工具，但也具有航速慢、机动性差等固有缺点。

因此，在紧急情况下其作用的发挥会大受影响。

即便如此，各国对ROV的发展都十分关注。

目前英国、挪威、瑞典等国家ROV的发展水平较高，我国虽起步较晚，但也相当重视对ROV的进一步研究制造。

中国在第2次北极考察中就首次使用ROV进行了水下测量任务[14]。

对失事潜艇的救援工作能否成功，直接关系到潜艇艇员的生命安全。

随着科技水平的不断进步和完善，潜艇救援技术的不断发展，相信更多的潜艇艇员能够化险为夷、重获新生。

参考文献[1]吴懿鸣，杨本坤.如何组织失事潜艇救援工作[J].现代军事，2003，29（11）：59-61．[2]曹福成，胡山林.非战时潜艇失事及救援[J].国防科技工业，2003，12（6）：10-14．[3]Barnard EE.Submarine escape from600feet（183metres）[J].Proc R SocMed，1971，64（12）：1271-1273.[4]Conkin J.Decompression sickness after air break in prebreathe describedwith a survival model[J].Aviat Space Environ Med，2011，82（6）：589-598.[5]Blogg SL，Loveman GA，Seddon FM，et al.Magnetic resonance imagingand neuropathology findings in the goat nervous system following hyper-baric exposures[J].Eur Neurol，2004，52（1）：18-28.[6]Blogg SL，Gennser M，Loveman GA，et al.The effect of breathing hyper-oxic gas during simulated submarine escape on venous gas emboli and de-compression illness[J].Undersea Hyperb Med，2003，30（3）：163-174. [7]Jurd KM，Thacker JC，Seddon FM，et al.The effect of pre-dive exercisetiming，intensity and mode on post-decompression venous emboli[J].Diving Hyperb Med，2011，41（4）：183-188.[8]Gennser M，Blogg SL.Venous gas emboli in goats after simulated subma-rine escape from290msw breathing air or hyperoxic gas[J].Aviat Space Environ Med，2009，80（11）：927-932.[9]Mahon RT，Dainer HM，Gibellato MG，et al.Short oxygen prebreathe pe-riods reduce or prevent severe decompression sickness in a70kg swine saturation model[J].J Appl Physiol，2009，106（4）：1459-1463.[10]Sobakin AS，Wilson MA,Lehner CE,et al.Oxygen pre-breathing decreasesd ysbaric diseases in UW sheep undergoing hyperbaric exposure[J].UnderseaHyperb Med，2008，35（1）：61-67.[11]Conkin J.Decompression sickness after air break in prebreathe describedwith a survival model[J].Aviat Space Environ Med，2011，82（6）：589-598.[12]Dainer H，Nelson J，Brass K，et al.Short oxygen prebreathing and intra-venous perfluorocarbon emulsion reduces morbidity and mortality in a s wine saturation model of decompression sickness[J].J Appl Physiol，2007，102（3）：1099-1104.[13]Malkevich N，McCarron RM，Mahon RT.The effect of saturation decom-pression using oxygen on swine rna[J].Aviat Space Environ Med，2010，81（1）：15-21.[14]Lam K，Shin PK，Bradbeer R，et al.Baseline data of subtropical coral com-munities in Hoi Ha Wan Marine Park，Hong Kong，obtained by an under-water remote operated vehicle（ROV）[J].Mar Pollut Bull，2007，54（1）：107-112.（收稿日期：2011-12-09）（本文编辑：苏畅）·1041·。