救援潛水與復壓系統(SRDRS)

(上與下)美國海軍2000年代服役的潛艦救援潛水與復壓系統(SRDRS),此為隼號(Falcon)加壓救援模組
(PRM),是一種纜線繫留式的遙控水下載具,一次能搭載16名遇難潛艦的生還人員,最大作業深度約610m。
載具下方的球型物體是與失事潛艦逃生座對接的艙口,能調整適應失事潛艦的角度,
最多能與傾斜60度的失事潛艦對接。


隼號載具的前身──主承包商OceanWorks先前為澳洲海軍製造的REMORA潛艦救援載具,是全世界
世界上第一種遙控、臍帶繫留的潛艦救援載具(RORV)

在2011年,美國海軍SRDRS部署在一艘民間海洋作業船(OSV)流星號(HOS Shooting Star )
在西班牙外海參與勇敢君主(Bold Monarch 2011)多國潛艦救援演習。可以看到船尾收放系統(LARS)
正在施放隼號PRM。

(上與下)配合隼號PRM的收放系統(LARS),是一種A型吊車。


掛在LARS上的隼號PRM

SRDRS可以安裝到任何符合規範的民間機遇船(OOV)上,例如照片中的海洋作業船(OSV)
的後甲板;船尾黃色的收放系統(LARS)掛著準號PRM。還有各種集裝箱模塊,包括指揮控制
模塊、電力模塊等。

隼號PRM的運用示意圖:PRM底下的接口可以適應失事潛艦的傾斜角度,最多能與
傾斜60度的失事潛艦的艙口對接;而PRM艙內可容納至多16名遇難潛艦生還人員。
2011年勇敢君主(Bold Monarch 2011)多國潛艦救援演習中,與準號PRM的救援艙口對接的
俄羅斯參演潛艦:基洛級潛艦阿羅沙號(Alrosa B-781)。
──By Captain Picard
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潛艦救援潛水與復壓系統(SRDRS) 為了取代1970年代服役、在2008年完全除役的兩艘神秘級(Mystic class)深海救救援載具(Deep Submergence Rescue Vehicle,DSRV),美國海軍在2000年代發展潛艦救援潛水與復壓系統(Submarine Rescue Diving and Recompression System,SRDRS)。SRDRS的主承包商是加拿大溫哥華的海洋工程(OceanWorks; Vancouver, Canada),是全球8家通過認證執行深海潛艦救援領域認證工作( Deep Submergence Systems Scope of Certification Work)的民間機構之一。從2007年交付SRDRS起,OceanWorks與美國海軍密切合作,持續支持美國海軍水下救援司令部(Undersea Rescue Command,URC)和海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)的相關活動。 OceanWorks是為澳洲海軍製造澳洲潛艦救援載具(ASRV)雷莫拉(REMORA)的原廠製造商(OEM)與設計者,該載具在1995年投入澳洲海軍服役。OceanWorks以REMORA為基礎參與美國海軍SRDRS的PRMS隼號(PRMS Falcon)的競爭,並獲選為首選方案。 REMORA是世界上第一種遙控、臍帶繫留的潛艦救援載具(Remotely Operated Rescue Vehicle,RORV),也是第一種配備OceanWorks 專利鉸接式對接裙艙(articulating mating skirt)的載具。REMORA重達16.5噸,可容納7名人員,包括一名操作/隨艇人員及6名失事潛艦上的生還者。REMORA能在3節的海流速度下,在超過500公尺的深度作業,並能與傾斜角度高達60度的失事潛艦的艙口進行對接。 REMORA可實施潛艦救援與高達5 Bar(即5個大氣壓)的加壓轉移作業(Transfer Under Pressures,TUP),加壓轉移是對接(mating)至一座藉由短管(spool pieces)連接至TUP加壓轉移艙來實現。REMORA與作業母船之間由一條鎧裝(armoured electro-fibre)電纜/光纖臍帶纜線(electro-fibre optic umbilical)連結,臍帶含電力與控制信號,為載具上兩部75馬力的液壓動力單元(HPU)供應電力。 不同於以往無纜線(可自由游動)的救援潛艇如DSRV,REMORA首創將有纜線的遙控潛水器(ROV)技術導入潛艦救援領域。透過臍帶纜線與母船的連接,實現了載具在水下作業期間與水面團隊保持實時、清晰、持續且可靠的雙向語音、影像、導航等資料與生命維持系統;而由於電力隨時由母船供應,因此可不間斷在水下持續作業,不像以前的無纜線救援潛艇電力耗盡後就得上浮返回母船充電(以往DSRV每次充電就要花費2小時)。 SRDRS是一整套涵蓋定位(localization)、水下作業介入(underwater intervention)、救援、壓力管理(pressure management)及水面支持的系統,主要分為三大次系統:先進水下工作系統(Advanced Underwater Work Systems,AUWS)、具救援能力的潛艦救援系統(Submarine Rescue System-Rescue Capable System,SRS-RCS)以及潛艦減壓救援系統(Submarine Rescue System-Submarine Decompression System,SRS-SDS),爾後人員工作的AUWS被使用遙控載具的評估/水下作業系統(Assessment/Underwater Work System,AUWS)取代。其他附屬裝備包括施放/回收系統(Launch And Recover System,LARS)、發電機、供氧等輔助設備等等,總重183公噸。 SRDRS主要次系統分別是: 1.先進水下工作系統(Advanced Underwater Work Systems,AUWS):主要是給潛水人員使用的HARDSUIT 2000大氣潛水系統(Atmospheric Diving System,ADS2000),是一種常壓(one-atmosphere)作業的潛水裝。穿著ADS2000的潛水人員在潛艦出事水域進行水下作業, 尋找失事潛艦、評估狀況以及以及清除逃生艙口附近的殘骸,確保後續PRM載具能順利對接。 不過日後美國海軍改用水下機器人來進行搜索失事潛艦以及狀況評估任務,並改稱評估/水下作業系統(Assessment/Underwater Work System,縮寫仍為AUWS)。 2.評估/水下作業系統(Assessment/Underwater Work System,AUWS):取代先前的潛水人員作業,主體是水下作業的遙控載具(Remotely Operated Vehicle,ROV),在實施救援前作業,透過聲納與燈光、攝影機等設備,在水下搜索與標定失事潛艦(Disabled Submarine,DISSUB)、評估失事潛艦狀況,以及在其救援座(rescue seat,救援對接口)周圍進行相關作業,最大作業深度約2000英尺(610m)。 3.具救援能力的潛艦救援系統(Submarine Rescue System-Rescue Capable System,SRS-RCS):主體是隼號(Falcon)加壓救援模組(Pressurized Rescue Module,PRM),是一艘用來對接失事潛艦並撤離潛艦人員的深海作業載具,由纜線繫留、在作業船上的人員遙控操作。PRM長約15m,寬2.4m,深2.4m,救援能力涵蓋180至2000英尺的海水深度(即54.9至609.6 公尺),大致對應於數個西方潛艦救援系統的610公尺救援深度標準,每趟可載運2名隨艇醫護/作業人員與16 名被救援的潛艦人員。PRM下方設有一個與遇難潛艦對接艙,與標準北約(NATO)潛艦的救援座進行對接;此一對接艙可調整角度,即使失事潛艦傾斜角度高達60度(坐底)仍可對接,並能在潛艦內部壓力達到5 個絕對大氣壓(ATA)時進行作業。 以往神秘級DSRV是可以獨立在水下航行運作的小潛艇,擁有自己的電池,在水下自由行動,但每次執行水下作業週期之間,需要在母艦上花費2小時充電。 而SRDRS的隼號PRM則是通過臍帶(umbilical,包含氧氣供應、信號纜線等)與母船保持聯繫,所需的電力和氧氣隨時由母船供應,可以保持不間斷作業,並透過臍帶與母船保持同步而清晰的通信、影像資料傳輸。 不過比起作業深度與搭載能力,DSRV還是比隼號PRM更勝一籌。DSRV每趟可以搭載24名遇難潛艦的倖存人員,高於PRM的16人; 而DSRV作業深度高達1500公尺,遠超過美國海軍潛艦可以存活的深度(因此外界都懷疑DSRV還負責執行其他機敏海床任務),而PRM的作業深度610m 則大致相當於美國海軍作戰潛艦的最大潛航深度。
OOceanWorks公司的潛艦減壓系統(SDS)示意圖,是在準號PRM回收後與 減壓艙對接,進行減壓作業。 4.潛艦減壓救援系統(Submarine Rescue System-Submarine Decompression System,SRS-SDS):是一個可攜行的加減壓艙,PRM上浮回收時後與SDS艙對接,在保持加壓的情況下進行轉移(Transfer-Under-Pressure,TUP),用來為從潛艦上救起的人員進行高壓氧治療(Hyperbaric Oxygen Therapy,HBOT);這項功能非常重要,因為遇難潛艦可能因艙室進水或其他損害,導致艦上倖存水密艙室的空氣被加壓;而已經暴露於高壓環境一段時間的遇難潛艦船員若直接返回常壓(1 ATA),將面臨潛水夫病(decompression sickness)的風險,因此需要透過TUP艙進行逐步減壓。SRS-SDS可提供壓力高達6個絕對大氣壓(ATA)的復壓(recompression)與減壓(decompression)治療,可容納62 人。
SRDRS的施放/回收系統(LARS),是一種A型吊車,此時上面掛載著PRM
用來將SRDRS各裝備固定在搭載船隻甲板上的船艦介面模板組(SITS) 5.其他週邊設備:包括一套施放/回收系統(Launch And Recover System,LARS)來收放ADS2000人員潛水裝(或日後AUWS無人遙控載具)與PRM,集裝箱化的控制系統模組,連結PRM的臍帶纜繩系統(umbilical winch system),以及附屬的發電機、供氧等輔助支持(auxiliary support)設備, 輕型繫泊系統(Light Weight Mooring System)和用於AUWS無人載具的側視聲納(Side-Looking Sonar)等。而為了將這些裝備安裝救援船的作業甲板上,還有配套的船艦介面模板組(Ship Interface Template Sets ,SITS);SITS是一種經過認證的結構介面,在SRDRS經由空運、海運或陸運運抵裝載港口的同時,安裝於預先認證的機遇船(VOO)或專用艦艇上,從而縮短系統的「首位救難者抵達時間」(TTFR)。 SRDRS計畫分為三階段採辦,逐步交付潛艦救援與醫療器材。第一階段是先進潛水裝置2000(Atmospheric Dive System ,ADS2000)在2006年交付,是一種常壓(one-atmosphere)作業的人員潛水裝,使穿著的人員能在水下作業,尋找失事潛艦以及清除逃生艙口附近的殘骸確保能順利對接。第二階段是交付包含隼號PRM的潛艦救援系統(SRS-RCS);而第三階段則是交付潛艦減壓救援系統(SRS-SDS),排訂在2012年底交付,實際上在2019年才形成初始作業能力(IOC)。 以PRM每趟載運16名失事潛艦人員的能量,意味著若要撤離100名潛艦人員,至少需要進行七趟作業。因此,載具在救援過程的施放、回收、水下航行、對接(mating)以及人員轉移等週期所花的時間,載具與最大潛水深度指標幾乎同等重要。 不像先前神秘級DSRV基本上只能由預先選定、經過改裝的美軍核潛艦搭載到作業水域,SRDRS是種飛航快部署系統(fly-away system),能迅速安裝在不同的大型軍事船隻,或者是臨時徵召的民間機遇船(Vessel Of Opportunity,VOO)上,只要船隻承載能力與作業甲板空間足夠且具備適合的施放/回收系統(LARS)即可。最初SRDRS設計上是配合美國海軍輔助艦隊拖船(Auxiliary Fleet Tug, T-ATF),但實際上整套SRDRS可用空運以及陸地卡車載運,全球部署到最靠近失事潛艦位置的港口,然後裝上在當地徵用適合的機遇船如海岸補給船(Offshore Supply Vessel,OSV)、錨纜處理拖船(Anchor Handling Tug)、海岸駁船等,前往潛艦失事水域進行搜索。 美國海軍潛艦救援任務概觀 在SRDRS的運作架構下,美國海軍的潛艦救援任務架構維持著24/7/365全天候的潛艦救援準備(rescue readiness),但對於不同的突發狀況對有不同的時間表。例如,美國潛艦的海試支援(sea trials)是將首次救援抵達時間(Time to First Rescue,TTFR,從通報失事到第一次救援抵達失事潛艦)設定在72小時,而這是預期事件;而對全球的未預期應變(unplanned worldwide response),美國海軍現有潛艦救援與潛水復壓系統(SRDRS)的TTFR時程是通報後96小時(4天)。同樣地,當美國或合作國家的全球救援系統因維護、演習或其他任務而無法使用時,聯合國際應變預計也在 96 小時內完成。救援裝備必須經過準備、運抵機場、裝載至戰略運輸機、飛往合適的機場、卸載、移至海港、安裝於徵用的機遇船(VOO)上、航行至事故現場。隨後的天氣、海況、水深以及潛艦在海底的傾斜角度,都可能進一步延誤對接與撤離工作。 在潛艦救援行動展開之前,還必須先尋找失事潛艦(DISSUB)、取得聯繫並進行穩定控制。美軍的潛艦遇難處置程序會隨著狀況演變——從對潛艦狀態的不確定,逐步發展到證實失聯或確認其位於海底位置,依次歷經 潛艦搜尋(SUBLOOK)、宣告潛艦失蹤(SUBMISS)至確認潛艦沉沒(SUBSUNK)等階段。整個作業流程涵蓋:搜尋與定位(search and localization)、通訊與損害評估(communications and damage assessment)、潛艦與船員的穩定控制(stabilization of the submarine and crew),最後是逃生或救援(escape or rescue)。其中,穩定控制可能需要使用遙控系統清理潛艦救援座附近的殘骸,並在對接進入失事潛艦後先提供二氧化碳吸收裝備、氧氣、飲用水、食物及醫療物資,穩住局面並與確保倖存潛艦人員的維生。在救援資產尚於運輸和組裝階段時,這些行動能有效延長船員的生存時間。因此,早在救援載具抵達潛艦之前,救援任務就已經展開了。 在2020年9月10日,國際海洋工程(Oceaneering International)獲得美國海軍價值1億5670萬美元合約來維運SRDRS系統,包括保持潛艦救援備便(submarine rescue readiness)以及相關的工程、後勤、維修、訓練、認證、全球支持,合約到2026年6月30日截止。 |
次世代潛艦救援系統(NGSRS)
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在2026年1月20至21日,美國海軍針對明次世代潛艦救援系統(NextGen Submarine Rescue System,NGSRS),在華盛頓召反向開業界日(Reverse Industry Day),聽取業界意見,出席的海軍官員包括攻擊潛艦項目執行軍官(Program Executive Officer for Attack Submarines)強納桑.盧克爾少將(Rear Admiral Jonathan Rucker)、海上系統司令部(Naval Sea Systems Command,NAVSEA)水下特種任務系統項目辦公室(Undersea Special Mission Systems Program Office,代號PMS390)主管麥可.麥克格隆上校(Captain Michael McGlone)以及關於潛艦救援、新技術發展的主管等。2026年9月2日,PMS390辦公室進一步在華盛頓召開業界日(Industry Day),對應邀業界廠商說明次NGSRS的需求。
NGSRS希望尋求一種具模組化架構的深海救援系統,取代現有的潛艦救援潛水與復壓系統(SRDRS)。相較於現役SRDRS系統,美國海軍希望NGSRS能盡可能減少裝備的佔用足跡(footprint)、重量與複雜度,能減低空運部署所需的承載需求,並且盡可能增加能配合部署的商業船隻的選項。此外,NGSRS一大重點,是希望從通報到首位救難者抵達時間(Time
to First Rescue,TTFR)能在72小時以內 PMS390希望廠商方案能廣泛應用現成商規產品、服務與零組件,具備低維修需求、高可靠度與高冗餘性(redundancy)、低壽命週期程本等;這意味著NGSRS將改變現有大量依靠特殊裝備與承包商服務的模式。 NGSRS一大重點需求,是將更多壓力管理功能整合至救援載具本身,以降低整體體積重量;先前SRDRS中,潛水救援的PRM載具與SRS-SDS減壓艙是分開的。PMS390仍期望新一代救援載具維持對艙內大氣壓高達5 ATA的失事潛艦(DISSUB)實施救援,不過如果將救援需求降低至3 ATA 能顯著縮減載具尺寸與運輸重量的話,也會考慮該方案。此外,當救援載具位於機遇船(VOO,即臨時徵用的支援船隻)上或抵達碼頭後,必須能在載具內部利用空氣(air)或受控氧氣(regulated oxygen)進行減壓。同時,必須規劃便攜式緊急高壓艙(Portable emergency hyperbaric chambers),用於需要轉運接受治療的危急重傷傷患。以上需求構成了直接的工程取捨,因為載具耐壓殼體體積、供氧設備、環境控制系統以及減壓空間都會增加體積重量,但載具同時卻必須盡可能縮小、易於運輸。因此,美國海軍努力在壓力管理能力、醫療容量以及攸關戰略機動性的重量及尺寸之間取得平衡。 在整個全球潛艦救援流程中,救援裝備必須經過準備、運抵機場、裝載至戰略運輸機、飛往合適的機場、卸載、移至海港、安裝於徵用的機遇船(VOO)上、航行至事故現場。隨後的天氣、海況、水深以及潛艦在海底的傾斜角度,都可能進一步延誤對接與撤離工作。這段作業流程說明了為何減少飛機裝載量在作業調度上至關重要。每減少一架次所需的空運趟數不單只是降低運輸成本,更能夠直接消除一整套完整的裝貨、飛行、卸貨與陸運流程時間,降低了因單一飛機延誤而導致整個救援系統無法運作的風險——尤其是當各個特定用途模組在執行第一趟救援任務前存在互相依賴的關係時。
因此,PMS390 期望整套系統能透過合理數量的商業貨機進行運輸,同時保持與美國空軍C-17全球霸王 III(Globemaster
III)或同級軍用運輸機的相容性。引進商業運輸能擴大潛在的空中運輸資源池,避免在危機時期完全依賴可能肩負其他更關鍵任務的美國空軍戰略運輸機。此外,與現有的救援體系相比,海軍亦明確尋求大幅減少部署所需的空運架次。 未來的潛艦救援需求包括:無需遇難潛艦人員手動操作即可自動傳送潛艦位置、在潛艦失去電力後仍能保持運作的即時水下通訊系統等。此外,相關項目還涵蓋受訓人員在加壓(pressurized)與未加壓狀(unpressurized)態下的逃生選項,以及在美軍潛艦的最大下潛作業深度與惡劣海況下,進行大範圍的海底搜尋、辨識與檢查能力。 除了搜尋之外,所需的搜尋資產/能力亦需具備從海床回收物件的能力。為了縮短從「潛艦失蹤」(SUBMISS)至「確定位置」之間的時間間隔上,機器人、無人與自主水下載具(AUV)具關鍵作用,特別是失事潛艦最後已知位置(last known position )所對應的搜尋區域相當廣闊時。這套相同的架構同時旨在提升與澳英美聯盟(AUKUS )合作夥伴及其他潛艦救援組織的交互操作性(Interoperability);如此,美軍的救援載具、感測器、通訊設備、飛機與水面船艦便能與盟軍資產協同作業,使多國聯合的潛艦失蹤搜救應變更為迅速。 美國海軍潛艦救援體制對全球部署與救援能力非常重視;這是因為美國海軍核潛艦向來就是全球部署,自2000年以來紀錄到的9起美軍潛艦碰撞或擱淺事件中,8 起事故位於美國領海之外。若將救援能力過度集中於單一美國海軍基地附近,顯然無法對應美國潛艦實際作業以及過往事故的分佈狀況。 NGSRS未來的規劃考量了三種方案:依賴國際救援夥伴、採用單一改良型的美國系統,或是部署多套美國系統。其中,完全依賴國際潛艦逃生與救援協調辦公室(International Submarine Escape and Rescue Liaison Office,ISMERLO)合作夥伴被列為最不理想的方案;而長期目標則傾向於擁有至少兩套美國本土的救援能力,在美國東岸與西岸至少各部署一套。透過同時建立東岸與西岸系統,不僅能提供備援( redundancy),更能縮短前往不同作戰區域的部署距離。 除了美國之外,美國盟邦的主要由法國、挪威與英國共同營運的「北約潛艦救援系統」(NATO Submarine Rescue System,NSRS),能在610公尺深度下撤離遇難潛艦人員,並配備可處理72 人的加壓轉移(Transfer Under Pressure,TUP)設備。然而,部署整套系統需要動用約350噸的裝備(幾乎是美國SRDRS的兩倍)、27 輛卡車及多架飛機。在2026年9月 日進行的「飛魚」(Flying Fish)演習期間,北約系統的潛艦救援載具( Submarine Rescue Vehicle,SRV)利用模擬C-17A運輸機內部尺寸與貨物配置的裝載模擬器進行了驗證;重型支援裝備則針對 A400M 運輸機的配置進行測試,這也是A400M首次用於NSRS的運輸規劃。因此,美國的NGSRS的核心目標並非僅僅追求救援深度,而是透過整合減壓功能、減少飛機載載量、縮減占用空間以及提高與機遇船(VOO)的相容性等,以進一步加快部署速率。 |