潛艇遇難如何逃生?人們從煤礦中找靈感,為之頭痛了100年

此前印度尼西亞「南咖拉」號(KRI Nanggala 402)潛艇事故引起了全世界的關注,并成為21世紀潛艇安全問題的新焦點。

KRI Nanggala 402

在經歷幾天的搜索后,人們得到了沮喪的答案——潛艇已經碎為三截,躺在838米深的水底。根據機器人拍攝的畫面,潛艇所配的MK11逃生服已經被取出,但艇員沒有時間使用它們。

聯想起2000年8月發生在俄羅斯「庫爾斯克」號潛艇事故,那次事件有118名水兵魂歸巴倫支海,甚至許多人一度還在沉沒的潛艇中發出了活動信號,但人們依然沒能拯救他們。

潛艇能承受一定深度的壓力。如果潛艇沉到承受力之上,稱為擠壓深度,它的船體將在壓力下崩壞。

世界上有潛艇事故中成功逃生的案例麼?當然有,潛艇逃生救援的歷史,與潛艇本身的歷史一樣漫長。

雖然潛艇大部分時間都在深海作業,但它們更容易在淺水區(由于海試、潛水和浮出水面、在港口附近打開艙口過渡等)發生事故,在淺水區存在自救和救撈的可能;戰爭中受創沉沒的潛艇比比皆是,遭遇深水炸彈后無法上浮是普遍現象。

一旦發生水下事故,潛艇無法使用,無法返回水面,該怎麼辦?

這種情況下有兩種選擇:

1.通過潛艇的逃生裝置(逃生服、逃生艙)進行脫離。

2.使用外部的輔助救援幫助逃離,從潛艇中安全脫困。

Dräge的逃生設備

最早的逃生系統出現在1910年左右,起源于德國Dräger制造礦難呼吸器。他們使用的是一種蘇打石灰藥筒,能吸附大量的二氧化碳,清潔呼吸的空氣。畢竟礦工在礦井中遇險后,遭遇的狀況與潛艇非常相似。

1911年1月17日,德國U3潛艇在基爾港沉沒。其中一艘壓載艙意外進水,30個人被困在船上。

1924年德國售往蘇聯的Dräger逃生呼吸器

得益于Dräger自1905年以來開發的空氣凈化技術,27名船員們依靠Dragers 1907蘇打石灰罐生存到浮吊機將潛艇半吊離水面,只有被封在圍殼里的3個官兵遇難。這是人類第一次通過輔助設備成功在沉沒潛艇中逃生。

當時幾種不同的呼吸器

隨后英、美都基于礦難產品和潛水設備,開發出了自己的潛艇逃生設備。但不同于德國人那種傻憋氣的方法,英國人第一個開發出「自我逃生裝置」。

戴維斯水下逃生裝置

英國1929年開發出了「DSEA」設備,即戴維斯式水下逃生器(Davis Submerged Escape Apparatus)。它是由羅伯特·戴維斯爵士在1910年發明的,經過一段時間的進步發展后被英國皇家海軍采用。

蒙森肺

美國海軍中尉查爾斯·鮑爾斯·蒙森(Charles Bowers Momsen)開發了「蒙森肺」(Momsen lung)水下應急呼吸器,這種可穿戴式呼吸逃生裝置被廣泛運用于二戰前后,在1957年才被淘汰。這段時間里,美軍潛艇兵使用「蒙森肺」進行水下30米的逃生訓練是慣例。

蒙森肺的訓練

除了「蒙森肺」,蒙森后來還開發了專用救援艙,他是潛艇救生的先驅。而刺激他研發設備的原因是1925年S-51潛艇和1927年S-4潛艇事故中痛苦窒息的同僚——海軍沒有任何手段拯救他們。

蒙森為了「蒙森肺」專門進行了反復的測試,他不斷試驗從60米的水深用「蒙森肺」上浮,由此得到了美國海軍的認同。

「蒙森肺」其實并不好用,實際使用中它造成了不少缺氧、肺破裂、二氧化碳中毒和溺水事故,水兵們明知離不開它,卻又視這東西為「不吉利」,往往將之放在看不見的地方。

Tang的悲劇

1944年10月24日,美國海軍潛艇「唐」(Tang)號被魚雷擊中,沉入55米深度,艇艉進水嚴重,73人死亡,13人用「蒙森肺」逃走,9個人活了下來,逃生裝置還是起到了作用。

早期的戴維斯專利逃生裝置

英國的「DSEA」裝置也一直被潛艇兵們質疑,但直到二戰結束的1946年,皇家海軍在進行過對比統計后才發現,使用了「DSEA」的人與沒使用的人在存活率上沒有差異,這才趕緊將之換成了「free ascent」設備,美國人也繼續開發出了「Steinke Hood」裝置。

1963年的Steinke Hood裝置

實際上,并不是「DSEA」真的不管用,而是苛刻的逃生環境讓它們難以被成功運用。

潛艇事故發生后,艇內除了氧氣不足外,往往還伴隨著失明、寒冷、集體焦慮、破裂持續進水等問題,水兵們很難快速的找到并利用逃生設備上浮逃生。

僅僅是打開艙門或魚雷發射管,就需要等待水全部淹沒一切,平衡壓力后方能做到,這非常可怕。而逃出艙外并上浮的過程更加驚險,上浮過快,會受到強烈的減壓病影響,很容易死亡。上浮過慢,人根本沒有力氣支撐到那一刻。

這個頭盔是鋁的

沉沒的潛艇有時候還根本搞不清沉沒的具體深度,錯誤估計深度后,焦急的逃生反倒會造成全員死亡。比如估計水深為50米,實際卻是150米。

逃上海面后如何生存也是個嚴肅的問題,不少成功脫出的案例中,海浪最終還是吞噬了大部分船員,畢竟潛艇無法像軍艦那樣拋下救生圈和救生筏。

總之,依靠乘員自我脫險,只能算是個100%死亡和死亡99%的問題,英國人承認,「DSEA」最大的意義在于穩定軍心,它告訴艇員你們還有生存的希望。

1950年,英國的「好戰號」(Truculent (P315))潛艇與一艘商船相撞沉沒,72名船員全部成功浮出水面,但只有15人幸免于難。

蘇聯人的逃生艙設計非常絕妙,但并不好用

1989年4月7日,核動力潛艇「共青團」號(Комсомолец К-278)上發生火災,大火形成了高濃度的一氧化碳,船員利用充氣逃生裝置和應急逃生艙逃離,但最終逃生艙只活了1個人。

充氣逃生裝置則很難在緊急沉沒時良好使用,許多人都溺死在冰冷的水中(僅4人死于火災),潛艇最后沉入1700多米深海,69名船員中有42人遇難,其中34名浮上水面的船員死于體溫過低、心力衰竭或溺水。

英國人后來開發出了SEIE逃生系統(Submarine Escape and Immersion Equipment),它可以在185米左右的水深讓船員脫離,裝置包羅了全身套裝和一人用救生筏,并帶有呼吸面罩和加溫設備。

目前許多國家海軍的逃生系統都是SEIE的仿制品或概念仿制品,「南咖拉」號所謂的「逃生服」,很有可能就是這種裝備,然而他們依然沒有機會使用,深度都超800了,而那艘潛艇的擠壓極限也就280米。

除了艇員自救,最好的辦法還是通過外部救援來解救被困潛艇——假使它還有機會獲救的話。

如美軍1963年的的核潛艇「長尾鯊號」(Thresher SSN-593)悲劇,這艘潛艇在下潛時發生事故,潛深急速下跌,引發機艙大量進水,最后沉到了2560米的海底,化為碎片,129人無一幸免。

深探到的長尾鯊號殘骸

當時長尾鯊進行的是實驗潛水,因此旁邊陪伴了專業的潛艇救援船「云雀」號,還帶有SRC潛水鐘,但它只能援助259米的潛艇,對2560米實在是無能為力。長尾鯊到不了2560米,在超過396米的「擠壓深度」后,它就會逐漸被水壓捏碎。

Thresher (SSN 593)的墓碑

「云雀」救援船的深潛裝備也存在發展歷程,直到1939年5月,世界各國海軍都認為沒有辦法拯救被困水底的潛艇。

1927年12月17日,美國海岸警衛隊驅逐艦保爾丁號(Paulding)撞沉了浮出水面的S-4號潛艇,當時人們唯一能做的就是用艘打撈船將潛艇掛住。

s-4的指揮塔

隨后潛水員下潛,通過扳手敲打外殼的方法,成功得到了6名船員的回應。但因為惡劣的海況和條件限制,人們沒有辦法拖走和拉起潛艇,更害怕將之扯碎。

打不開,撈不起的S-4潛艇,活生生的把人憋死

于是人們眼睜睜看著時間過去,在第60小時時,還存活的艇員在內壁絕望地敲出了「還有希望嗎?」的信碼,潛水員只能無奈地回敲:「NO」。

最終S-4的40個船員全部死亡。

查爾斯·鮑爾斯·蒙森

這件事刺激了研究「莫森肺」的查爾斯·鮑爾斯·蒙森,他和艾倫·麥肯(Allan McCann)一起設計了最早的潛艇營救艙(SRC),也就是后世常用的「潛水鐘」。

美國海軍進行過實驗,在259米深的水里,可以用一個打撈船將救援潛水鐘送到遇難潛艇上,然后救出幸存者。

1939年5月,美國海軍用一個SRC從沉沒的「白斑角鯊」(USS Squalus)號潛艇上救出了33名幸存者,為潛水器救援的世界首例。

名為Falcon (ASR-2)的潛水鐘,它是SRC的一部分

直到今天,SRC仍然是重要的海軍潛艇救援設備,它簡單、高效可靠,卻也體現出人們深潛救援水平的貧乏。

1900年至1930年間,美國海軍因意外沉沒損失了8艘潛艇,只活下來84個人,能活著主要靠的是運氣和智慧。

S-5潛艇想辦法撅起了一個屁股尖

比如1920年8月30日的S-5潛艇遇難事件,船員們沉得不深,但無法發送信號,也沒法確定水深,于是人們想辦法把船尾搞浮了起來,附近的漁船看到這麼個「倒栽蔥」,及時幫他們獲得了空氣,然后人們給潛艇鉆了個洞,38個人得以幸存。

DSRV

1963年核潛艇「長尾鯊」號出事以后,美國海軍意識到潛艇的作業深度超出了救援設備的能力范圍,于是設計制造了DSRV(deep-undmergence rescue vehicles)深海救援器「神秘號」和「阿瓦隆號」。

它們自1977年正式投入使用,一直運行到21世紀。

掛上潛艇的DSRV

DSRV外層采用了玻璃鋼外殼和三個高強度鋼球構成的耐壓外殼,操作員在前球艙,而中球艙和后球艙則可以各容納一名救援人員和12名幸存者。

人們可以用潛艇或救撈船將DSRV運到失事潛艇附近,然后它將降落并找到艙門進行對接,繼而將人救出來。

上飛機的DSRV

英國緊跟美國設計出與DSRV類似的LR5,但它不如美國貨靈活。美軍的理念是,可以通過C-5銀河運輸機,將DSRV快速的空投到需要的地方去,畢竟潛艇里的人可等不了多久。

美國海軍的SRDRS

進入21世紀以后,西方開始淘汰老舊的DSRV和LR5,由北約中的英、法、挪牽頭搞了個NSRS系統,美國也單獨開發了SRDRS潛艇救援潛水和調壓系統。

這些新的小型救援潛艇,可以同步負責偵查、救援,甚至還能同步負擔救援后的減壓艙功能。如美國的SRDRS,它也專門擁有個名叫「獵鷹」(Falcon)的營救艙。

日本的DSRV

今天的潛艇沉沒已經被當做國際人道主義救援的部分,專門有個國際潛艇逃生救援聯絡組織(ISMERLO),通過該組織給出的登錄名錄,潛艇遇難國可以快速尋求到能進行回應的國家,以及有哪些合用的裝備。許多潛艇國家也紛紛進行過海域的聯合搜救演習,以增強救援潛艇的能力和經驗。

不過呢,潛艇水下救援現在依然是個高端項目,并非隨便找個人就能玩得轉。

潛艇仍然是一種高風險的裝備,尤其在它們出事時,人們往往表現得很乏力,甚至眨眼間悲劇就釀成了。潛艇如何逃生?這需要的不僅僅是救援和逃生設備,可能還有更高層次的建造技術和概念。


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