无人直升机在应急救援领域中的应用

潘涛

中国直升机设计研究所

近年来，应急救援领域对无人直升机的需求越来越强烈。本文分别介绍无人直升机在灾情侦察与勘测、应急物质运送、搜寻救助、应急通信中继等场景中的应用，为相关单位执行应急救援任务提供参考。

应急救援是国家应急救援体系的重要工作。在国家和军队有关部门的支持和推动下，我国应急救援装备体系建设取得很大进展，应急救援装备产业和应急救援力量初具规模，基础保障设施布局不断优化。航空应急救援装备体系以直升机为主，固定翼飞机为辅，同时对无人机的需求日益增长。

无人直升机具有独特的飞行能力、机动性高、无人员伤亡、生存力强、无须要跑道、使用方便等特点，可以执行某些航空器无法完成的任务，近年来在众多领域广泛应用，特别是应急救援领域。因此，国内外正在加快无人直升机在应急救援领域中的发展速度。

应急救援无人直升机的能力

应急救援无人直升机具有以下能力，可广泛应用于应急救援领域。它能够快速到达事发现场，承担目标影像采集、通信中继、搜寻救助、物资投送等任务。

（1）垂直起降能力

应急救援无人直升机不须要专用跑道和起降辅助设施，可在复杂地形、恶劣环境、人迹罕至、高原等地区快速起降。

（2）自动化功能

应急救援无人直升机具备一键自主起降、按预设航线自动飞行，不须要操控员持续控制，可长时间执行枯燥乏味、肮脏、危险的任务。

（3）悬停和低速飞行能力

应急救援无人直升机可在空中持续悬停，采集定点目标的信息，并能以较低的飞行速度在指定区域进行长时间目标搜索。

（4）载重能力

应急救援无人直升机可同时搭载光电/红外设备、通信中继设备、应急物资、搜救设备等任务载荷，全天候长时间执行任务。

典型应用场景

自然灾害、事故灾难、公共安全突发事件通常会导致道路阻断、公网瘫痪，并伴随恶劣天气。无人直升机可在复杂天气条件下飞行，搭建空中应急通信基站，为灾区提供通信保障，搜索受困人员，快速投送应急食品和药品，同时对受灾区域进行高精度测绘，为灾情侦察、灾后评估提供实时而准确的信息。

灾情侦察与勘测

下面阐述无人直升机搭载光电/红外吊舱等设备，执行灾情侦察与勘测任务的流程。

（1）操作人员为无人直升机系统加注燃油，以满足续航要求。

（2）无人直升机自主垂直起飞。

（3）无人直升机转入斜爬升飞行状态，根据任务需求爬升至飞行高度。

（4）到达飞行高度后，无人直升机按预设航线进入受灾地区。

（5）无人直升机在操控员控制下进入任务高度。

（6）无人直升机到达任务高度后低速飞行，并对灾区进行侦察与勘测。

（7）无人直升机将获取的灾情信息实时传输至后方地面指挥中心，为灾情评估、指挥决策提供信息支持。

（8）无人直升机完成侦察与勘测任务后，爬升至飞行高度并返航。

应急物质运送

图1 无人直升机勘测影像图。左图为灾区高清影像图，右图为灾区局部影像图。

图2 无人直升机灾情侦察与勘测应用场景。

无人直升机采用空运、空投等手段，搭载投送装置，携带救护支援物资并实现定点精准投送，解决被困人员物资缺乏问题。应急物质运送任务剖面如下所述。

（1）操作人员在指定区域展开无人直升机系统，安装光电/红外吊舱、投送装置以及应急物资等，并为无人直升机加注燃油，以满足续航要求。

（2）无人直升机自主垂直起飞。

（3）无人直升机转入斜爬升飞行状态，根据任务需求爬升至飞行高度。

（4）无人直升机到达飞行高度后，按预设航线进入受灾地区。

（5）无人直升机在操控员控制下进入任务高度。

（6）无人直升机定点悬停，机载光电/红外吊舱对投放区域进行侦察，采用伞降方式向受灾区域空投物资。

（7）远程应急物质运送：操控员对无人直升机的飞行任务进行远程控制。无人直升机携带应急物质到达任务高度后低速飞行，对降落区域进行侦察，选择合适区域降落后将应急物质放置在降落点。

（8）无人直升机完成应急物质运送后，爬升至飞行高度并返航。

搜寻救助

（1）海上搜寻救助

无人直升机携带光电/红外吊舱、应急救援装备、机载船舶自动识别系统（AIS）以及机载甚高频无线通信设备（VHF），执行海上应急搜寻和目标定位、应急现场支持、救援装备抛投等任务。具体任务剖面如下所述。

①操作人员在指定区域展开无人直升机系统，安装光电/红外吊舱、应急救援装备、机载船舶自动识别系统以及机载甚高频无线通信设备等任务载荷，并为无人直升机加注燃油，以满足续航要求。

②无人直升机自主垂直起飞。

③无人直升机转入斜爬升飞行状态，根据任务需求爬升至飞行高度。

④无人直升机到达飞行高度后，按预设航线进入遇险区域。

⑤无人直升机在操控员控制下进入任务高度。

⑥应急搜寻和目标定位任务：无人直升机低速飞行，对遇险区域开展搜索。当搜索到遇险人员时，无人直升机利用机载定位装置对遇险人员进行定位，并将人员遇险的位置实时传输至指挥中心。

⑦应急现场支持作业：无人直升机到达任务高度后，根据目标位置，进入盘旋状态，实时拍摄遇险现场状况，并将现场影像实时传输至地面指挥中心，为应急决策提供信息。同时，无人直升机利用机载甚高频无线通信设备、喊话器进行现场指挥和协调。

⑧搜救物资抛投：无人直升机到达任务高度，根据目标位置，进入悬停状态，利用投放装置将救生衣、水上应急示位标、缆绳等物资投放给被困人员。

⑨完成搜寻救助任务后，无人直升机爬升至飞行高度并返航。

（2）陆地搜寻救助

在道路阻断、低能见度天气等恶劣条件下，无人直升机携带光电/红外吊舱、探照灯、喊话器等设备，全天时执行大范围失踪人员搜索、不间断跨区域搜索、救援目标定位等任务。具体任务剖面如下所述。

①操作人员在指定区域展开无人直升机系统，安装光电/红外吊舱、探照灯、喊话器等设备，并为无人直升机加注燃油，以满足续航要求。

图3 无人直升机应急物资运送应用场景。

图4 无人直升机搜寻救助应用场景。

②无人直升机自主垂直起飞。

③无人直升机转入斜爬升飞行状态，根据任务需求爬升至飞行高度。

④无人直升机到达飞行高度后，按预设航线进入遇险区域。

⑤无人直升机在操控员控制下进入任务高度。

⑥应急搜索和目标定位：无人直升机低速飞行，对遇险区域开展搜索，当搜索到遇险人员时，利用机载定位装置进行目标定位，并将遇险人员的位置实时传输至后方指挥中心。

图5 无人直升机应急通信中继应用场景。

⑦应急现场支持：无人直升机到达任务高度，根据目标位置，进入盘旋状态，实时拍摄遇险现场状况，并将遇险影像实时传输给后方地面指挥中心，为应急决策提供信息，同时利用喊话器进行现场指挥和协调。

⑧应急物资抛投：无人直升机到达任务高度，根据目标位置，进入悬停状态，利用投放装置将应急救援物资投放给被困人员。

⑨完成陆地搜寻救助任务后，无人直升机爬升至巡航高度并返航。

应急通信中继

无人直升机搭载通信中继设备，飞行至任务区后进入定点悬停或盘旋状态。作为空中通信节点，无人直升机有效拓宽了任务区域的通信信号覆盖范围，并减少通信盲区。具体任务剖面如下所述。

（1）操作人员在指定区域展开无人直升机系统，安装机载通信中继设备等任务载荷，并为无人直升机加注燃油，以满足续航要求。

（2）无人直升机自主垂直起飞或通过人员操控垂直起飞。

（3）无人直升机转入斜爬升飞行状态，根据任务需求爬升至飞行高度。

（4）到达飞行高度后，无人直升机按预设航线进入任务区。

（5）无人直升机在操控员控制下进入任务高度。

（6）到达任务高度后，无人直升机进入盘旋状态或指定飞行状态，为受灾区域搭建通信专网或为公网提供应急通信中继保障。

（7）无人直升机完成应急通信中继任务后，爬升至飞行高度并返航。

随着我国积极推进应急管理体系和能力的建设，无人直升机将在应急通信中继、搜寻救助、应急物资投送、灾情评估等场景中发挥关键作用，逐步成为一种重要应急救援装备。 ■