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[摘 要]随着我国航空行业的快速发展，救援直升机作为通用航空非常重要的组成部分也发展的越来越快。基于此，文章先对我国新时期空中救援需求进行了分析，然后介绍了机载综合急救单元隔振性能仿真与优化，最后总结了救援直升机基础设施完善措施。
[关键词]救援直升机；优化；分析
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0376-01
引言
我国是一个自然灾害比较频繁的国家，而各种地震、泥石流、暴雨等自然灾害都会给国家和人民的生命和财产造成较大的损失。在发生自然灾害之后，对于一些车辆出入不方便的山区或其他地域，必须应用直升机进行救援，而且直升机具有速度快、受地理空间限制少、方便等优点，可以及时侦查灾区的情况、运送物资、医护人员及伤员，因此，优化救援直升机具有重大的现实意义。
1新時期空中救援需求分析
我国是地域广阔、地形复杂且人口众多的国家，在2008年的汶川地震和南方雪灾中就已经看到了我国空中救援的发展还是比较滞后，而在如今海运快速发展以及自然灾害、事故频发的新时期，我国的空中救援体制和技术只有不断加快发展脚步，不断进行优化才能满足空中救援的切实需求。据国家统计局2016年交通事故统计显示，我国平均每天发生近570次交通事故，死亡人数约160人，这给国家和人民造成巨大经济损失。所以，救援直升机成为了亟需发展的重点目标。根据救助飞行队近十年所接救助险情统计，夜间险情占所有险情的80%。由于无法实施夜间救援往往错过最佳救援时机，造成遇险者丧失生命，所以夜间空中救援也是现代救援的瓶颈。在海空立体大救援中，待救人员众多，为了节省遇险人员转运时间提高救助效率，直升机着舰技术也有待研究。除此之外，突发的大型灾难也时有发生，比如地震、洪水、山火等灾害还推动着空中救援从海上和陆地两方面均衡发展。
2机载综合急救单元隔振性能仿真与优化
通常救援直升机的机载综合急救单元主要被应用于危重伤员的紧急救治。直升机在飞行过程中容易受外界交变气动载荷和发动机旋转载荷激励产生振动的影响，而使伤病员和急救设备受到颠簸或，从而影响伤员救治效率。所以，我们必须对机载综合急救单元隔振性能进行优化。
救护直升机机载综合急救单元的动态响应特性由隔振系统的刚度、阻尼、外界激励和预载荷所决定。单元结构对称，质量分布均匀，单个隔振器预载荷基本一致，急救单元自身结构刚度远大于隔振器刚度，计算时可将单元简化为集中质量，建立隔振系统的单自由度动力学模型如图1所示。该系统的动力学微分方程为：
式中m为机载综合急救单元质量，k为隔振系统总刚度，c为隔振系统粘性阻尼系数，Ff=6Ff′。设u=y-ys，化简后为：
通过引入中间变量u1=du/dt进行降阶处理，转换成1阶微分方程组为：
方程经过上述变换后，采用4阶5级精度龙格——库塔法，对机载综合急救单元垂向加速度响应进行求解，然后以降低机载综合急救单元垂向响应加速度均方根值为控制目标，定义隔振效率：
式中ψy为垂向响应加速度均方根值，ψys为输入加速度均方根值，si为摩擦阻尼配置方案（对应15组不同的拟合系数），i为方案编号，i=1，2....15。可以看出机载综合急救单元隔振效率为与隔振器摩擦阻尼配置相关的组合优化问题，优化过程转换为在设计空间Ω={s1，s2，si...s15}中寻求si使得系统隔振效率η（si）达到最大，即系统垂向响应加速度均方根值ψy最小。通过Matlab编程计算得出各摩擦阻尼配置方案下系统的隔振效率η（s1）最大为78.755%，从响应功率谱密度结构成分上看（如图2），直升机前4阶通过频率下的大峰值明显削弱，在人体较为敏感的（0—80Hz）频段范围内振动能量有明显衰减。
3救援直升机基础设施完善措施
3.1加大直升机起降平台和陆基导航设施建设
根据不完全统计可知截至到2016年底我国拥有通用航空机场约400个，而适合直升机的起降平台和助航设施还比较缺乏。城市高楼林立、高速路沿线和山区地形复杂扥原因也加大了直升机救援的难度。所以，建立直升机起降平台和有效助航设施能够为空中救援提供最大便利。
3.2发展夜间空中救援训练和夜航搜救
目前国际上已经解决了夜航救援的难题，美国、英国、中国香港以及台湾地区已经较好的完成夜间空中救援，而国内在夜航搜救能力方面还有待提升。随着国家低空开放以及航运、渔业的发展，对夜航空中救援的呼声越来越高，所以救助飞行队应加快夜间空中救援训练，早日实现夜间直升机救援以确保人民生命财产的安全。
3.3发展救援直升机着舰技术
该技术主要被应用于遇险人数较多的大型海空立体救援和海上石油平台救援，在大型海难中由于遇险人数众多，而且海况复杂，所以直升机着舰技术显得非常重要。直升机着舰可以有效减少绞车吊运循环次数，快捷、有效的实施遇险人员中转，赢得更多的救援时间。所以，发展直升机着舰技术对大型海空立体救援具有非常重要的意义。
3.4对公路、山地空中救援进行探索
山地救援主要是失联人员搜寻、受困人员解救、伤者救援、物资补给等。公路、山地空中救援的难度主要体现在：救助现场障碍物多、天气多变影响直升机飞行，以及公路设计时未考虑空中救援因素。另外，对于伤病者救援还需要配备具有临床经验的外科医生，医护人员应该经常参与直升机空中救援训练。
结束语
总而言之，随着我国综合国力的快速提升，我国国民的安全意识也在不断增强，直升机救援也面临着事故、自然灾害频频发生的重大挑战。所以，相关研究人员还需要对救援直升机进行深入研究，不断优化直升机的各项性能，提升我国的空中救援实力，提高空中救援效率，为我国人民的生命财产提供有效的保障。
参考文献：
[1]陈东升.新形势下空中救援探索[J].中国西部科技，2015，14（06）：118-119.
[2]魏硕.考虑航线交叉的救援直升机起飞时序规划方法[J].中国科技投资，2017（3）.
[关键词]救援直升机；优化；分析
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0376-01
引言
我国是一个自然灾害比较频繁的国家，而各种地震、泥石流、暴雨等自然灾害都会给国家和人民的生命和财产造成较大的损失。在发生自然灾害之后，对于一些车辆出入不方便的山区或其他地域，必须应用直升机进行救援，而且直升机具有速度快、受地理空间限制少、方便等优点，可以及时侦查灾区的情况、运送物资、医护人员及伤员，因此，优化救援直升机具有重大的现实意义。
1新時期空中救援需求分析
我国是地域广阔、地形复杂且人口众多的国家，在2008年的汶川地震和南方雪灾中就已经看到了我国空中救援的发展还是比较滞后，而在如今海运快速发展以及自然灾害、事故频发的新时期，我国的空中救援体制和技术只有不断加快发展脚步，不断进行优化才能满足空中救援的切实需求。据国家统计局2016年交通事故统计显示，我国平均每天发生近570次交通事故，死亡人数约160人，这给国家和人民造成巨大经济损失。所以，救援直升机成为了亟需发展的重点目标。根据救助飞行队近十年所接救助险情统计，夜间险情占所有险情的80%。由于无法实施夜间救援往往错过最佳救援时机，造成遇险者丧失生命，所以夜间空中救援也是现代救援的瓶颈。在海空立体大救援中，待救人员众多，为了节省遇险人员转运时间提高救助效率，直升机着舰技术也有待研究。除此之外，突发的大型灾难也时有发生，比如地震、洪水、山火等灾害还推动着空中救援从海上和陆地两方面均衡发展。
2机载综合急救单元隔振性能仿真与优化
通常救援直升机的机载综合急救单元主要被应用于危重伤员的紧急救治。直升机在飞行过程中容易受外界交变气动载荷和发动机旋转载荷激励产生振动的影响，而使伤病员和急救设备受到颠簸或，从而影响伤员救治效率。所以，我们必须对机载综合急救单元隔振性能进行优化。
救护直升机机载综合急救单元的动态响应特性由隔振系统的刚度、阻尼、外界激励和预载荷所决定。单元结构对称，质量分布均匀，单个隔振器预载荷基本一致，急救单元自身结构刚度远大于隔振器刚度，计算时可将单元简化为集中质量，建立隔振系统的单自由度动力学模型如图1所示。该系统的动力学微分方程为：
式中m为机载综合急救单元质量，k为隔振系统总刚度，c为隔振系统粘性阻尼系数，Ff=6Ff′。设u=y-ys，化简后为：
通过引入中间变量u1=du/dt进行降阶处理，转换成1阶微分方程组为：
方程经过上述变换后，采用4阶5级精度龙格——库塔法，对机载综合急救单元垂向加速度响应进行求解，然后以降低机载综合急救单元垂向响应加速度均方根值为控制目标，定义隔振效率：
式中ψy为垂向响应加速度均方根值，ψys为输入加速度均方根值，si为摩擦阻尼配置方案（对应15组不同的拟合系数），i为方案编号，i=1，2....15。可以看出机载综合急救单元隔振效率为与隔振器摩擦阻尼配置相关的组合优化问题，优化过程转换为在设计空间Ω={s1，s2，si...s15}中寻求si使得系统隔振效率η（si）达到最大，即系统垂向响应加速度均方根值ψy最小。通过Matlab编程计算得出各摩擦阻尼配置方案下系统的隔振效率η（s1）最大为78.755%，从响应功率谱密度结构成分上看（如图2），直升机前4阶通过频率下的大峰值明显削弱，在人体较为敏感的（0—80Hz）频段范围内振动能量有明显衰减。
3救援直升机基础设施完善措施
3.1加大直升机起降平台和陆基导航设施建设
根据不完全统计可知截至到2016年底我国拥有通用航空机场约400个，而适合直升机的起降平台和助航设施还比较缺乏。城市高楼林立、高速路沿线和山区地形复杂扥原因也加大了直升机救援的难度。所以，建立直升机起降平台和有效助航设施能够为空中救援提供最大便利。
3.2发展夜间空中救援训练和夜航搜救
目前国际上已经解决了夜航救援的难题，美国、英国、中国香港以及台湾地区已经较好的完成夜间空中救援，而国内在夜航搜救能力方面还有待提升。随着国家低空开放以及航运、渔业的发展，对夜航空中救援的呼声越来越高，所以救助飞行队应加快夜间空中救援训练，早日实现夜间直升机救援以确保人民生命财产的安全。
3.3发展救援直升机着舰技术
该技术主要被应用于遇险人数较多的大型海空立体救援和海上石油平台救援，在大型海难中由于遇险人数众多，而且海况复杂，所以直升机着舰技术显得非常重要。直升机着舰可以有效减少绞车吊运循环次数，快捷、有效的实施遇险人员中转，赢得更多的救援时间。所以，发展直升机着舰技术对大型海空立体救援具有非常重要的意义。
3.4对公路、山地空中救援进行探索
山地救援主要是失联人员搜寻、受困人员解救、伤者救援、物资补给等。公路、山地空中救援的难度主要体现在：救助现场障碍物多、天气多变影响直升机飞行，以及公路设计时未考虑空中救援因素。另外，对于伤病者救援还需要配备具有临床经验的外科医生，医护人员应该经常参与直升机空中救援训练。
结束语
总而言之，随着我国综合国力的快速提升，我国国民的安全意识也在不断增强，直升机救援也面临着事故、自然灾害频频发生的重大挑战。所以，相关研究人员还需要对救援直升机进行深入研究，不断优化直升机的各项性能，提升我国的空中救援实力，提高空中救援效率，为我国人民的生命财产提供有效的保障。
参考文献：
[1]陈东升.新形势下空中救援探索[J].中国西部科技，2015，14（06）：118-119.
[2]魏硕.考虑航线交叉的救援直升机起飞时序规划方法[J].中国科技投资，2017（3）.