兔子 Z-20 上使用的挽索
The following article is from Woo57 archived logs Author Woo57
随着兔子的新装备越来越多,很多新的技战术面临着训练和普及,经常看报道中某干部会对着镜头说 " 所有的一切都需要摸着石头过河 ....",其实很多技战术在外军已经应用超过 50 年之久了,所以很多技术性的问题只需要借鉴外军经验就能解决。
可能很多人对于 COD4 中,那个在核弹爆炸后 CH-46 中甩出机务人员的场景记忆深刻。(话说重制版和原版的动作并不一样)
我之前很长一段时间留意观察 Z-20 的报道,从央视之前谜一般的打码到现在完全开放的后舱内部,可以了解到目前军方对于直升机机舱的坠落保护还是一知半解。
先要解释一个误区,直升机正常飞行倾斜时人并不会掉出来,因为有离心力将人牢牢地压在座舱中,这有点像骑摩托或自行车拐弯时的感觉。当然,但由于其他的原因,人依然有可能从开门的机舱中意外掉出。此外,一般飞行状态时舱门都是关闭的,只有在接近目标区域时才会打开舱门,所以这进一步降低了坠落的风险。我在印象里只在微博的一个视频里看到过一次外军的一名载员从直升机中掉落并且被挽索拉住,但那个视频我找不到了。
问题 1,大挂钩
我在不同时期的新闻视频里都看到了 Z-20 里使用了大挂钩,这种工业用的大挂钩本来是用于连接大直径(30mm-60mm)的杆状锚点的,比如梯子或脚手架。
机舱内非常不适合使用这种大型锁扣,而且从新闻视频中能看到,他们在使用大挂钩时,有时连接自己的安全带,有时候连接机舱内锚点。这种大体积的锁扣很占用空间,而且更容易受到杠杆受力或误开的情况。特别是部分型号的大挂钩在连接小直径结构(比如自己的安全带连接点)或扁带时是非常容易误开的。可以看下面这个视频,
所以机舱内使用普通大小的锁扣即可,比如梨形或 O 形锁扣,钢制和铝合金材料的都可以。
问题 2,势能吸收器
在很多视频中能看到机舱内成员的挽索上有一段很粗的扁带,那个是势能吸收器。它的作用是吸收大坠落系数时的冲击力,详细可以看 ASAT 的这篇文章 但机舱里几乎不可能产生如此大的坠落冲击力,所以根本没必要使用势能吸收器,它反而会占用过多的体积和挽索的长度。
问题 3,伸缩型止坠挽索
上面的图片中能看到机务人员的挽索上有个红色的小桶,那个是伸缩织带的收纳桶,里面是发条弹簧能自动收回扁带。这种挽索在国内也叫速差器。例如下图:
这种应用其实挺好的,它能随机务人员的运动缩回织带,在突然坠落时能够锁定,这样就降低了坠落系数。虽然它的体积比较大,但适合机务人员。我看到两个视频中机务人员空投食品,还有拉起 fast rope 时,机务人员需要反复的移动。这里唯一的问题是这种速差器的实际故障率会比普通的挽索高很多,高频率使用的速差器经常会出现发条失效的情况,国内这种廉价的速差器的实际故障率可能会更高。按照一般国外厂商的要求,需要定期检查速差器。
问题 4,其他载员的止坠问题
从目前公开的视频资料中能看到虽然很多步兵载员穿戴了座式安全带,但并没有使用挽索进行止坠连接。很多人看到外军步兵经常会使用一种可延展的挽索(helo retention lanyard 或 tether), 有快开型的和普通连接型的。
感兴趣可以看看油管上这位老哥的视频,他展示了很多快开型挽索的使用。但我个人认为这种快开型的挽索被误开的几率也挺大,所以只适合战场风险比较大的机降环境。除了两端的锁扣外,这种挽索采用了高弹力皮筋 + 管式扁带的结构。它的最小断裂强度(MBS)需要至少达到 15kN,所以不要买淘宝的仿真产品,否则全村吃席。
关于坠落保护要搞懂三个概念:坠落限制性区域(fall restraint):防止你进入到坠落区域;止坠(fall arrest):发生坠落时进行止坠;工作定位(working position):在坠落环境下使用设备,并受力连接进行定位。
当然军事用途和传统的工业坠落保护并不一样,不需要遵守繁杂的保护过程。虽然严格按照厂商的 helo retention lanyard 名称,它的用途是防止你进入到坠落区域,但实际中由于机舱的位置原因,这种机用挽索很难做到限位的用途。它的长度一般在 50-120cm,连接到步兵的腰带或座式安全带的腹部挂点上,连接在腹部挂点也能方便人员掉出机舱后顺利爬回到机舱。不用太担心坠落冲击力的问题,首先机舱内的坠落系数很小,其次这种高弹力皮筋也能在一定程度上缓冲。需要注意的是根据直升机的实际挂点位置选择合适长度的挽索,载员在机舱边缘时,弹力挽索应该已经被刚好拉开一段距离最好,这样能让载员感受到挽索已经开始受力。
还有一些可调节挽索也非常好用,有扁带式的、动力绳的、DIY 抓结的,其实很多都是从攀岩设备中改进的,感兴趣可以看这两篇文章:和 ,我看到美国的一个厂商也确实使用了 Petzl 的可调节挽索设计了专用的直升机挽索。采用可调节挽索的优势是可以根据需要的长度进行调节,以降低坠落系数,并限制活动区域。
其实 Petzl 的这个可调节块在国内已经被大量仿制,军队角度没必要太考虑产品的专利问题,完全可以使用国产合格的可调节块,但挽索的整体强度应该大于 15kN。
问题 5,Z-20 的边缘扶手
从很多视频中能看到 Z-20 的机舱边缘扶手应该是采用了钢缆铰接的半软式扶手(而且前后不一样),看起来它可以折叠到一侧,以减少体积。但从我多年的临边作业经验看,在边缘使用这种半软式扶手很难对自己形成足够的支撑力,很难掌握平衡,从而发生危险,H-60 系列的直升机更多的是采用硬质扶手。
问题 6,边缘软式围栏
在直升机打开舱门的情况下使用绳索或扁带设置边缘围栏是常用的办法,一般设置在人员的腹部高度,下面的第一张图中,这个围栏的高度就太高了,而且占用了扶手的位置。
第二张图中的围栏高度很好,可以看到他们使用了一个抓绳设备来收紧绳索,其实那也是一个老式的工业止坠器。这样用也可以,但它的抓绳强度并不高,可能在 6kN 左右就能拉断绳皮,其实有更好的办法。一些外军喜欢用小号的扁带张紧器,它的强度会更高,或者使用前面提到的挽索调节块。
问题 7,锚点的设置
上面两张图片都能看到过度冗余的用绳索设置的横拉锚点,这可能是为了设置更多的下降绳索而设置。一般来说单根的 11mm 的静力绳的强度已经足够了,如果还担心耐用问题可以增加到 12.5mm 静力绳,或者前面提到的可收紧扁带。
问题 8,关于下降
兔子的一些做法总很矛盾,有时候保证绝对安全(比如上面的锚点),但是在一些操作上又很大胆、风险极高。目前主流的直升机的绳索下降方式有 fast rope 和使用下降器进行索降。不清楚是什么原因,一些视频中能看到一下子甩出 6 根 fast rope 进行下降,这种方式太容易导致绳索缠绕(下图就看到了缠绕),从而发生危险或无法下降。其实 fast rope 的下降效率已经很高,同一根绳索上能同时下降两个人,一般一架直升机使用两根 fast rope 即可。此外,fast rope 在使用完成后都是直接抛掉,回收 fast rope 即耗时又费力,而且有钩挂的风险。
过去国内的军警也找我询问过进口的 fast rope,其实这种绳索的生产难度并不大,这几年我看过几款国内生产的 fast rope,手感已经非常好。军警部门没有必要采购进口的上万的 fast rope。
兔子似乎是很重视下降的效率,一些用八字环索降的画面中,能看到使用一个八字环同时下降两个人的情况,这差不多能达到 150+kg 的下降重量,对于八字环来说这种下降风险是很大的,因为普通八字环很难有效控制这种重量的下降,我看到战士使用了很厚的手套,但厚手套反而会降低手感。
其实可以提前将下降器装到绳索里,这样就能快速连接下降器进行下降,例如下图(我没有那么多八字环,所以用管式下降器代替),其实管式下降器的制动效果要比八字环好很多,而且体积更小。这种串联的快速下降方式在一些攀岩的结组下降中也会使用。
以上
弟兄们注意安全
Stay safe~