蘭承宇

飛行式海上個(gè)人快速逃生裝置的設(shè)計(jì)

蘭承宇

（武漢理工大學(xué) 航運(yùn)學(xué)院，湖北 武漢 430063）

現(xiàn)有的救生筏救生艇設(shè)備存在著釋放太慢或者釋放不成功、釋放時(shí)人員可能會(huì)受傷、釋放后可能被卷入船底等缺陷。在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)的救生筏與飛行逃生裝置相結(jié)合，設(shè)計(jì)一種飛行式海上個(gè)人快速逃生裝置，可將逃生路線轉(zhuǎn)移到空中，使遇險(xiǎn)人員更快速、安全地脫離危險(xiǎn)。

逃生路線；逃生方式；救生筏；飛行逃生裝置

1 技術(shù)背景

2018年，“桑吉”輪與“長(zhǎng)峰水晶”輪在長(zhǎng)江口以東約160海里處發(fā)生碰撞事故，導(dǎo)致“桑吉”輪全船失火進(jìn)而引發(fā)爆炸，最終碰撞事故造成“桑吉”輪沉沒(méi)，“桑吉”輪32名船員無(wú)一生還，僅發(fā)現(xiàn)3具遺體?！伴L(zhǎng)峰水晶”輪21名船員逃到尾部，搭乘自由降落式救生艇棄船逃生，后被漁船救起。當(dāng)船舶處于嚴(yán)重危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，船舶沉沒(méi)或者毀滅不可避免，船長(zhǎng)命令棄船后，船員會(huì)向艇筏區(qū)域集合并逃生，但直至船舶沉沒(méi)，“桑吉”輪32名船員無(wú)一生還。這足以說(shuō)明原有的逃生路線與逃生方式，在船舶遇險(xiǎn)情況時(shí)不能保證船員順利逃生。

從逃生路線和逃生方式兩方面，對(duì)“桑吉”輪船員逃生失敗的原因進(jìn)行了如下分析：①逃生路線。“桑吉”輪突然發(fā)生爆燃，導(dǎo)致全船劇烈燃燒，貨艙區(qū)凝析油燃燒產(chǎn)生了大量有毒煙霧，然而“桑吉”輪配備的是重力倒臂式救生艇，布置在上層建筑的兩舷，與貨艙距離近且為開放式甲板，無(wú)任何遮擋物保護(hù)，所以逃生路線均暴露在有毒煙霧中，使船員處于極度危險(xiǎn)中，逃生難度大大增加。②逃生方式?！吧＜陛喤鋫涞氖侵亓Φ贡凼骄壬В溽尫乓?jīng)過(guò)大約10道煩瑣程序，從登乘到降落需要十幾分鐘。然而更糟糕的是“桑吉”輪突然發(fā)生爆燃，船舶右傾25°左右，使釋放工作難度大大增加。

觸目驚心的案例引人深思，海上并不是風(fēng)平浪靜的，很多時(shí)候可能遇到不得不棄船的情況。當(dāng)船長(zhǎng)下達(dá)棄船命令后，船員迅速到救生艇筏存放的甲板集合登乘救生艇救生筏逃離船舶；當(dāng)救生艇筏已經(jīng)放下時(shí)，可以跳船登艇或者沿著扶梯下去；情況緊急時(shí)，可以選擇跳船直接逃生。但很多時(shí)候，救生艇和救生筏的釋放往往伴隨著危險(xiǎn)的發(fā)生，即便是經(jīng)常演練的熟練船員，在操作救生艇和救生筏時(shí)也有可能會(huì)因?yàn)轱L(fēng)浪、船體傾斜、通訊中斷、人員不熟悉操作程序、艇機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)等意外而遇到危險(xiǎn)。另外，現(xiàn)在的救生艇除了在船兩邊配備重力倒臂式救生艇，還有通過(guò)滑道直接拋進(jìn)水中的自由降落式救生艇，而滑梯到底部往往至少有3 m高度，其直接撞入水中的沖擊力非?？膳?，稍有不慎可致使船員受到傷害；如果選擇跳水逃生也可能受到船舶附近渦流影響或有被螺旋槳擊傷的可能。若有更加快捷有效的逃生方式，那么海難所帶來(lái)的損失將會(huì)極大程度被削減。

隨著科技的快速發(fā)展，全球海上遇險(xiǎn)和安全系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)等趨于成熟，海上搜救應(yīng)急體系逐漸完善，救援力度今非夕比。當(dāng)今船舶一旦遇險(xiǎn)，船舶通過(guò)GMDSS、無(wú)線電示位標(biāo)、GMDSS救生艇設(shè)備能立刻向陸上搜救機(jī)構(gòu)和附近航行的船舶通報(bào)本船遇險(xiǎn)信息，陸上的搜救機(jī)構(gòu)能以最短時(shí)間快速地進(jìn)行協(xié)同搜救活動(dòng)，所以只要逃生人員能在海上存活72 h，就有非常大的概率獲救。因此，提出一種更加快捷、安全的逃生方式，即將飛行逃生裝置與救生筏結(jié)合而成的飛行式海上個(gè)人快速逃生裝置，能將逃生路線轉(zhuǎn)移到空中。相較于傳統(tǒng)救生艇救生筏，該裝置更安全、迅速、可靠。

2 裝置的設(shè)計(jì)

裝置整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種飛行式海上個(gè)人快速逃生裝置，可解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。飛行式海上個(gè)人快速逃生裝置包括飛行逃生裝置和小型救生筏。其特征為：小型救生筏設(shè)置于收納底座的收納內(nèi)腔中，收納底座設(shè)置于輪船甲板上，收納底座內(nèi)還設(shè)有用于支撐小型救生筏的升降座，升降座的底部連接于第一電動(dòng)伸縮桿的活塞桿頂部；小型救生筏的進(jìn)氣嘴處通過(guò)管道連接有內(nèi)部充滿壓縮氦氣的鋼瓶，進(jìn)氣嘴處設(shè)有單向電磁閥，進(jìn)氣嘴內(nèi)部還設(shè)有氣壓監(jiān)測(cè)器；飛行逃生裝置底部設(shè)有橫跨在收納底座兩側(cè)的支撐座；飛行逃生裝置頂部的橫架上設(shè)有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)輸出端上連接有飛行葉片。

裝置連接架與飛行逃生裝置連接的側(cè)剖結(jié)構(gòu)如圖2所示。裝置連接架的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1—輪船甲板；2—第一電動(dòng)伸縮桿；3—收納底座；4—緩沖彈簧；5—滑槽；6—升降座；7—收納內(nèi)腔；8—滑接凸起；9—小型救生筏；10—底部鋼繩；11—鋼繩連接件；12—上部鋼繩；13—支撐座；14—飛行逃生裝置；15—頂部的橫架； 16—飛行葉片；17—驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。

圖1 裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖

18—連接板；19—連接環(huán)；20—連接柱；21—卡扣槽；22—收納凹槽；23—插槽；24—插接桿；25—滾輪；26—第二電動(dòng)伸縮桿；27—水平滑槽。

18—連接板；19—連接環(huán)；20—連接柱；21—卡扣槽；29—加強(qiáng)板。

小型救生筏上的底部鋼繩通過(guò)鋼繩連接件連接著上部鋼繩，上部鋼繩連接在飛行逃生裝置底部的連接架上，連接架上包括兩組連接板、連接于兩組連接板之間的加強(qiáng)板，以及設(shè)置于加強(qiáng)板上端中部的連接柱，連接柱插入飛行逃生裝置底部的插槽；飛行逃生裝置底部還設(shè)有與插槽連通的水平滑槽，水平滑槽右端安裝有第二電動(dòng)伸縮桿，第二電動(dòng)伸縮桿的活塞桿末端連接有插接桿，插接桿的末端插入連接柱上部的卡扣槽。

本裝置中央控制器與各模塊連接結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 本裝置中央控制器與各模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖

飛行逃生裝置內(nèi)置有中央控制器，通過(guò)無(wú)線通信模塊分別連接于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、GPS定位模塊、氣壓監(jiān)測(cè)器、第一電動(dòng)伸縮桿、第二電動(dòng)伸縮桿和單向電磁閥。

3 裝置解決的關(guān)鍵問(wèn)題

3.1 逃生準(zhǔn)備階段

中央控制器控制單向電磁閥開啟，使得鋼瓶?jī)?nèi)的氦氣自動(dòng)對(duì)小型救生筏進(jìn)行充氣，使小型救生筏鼓起成一個(gè)帶蓬帳的圓形軟筏，待氣壓監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)到小型救生筏內(nèi)部氣壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，中央控制器關(guān)閉單向電磁閥，停止對(duì)小型救生筏內(nèi)部充氣。在氣壓監(jiān)測(cè)器的作用下，可防止小型救生筏內(nèi)部氣充足后仍繼續(xù)充氣，節(jié)約了時(shí)間，同時(shí)還能防止小型救生筏內(nèi)部充氣不足，避免造成危險(xiǎn)。

3.2 裝置準(zhǔn)備離開船舶時(shí)

本裝置的中央控制器控制第一電動(dòng)伸縮桿的活塞桿伸出，使得升降座向上升起，將小型救生筏抬起，這樣可防止小型救生筏充氣時(shí)卡在收納底座內(nèi)的收納內(nèi)腔。

3.3 裝置離開船舶后

GPS定位模塊實(shí)時(shí)定位飛行逃生裝置逃生的位置，當(dāng)人員到達(dá)海上安全區(qū)域后，中央控制器控制第二電動(dòng)伸縮桿的活塞桿回縮，使插接桿的末端脫離卡扣槽，從而使連接架以及其下方連接的小型救生筏與飛行逃生裝置脫離，這樣可提高小型救生筏與飛行逃生裝置脫離的效率，節(jié)約時(shí)間。

4 總結(jié)

本裝置將小型救生筏與飛行逃生裝置有機(jī)結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)新了海上遇險(xiǎn)逃生路線和逃生方式，使得遇險(xiǎn)人員能夠更加快速、安全地脫離危險(xiǎn)，更大限度地保障船員的生命安全。

［1］楊成才，俞海軒.重力下垂式救生艇典型放艇故障分析［J］.航海技術(shù)，2014（2）：30-32.

［2］趙利銘.個(gè)人飛行式高層建筑火災(zāi)逃生裝置研究與設(shè)計(jì)［D］.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2015.

2095－6835（2020）10－0141－02

R82

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.063

蘭承宇（1998—），男，本科在讀，研究方向?yàn)楹胶＜夹g(shù)。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕