飞行式海上个人快速逃生装置的设计

2020-06-08兰承宇

科技与创新 2020年10期

兰承宇

飞行式海上个人快速逃生装置的设计

兰承宇

（武汉理工大学航运学院，湖北武汉 430063）

现有的救生筏救生艇设备存在着释放太慢或者释放不成功、释放时人员可能会受伤、释放后可能被卷入船底等缺陷。在原有技术基础上，将传统的救生筏与飞行逃生装置相结合，设计一种飞行式海上个人快速逃生装置，可将逃生路线转移到空中，使遇险人员更快速、安全地脱离危险。

逃生路线；逃生方式；救生筏；飞行逃生装置

1 技术背景

2018年，“桑吉”轮与“长峰水晶”轮在长江口以东约160海里处发生碰撞事故，导致“桑吉”轮全船失火进而引发爆炸，最终碰撞事故造成“桑吉”轮沉没，“桑吉”轮32名船员无一生还，仅发现3具遗体。“长峰水晶”轮21名船员逃到尾部，搭乘自由降落式救生艇弃船逃生，后被渔船救起。当船舶处于严重危险状态时，船舶沉没或者毁灭不可避免，船长命令弃船后，船员会向艇筏区域集合并逃生，但直至船舶沉没，“桑吉”轮32名船员无一生还。这足以说明原有的逃生路线与逃生方式，在船舶遇险情况时不能保证船员顺利逃生。

从逃生路线和逃生方式两方面，对“桑吉”轮船员逃生失败的原因进行了如下分析：①逃生路线。“桑吉”轮突然发生爆燃，导致全船剧烈燃烧，货舱区凝析油燃烧产生了大量有毒烟雾，然而“桑吉”轮配备的是重力倒臂式救生艇，布置在上层建筑的两舷，与货舱距离近且为开放式甲板，无任何遮挡物保护，所以逃生路线均暴露在有毒烟雾中，使船员处于极度危险中，逃生难度大大增加。②逃生方式。“桑吉”轮配备的是重力倒臂式救生艇，其释放要经过大约10道烦琐程序，从登乘到降落需要十几分钟。然而更糟糕的是“桑吉”轮突然发生爆燃，船舶右倾25°左右，使释放工作难度大大增加。

触目惊心的案例引人深思，海上并不是风平浪静的，很多时候可能遇到不得不弃船的情况。当船长下达弃船命令后，船员迅速到救生艇筏存放的甲板集合登乘救生艇救生筏逃离船舶；当救生艇筏已经放下时，可以跳船登艇或者沿着扶梯下去；情况紧急时，可以选择跳船直接逃生。但很多时候，救生艇和救生筏的释放往往伴随着危险的发生，即便是经常演练的熟练船员，在操作救生艇和救生筏时也有可能会因为风浪、船体倾斜、通讯中断、人员不熟悉操作程序、艇机不能正常运转等意外而遇到危险。另外，现在的救生艇除了在船两边配备重力倒臂式救生艇，还有通过滑道直接抛进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，其直接撞入水中的冲击力非常可怕，稍有不慎可致使船员受到伤害；如果选择跳水逃生也可能受到船舶附近涡流影响或有被螺旋桨击伤的可能。若有更加快捷有效的逃生方式，那么海难所带来的损失将会极大程度被削减。

随着科技的快速发展，全球海上遇险和安全系统与全球定位系统等趋于成熟，海上搜救应急体系逐渐完善，救援力度今非夕比。当今船舶一旦遇险，船舶通过GMDSS、无线电示位标、GMDSS救生艇设备能立刻向陆上搜救机构和附近航行的船舶通报本船遇险信息，陆上的搜救机构能以最短时间快速地进行协同搜救活动，所以只要逃生人员能在海上存活72 h，就有非常大的概率获救。因此，提出一种更加快捷、安全的逃生方式，即将飞行逃生装置与救生筏结合而成的飞行式海上个人快速逃生装置，能将逃生路线转移到空中。相较于传统救生艇救生筏，该装置更安全、迅速、可靠。

2 装置的设计

装置整体结构如图1所示。

本项目设计了一种飞行式海上个人快速逃生装置，可解决上述背景技术中提出的问题。飞行式海上个人快速逃生装置包括飞行逃生装置和小型救生筏。其特征为：小型救生筏设置于收纳底座的收纳内腔中，收纳底座设置于轮船甲板上，收纳底座内还设有用于支撑小型救生筏的升降座，升降座的底部连接于第一电动伸缩杆的活塞杆顶部；小型救生筏的进气嘴处通过管道连接有内部充满压缩氦气的钢瓶，进气嘴处设有单向电磁阀，进气嘴内部还设有气压监测器；飞行逃生装置底部设有横跨在收纳底座两侧的支撑座；飞行逃生装置顶部的横架上设有驱动马达，驱动马达输出端上连接有飞行叶片。

装置连接架与飞行逃生装置连接的侧剖结构如图2所示。装置连接架的结构如图3所示。

1—轮船甲板；2—第一电动伸缩杆；3—收纳底座；4—缓冲弹簧；5—滑槽；6—升降座；7—收纳内腔；8—滑接凸起；9—小型救生筏；10—底部钢绳；11—钢绳连接件；12—上部钢绳；13—支撑座；14—飞行逃生装置；15—顶部的横架； 16—飞行叶片；17—驱动马达。

图1 装置整体结构示意图

18—连接板；19—连接环；20—连接柱；21—卡扣槽；22—收纳凹槽；23—插槽；24—插接杆；25—滚轮；26—第二电动伸缩杆；27—水平滑槽。

18—连接板；19—连接环；20—连接柱；21—卡扣槽；29—加强板。

小型救生筏上的底部钢绳通过钢绳连接件连接着上部钢绳，上部钢绳连接在飞行逃生装置底部的连接架上，连接架上包括两组连接板、连接于两组连接板之间的加强板，以及设置于加强板上端中部的连接柱，连接柱插入飞行逃生装置底部的插槽；飞行逃生装置底部还设有与插槽连通的水平滑槽，水平滑槽右端安装有第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆的活塞杆末端连接有插接杆，插接杆的末端插入连接柱上部的卡扣槽。

本装置中央控制器与各模块连接结构如图4所示。

图4 本装置中央控制器与各模块连接结构示意图

飞行逃生装置内置有中央控制器，通过无线通信模块分别连接于驱动马达、GPS定位模块、气压监测器、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和单向电磁阀。

3 装置解决的关键问题

3.1 逃生准备阶段

中央控制器控制单向电磁阀开启，使得钢瓶内的氦气自动对小型救生筏进行充气，使小型救生筏鼓起成一个带蓬帐的圆形软筏，待气压监测器监测到小型救生筏内部气压达到标准后，中央控制器关闭单向电磁阀，停止对小型救生筏内部充气。在气压监测器的作用下，可防止小型救生筏内部气充足后仍继续充气，节约了时间，同时还能防止小型救生筏内部充气不足，避免造成危险。