潜艇艇员脱险装具.doc

潜艇艇员脱险装具周 杰潜艇艇员脱险装具发展史脱险装具是潜水装具的一种类型!是一种特殊的个体防护装备 目前! 单 人 脱 险 装 具 基 本 分 为 减 压 上 浮 和 快 速 上浮两大类减压上浮脱险装具减 压 上 浮 脱 险 装 具 由 呼 吸 器 和 脱 险服组成 实施减压上浮脱险法是指艇 员进入脱险舱或鱼雷发射管!进行内调 压 至 与 舷 外 水 压 相 等 时 ! 打 开 舱 # 管 $ 外 盖 ! 艇 员 离 艇 ! 然 后 沿 救 生 浮 标 绳 逐 渐减压上浮!直到出水% 所以!艇员须按 深度和高压暴露时间! 选择相应的脱险#图 英国 #$%&() 减压脱险装具图 / 前苏联 /0 型减压脱险装具减压方案!在水中停留减压在减压上升 的 过 程 中 必 须 依 靠 装 具 提 供 呼 吸 气体和必要的身体保护 !#$ 年! 德国 人 %&() *+&,- 发 明 了 氧 气 呼 吸 器 ! 为 潜 艇 减 压 脱 险 呼 吸 器 的 诞 生 奠 定 了 基础&见图 .$% ./01 年! 英国研制成功%2+34&- 潜艇艇员减压脱险装具 & 见图 5$% 与此同时!德国也开发了 6(78&( 减压脱险装具& 见图 9$! 具 有 了 现 代 减 压脱险装具的雏形%图 1 前苏联 2+13&! 型减压脱险装具图 * 德国 +,-.(, 减压脱险装具在 50 ; 以 内 供 氧 气 50 ?0 ; 供 氦 氮氧混合气0?500 ; 供氦氧混合气% 在 不同的深度三种气体自动轮换供气%前 苏 联 比 较 注 重 水 下 减 压 脱 险 装具的研制!先后设计出由呼吸器和脱险 服 组 成 的 : 型 水 下 减 压 脱 险 装 具 ! 设计深度 50 ; &见图 :$氮氧混合气的6=/3. 型水下减压脱险装具 ! 设计深度 /0 ; & 见 图 =$氦 氮 氧 混 合 气 的!$0 型水下减压脱险装具!设计深度达到 500 ;%我 国 海 军 在 借 鉴 前 苏 联 经 验 的 基础上!自行设计制造的 53 型潜艇艇员快速上浮脱险装具快速上浮脱险法是根据不减压潜水 的原理!艇员着装脱险抗浸服!经调压舱 快速调压离舱后!迅速上升出水! 艇员 在上升过程中直接呼吸抗浸服头罩内的 气体!无需在水中减压而直接出水# 快速 上 浮 脱 险 法 避 免 了 水 下 减 压 的 复 杂 过 程!在水下停留时间短!艇员只需着装脱 险抗浸服!不需要佩带呼吸器$英 国 是 最 早 展 开 快 速 上 浮 脱 险 研 究的国家!其研究经历了自由上浮脱险 法% 浮 力 助 推 自 由 上 浮 脱 险 法 % 快 速 上浮脱险法三个阶段$ !#$ 年!英国设 计出第一套 %&() 潜艇艇员脱险呼吸器&见图 *! 利用 %&() 呼吸器艇员可以进行自由上浮脱险$ 英国在 +# 世纪 ,#年代的研究表明(自由上浮脱险极限深伴 随 着 快 速 上 浮 脱 险 方 法 的 研 究从开始到成功!快速上浮脱险装具的研 制也从 2&34 进 展到 2&34 #潜艇艇 员脱险抗浸服$ !.$ / 成功脱险使用的 就是 2&34 $ & 见图 .$ 它由主体+ 头 罩储气囊充气系统手套以及海水电 池闪光灯口笛等附件组成$ 主体材料 为橡胶布! 双层结构! 夹层之间以 5.#$图 + (#)* !型快速上浮脱险装具险艇员上升时! 头罩中不断膨胀的空气可 使 脱 险 者 在 上 升 至 水 面 过 程 中 正 常 呼吸$ 该脱险系统的最大脱险深度可达+# /$ 美海军快速上浮脱险装具主要是斯坦克头罩&见图 !#和 ;?# 型脱险服! 服装由涂有聚氯丁烯的尼龙布制成! 保 暖效果较好$ 我国快速上浮脱险的实验 室模拟深度已达 !,$ /! 使用的是既能 减 压 上 浮 又 能 快 速 上 浮 的 +A. % 型 潜 艇艇员脱险装具&见图 !$图 ! 英国 #$%& 潜艇艇员呼吸器压筒等& 由于水压对艇员的影响!脱险够提高脱险成功率& 英国的 *+,- 脱险 服 增 加 了 新 材 料 的 保 暖 内 衣 和 水 面 救 生 筏 ! 增 强 了 保 温 能 力 ! 延 长 了 艇 员 海上生存待援时间!提高了脱险服的可 靠性和艇员脱险的成功率&!% 突破使用限制因素! 既可在常压时 用!又能在高压暴露后使用无 论 减 压 脱 险 还 是 快 速 上 浮 脱 险 都存在固有的局限性!很难独立应付潜 艇失事后的复杂环境& 潜艇一旦破损% 艇 员 暴 露 于 高 压 则 使 目 前 的 快 速 上 浮 脱险法无法使用减压脱险法对高压下 暴露时间有严格限制!超过时间极限就 无法实施!而且脱险深度一般不超过 .#& 由于潜艇内空间有限! 很难同时装备两种脱险装具!所以脱险装具最好能 够 在 常 压 和 高 压 暴 露 的 情 况 下 都 能 使 用!提高艇员脱险的成功率&加 拿 大 /01234 5676+,38 92: 公 司 开发的 ;470=2 单人常压脱险服为解决深度有限! 一般认为不超过 $%& #&而且脱险过程中艇员易受饥饿% 寒冷和海洋生物的袭击!有一定的危险性& 另外! 造成潜艇失事的原因很多!失事后艇上 情况复杂& 若壳体破裂进水! 艇员已暴 露于高压等!就难以用快速上浮脱险法 实施单人脱险&据调查!失事潜艇的舱室仍保持常压与已暴露在高压下之比为 ()&这就是说!被迫实施水下减压上浮脱险的机率更高&图 ! 我国 #$!型潜艇艇员脱险装具 潜艇艇员脱险装具的局限性! 脱险装具改进方向从理论上讲!只要脱险呼吸器能提供大深度呼吸用的足量氦氧混合气 有 安全的减压方案!则减压脱险装具就可 在 ! # 以内深度使用# 但事实上! 减 压脱险法有一定的使用条件! 主要是$ 舱 内 常 压 ! 如 出 现 高 压 ! 必 须 在 减 压 方 案高压暴露极限时间内组织离艇# 而且 减 压 脱 险 法 对 艇 员 在 高 压 下 的 暴 露 时 间有严格的限制! 超过了时间极限! 就 无 减 压 方 案 可 供 实 施 ! 即 使 出 水 ! 也 可 能 发 生 减 压 病 等 ! 在 水 面 待 救 时 ! 又 无 抢救治疗条件! 能存活的可能性很少# 另 外 ! 减 压 脱 险 在 水 下 停 留 的 时 间 较!#$ 不断更新服装材料! 提高防寒抗浸性能!使之更具保暖性和抗拒恶劣环 境因素的性能!延长脱险后在海面的待 救时间无论采用何种脱险方法! 艇员脱险 装 具 的 首 要 任 务 就 是 保 护 艇 员 免 受 水 压%低温等不利环境的伤害& 海水比热 大 ! 热 传 导 率 高 ! 在 海 中 长 时 间 停 留 很 容易造成脱险艇员体温异常降低!直至 体温过低死亡& 所以!脱险服必须具有 优良的保暖性能& 目前国内外脱险服均 由橡胶布制成!这种材料制成的脱险服 保 暖 性 % 适 体 性 都 较 差 ! 对 部 分 人 的 皮 肤有刺激作用!而且价格为同强度其他 布料的几倍!成本较高&为提高脱险装具的保暖性能!使艇 员 体 温 在 尽 可 能 长 的 时 间 内 保 持 在 正 常 的 范 围 内 ! 延 长 水 面 待 救 时 间 ! 必 须 弥补现有脱险服材料的缺陷! 不断地研这一问题提供 了 新 的 思 路( 见 图 $!)#;470=2 单 人 常 压 脱 险 在 高 压 及 常 压 下都能保证艇员顺利脱险# 这种脱险服类 似 常 压 潜 水 服 ! 但 结 构 经 过 改 进 ! 活 动 关节经过最小化设计! 可以双向活动#长!艇员易受水下低温的影响#所以减压脱险有很大的限制性! 只适用于较浅深度#就目前情况看!快速上浮脱险是比 较理想%比较先进的单人脱险方法& 但 使 用 快 速 上 浮 脱 险 失 事 潜 艇 内 必 须 保 持常压! 如脱险艇员已暴露在高压下! 就不能使用快速上浮脱险!而且潜艇上 必须要有保证其使用的设备!如快速调究%开发新型脱险服材料&薄膜层压材图 ! 加拿大 %&()*+ 单人常压脱险服料 质 地 柔 软 % 重 量 轻 ! 制 作 的 脱 险 服 适体 性 好 % 强 度 高 % 耐 磨 损 % 保 暖 性 好 ! 能#下转第 !& 页$生理属性$生物物理特征%等综合参数的测量 其中人体生理尺寸又包括人体静 态尺寸$人体结构尺寸%和动态尺寸$ 人 体功能尺寸%!这是进行防护服装款式和 内在结构设计所必需的主要数据 在此 基础上! 为实现某种功能而对防护服装 进行造型结构尺寸设定!从而形成&最小 功能尺寸与&最佳功能尺寸两种服装 功能尺寸! 后者对于防护服的设计尤其 具有关键价值 例如!士兵在进行军事训 练时需摸爬滚打#跑跳攀登!此时穿着的 服装应有足够的活动量! 但又不能过分 宽大!同时表面结构应尽量简单!不宜有 装饰或外露的口袋等! 以防止钩绊 此 外!通过对体温#出汗# 肌肤感觉等人体 生理属性的必要测量! 为设计师合理选 材和构造防护服局部结构提供依据! 从 而实现服装对人体生理不足的补充# 修 正和调节 这也是防护服设计科学化#绩 优化的重要内容各种化学物质#细菌以及病毒等物化与生物环境因素带来的侵袭!已成为设计 师着重考虑的问题 同时!综合考虑工 作空间的气候特点也十分必要 因为即 使相同的作业内容! 处于不同的气候环 境时对服装的要求也不一样 例如!同 样是医用隔离服装! 在满足充分隔离和 保护需要的前提下! 在南方沿海地区!上接第 # 页!#$%& 脱险服像螃蟹的外壳!即能够承 受外压又能够承受内压!保护着装者免 受外部水压的伤害! 又能维持内压保持 恒定!这就保证了艇员在长时间高压暴 露后仍能展开自救! 到达水面获救后再 进行减压 (#$%& 脱险服设计逃生深度)*+ ,!最少能够为使用者提供 -. / 的 生 命 支 持 该 脱 险 服 可 分 解 装 入 直 径012 ,# 高 01* , 的 圆 柱 体 容 器 内 ! 体 积 较 小 ! 可 以 较 为 方 便 地 装 入 潜 艇 舱 室 内单 人 常 压 脱 险 服 为 潜 艇 艇 员 脱 险 装具的设计制造提供了新的思路!但是 单人常压脱险服仍存在许多不足!如体 积较大难以在狭小空间内大量存放!造 价昂贵等等 如能进一步完善! 潜艇艇 员脱险时就可以突破压力条件的限制! 更为灵活主动地采取自救脱险! 提高逃 生的成功率由 于 气 候 闷 热 潮 湿 !要 求 服 装 材 料 轻薄#透气#易洗快干) 而在气候干燥的北方 !则 其 面 料 的 选 择 范 围 可 以 相 对 放宽 即使在同一地区!若工作空间存在恒温或变温# 恒湿或湿度变化等差异!防护服的材料选择也应有所侧重除去以上三个方面!设计者对职业 防护服装的心理空间也应做适当考虑 统 一 的 服 装 与 统 一 的 标 志 是 缩 小 人 们 心理距离的最佳手段 职业防护服装更 多地注重共性的心理内容!包括职业特 征#企业性质# 企业身价#行业地位等方防护性质在非常规工作空间中!作业人员能 直接感应到环境物化因素$明火#冷气# 有 毒 气 体 # 粉 尘 # 油 污 # 外 溢 化 学 品 等 % 对人体的侵害 针对不同的防御要求! 防护服的性质也存在很大差异!有的甚 至截然相反 例如防火与防水#防酸与 防碱! 其服装在材料定位上完全不同 而迄今为止!还没有一种面料具有全方 位防御的功能面 !而 回 避 表 现 作 业 者 的 个 性 心 理 要%结束语$求 从这一意义上讲!防护服装的设计似乎有悖于服装人体工效学关注的&以 人为本# 力求使人在生理与心理双方 面获得愉悦的宗旨! 但从行业的群体利 益来分析! 由于服装充分满足了安全# 健 康 # 舒 适 等 功 能 方 面 的 需 求 ! 为 作 业 人员带来心理上的放松和踏实感!从而 认同这一服装的共性美!实际上也就从 另一角度使着装个体获得了心理愉悦 总之!注重服装人体工效学原理在职业防护服装设计中的应用与指导!将 上述理念与设计思想充分融合! 才能使 设 计 作 品 符 合 & 人* 服 装* 环 境 这 一 系 统 要 求 ! 既 包 含 服 装 美 学 意 味 ! 又 具 有服装理性内容和功能妙趣潜艇是海军的重要作战力量! 在战争中具有不可替代的作用 随着潜艇作 战性能的不断提高! 作为潜艇艇员生命 的重要保障!潜艇艇员脱险装具必将更加安全可靠!适用性更强潜艇艇员脱险装具的完善与改进!必将进一步提高潜艇艇员的逃生成功率!这不仅对于保 障潜艇官兵的生命安全有着重要意义! 而 且 对 于 在 战 争 中 充 分 保 存 和 快 速 恢 复 潜