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客轮防倾覆与生命保障系统

文 湖南省吉首市第四中学 方若愚

沉船时,人往往因为不能正常呼吸而最终溺亡.在各类水上乐园中,常常有这样一个游戏项目:人在一个透明的球形气囊中沿水面滚动前进.在客轮倾覆后,人若能处于一个这样的环境中,就能获得生存的空间.于是我萌生了设计客轮防倾覆及生命保障系统的想法.

一、设计方案

该系统由救生气仓及保护模式构成.救生气仓的设计可借助汽车内配备的安全气囊形成原理,在客舱内的墙壁上配备一个安全气仓.一旦客轮倾覆,救生气仓能自动在极短的时间内充满空气,形成一个较大的空间.

当气仓内的氧气浓度低于19%时,会自动产生氧气,高于25%时,停止产生氧气.客舱充气气仓形成后,能增大客轮下沉时排开水的体积,从而增大客轮所受的浮力,延缓下沉速度,为救援争取时间.

气仓内配备声光控制的照明电路,在无光、有声的环境中能照明,以缓解人们遇到危险时的恐惧心理.同时可利用光的直线传播原理,确定气仓配备的位置应在房间内窗户对面的墙壁上,以便气仓内的光能透过玻璃照到船外,便于救援人员实施救援.

气仓为球形,每个气仓内都配备无线通信工具.

但这种设计还存在一些不足,如尖锐物可能刺破气囊,万一水压较大可能会压破气仓等.

二、保护模式

客轮倾覆是由于重心偏离导致客轮失去平衡,如果在即将倾覆时能使客轮受力平衡,就能避免灾难.

根据IMO国际海事组织的要求,客部分的横倾角超过20°就会很危险.所以,我设想了以下两种保护模式.

1.自动启动模式

客轮一面船舷在倾覆20°至25°时,船用电子倾斜仪或船只倾斜度检测装置触发近水一侧的倾斜船舷,就能很快弹射出较宽大的平衡气仓,减缓倾覆.再在一个短时差后,弹射另一面的平衡气仓使客轮保持平衡,防止客轮倾覆.

2.手动启动模式

设置手动模式,可防止在紧急情况下,因自启动倾斜度数未达到而不能提前启动平衡气仓的状况发生.

三、材料选择

可借鉴蜻蜓翅膀的构造,在客轮倾覆时,利用配备在客舱壁上类似翅脉材料的装置形成一个空间,随即在其表面喷覆能迅速硬化的生物复合材料,形成一个封闭的应急救生空间.

四、使用方法

客轮出现倾覆时,打开控制按钮启动该生命保障系统(自动启动指令在船倾斜25°或者30°以上时自动激发,准确度数仍需实践证明),使客房内门、窗自动密封,且迅速与四周的墙壁组合形成一个密闭空间.

该密闭空间内配置应急供氧发生器和40升医用氧气瓶,使空间的氧气浓度维持在20%.声光控制电路可缓解人的恐惧心理,封闭空间内的光能传到船外,方便救援人员实施救援.(指导老师:余 斌)

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