CN105261082B - 黑匣子智能陆海双栖定位呼救器 - Google Patents

Abstract

一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，包括：鼓桶外壳、盛物筒，盛物筒内放置氮气折囊与氦气折囊，鼓桶外壳上安装感压仪、感温仪与接收天线，氮气折囊用碳纤维线缆连接鼓桶外壳的内部，氮气球用尼龙线连接氦气球，氦气球、氮气球与漂浮环的面罩上均喷制烫金标识、夜光标识，表面粘贴薄膜光伏电池，氦气球、氮气球与漂浮环内均安置无线发信模块，发送求救电波信号，蓄电池作为各模块与微处理器、多路电子开关的电源，薄膜光伏电池为蓄电池补充电能，折叠式球囊内充入氮气，漂浮环内充入聚氨酯，全部分析、功能模块均由微处理器内部的CPU通过多路电子开关控制，鼓桶外壳与黑匣子的外壳用钢带连接固定，本发明是高性价比的智能产品。

Description

黑匣子智能陆海双栖定位呼救器

技术领域

本发明涉及一种浮标呼救设备，特别涉及一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器。

背景技术

众所周知的“黑匣子”(英文俗语：black box)是飞机专用的电子记录设备之一，黑匣子有两个，为驾驶舱话音记录器(Cockpit Voice Recorder)和飞行数据记录器(FlightData Recorder)。飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的语音对话和两小时的飞行高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间，还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来，需要时把所记录的内容解码，供飞行实验、事故分析之用。

黑匣子的外壳具有很厚的钢板和许多层绝热防冲击保护材料，通常安装在飞机尾部最安全的部位。它能在许多恶劣的条件下安然无恙。国际航空机构又规定了更加严格的标准，而且记录介质也从磁带式改进成为能承受更大冲击的静态存储记录仪，类似于计算机里的存储芯片，防止黑匣子在空难遭到损坏。根据欧盟的标准，黑匣子必须能够抵受2.25吨的撞击力，在1100℃高温下10小时仍不会受损。要符合以上的标准。黑匣子通常是用铁金属和一些高性能的耐热材料做成。具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水(或煤油)浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏黑匣子里的记录数据也能完好保存。

电子黑匣子的CSMU使用三层材料将存储数字信息的内存片隔离和保存起来。保护内存的材料：铝壳，环绕内存卡有一铝薄层。高温绝缘体，1英寸(2.54cm)的干石英材料提供高温保护。其保护内存片防止事故后的火灾。不锈钢外壳，高温绝缘体安放在0.25英寸(0.64cm)厚的不锈钢外壳中，通常用钛合金制成。然而“马航事件”暴漏了黑匣子的致命弱点：

据有关业内人士透露：黑匣子技术在60年后的今天并无重大改进，所注重的仍然是非核心技术。国内某飞机设计研究院研究员XXX对网络媒体介绍，黑匣子利用内置电池发射信号，一般仅会维持30天的续航时间，并且其信号范围有限，“在水下只有方圆一平方千米的发射范围，如果要保持信号发射范围过大的话，内置电池所能提供的续航时间就会减少”。某航空航天大学电子信息工程学院教授XXX补充说，黑匣子本身是利用的无线电发射技术，“在陆地上还好说，掉进海里的话，受海水影响无线电信号会衰减得十分弱小”。他讲到，要加强其无线电信号发射功率的话，黑匣子本身作为电源的电池就会减少使用时间，“从根本上来讲，黑匣子所期待的发射功率与电池的续航能力存在矛盾”。既然黑匣子存在这么多的局限性，为何没有更先进的技术来取代它呢？XXX教授表示，目前的先进技术还不能完美地应用在黑匣子上面。“比如说卫星导航，使用声呐信号进行定位，但由于波段使用的原因，很难将黑匣子上的信号装置做成全向天线，只能使用定向天线。假如黑匣子从飞机上掉下来时位置发生反转，那么这个黑匣子的天线就可能完全收不到卫星发出的无线电波信号，或者卫星也完全接收不到黑匣子发出的无线电波信号，更何况且卫星发射的无线电波信号到达地面是就已经衰减的很弱小。”作为一个沿用60了多年的技术，遗憾的是，黑匣子至今依旧没有太大的改进。专家说，目前的改进还是仅集中在增加其电池容量、发射无线电波及声呐信号的强度，以及增强防水、防火、抗冲击的能力等方面。目前，一般客机上安装的黑匣子实际上有2台，一台是飞机数据记录器(FDR)，负责记录飞行中各种参数。如飞机的高度、速度、航向、过载、姿态、推力、油量、操纵面位置等，记录的时间，技术范围；最长是保留到最后的25小时。另一台是座舱话音记录器(CVR)，可以记录驾驶舱内的各种声音，范围包括机上空勤人员的对话、机上与地面的通话，以及机舱里的各种声音等最长是保留的最后的停止记录前的30分钟或120分钟。未来黑匣子技术的发展趋势，将会是二者一体化，即飞行数据和话音记录器整合在同一个仪器中，事实上，有一些厂商已经在做这方面的尝试，如黑匣子制造商Smith Industries，最近宣布其正在开发一种新型“黑匣子”，该设备被称为“集成数据采集记录仪”(IDAR)，可以实现同时记录飞行数据和语音信息的功能。该设备将使得黑匣子的总重量减少25％。在厂商对黑匣子技术进行不断探索的同时，相应的政策条例也在进行着相应的更改，美国新通过的航空法案要求黑匣子记录更多的飞行信息，这给厂商带来了更大的挑战，即如何在黑匣子的体积和重量不断减少的同时，要存储更多的数据信息。美国国家交通安全委员会要求大型客机安装可以记录机舱影像的记录仪，用于现有的黑匣子信息的补充。此外，制造商还在研究如何在事故发生时，让黑匣子从机舱中主动弹出，而非随客机被动坠毁，增加损坏的几率。对于目前外界提出的黑匣子为何不能实时向地面传输数据，以便地面更及时地了解失事客机的情况的疑问，有关专家指出，这并非纯粹是技术上的问题，主要涉及到经济性和实用性的问题。从技术角度来看，传输黑匣子内的飞行数据，要求抗干扰性强，保密性强，这种技术需要用到卫星。而从经济性上，实时传回的话，每年的费用过高，黑匣子制造商L-3在12年前做过统计，称一架环球航线实时传输数据每年的成本高达3亿美元。

发明内容

本发明的目的就是要克服传统的飞机黑匣子在展示标识及发送呼救信号上的缺陷，用固体颗粒产生的气体充满给防水的气囊充气，用浮力浮出水面，实现自动完成标识展开、无线报警与定位示踪的功能，提供一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器。

本发明的技术方案是：一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，结构包括：双层鼓桶外壳，鼓桶外壳采用特种钛合金钢板锻造拉伸制成，鼓桶外壳与鼓桶内衬的层间采用筋板结构提升整体的抗压强度：

进一步的，鼓桶外壳内安装圆柱状盛物筒。

进一步的，盛物筒的内部放置氮气折囊。

进一步的，氮气折囊上用烫金法印制“SOS”标识，

进一步的，氮气折囊的上部放置氦气折囊。

进一步的，氦气折囊的表面烫金印制印制“SOS”标识兼作全方位天线。

进一步的，氦气折囊内安置多套无线发信模块。

进一步的，全方位天线与各无线发信模块之间均用优质导线连接。

进一步的，氦气折囊内安置多组蓄电池。

进一步的，各无线发信模块均用导线连接多组蓄电池。

进一步的，氦气折囊的表面粘贴CIGS薄膜光伏电池。

进一步的，CIGS薄膜光伏电池用导线连接多组蓄电池。

进一步的，氦气折囊的表面粘贴夜间发光标识。

进一步的，叠氮化钠贮料器的底部安装电控击发器。

进一步的，叠氮化钠贮料器的密封孔上镶嵌密封盖。

进一步的，氮气折囊的进气口套接在密封盖上。

进一步的，密封盖内安装单向阀。

进一步的，氦气折囊与氮气折囊之间用多根高强尼龙绳连接。

进一步的，氦气折囊的进气孔连接氦气压缩瓶的瓶口。

进一步的，氦气压缩瓶的瓶口内安装电控减压阀。

进一步的，氦气压缩瓶放置在氦气折囊的一侧。

进一步的，叠氮化钠贮料器放置在氮气折囊的一侧。

进一步的，聚氨酯气雾罐放置在防紫外线折叠面罩的一侧。

进一步的，气雾罐的罐口安装电控阀。

进一步的，电控阀连接折叠面罩的进料口。

进一步的，漂浮环的面罩采用防紫外线纺织材质。

进一步的，漂浮环面罩上用烫金法印制“SOS”涂层标识。

进一步的，漂浮环面罩上粘贴夜间发光标识。

进一步的，漂浮环面罩上贴粘CIGS薄膜光伏电池。

进一步的，漂浮环面罩的内部安放空心枝状折叠管道。

进一步的，漂浮环面罩的内部放置多组蓄电池。

进一步的，漂浮环的内部放置多套无线发信模块。

进一步的，漂浮环面罩上安装感光仪。

进一步的，感光仪用导线连接在感光模块上。

进一步的，多套无线发信模块均用导线连接多组蓄电池。

进一步的，CIGS薄膜光伏电池用导线连接多组蓄电池。

进一步的，漂浮环内部安装照明弹发射器。

进一步的，盛物筒的底部安装在火药弹射器腔内。

进一步的，火药弹射器内安装火药包。

进一步的，火药包的下部安装多支电引信。

进一步的，多支电引信用导线均连接在点火模块上。

进一步的，多支感温仪均安装在鼓桶外壳上。

进一步的，多支感温仪均用导线均连接在感温模块上

进一步的，多支感压仪均安装在鼓桶外壳上。

进一步的，多支感压仪均用导线均连接在测深模块上。

进一步的，点火模块用导线连接在多路电子开关上。

进一步的，盛物筒与鼓桶外壳内腔底部用多根碳纤维线缆连接。

进一步的，多根碳纤维线缆分别缠绕在各自的线缆架上。

进一步的，多个线缆架均安装在盛物筒内。

进一步的，多根碳纤维线缆上均印制长度标记。

进一步的，多个线缆孔内均安装测力仪。

进一步的，数个测力仪均用导线均连接在测力模块上。

进一步的，多个线缆孔内均安装电控缆锁。

进一步的，多支感压仪均用导线均连接在感温模块上。

进一步的，无线接收天线安装在鼓桶外壳上。

进一步的，无线接收天线与无线接收模块之间用导线连接。

进一步的，全部传感模块均用导线连接在微处理器上。

进一步的，微处理器用导线连接多路电子开关。

进一步的，全部电控功能模块均用导线连接在多路电子开关上。

进一步的，全部传感、功能模块、微处理器与多路电子开关的电源均由蓄电池提供。

进一步的，全部传感、功能模块、微处理器与多路电子开关均安装在盛物筒的电控箱内。

进一步的，鼓桶外壳与黑匣子的外壳之间用钢带连接固定。

本发明的有益效果是：一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，鼓桶外壳采用特种钛合金钢板，拉伸制成，鼓桶外壳与鼓桶内衬的层间采用筋板结构提升整体的抗压强度，耐高压、高温并且防火；多支感压仪的头部均安装在鼓桶外壳上，当机体落水达到一定的深度后，多支感压仪的头部均被压缩，驱动感压仪腔内的水银柱延伸，导通感压仪内部的两个固定电极，测深模块接收到电信号，将信号整形放大后，送入微处理器，微处理器内部的CPU分析、判定后，发出指令给多路电子开关，多路电子开关导通点火模块，点火模块将高强电流导入电引信，电引信激发弹射器内的火药包，火药爆燃，产生大量的气体，推动盛物筒沖开鼓桶外壳的上盖，将盛物筒发射出去；盛物筒上部放置氮气折囊，贮料器内部放置叠氮化钠颗粒，底部安装电控击发器，贮料器的密封孔上安装密封盖，氮气折囊的进气口连接在密封盖上，密封盖内安装单向阀。贮料器内贮存叠氮化钠颗粒。当盛物筒被抛射出水面，多支感压仪的头部被释放，感压仪腔内的水银柱退缩，感压仪的两固定电极间的水银柱断开，测深模块接收到感压仪的减压电信号，将信号整形放大后，送入微处理器，微处理器内部的CPU分析、判定后，发出指令给多路电子开关，多路电子开关导通击发模块，将电流送入叠氮化钠颗粒贮料器底部的电控击发器，电控击发器击发叠氮化钠颗粒，叠氮化钠颗粒裂解后产生大量的氮气，通过贮料器密封盖内的单向阀，将大量氮气充入氮气折囊；叠氮化钠的分子式是NaN₃，一种无色的六角形晶体，常温下稳定，高温下发生裂解。在被击发时发生爆炸性分解：

2NaN₃→2Na+3N₂

理论上每克叠氮化钠分解时，可产生554毫升的氮气；所以只需携带少量的叠氮化钠固体颗粒，就可以产生足够体积的氮气，充满氮气折囊，氮气折囊的面料使用高强模量的纤维锦纶，面料轻薄、柔软，不会漏气，氮气折囊展开后有较大的体积，脱离贮料器的束缚后，成为氮气球，用碳纤维线缆牵引盛物筒在水中上升，漂浮在水面上；氮气球的表面上用烫金法印制“SOS”标识，醒目而且具有反光特性，容易引起途径此海域的飞机与卫星的识别；氦气折囊的进气孔连接氦气压缩瓶，氦气压缩瓶的瓶颈内安装电控减压阀；在氮气球浮出水面后，经微处理器内部的CPU分析、确认后，开启多路电子开关，将驱动电流导入减压阀模块，减压阀模块将电流导入电控减压阀，减压的阀芯移开，氦气注入氦气折囊，氦气在常温常压下的密度是0.18g/l，远小于空气的密度1.29g/l；氦气折囊充满氦气后脱离氦气压缩瓶，飞向高空，成为氦气球。氦气球用多根高强尼龙绳连接氮气球；氦气球将表面烫金印制的“SOS”标识兼作全方位天线展开，氦气球的内部安置多套无线发信模块，全方位天线与各套无线发信模块之间均用优质金属导线连接，在高空中发射无线电波信号，可传播到较远的区域；当一套发信模块发生故障时，其余的发信模块，仍然可以维持正常发信；无线发信模块的电源由多组蓄电池供应；CIGS薄膜光伏电池为蓄电池组补充电量，可确保各无线发信模块，作不间断的电波发射，CIGS薄膜光伏电池在有可见光线的照射的情况下，可随时将光能转化为电能，贮藏在蓄电池组内，因此无线发信模块的工作时长，不受蓄电池组容量的制约，理论上可以连续工作十几年以上；氦气球上印制的夜光标识，每日只需两小时的光照，就可以在夜间连续发光十二小时以上，极容易引起过往此水域附近的飞机、卫星或者船舶的关注；叠氮化钠贮料器的另一侧放置聚氨酯气雾罐，气雾罐上安装电控阀，电控阀连接防紫外线面罩的进料口，面罩的内腔放置空心枝状折叠管道，多路电子开关接收到微处理器内部CPU的指令后，将电流输入气雾罐上的电控阀，电控阀在电流的驱动下移开阀芯，泡沫状的聚氨酯物料从气雾罐中喷出，通过防紫外线面罩的进料口，沿空心枝状折叠管道在面罩的内腔流动，按照防紫外线材料面罩设计的形状与空心枝状折叠管道导引的方向伸展，与空气接触或接触到基体中的水分，发生固化反应形成泡沫状固体，迅速膨胀成为一个环状平台；聚氨酯的比重远小于水，可长久地漂浮于海面不下沉，与氮气球用碳纤维线缆连接在一起，成为联合漂浮体，使飘浮能力增强；漂浮环的面罩使用防紫外线面料，可延长聚氨酯材质的寿命，不会过早老化；水上的平台具有较大的面积，采用10M的半径，整体面积可达300m²以上，在漂浮环的面罩上烫金印制“SOS”标识，使过往此海域的飞机与卫星更易于发现与识别；漂浮环的内部放置多组可充电池，在氮气球与漂浮环的表面均粘贴CIGS薄膜光伏电池，同时粘贴夜光标识，增强氮气球与漂浮环组合漂浮物在夜间被发现的概率；漂浮环的内部放置多套无线发信模块，使用与氦气球内的无线发信模块，完全相同的波段与频率，发射无线电波信号，增强此海域附近被各类无线接收器搜寻、监听、识别的概率；漂浮环上安装照明弹发射器，按照微处理器内CPU的指令，在夜间特定时间施放彩色照明弹到高空，提升被飞机、卫星及远处船舶发现的概率；火药弹射器上安装多支电引信，多支电引信的导线均连接到点火模块上，提升电引信起爆的可靠性；氮气球、漂浮环、盛物筒与鼓桶外壳之间用多根碳纤维线缆连接，提升了连接的可靠性；多根碳纤维线缆上均印制长度标记，营救团队发现了氮气球与漂浮环的联合漂浮体，根据碳纤维线缆上的长度标记，就可以测算出黑匣子在水中的深度与黑匣子在水下分布范围的面积，为探寻黑匣子提供可靠的数据；多根碳纤维线缆按秩序缠绕在多个线缆架上，保证了多根碳纤维线缆循序释放；在多个线缆孔中均安装电控缆锁，当黑匣子落在海底面，位置相对稳定时，电控缆锁接收微处理器内CPU的指令，将线缆的根部锁定，氮气球与漂浮环组成的联合漂浮体，受到多根碳纤维线缆的绊羁，折叠气囊与漂浮环组成的联合漂浮体只能在水面上一定范围内往复漂浮、旋转，不会因水流，风向的作用，远离鼓桶外壳下沉的原始位置，鼓桶外壳是用钢带连接固定在黑匣子外壳上的，营救团队沿碳纤维线缆向水下搜寻，就可以顺利地找到黑匣子，使复杂、漫长的搜寻工作变得简单、快捷。

当飞机坠毁在高山峡谷之中，坠毁在荒滩沙漠之中，或者坠毁在远离人烟的原始森林之中时，因为不是坠入水中，多支感压仪的头部不会被压迫，也就不能以闭合水银触点的方式，将电信号送入测深模块，到达微处理器，用多路电子开关导通点火模块，安装在鼓桶外壳内的抛射筒不能释放；但鼓形外壳上的接收天线可近距离接收到黑匣子发出的特定频率的信号，接收天线将电信号送入无线接收模块将此信号，到到达微处理器电路，同时鼓形外壳上的数个感温仪将采集的温度电信息，送入感温模块，到达微处理器，微处理器内部的CPU作出分析、判定：外界的温度是否适宜释放鼓桶外壳内的装置，由于当飞机坠毁在高山峡谷之中，坠毁在荒滩沙漠之中或者是坠毁在远离人烟的原始森林之中时，往往引发大火，释放的氮气球与漂浮环均是可燃的有机物，释放后在短时间内就会被燃烧成灰烬，丧失其呼救功能；当微处理器内部的CPU经过对电信息的分析，判定外界的温度对于所释放的氮气球与漂浮环等可燃物，不存在被点燃的威胁时，将电流送入多路电子开关，输入电流到点火模块：点火模块将高强电流送入数个电引信，电引信激发火药，弹射器中的火药爆燃，产生大量的气体，推动盛物筒沖开鼓桶外壳的上盖，将盛物筒发射出去；按照微处理器内CPU的指令，将电流送入多路电子开关，输入击发模块，启动击发器击发贮料器内的叠氮化钠颗粒，叠氮化钠颗粒被击发后产生大量的氮气，冲过密封盖内安装单向阀的阀芯，将氮气注入入氮气折囊，氮气折囊充分膨胀后，浮出水面，微处理器模块的CPU发出指令给多路电子开关，多路电子开关将电流输入电控减压阀，减压阀的阀芯移开，氦气注入氦气折囊的内腔，氦气折囊充满氦气后脱离压缩瓶，飞向高空，形成氦气球；氦气球展开用烫金法印制的“SOS”标识图案与全方位天线；氦气球的内部安置多套无线发信模块，全方位天线与各套无线发信模块之间均用优质金属导线连接，在高空中发射呼救电波，可将电波信号发射得更远；当一套无线发信模块发生故障后，其余各套无线发信模块，仍可正常工作，无线发信模块的电源由蓄电池组供应；CIGS薄膜光伏电池为蓄电池组补充电量，为各无线发信模块，提供不间断的工作电源；CIGS薄膜光伏电池在有可见光线的照射的情况下，可随时将光能转化为电能，贮藏在蓄电池组内，因此无线发信模块的电源不受蓄电池组容量的制约，可以连续工作十几年以上；氦气球上印制的夜光标识，每日只需两小时的光照，就可以在夜间连续发光十二小时以上，容易引起过往的飞机、卫星或者船只的注视；聚氨酯气雾罐上安装电控阀，电控阀用管道连接氮气折囊上的进气口，氮气折囊的内部安置空心枝状纤维管道，在氮气折囊被释放后，浮出水面形成氮气球，微处理器内部CPU发出指令，送入多路电子开关，多路电子开关驱动电控阀，电控阀的阀芯移开，流体状聚氨酯通过管道注射到折叠面罩腔内，折叠面罩按照设计的形状与空心枝状纤维管道导引的方向伸展并固化，成为漂浮环，漂浮环与折叠气囊牢固地连接组合成联合漂浮平台；漂浮环的外罩使用防紫外线面料，可延长聚氨酯材质的寿命，在漂浮环的外罩上烫金印制“SOS”标识，使经过此陆域的飞机与卫星更易于识别；在漂浮环的内部安置多组蓄电器，在氮气球与漂浮环的表面均粘贴CIGS薄膜光伏电池，并粘贴夜光标识，增强氮气球与漂浮环组合体在夜间被发现的机率；在漂浮环的内部安置多套无线发信模块，使用与氦气球内无线发信模块完全相同的波段与频率，发射无线电波信号，增强被外界无线接收器搜寻、监听、识别的几率；漂浮环的内部安装照明弹发射器，可根据微处理器内CPU的指令，在每晚的特定时间，发射彩色照明弹到高空，更有效地提升被飞机、卫星及远处车辆发现的概率；氮气球、漂浮环、盛物筒与鼓桶外壳之间用多根碳纤维线缆连接，保证了连接的可靠性；多根碳纤维线缆上均印制长度标记，营救团队发现了氮气球与漂浮环的联合体后，根据碳纤维线缆上的长度标记，可计算出黑匣子在附近的的距离与黑匣子分布面积的大小，以决策下一步探寻的方案；多根碳纤维线缆按秩序缠绕在多个线缆承架上，保证了多根碳纤维线缆的循序释放；在多个线缆孔中均安装缆锁，黑匣子在陆地上，位置是相对稳定的，缆锁将线缆的根部锁固，氮气球与漂浮环的联合体的标志物，受到鼓桶外壳内的多根碳纤维线缆的绊羁，氮气球与漂浮环的联合体的标志物，受到风力的影响，会在一定范围内往复移动、旋转，但不会因风力的作用而远离鼓桶外壳原始坠落的位置，鼓桶外壳与黑匣子的外壳是用钢带连接固定在一起的，营救团队沿碳纤维线缆去搜寻，就可以顺利地找到黑匣子，使复杂、漫长的搜寻工作变得简单、快捷。

本发明的优点是：

1.鼓桶外壳采用特种钛合金钢板锻造拉伸制成，鼓桶外壳的层间设置了加强筋板结构，可承受2吨以上的撞击力，耐千度以上的高温，并具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水(或煤油)浸泡、抗磁干扰等能力；

2.鼓桶外壳与黑匣子的外壳之间用钢带牢固地连接，营救团队沿多根碳纤维线缆去搜寻，就可以顺利地找到黑匣子，使搜寻工作变得简单，快捷。

3.采用多支感压仪，当机体落水达到一定的深度后，多支感压仪的头部被压缩，水银柱向前延伸，导通两个固定电极，测深模块接收到电信号，测深模块将信号整形放大后，送入微处理器；在氮气折囊浮出水面后形成氮气球，多支感压仪的感压头释放，感压仪腔内的水银柱退缩，水深仪的两固定电极开路，测深模块接收到电信号，将电信号整形放大后，送入微处理器；

4.采用火药弹射器，火药爆燃产生的大量气体，推动圆柱形盛物筒以迅捷的速度从鼓桶外壳中弹射出去；

5.采用多支电引信，由多个达林顿电路构成点火模块，提升火药弹射器起爆的可靠性；

6.采用叠氮化钠固体颗粒作为气体发生源，可迅速快捷地给氮气折囊的内部充入氮气；

7.氦气折囊注入氦气后飞入高空，形成氦气球，内部多套发信模块使用气球表面的全方位天线发出呼救电波，可使呼救电波传播到较远的区域；

8.氦气球与氮气球之间采用多根高强尼龙绳连接，提升连接的可靠性；

9.各发信模块的电源均由蓄电池组供应，CIGS薄膜光伏电池可随时补充蓄电池组的电量，为多套发信模块提供可靠的不间断工作电源。

10.氮气球与漂浮环组合为海面上的联合漂浮平台，增加了漂浮力与稳定性的能力，漂浮环的外罩使用防紫外线面料，可延长聚氨酯材质的寿命；

11.氦气球、氮气球与漂浮环的外表面均用烫金法印制“SOS”标识，在白昼可发出醒目的反射光线，同时可同时兼作无线发信电路板的全方位天线；粘贴在氦气球、氮气球与漂浮环外表面的夜光标识，每日只需两小时的光照，就可以在夜间连续发光十二小时，无论昼夜均会引起过往的飞机、卫星或者船只的关注；

12.氮气球、漂浮环、盛物筒与鼓桶外壳之间用多根碳纤维线缆连接，提升了连接的可靠性能；

13.各碳纤维线缆上均印制长度标记，营救团队发现了氮气球与漂浮环的水上联合漂浮平台后，可根据碳纤维线缆上的长度标记，估算出黑匣子在水中的大概深度与黑匣子在海底面分布面积的大小，决策下一步探寻的方案；14.氮气球与漂浮环的水上联合漂浮平台，受到鼓桶外壳上连接的多根碳纤维线缆的绊羁，氮气球与漂浮环的水上联合漂浮平台只能在水面上一定范围内往复漂浮、旋转，不会因水流，风向的作用而远离鼓桶外壳原始下沉的位置；

15.多根碳纤维线缆按秩序缠绕在多个线缆架上，保证了多根碳纤维线缆的循序释放；在多个线缆孔中均安装缆锁，当黑匣子沉入海底面，位置相对稳定时，由微处理器模块的CPU发出指令，驱动线缆锁将线缆的根部锁定；

16.漂浮环表面的感光仪采集光照电信息，送入感光延时模块，感光模块将电信息送入微处理器，由CPU发出指令，在每夜的特定时间，驱动照明弹发射器发射照明弹到高空，提升被飞机、卫星及远处船只发现的概率；

17.当飞机坠毁在高山峡谷之中，荒滩沙漠之中或者是坠毁在远离人烟的原始森林之中时，通过鼓桶外壳上的接收天线，可近距离接收到黑匣子发出的特定频段的无线电波，送入无线接收模块；

18.安装在鼓桶外壳上的数个感温仪，发送电信息到微处理器，微处理器的CPU对外界的温度环境作出判断，在温度条件允许时，释放氮气折囊、氦气折囊与漂浮环；

19.微处理器与多路电子开关配合工作，电源由蓄电池组供应，由CIGS薄膜光伏电池随时补充电能，可不间断地工作；

20.本发明的装置看起来结构比较繁杂，实际上各装置均采用了目前十分成熟的技术手段与普遍使用的成熟的工业产品，因此制造成本较低，是一款性价比较高的产品。

附图说明

下面将结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

图1是本发明的工作示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是本发明的电路示意图。

图1中，1.氦气球，2.尼龙绳，3.氮气球，4.漂浮环，5.海平面，6.碳纤维线缆，7.鼓桶外壳，8.海底面，9.钢带，10.黑匣子。

图2中，11.鼓桶盖，12.盛物筒，13.压缩气瓶，14.氮气折囊，15气雾罐，16.折叠面罩，17.线缆架，18.线缆孔，19.缆锁，20.弹射器，21.火药包，22.电引信，23.电控箱，24.导线，25.接收天线，26.感压仪，27.感温仪，28.贮料器，29.鼓桶内衬，30.氦气折囊。

图3中，31.测力仪，32.感光仪，33.测深模块，34.感温模块，35.测力模块，36.无线接收模块，37.微处理器电路，38.多路电子开关，39.点火模块，40.击发模块，41.减压阀模块，42.气雾阀模块，43.发信模块，44.控锁模块，45.无线发射模块，46.感光延时模块，47.电引信，48.击发器，49.减压阀，50.气雾电控阀，51.全方位天线，52.照明弹发射器，53.蓄电池，54.光伏电池。

具体实施方式

现在结合附图与优选实施例，对本发明作进一步详细说明。此附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，仅显示与本发明有关的构造。

一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，结构包括：氦气球1，尼龙绳2，氮气球3，漂浮环4，海面5，碳纤维线缆6，鼓桶外壳7，海底面8，钢带9，黑匣子10，鼓桶盖11，盛物筒12，压缩瓶13，氮气折囊14，气雾罐15，面罩16，线缆架17，线缆孔18，缆锁19，弹射器20，火药包21，电引信22，电控箱23，导线24，接收天线25，感压仪26，感温仪27，贮料器28，鼓桶内衬29，氦气折囊30，测力仪31，感光仪32，测深模块33，感温模块34，测力模块35，无线接收模块36，微处理器37，多路电子开关38，点火模块39，击发模块40，减压阀模块41，气雾阀模块42，发信模块43，控锁模块44，无线发射模块45，感光延时模块46，电引信47，击发器48，减压阀49，电控阀50，全方位天线51，照明弹发射器52，蓄电池53，光伏电池54。

黑匣子智能陆海双栖定位呼救器的实施例1，结构原理如图1、图2所示，电路原理如图3所示；一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，用钢带9将鼓桶外壳7与飞机的黑匣子10连接固定在一起，鼓桶外壳7与鼓桶内衬29的层间采用加强筋板结构，耐高压、高温并且防火。当飞机遭遇到某种不可抗拒的因素，或劫机者的蓄意破坏，当飞机坠毁落入水中，在机体入水达到一定的深度(根据飞机自身的高度设定)时，数支感压仪26的头部均被水的压强压缩，感压仪26腔内的水银柱向前延伸，感压仪26内的两个固定电极导通，测深模块33接收到感压仪26的电信号，将信号整形放大后，送入微处理器37内的CPU，微处理器37内的CPU将电信号输入多路电子开关38，多路电子开关38启动点火模块39，点火模块39将高强电流导入火药弹射器20内的多支电引信47，多支电引信47点燃火药弹射器20中的火药包21，火药包21爆燃，产生大量的气体，推动盛物筒12沖开鼓桶外壳7的鼓桶盖11，弹射出鼓桶外壳7的内腔，微处理器37内的CPU发出指令给多路电子开关38，多路电子开关38将电流输入击发模块40，击发器48击发叠氮化钠贮料器28内的叠氮化钠颗粒，叠氮化钠颗粒被击发时产生大量的氮气，氮气通过过单向阀的内腔，将氮气注入氮气折囊14，氮气折囊14迅速膨胀，排水上升，形成氮气球3携带盛物筒12浮出海面5；微处理器37内的CPU发出指令给多路电子开关38，多路电子开关38将电流输入电控减压阀49，减压阀49的阀芯移开，压缩气瓶13内的氦气通过氦气管道将减压后的氦气注入氮气折囊14，氮气折囊14在充满氦气后迅速飞到高空，形成氦气球1；氦气球1与氮气球3之间用多条尼龙绳2连接；氦气球1内的多套发信模块43将无线电波通过优质导线，传输到印制在氦气球1表面上的金属箔层全方位天线52上，可将无线电波信号发射到较远的空间；多组蓄电池53与CIGS薄膜光伏电池54，为多套无线发射模块45提供电源。CIGS薄膜光伏电池55在可见光线照射的情况下，随时将光能转化为电能，充入多组蓄电池54，为多套无线发射模块45提供不间断的电源，氦气球1的表面上粘贴醒目的夜光标识，在夜间会发出光亮，被灯光扫射后还会发出反射光线，极易引起过往的飞机、卫星或者船只的关注，便于飞机、卫星及过往船只的搜寻。氮气球3浮出海面5后，微处理器37内的CPU发出指令给多路电子开关38，多路电子开关38将电流输入气雾罐15上的电控阀50，电控阀50阀芯开启，流体状聚氨酯注射到折叠面罩16的内腔，按照折叠面罩16的形状与枝状折叠纤维管道导引的方位展开后固化，形成用防紫外线为面罩16的漂浮环4，漂浮环4与氮气球3用碳纤维线缆6组成水上联合漂浮平台，可长久地漂浮在海面5；漂浮环4的内部设置的多组蓄电池53，为漂浮环4内部设置的多套无线发射模块45提供电源，漂浮环4的防紫外线面罩16上粘贴的薄膜光伏电池54，为多组蓄电池53随时补充电能，在漂浮环4内部埋设的多套无线发射模块45，使用与氦气球1内多套无线发射模块45，完全相同的波段与频率，发射无线电波信号，增强被远方电台、雷达侦知、识别的概率；漂浮环4的外表面采用防紫外线面料，可以延长聚氨酯材质的寿命，漂浮环4的表面上喷制醒目的“SOS”金属涂层标识，表面粘贴夜光标识，增加了氮气球3与漂浮环4的联合漂浮平台，在夜间被发现的概率；漂浮环4的内部设置照明弹发射器52，按照微处理器37内的CPU的指令，在每晚的特定时间，施放彩色照明弹到高空，提升被飞机、卫星及远处船只发现的概率；氮气球3、漂浮环4与鼓桶外壳7内腔用多根碳纤维线缆6连接；多根碳纤维线缆6上均印制长度标记，营救团队在海面5上发现了氮气球3与漂浮环4的联合漂浮平台后，根据多根碳纤维线缆6上的长度标记，就可以估算出黑匣子10的大概深度与黑匣子10在海底面8分布的面积，利于制定下一步搜寻方案与实施作业的办法；多根碳纤维线缆6按顺序分别缠绕在多个线缆架17上，利于多根碳纤维线缆6的循序释放，在多个线缆孔18中均安装线缆锁19，当黑匣子10沉到海底面，位置相对稳定时，线缆锁19将多根碳纤维线缆6的根部锁定；氮气球3与漂浮环4的联合漂浮平台，受到鼓桶外壳7内连接的多根碳纤维线缆6的绊羁，氮气球3与漂浮环4的联合漂浮平台，只能只能在海面5上一定的范围内往复飘游，旋转，不会因水流，风力的影响而远离鼓桶外壳7下沉的原始位置；鼓桶外壳7与黑匣子10的外壳用钢带9牢固地连接在一起，营救团队沿多根碳纤维线缆6去搜寻，可以顺利地找到黑匣子10，使复杂、漫长的搜寻工作变得简单、快捷。

黑匣子智能陆海双栖定位呼救器的实施例2，除以下不同外，本实施例有与实施例1完全相同的结构。结构原理如图1、图2所示，电路原理如图3所示；

一种黑匣子10携带的智能陆海双栖定位呼救器。当飞机遭遇到某种不可抗拒的因素，或劫机者的蓄意破坏，使飞机坠毁落到陆地的山谷中，荒滩沙漠中或者原始森林中，飞机上的黑匣子10发出呼救信号，因为不是坠入水中，鼓桶外壳7表面的多支感压仪26的头部不会被压迫，也就不能以驱动水银柱的方式，连通腔内两固定电极，将电流送入测深模块33，测深模块33将电流输入微处理器37，微处理器37不会将触发电流输入多路电子开关38去触发多路点火模块39，因此鼓桶外壳7内的弹射器20不会启动；但无线接收模块36，通过安装在鼓桶外壳7上的接收天线25，可以在近距离接收到黑匣子10发出的特定频率的信号，无线接收模块36将此信号输入微处理器37，安装在鼓桶外壳7上的数个感温仪27发出温度电信息，送入感温模块34，感温模块34将电信息送到微处理器37，微处理器37中的CPU对电信息作出判断：此时外界的温度是否适宜释放在鼓桶外壳7内的装置，由于当飞机坠毁在高山峡谷之中，或者是坠毁在远离人烟的原始森林之中时，往往容易引发大火，释放的氮气球3与漂浮环4都是易燃的有机物，一旦释放，在短时间内就会被燃烧成灰烬，失去装置的有效功能，只有当在外界的环境温度可确保安装在鼓桶外壳7内的装置在释放的安全时，微处理器37中的CPU对温度电信息作出安全确然后，将启动电流输入多路点火模块39：点火模块39导通，将高强电流送入多支电引信22，电引信22激发火药包21，弹射器20中的火药包21爆燃，产生大量的气体，推动盛物筒12沖开鼓桶外壳7的鼓桶盖11，将盛物筒12发射出去；微处理器37中的CPU发出指令到击发模块40，击发在叠氮化钠贮料器28内的叠氮化钠颗粒，叠氮化钠颗粒被击发后产生大量的氮气，冲过释气盖上安装的单向阀的阀芯，将氮气充入氦气折囊30，在氦气折囊30充分膨胀后，微处理器37中的CPU发出指令，氦气压缩气瓶13瓶口内的电控减压阀49的阀芯移开，氦气注入氦气折囊30的内腔，氦气折囊30充满氦气后脱离氦气压缩气瓶13，飞向高空，氦气球1体积膨胀后，展开用烫金法印制的“SOS”标识兼作全方位天线52，氦气球1的内部放置多套无线发射模块45，全方位天线52与多套无线发射模块45之间均用优质金属导线连接，由于在高空中发射，可将无线电波信号发射得更远，在其中一套无线发射模块45发生故障后，其余的无线发射模块45，仍然可以正常工作，无线发射模块45的电源由多组蓄电池53供应；CIGS薄膜光伏电池54为多组蓄电池53补充电量，CIGS薄膜光伏电池54在有可见光线的照射的情况下，可随时将光能转化为电能，贮藏在多组蓄电池53内，因此无线发射模块45的电源不受多组蓄电池53容量的制约，可以连续工作十几年以上；氦气球1上印制的夜光标识，每日只需两小时的光照，就可以在夜间连续发光十二小时以上，容易引起过往的飞机、卫星或者船只的注视；聚氨酯气雾罐15上安装电控阀50，电控阀50用管道连接折叠面罩16上的接口，折叠面罩16的内部安置层空心枝状纤维管道，在氮气球3被释放后，通过微处理器37的指令，聚氨酯气雾罐15的电控阀50的阀芯移开，将流体状聚氨酯通过管道注射到折叠面罩16内，折叠面罩16按照设计的形状与空心枝状纤维管道导引的方向伸展并固化，成为一个陆地平台，与氮气球3牢固连接成为组合标志物；漂浮环4的折叠面罩16使用防紫外线面料，可延长聚氨酯材质的寿命，在漂浮环4的外表面上烫金印制“SOS”标识，使经过此陆域的飞机与卫星更易于识别；在漂浮环4的内部放置多组蓄电池53，在氮气球3与漂浮环4的表面均粘贴CIGS薄膜光伏电池54，并粘贴夜光标识，增强氮气球3与漂浮环4的组合标志物在夜间被发现的机率；在氮气球3的内部放置多套无线发射模块45，使用与氦气球1内无线发射模块45，完全相同的波段与频率，发射无线电波信号，增强被外界无线接收器搜寻、监听、识别的几率；漂浮环4的内部安装照明弹发射器52，通过感光仪32输送信号给感光延时模块46进入微处理器37，微处理器37发出指令给照明弹发射器53，在每晚的特定时间，发射彩色照明弹到高空，更有效地提升被飞机、卫星及远处车辆发现的概率；氦气球1与氮气球3之间用多跟尼龙绳2连接，氮气球3、漂浮环4、盛物筒12与鼓桶外壳7之间用多根碳纤维线缆6连接，保证了连接的可靠性；多根碳纤维线缆6上均印制长度标记，营救团队发现了氮气球3与漂浮环4的组合标志物后，根据碳纤维线缆6上的长度标记，可测算出黑匣子10在附近的距离与黑匣子10离散面积的大小，决策下一步探寻的方案；多根碳纤维线缆6按秩序缠绕在多个线缆架17上，保证了多根碳纤维线缆6的循序释放；在多个线缆孔18中均安装线缆锁19，黑匣子10在陆地上，位置是比较稳定的，线缆锁19将碳纤维线缆6的根部锁定，氮气球3与漂浮环4的组合标志物，受到鼓桶外壳7上连接的多根碳纤维线缆6的绊羁，氮气球3与漂浮环4的组合标志物，受到风力的影响，可以在一定范围内往复移动、旋转，但不会因风向的作用而远离鼓桶外壳7原始坠落的位置，鼓桶外壳7与黑匣子10的外壳是用钢带9连接固定在一起的，营救团队沿多根碳纤维线缆6去搜寻，可以顺利地找到黑匣子10，使复杂的搜寻工作变得简单、快捷。

综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，结构包括：双层鼓桶外壳(7)，鼓桶外壳(7)采用特种钛合金钢板锻造拉伸制成，鼓桶外壳(7)内安装圆柱状盛物桶(12)，氮气折囊(14)上用烫金法印制“SOS”标识，氮气折囊(14)的上部放置氦气折囊(30)，氦气折囊(30)内置多套发信模块(43)，氦气折囊(30)内安置多组蓄电池(53)，各发信模块(43)均用导线(24)连接多组蓄电池(53)，CIGS薄膜光伏电池用导线(24)连接多组蓄电池(53)，氦气折囊(30)的表面粘贴夜间发光标识，叠氮化钠贮料器(28)的底部安装激发器(48)，叠氮化钠贮料器(28)的密封孔上镶嵌密封盖，密封盖内安装单向阀，氮气折囊(14)的进气口套接在密封盖上，氦气折囊(30)的进气孔连接压缩气瓶(13)的瓶口，压缩气瓶(13)的瓶口内安装减压阀(49)，压缩气瓶(13)放置在氦气折囊(30)的一侧，叠氮化钠贮料器(28)放置在氮气折囊(14)的一侧，聚氨酯气雾罐(15)放置在防紫外线折叠面罩(16)的一侧，聚氨酯气雾罐(15)的罐口安装气雾电控阀(50)，气雾电控阀(50)连接防紫外线折叠面罩(16)的进料口，漂浮环(4)的防紫外线折叠面罩(16)采用防紫外线纺织材质，防紫外线折叠面罩(16)上用烫金法印制“SOS”涂层标识，防紫外线折叠面罩(16)上粘贴CIGS薄膜光伏电池(54)，漂浮环(4)的内部安放空心枝状折叠管道，漂浮环(4)的内部放置多组蓄电池(53)，漂浮环(4)的内部放置多套发信模块(43)，漂浮环(4)的防紫外线折叠面罩(16)上安装感光仪(32)，感光仪(32)的导线(24)连接在感光延时模块(46)上，多套发信模块(43)均用导线(24)连接多组蓄电池(53)，CIGS薄膜光伏电池(54)用导线(24)连接多组蓄电池(53)，漂浮环(4)上安装照明弹发射器(52)，盛物筒(12)的底部安装在火药弹射器(20)的腔内，火药弹射器(20)内安装火药包(21)，火药包(21)的下部安装多支电引信(47)，多支电引信(47)的导线(24)均连接在点火模块(39)上，多支感温仪(27)均安装在鼓桶外壳(7)上，多支感温仪(27)均用导线(24)连接在感温模块(34)上，多支感压仪(26)均安装在鼓桶外壳(7)上，多支感压仪(26)的导线(24)均连接在测深模块(33)上，盛物筒(12)与鼓桶外壳(7)内腔用多根碳纤维线缆(6)连接，多根碳纤维线缆(6)分别缠绕在各自的线缆架(17)上，多个线缆架(17)均安装在盛物筒(12)内，多根碳纤维线缆(6)上均印制长度标记，多个线缆孔(18)内均安装测力仪(31)，数个测力仪(31)均用导线(24)连接在测力模块(35)上，全部传感模块均用导线(24)连接在微处理器电路(37)上，微处理器电路(37)的控制导线(24)连接多路电子开关(38)，全部电控功能模块均用导线(24)连接在多路电子开关(38)上，全部传感、功能模块、微处理器电路(37)与多路电子开关(38)的电源均由多组蓄电池(53)提供，全部传感、功能模块、微处理器电路(37)与多路电子开关(38)均安装在盛物筒(12)的电控箱(23)内，其特征是：鼓桶外壳(7)与黑匣子(10)的外壳之间用钢带(9)连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：鼓桶外壳(7)与鼓桶内衬(29)的层间采用筋板结构提升整体的抗压强度。

3.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：盛物筒(12)的内部放置氮气折囊(14)。

4.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：氦气球(1)的表面烫金印制“SOS”标识兼作全方位天线(51)。

5.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：氦气折囊(30)与氮气折囊(14)之间用多根尼龙绳(2)连接。

6.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：漂浮环(4)的防紫外线折叠面罩(16)上粘贴夜间发光标识。

7.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：全方位天线(51)与各发信模块(43)之间均用导线(24)连接。

8.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：氦气球(1)的表面粘贴CIGS薄膜光伏电池(54)。

9.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：多个线缆孔(1)内均安装电控缆锁(19)。

10.根据权利要求1所述的一种黑匣子智能陆海双栖定位呼救器，其特征是：接收天线(25)安装在鼓桶外壳(7)上，接收天线(25)与无线接收模块(36)之间用导线(24)连接。