CN109637254A - 一种直升机落水逃生训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供直升机落水逃生训练装置。本发明包括：导轨骨架、顶板、底板和若干设有开孔的侧板，所述导轨骨架包括封闭图形的主骨架和固接于主骨架内部的平行于水平面的上骨架和下骨架，所述顶板和底板分别固接于上骨架和下骨架上，所述侧板包括前、后侧板和左、右侧板，所述前、后侧板分别固接于上骨架的两端，所述左、右侧板分别固接于主骨架内侧侧壁上，所述顶板、底板和各侧板在导轨骨架的固定下形成密闭空间，还包括用于吊装导轨骨架的连接于导轨骨架上的模拟器制动机构。本发明通过导轨骨架和侧板的连接，结构稳定，舱内空间宽广，适宜多人同时训练，真实的模拟直升机落水后的场景。

Description

一种直升机落水逃生训练装置

技术领域

本发明涉及海上救援技术领域，尤其涉及一种直升机落水逃生训练装置。

背景技术

截止2016年8月，中国大陆地区民用直升机达705架，直升机结构相对复杂，而且由于气象、海况、人为等因素，其事故发生率较高。当水上作业时遇到紧急情况需要进行水上迫降。水上迫降是指直升机着陆场在海洋，湖泊等水面上来保证人员及装备安全的一种方法，迫降中升力发生变化导致重心变化，从而容易翻转和下沉。根据欧洲航空安全局数据统计，2003-2012年间，全世界范围内共发生直升机水上迫降事故79起，造成150人遇难，根据美国运输部下属机构联邦航空管理局的统计数据表明：乘员遇难的主要原因是并非是直升机入水冲击对乘员的伤害，而是由于入水冲击后直升机迅速沉没导致乘员溺水。欧洲航空安全当局也对水面伤亡原因进行过调查研究，指出大多数直升机水上迫降时人员遇难原因是不能从倾覆沉水的机舱快速逃生或者不能等到救援到来之前在海上生存。因此直升机水面事故伤亡的主要原因是：在淹没的机舱中，由于心理和生理共同作用，人员无法完成长时间屏住呼吸、不会使用正确的逃生装置、无法定位方向、找不到应急逃生出口、解不开安全带、不能打开应急门窗、缺少水面进行求生技能等，从而导致溺亡。

通过对欧洲北海地区直升机水上迫降事件(1976-2002)及全球直升机水上迫降事件(2003-2012)的统计数据表明，直升机水上迫降，遇险人员成功逃生比例大于60％。在直升机落水失事时，机上乘员的平均响应时间为15s左右，而进入水中后，大多数直升机将会在10s内翻转、下沉并且倾覆。在整个过程中，直升机乘员生存下来的关键是能快速逃生。直升机落水逃生训练能够锻炼乘员在直升机因事故落水时的快速反应能力，使其了解正确的落水逃生程序，掌握必要的直升机水上迫降求生技能，判断正确的逃生路线，有助于提升直升机乘员的安全性。据统计，直升机坠机事故中，接受过直升机落水逃生培训的人员在死亡率约为8％，而没有接受过直升机落水逃生培训人员死亡率上升到20％。

现有的逃生模拟器分为长条形与球形。长条形逃生模拟器可以围绕水平轴旋转180°，结构简单，最多能够同时给8人训练，适合给大中型直升机机组成员进行水下逃生训练，且门窗未安装玻璃，内部人员较容易逃离。训练过程中较为安全，不需要过多的安全保障措施与应急人员。长条形逃生模拟器，主要进水方式为首尾部，以及顶部与底部的透水底板进水。这种形式直升机水下逃生训练模拟器，操作简便，使用较为广泛。但长条形逃生模拟器只能模拟简单的二维空间运动，学员容易适应，但在多次训练后训练效果就没有开始时那么明显。而球形逃生训练模拟器更加接近真实直升机舱，其形状为球形，其门窗结构与真实直升机相近，落水后球形训练模拟器可沿垂直轴和水平轴旋转360°，可模拟多种运动情况，使训练更加真实，训练质量更高，内部人员逃离时需要触发模拟器内部液压开关，使门窗向外部弹开，内部人员才能逃离，与实际情况相近。但舱内空间较小，不适宜多人机组进行训练。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种直升机落水逃生训练装置。本发明采用的技术手段如下：

一种直升机落水逃生训练装置，包括：导轨骨架、顶板、底板和若干设有开孔的侧板，所述导轨骨架包括封闭图形的主骨架和固接于主骨架内部的平行于水平面的上骨架和下骨架，所述顶板和底板分别固接于上骨架和下骨架上，所述侧板包括前、后侧板和左、右侧板，所述前、后侧板分别固接于上骨架的两端，所述左、右侧板分别固接于主骨架内侧侧壁上，所述左、右侧板形状与主骨架形状匹配，所述前、后侧板的左、右侧边形状与所述左、右侧板形状匹配，所述顶板、底板和各侧板在导轨骨架的固定下形成密闭空间，还包括用于吊装导轨骨架的连接于导轨骨架上的模拟器制动机构。

进一步地，所述导轨骨架具体为环形，所述左、右侧板分别固接于主骨架内环侧壁上，导轨骨架内环与外环之间为骨架导轨，所述模拟器制动机构包括悬吊臂和可在所述骨架导轨内自由滑动的滑动机构，所述滑动机构上设有匹配悬吊臂上的吊环。

进一步地，所述上骨架和下骨架规格相同，其均包括：长杆和长杆两端水平设置的短杆，长杆中心点水平设置连接导轨骨架的连接杆，所述长杆上还设有若干与短杆平行设置的加强杆。

进一步地，所述长杆和连接杆具有预设厚度，或者长杆、连接杆与导轨骨架同轴位置固接形状匹配的固定板材，使得长杆、连接杆与导轨骨架内侧无空隙。

进一步地，所述前侧板的顶端固接于上骨架的第一短杆上，所述前侧板的底端固接于与第一短杆同侧的下骨架的第二短杆上，所述后侧板的顶端固接于上骨架的第三短杆上，所述后侧板的底端固接于与第三短杆同侧的下骨架的第四短杆上，所述前侧板和后侧板上均开设可供人直立通过的人孔门。

进一步地，所述前侧板的另一侧设有舱头，所述后侧板的另一侧设有舱尾。

进一步地，左、右侧板分别为开设逃生窗口的逃生窗户侧板和开设逃生门口的逃生门侧板。

进一步地，所述顶板、底板和底板均为具有均匀密布通孔的透水板。

进一步地，所述底板上固定连接有若干带有浮箱的座椅，两座椅并排布设且其中第一座椅下设置第一浮箱，第二座椅下设置第二浮箱，所述第一浮箱和第二浮箱之间设有第三浮箱，所述第一浮箱容积与第二浮箱相同且大于第三浮箱的容积，各浮箱顶部和底部均设有螺接于其上的密封盖板。

进一步地，所述滑动机构包括：固定板、制动气缸、轴承和所述吊环，所述固定板为两块且平行设置，所述制动气缸横向穿过两固定板且其上设有供气管路，两固定板之间以制动气缸为对称面镜像设置两个轴承连接杆，每个轴承连接杆上贴合固定板处对称设有2个滚动轴承，两固定板之间设有紧固螺栓，所述吊环套接在紧固螺栓上，所述供气管路通过空气压缩机进气。

本发明通过导轨骨架和侧板的连接，结构稳定，舱内空间宽广，适宜多人同时训练，真实的模拟直升机落水后的场景，通过透水板快速的进排水，有效提升学生的训练效率，通过气动制动装置、导轨滑道和可调整水量的座椅浮箱，有效模拟翻转后的直升机落水场景。

基于上述理由本发明可在海上救援技术领域广泛推广，

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明直升机落水逃生训练装置结构示意图。

图2为本发明直升机落水逃生训练装置爆炸图示意图。

图3为本发明制动机构具体结构示意图。

图4为本发明直升机落水逃生训练模拟器翻转原理示意图。

图5为本发明直升机落水逃生训练模拟器制动装置原理图。

图中：1、导轨骨架主骨架；2、顶板；3、底板；4、前侧板；5、后侧板；6、左侧板；7、右侧板；8、舱头；9、舱尾；10、导轨骨架长杆；11、导轨骨架短杆；12、导轨骨架连接杆；13、导轨骨架加强杆；14、座椅；15、第一浮箱；16、第二浮箱；17、第三浮箱；18、固定板；19、制动气缸；20、轴承；21、轴承连接杆；22、吊环；23、吊钩；24、供气管路；25、空气压缩机；26、电磁阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明提供了一种直升机落水逃生训练装置，包括：导轨骨架、顶板2、底板3和若干设有开孔的侧板，所述导轨骨架包括封闭图形的主骨架1和固接于主骨架1内部的平行于水平面的上骨架和下骨架，所述顶板2和底板3分别固接于上骨架和下骨架上，所述侧板包括前4、后5侧板和左6、右7侧板，所述前4、后5侧板分别固接于上骨架的两端，所述左6、右7侧板分别固接于主骨架1内侧侧壁上，所述左6、右7侧板形状与主骨架1形状匹配，所述前4、后5侧板的左、右侧边形状与所述左6、右7侧板形状匹配，所述顶板2、底板3和各侧板在导轨骨架的固定下形成密闭空间，还包括用于吊装导轨骨架的连接于导轨骨架上的模拟器制动机构。目前国内已成立的落水逃生培训基地，大多存在培训批量化，教学设施落后，这样对于受训人员来说，不必有任何心理紧张的情绪以及掌握必要的落水逃生技能便可轻松的完成训练，同时对于培训方来说也不必投入过多地精力和成本。但当真正面临直升机落水时，这些参与训练的人员因为没有掌握扎实的落水逃生技能，会发生生命危险，通过本申请提供的如上设计，可以很好地完成直升机落水逃生的模拟训练，有效地提供给学员真实的落水感受。

为了实现180°水下翻转，保证模拟训练中再现翻转落水的直升机，作为优选的实施方式，所述导轨骨架具体为环形，所述左、右侧板分别固接于主骨架内环侧壁上，导轨骨架内环与外环之间为骨架导轨，所述模拟器制动机构包括悬吊臂和可在所述骨架导轨内自由滑动的滑动机构，所述滑动机构上设有匹配悬吊臂上吊钩23的吊环22，所述悬吊臂通过电动葫芦操控。

为了保证装置的强度，作为优选的实施方式，所述上骨架和下骨架规格相同，其均包括：长杆10和长杆10两端水平设置的短杆11，长杆10中心点水平设置连接导轨骨架的连接杆12，所述长杆10上还设有若干与短杆11平行设置的加强杆13。

同时为了进一步加强装置的强度，作为优选的实施方式，所述长杆10和连接杆12具有预设厚度，或者长杆10、连接杆12与导轨骨架同轴位置固接形状匹配的固定板材，使得长杆10、连接杆12与导轨骨架内侧无空隙。

为了真实的模拟舱内环境，作为优选的实施方式，所述前侧板的顶端固接于上骨架的第一短杆上，所述前侧板的底端固接于与第一短杆同侧的下骨架的第二短杆上，所述后侧板的顶端固接于上骨架的第三短杆上，所述后侧板的底端固接于与第三短杆同侧的下骨架的第四短杆上，所述前侧板和后侧板上均开设可供人直立通过的人孔门。

为了更真实的模拟舱内环境，作为优选的实施方式，所述前侧板的另一侧设有舱头8，所述后侧板的另一侧设有舱尾9。其中，舱头舱尾上下及前部设有透水孔，加大训练时单位时间进水量、回收时单位时间排水量。舱头舱尾中可安装座椅，使得模拟器整体形状与结构与现实直升机舱更加符合的同时，增加一次性训练的人数。

本实施例中，除前侧板、后侧板及导轨骨架材料为不锈钢外，其他舱内结构均为C-玻璃纤维，主要紧固方式为胶接和螺接。为了再现直升机的舱门及窗户特征，作为优选的实施方式，左6、右7侧板分别为开设逃生窗口的逃生窗户侧板和开设逃生门口的逃生门侧板。本实施例中，门侧墙板高1.4m，长2.55m，半径0.9m，门规格108cm×50cm。门侧座位上人员逃生出口为门。窗侧墙板高度1.4m，半径0.9m，长度2.55m，窗口规格44cm×54cm。窗侧人员逃生出口为窗口。由于门侧墙板与窗侧墙板的质量不同，使得模拟器在未发生翻转时模拟器重心偏向门侧墙板，让模拟器有初始的翻转力矩，才能实现模拟器在水的中翻转。

为了训练时模拟器入水时加快进水速度、回收时加快排水速度，提高训练与实验效率，作为优选的实施方式，所述顶板2、底板3和底板均为具有均匀密布通孔的透水板。

作为优选的实施方式，所述底板上固定连接有若干带有浮箱的座椅14，两座椅并排布设且其中第一座椅下设置第一浮箱15，第二座椅下设置第二浮箱16，所述第一浮箱15和第二浮箱16之间设有第三浮箱17，所述第一浮箱15容积与第二浮箱16相同且大于第三浮箱17的容积，各浮箱顶部和底部均设有螺接于其上的密封盖板。

本实施例中，模拟器首尾两端的底部共有6个浮箱，每个浮箱上顶部和底部均各开有1个螺纹孔，使用密封盖密封。每次调载前，人工拧开浮箱顶部的6个螺纹孔，使用比较大的容器往每个浮箱注入不同的水量，以模拟器首尾为纵轴，主要向左右两侧的大浮箱中注入不同的水量来调节结构重心，在两个大浮箱中间的小浮箱中注入一定的水量来稳定平衡，注入完成后用密封盖拧在螺纹孔上即完成调载。需要排水时，在岸上将模拟器提升一定高度，拧开浮箱底部的密封盖将水排掉即可。

本实施例中，单个浮箱排水体积约为0.2m³，座椅规格29.5cm×39cm×39.5cm。作为浮箱的座椅支承，其主要作用在于为模拟器提供浮力，既增大模拟器翻转时的翻转力矩，也减少模拟器上方悬吊臂与钢缆的载荷。而浮箱整体宽度为0.4m，壁厚为10cm，，整个浮箱体积为0.15m³。该浮箱设计意义在于，在需要时可向其中注水，以调整模拟器的重心位置，以达到改变模拟器的翻转状态的效果，使得模拟器翻转状态的调整成为可能。

模拟器翻转原理如图4所示，将模拟器浸没在水中，由于模拟器自身为对称结构且质量分布均匀，因此在不承受外载的情况下，模拟器的重心C和浮心B共线，其将处于稳定平衡状态。若向模拟器两侧的压载舱中注入不同量的压载水，则会使模拟器的重心向一侧移动，使重心C和浮心B不在一条铅垂线上，此时,重力G与浮力P会形成一个倾覆力矩M₁，促使模拟器翻转。

当逃生模拟在重力和浮力构成的倾覆力矩作用下翻转至重心与浮心共线时，由于模拟器仍具有一定的角速度，模拟器会继续翻转，在理想状态下，模拟器会处于一种往复运动状态。但由于水的粘滞摩擦作用，模拟器的摆动幅度会逐渐减小，直至达到平衡状态，即模拟器的重心C和浮心B重新共线。

训练结束后，操作员提升模拟器出水，模拟器在水下受到的浮力P减少，此时处于翻转舱位的模拟器的重心C和浮心B之间形成一个回复力矩M₂，使得模拟器按照正舱位翻转方向的反方向重新恢复到正舱位。

如图3所示，作为优选的实施方式，所述滑动机构包括：固定板18、制动气缸19、轴承20和所述吊环22，所述固定板18为两块且平行设置，所述制动气缸19横向穿过两固定板18且其上设有供气管路24，两固定板18之间以制动气缸19为对称面镜像设置两个轴承连接杆21，每个轴承连接杆上贴合固定板处对称设有2个滚动轴承，两固定板之间设有紧固螺栓，所述吊环套接在紧固螺栓上，所述供气管路通过空气压缩机进气。

制动原理如图5所示。空气压缩机气路通过电磁阀连接到制动气缸上，在操作面板内通过24V的直流转换电源，利用常开状态的继电器触点开关控制电磁阀的工作进而控制制动气缸的作用。

模拟器制动采用气压方式，制动可靠，制动时间和解除制动时间均不大于0.1秒，从而保证人员训练的安全。制动装置寿命大于500万次，设备可靠、耐用。气源采用涡旋式空气压缩机，空压机通过塑料软管沿悬臂吊连接至模拟器顶部的固定装置，并为其提供气源；

制动装置通过电路控制空压机，由此控制整个制动过程。该装置的控制部分由电控制操纵系统面板控制电磁阀来进行对制动气缸中活塞杆的推进和收回，进而对模拟器运动的进行制动。该制动气缸是单杆出双作用气缸，压缩空气交替从气缸两段进出，推动活塞杆运动。

未训练之前，操纵系统面板断电，首先打开电控箱开关和空气压缩机25，此时制动回路处于断开状态，电磁阀26不接通，气空压机通过气路在气压的作用下使两侧制动气缸伸出顶住模拟器导轨的表面，起到制动作用；训练开始后，人员进入模拟器舱内，操作员通过操作面板一边控制模拟器下放进入水中，一边按下触点开关k2，此时制动回路连通，电磁阀通电，制动气缸在气压的作用下缩回，模拟器在水下可以实现翻转；待模拟器在水下翻转180°稳定后，操作人员松开触点开关，这时电路不连通，气缸活塞杆在气压作用下又伸出，对模拟器进行制动，人员从舱内逃出至水面完成训练。训练完成后操作人员控制提升模拟器，按下触点开关使气缸缩回，使模拟器逆向翻转回正舱位，待稳定后松开触点开关，电磁阀断电，在气压作用下使气缸伸出对模拟器制动，以此循环进行下一次训练。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种直升机落水逃生训练装置，其特征在于，包括：导轨骨架、顶板、底板和若干设有开孔的侧板，所述导轨骨架包括封闭图形的主骨架和固接于主骨架内部的平行于水平面的上骨架和下骨架，所述顶板和底板分别固接于上骨架和下骨架上，所述侧板包括前、后侧板和左、右侧板，所述前、后侧板分别固接于上骨架的两端，所述左、右侧板分别固接于主骨架内侧侧壁上，所述左、右侧板形状与主骨架形状匹配，所述前、后侧板的左、右侧边形状与所述左、右侧板形状匹配，所述顶板、底板和各侧板在导轨骨架的固定下形成密闭空间，还包括用于吊装导轨骨架的连接于导轨骨架上的模拟器制动机构。

2.根据权利要求1所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述导轨骨架具体为环形，所述左、右侧板分别固接于主骨架内环侧壁上，导轨骨架内环与外环之间为骨架导轨，所述模拟器制动机构包括悬吊臂和可在所述骨架导轨内自由滑动的滑动机构，所述滑动机构上设有匹配悬吊臂上吊钩的吊环。

3.根据权利要求1或2所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述上骨架和下骨架规格相同，其均包括：长杆和长杆两端水平设置的短杆，长杆中心点水平设置连接导轨骨架的连接杆，所述长杆上还设有若干与短杆平行设置的加强杆。

4.根据权利要求3所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述长杆和连接杆具有预设厚度，或者长杆、连接杆与导轨骨架同轴位置固接形状匹配的固定板材，使得长杆、连接杆与导轨骨架内侧无空隙。

5.根据权利要求3所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述前侧板的顶端固接于上骨架的第一短杆上，所述前侧板的底端固接于与第一短杆同侧的下骨架的第二短杆上，所述后侧板的顶端固接于上骨架的第三短杆上，所述后侧板的底端固接于与第三短杆同侧的下骨架的第四短杆上，所述前侧板和后侧板上均开设可供人直立通过的人孔门。

6.根据权利要求1所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述前侧板的另一侧设有舱头，所述后侧板的另一侧设有舱尾。

7.根据权利要求1所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，左、右侧板分别为开设逃生窗口的逃生窗户侧板和开设逃生门口的逃生门侧板。

8.根据权利要求1所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述顶板、底板和底板均为具有均匀密布通孔的透水板。

9.根据权利要求1或8所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述底板上固定连接有若干带有浮箱的座椅，两座椅并排布设且其中第一座椅下设置第一浮箱，第二座椅下设置第二浮箱，所述第一浮箱和第二浮箱之间设有第三浮箱，所述第一浮箱容积与第二浮箱相同且大于第三浮箱的容积，各浮箱顶部和底部均设有螺接于其上的密封盖板。

10.根据权利要求1所述的直升机落水逃生训练装置，其特征在于，所述滑动机构包括：固定板、制动气缸、轴承和所述吊环，所述固定板为两块且平行设置，所述制动气缸横向穿过两固定板且其上设有供气管路，两固定板之间以制动气缸为对称面镜像设置两个轴承连接杆，每个轴承连接杆上贴合固定板处对称设有2个滚动轴承，两固定板之间设有紧固螺栓，所述吊环套接在紧固螺栓上，所述供气管路通过空气压缩机进气。