CN117184369A - 一种可变形态的无人海上快速救援装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变形态的无人海上快速救援装置及其使用流程，主要功能为海上落水人员救援，尤其适用于远海落水飞行员的救援。本发明具有随空中平台运送和投放、自主航行、救助人员的功能。按照使用流程，不同形态顺序转换，分别为储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态。本发明包括使用流程、装置主壳体、信息处理单元、控制执行机构、推进吊舱、缓降装置、天线单元、舷侧充气机构、蓄电池舱、储备浮力舱、救援物资舱、遮蔽设备等。本发明可缩短救援等待时间，降低救援风险，提高海上落水人员，尤其是远海落水人员的生存概率。

Description

一种可变形态的无人海上快速救援装置

技术领域

本发明涉及人员救生领域，具体涉及一种可变形态的无人海上快速救援装置。

背景技术

险恶的海上环境，是落水飞行员生存概率低的主要原因之一。飞行员跳伞后，虽配有简易漂浮装置，但身体浸入海水仍不可避免。在15C°以下的海水中，一般人30分钟就会冻僵；在5C°以下的海水中，甚至5分钟就会冻僵。此外，飞行员还需面对被凶猛海洋生物袭击的风险。按照现代战斗机作战半径计算，飞行员落水点与救援力量的距离可达600公里以上，若采用水面船艇救援，以30节航速直线赶到落水点所需时间在10小时以上，采用直升机也需2小时以上，救援的及时性难以保证。若飞行员落水点所处海域为危险区域，船艇或空中平台进入事发海域将面临更大的风险，将使得救援难以实施。即使飞行员利用随身携带的救生器材完成自救，如何撤出危险区，仍是巨大的挑战！

由此可见，救援的及时性、安全性、及安全撤离，是提升落水飞行员生存概率的关键因素。

目前救援器材及方式及存在不足：

1)部分飞行员虽配有简易漂浮装置，但由于其体积小，可提供的浮力受限，抗击风浪、烈日、雨水、低温等恶劣环境的能力较低。

2)如果飞行员落水区域处于某些危险区域时，水面及空中救援力量均难以安全前往落水点救援，或前往救援的代价过高，导致飞行员无法脱离危险区域。

发明内容

本发明立足于实现救援装置的快速到达、人员全面防护、以及安全返回等能力。发明提供一种可变形态的无人海上快速救援装置(下文简称“救援装置”)，实现快速投放、智能救援、自主返回，以缩短救援时间，降低救援风险，提高落水飞行员生存概率。

本发明总体尺寸小，重量轻，采用小型吊舱推进，电池为主要能源，可救援人员不少于1人。本发明具有随空中平台运送和投放、自主航行、救助人员的功能。

所述救援装置包括主壳体、推进吊舱、信息处理单元、控制执行机构、缓降装置、天线单元、舷侧充气机构、蓄电池舱、储备浮力舱、救援物资舱、遮蔽设备、保形罩壳；其中：

所述主壳体由主体和上盖两部分组成，其中主体采用高速船体型线，上盖与主体配合保证所述救援装置的水密性能，同时，主壳体也用于保护所述救援装置各类设备；

所述推进吊舱位于尾部的底部区域，由推进电机、螺旋桨及保护罩组成，用于驱动本发明于水面运动；

所述舷侧充气机构为一“环状”整体，位于所述救援装置舷侧顶部一周，舷侧充气机构原始状态为压缩状态，充气后用于为所述救援装置提供浮力；

所述信息处理单元位于后部区域，用于接收导航、指挥信号，进行计算处理后，发送指令给控制执行机构；

所述控制执行机构位于尾部的底部区域，通过转轴与所述推进吊舱相连，用于接收来自信息处理单元的指令，并控制推进吊舱的水平角度及螺旋桨旋转；

所述缓降装置位于尾部的顶部区域，在所述救援装置被空投降落至水面前展开，用于降低救援装置落水时的速度；

所述天线单元设置于中部的顶部区域，包括定位天线、通信天线、导航雷达天线，用于与指挥人员、待救援人员的通信、导航及定位；

所述蓄电池舱位于中部，用于为所述救援装置提供电能；

所述储备浮力舱位于中部的上部区域，用于提供浮力，保持浮态；

所述救援物资舱位于前部区域，用于存放救援物资；

所述救援遮蔽设备存放于救援物资舱内，以折叠状态存放，使用时由获救人员展开，并与所述主壳体连接，用于形成封闭空间，隔绝外部恶劣环境；

所述保形罩壳属为选配设备，仅在救援装置挂载于飞机舱外时应用，连接于主壳体尾部，用于优化救援装置气动外型，降低空气阻力。

优选地，所述救援装置具有可变形态，包括储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态，按实际使用需求，各形态进行顺序切换；

所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，用于满足由空中平台搭载和投放的尺寸需求；

所述高速航行形态为第二形态，整体外型采用高速滑行艇构型，待被空投至水面后，用于实现高速航行至待救援目标；

所述救援形态为第三形态，与待救援目标会合后，舷侧充气机构自动充气展开，连同主壳体，用于提供搭载落水人员所需的浮力和空间；

所述遮蔽形态为最终形态，用于应对低温、烈日、降雨等恶劣环境。遮蔽设备外形采用内倾式设计，必要时可涂覆隐身涂层，用于提高所述救援装置的雷达波隐身能力。

优选地，所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，所述天线单元内各设备处于收纳状态。

优选地，所述储运形态时由飞机搭载，根据飞机种类不同，配置有不同的固定装置：搭载于直升机时，通固定卡扣固定于机舱内；搭载于固定翼战斗机时，则应用过渡连接设备，挂载于机翼或机腹下，此时需要配合保形罩壳使用。

优选地，所述高速航行形态时，所述天线单元自动展开。

优选地，所述救援形态时，舷侧充气机构自动充气展开，提供搭载落水人员所需的浮力和空间。

优选地，所述遮蔽形态时，救援装置内的遮蔽设备打开。

优选地，所述救援装置搭载自主航行设备，自主航行设备包括北斗定位设备、导航雷达、信息处理单元、无线电示位标，用于主动寻的、自主航行。

优选地，所述救援物资舱内搭载必要的急救药品及食物，用于满足获救人员的应急需求。

优选地，在预定使用距离内，所述救援装置在待救人员登上救援装置后，所述蓄电池舱内所储能源总量仍有剩余，用于搭载人员安全脱离危险区域。

与现有技术相比，本发明的技术有益效果是：

本发明可搭乘空中平台进行快速机动，被空投到事发海域后，自主航行至落水人员，变换形态后实施救援，并具备自主返航的能力，大幅缩短救援等待时间。本发明作为舰载救生设备，本装置可搭载于航M等大型舰艇，也可搭载于编队内的其他船艇；亦可用于失事民用船舶远程救援等拓展领域。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明侧俯视图-储运形态；

图2是本发明中纵剖视图-以储运形态为例；

图3是本发明侧俯视图-储运形态-加装保形罩壳；

图4是本发明侧俯视图-高速航行形态；

图5是本发明侧俯视图-救援形态；

图6是本发明侧俯视图-遮蔽形态；

图7是本发明应用流程。

具体实施方式

本发明提供了一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援装置包括主壳体、推进吊舱、信息处理单元、控制执行机构、缓降装置、天线单元、舷侧充气机构、蓄电池舱、储备浮力舱、救援物资舱、遮蔽设备、保形罩壳；其中：

所述主壳体由主体和上盖两部分组成，其中主体采用高速船体型线，上盖与主体配合保证所述救援装置的水密性能，同时，主壳体也用于保护所述救援装置各类设备；

所述推进吊舱位于尾部的底部区域，由推进电机、螺旋桨及保护罩组成，用于驱动本发明于水面运动；

所述舷侧充气机构为一“环状”整体，位于所述救援装置舷侧顶部一周，舷侧充气机构原始状态为压缩状态，充气后用于为所述救援装置提供浮力；

所述信息处理单元位于后部区域，用于接收导航、指挥信号，进行计算处理后，发送指令给控制执行机构；

所述控制执行机构位于尾部的底部区域，通过转轴与所述推进吊舱相连，用于接收来自信息处理单元的指令，并控制推进吊舱的水平角度及螺旋桨旋转；

所述缓降装置位于尾部的顶部区域，在所述救援装置被空投降落至水面前展开，用于降低救援装置落水时的速度；

所述天线单元设置于中部的顶部区域，包括定位天线、通信天线、导航雷达天线，用于与指挥人员、待救援人员的通信、导航及定位；

所述蓄电池舱位于中部，用于为所述救援装置提供电能；

所述储备浮力舱位于中部的上部区域，用于提供浮力，保持浮态；

所述救援物资舱位于前部区域，用于存放救援物资；

所述救援遮蔽设备存放于救援物资舱内，以折叠状态存放，使用时由获救人员展开，并与所述主壳体连接，用于形成封闭空间，隔绝外部恶劣环境；

所述保形罩壳属为选配设备，仅在救援装置挂载于飞机舱外时应用，连接于主壳体尾部，用于优化救援装置气动外型，降低空气阻力。

所述救援装置具有可变形态，包括储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态，按实际使用需求，各形态进行顺序切换；

所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，用于满足由空中平台搭载和投放的尺寸需求；

所述高速航行形态为第二形态，整体外型采用高速滑行艇构型，待被空投至水面后，用于实现高速航行至待救援目标；

所述救援形态为第三形态，与待救援目标会合后，舷侧充气机构自动充气展开，连同主壳体，用于提供搭载落水人员所需的浮力和空间；

所述遮蔽形态为最终形态，用于应对低温、烈日、降雨等恶劣环境。遮蔽设备外形采用内倾式设计，必要时可涂覆隐身涂层，用于提高所述救援装置的雷达波隐身能力。

所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，所述天线单元内各设备处于收纳状态。

根据本发明的一个实施例，所述储运形态时由飞机搭载，根据飞机种类不同，配置有不同的固定装置：搭载于直升机时，通固定卡扣固定于机舱内；搭载于固定翼战斗机时，则应用过渡连接设备，挂载于机翼或机腹下，此时需要配合保形罩壳使用。

根据本发明的一个实施例，所述高速航行形态时，所述天线单元自动展开。

根据本发明的一个实施例，所述救援形态时，舷侧充气机构自动充气展开，提供搭载落水人员所需的浮力和空间。

根据本发明的一个实施例，所述遮蔽形态时，救援装置内的遮蔽设备打开。

按救援装置的使用流程，大致可划分为四个阶段：空中运输及投放、水面快速机动、搭载人员、防护及返航。为充分适应各阶段的使用需求，救援装置设计有四种形态：储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态，并可按阶段实现自主依次切换，具体为：

1)所述储运形态：储运形态为初始形态，此时装置尺寸较小，便于由空中平台搭载和投放。救援装置可作为常备救生器材，由船艇、直升机、固定翼运输机搭载；固定翼飞机搭载时，搭载方式可参考外挂式副油箱，为优化气动外形，救援装置同步设计保形罩壳，视情与救援装置本体搭配使用；

2)所述高速航行形态：整体外型采用高速滑行艇构型，空投至水面后，保形罩壳与主体分离，各类天线自动展开，自主高速航行至待救援目标；

3)救援形态：与待救援目标会合后，舷侧充气机构自动充气展开，切换为救援形态，提供搭载落水人员所需的浮力和空间，此形态主尺度较前述两种形态显著增加，所能提供的空间及浮力亦显著增加，满足搭载获救人员的需求；

4)救援装置设置有遮蔽设施，可有效应对低温、烈日、降雨等恶劣环境。遮蔽设施外形采用内倾式设计，必要时可涂覆隐身涂层，具备较好的雷达波隐身能力。实施救援后，救援装置仍具有机动航行能力，可安全、隐蔽的撤出危险区域。

本发明内搭载必要的急救药品、食物及淡水等应急物资，能满足获救人员一定时间的需求。

根据本发明的一个实施例，所述救援装置搭载自主航行设备，自主航行设备包括北斗定位设备、导航雷达、信息处理单元、无线电示位标，用于主动寻的、自主航行。

根据本发明的一个实施例，所述救援物资舱内搭载必要的急救药品及食物，用于满足获救人员的应急需求。

根据本发明的一个实施例，在预定使用距离内，所述救援装置在待救人员登上救援装置后，所述蓄电池舱内所储能源总量仍有剩余，用于搭载人员安全脱离危险区域。

下面结合附图1-7，举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明具备单次救援人数不小于1人的能力，本实施例以单次救援人数1人为例进行说明。(注：本文(含图)中所述、所标注尺寸，均为示意，尺寸均可调整，且尺寸调整后仍为本专利权利要求范围。)

本实施例设置4个形态：储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态。储运形态如图1所示，总体尺寸约为1.5m×0.6m×0.45m，内部设备总体布置方案如图2所示。储运形态加装保形罩壳后，如图3所示，整体长度增加至约2.0m，宽度和高度不变。高速航行形态采用高速滑行艇构型，如图4所示。救援形态如图5所示，此形态主尺度约为2.33m×1.2m×0.55m，其中乘员可用有效面积约为2.05m×0.85m。遮蔽形态如图6所示。

可变形态的无人海上快速救援装置应用流程，如图7所示，以危险区域救援为例进行说明，具体如下：

假定飞机前出数百公里进入危险海域，执行任务，不幸失事，飞行员跳伞落水，急需救援。受某些因素限制，直接抵近救援风险不可承受，故采取“空中机动+救援装置”的方式进行救援：

搭乘空中平台快速机动：派出搭载救援装置(储运形态)的空中

平台，高速飞抵危险区域外围海域；

空投：空中平台空投救援装置，救援装置减速降落至水面；

与飞行员会合：救援装置各传感器展开，切换为高速航行形态，快速自主航行至落水飞行员；

实施救援：与飞行员会合后，救援装置自动充气展开为救援形态，飞行员登上救援装置；飞行员利用救援装置内的物资进行应急救治；

脱离危险区域：救援装置可切换为遮蔽形态，搭载飞行员安全脱离危险区域。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援装置包括主壳体、推进吊舱、信息处理单元、控制执行机构、缓降装置、天线单元、舷侧充气机构、蓄电池舱、储备浮力舱、救援物资舱、遮蔽设备、保形罩壳；其中：

所述主壳体由主体和上盖两部分组成，其中主体采用高速船体型线，上盖与主体配合保证所述救援装置的水密性能，同时，主壳体也用于保护所述救援装置各类设备；

所述推进吊舱位于尾部的底部区域，由推进电机、螺旋桨及保护罩组成，用于驱动本发明于水面运动；

所述舷侧充气机构为一“环状”整体，位于所述救援装置舷侧顶部一周，舷侧充气机构原始状态为压缩状态，充气后用于为所述救援装置提供浮力；

所述信息处理单元位于后部区域，用于接收导航、指挥信号，进行计算处理后，发送指令给控制执行机构；

所述控制执行机构位于尾部的底部区域，通过转轴与所述推进吊舱相连，用于接收来自信息处理单元的指令，并控制推进吊舱的水平角度及螺旋桨旋转；

所述缓降装置位于尾部的顶部区域，在所述救援装置被空投降落至水面前展开，用于降低救援装置落水时的速度；

所述天线单元设置于中部的顶部区域，包括定位天线、通信天线、导航雷达天线，用于与指挥人员、待救援人员的通信、导航及定位；

所述蓄电池舱位于中部，用于为所述救援装置提供电能；

所述储备浮力舱位于中部的上部区域，用于提供浮力，保持浮态；

所述救援物资舱位于前部区域，用于存放救援物资；

所述救援遮蔽设备存放于救援物资舱内，以折叠状态存放，使用时由获救人员展开，并与所述主壳体连接，用于形成封闭空间，隔绝外部恶劣环境；

所述保形罩壳属为选配设备，仅在救援装置挂载于飞机舱外时应用，连接于主壳体尾部，用于优化救援装置气动外型，降低空气阻力。

2.如权利要求1所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援装置具有可变形态，包括储运形态、高速航行形态、救援形态、遮蔽形态，按实际使用需求，各形态进行顺序切换；

所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，用于满足由空中平台搭载和投放的尺寸需求；

所述高速航行形态为第二形态，整体外型采用高速滑行艇构型，待被空投至水面后，用于实现高速航行至待救援目标；

所述救援形态为第三形态，与待救援目标会合后，舷侧充气机构自动充气展开，连同主壳体，用于提供搭载落水人员所需的浮力和空间；

所述遮蔽形态为最终形态，用于应对低温、烈日、降雨等恶劣环境。遮蔽设备外形采用内倾式设计，必要时可涂覆隐身涂层，用于提高所述救援装置的雷达波隐身能力。

3.如权利要求2所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述储运形态为初始形态，此时装置尺寸小，所述天线单元内各设备处于收纳状态。

4.如权利要求2所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述储运形态时由飞机搭载，根据飞机种类不同，配置有不同的固定装置：搭载于直升机时，通固定卡扣固定于机舱内；搭载于固定翼战斗机时，则应用过渡连接设备，挂载于机翼或机腹下，此时需要配合保形罩壳使用。

5.如权利要求2所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述高速航行形态时，所述天线单元自动展开。

6.如权利要求2所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援形态时，舷侧充气机构自动充气展开，提供搭载落水人员所需的浮力和空间。

7.如权利要求2所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述遮蔽形态时，救援装置内的遮蔽设备打开。

8.如权利要求1所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援装置搭载自主航行设备，自主航行设备包括北斗定位设备、导航雷达、信息处理单元、无线电示位标，用于主动寻的、自主航行。

9.如权利要求1所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，所述救援物资舱内搭载必要的急救药品及食物，用于满足获救人员的应急需求。

10.如权利要求1所述的一种可变形态的无人海上快速救援装置，其特征在于，在预定使用距离内，所述救援装置在待救人员登上救援装置后，所述蓄电池舱内所储能源总量仍有剩余，用于搭载人员安全脱离危险区域。