客机高空空难救生系统及救生方法

摘要

本发明公开了客机高空空难救生系统，它包括救生球（14）、救生球装载设备、救生球投放设备（7）和自动控制系统；救生球包括固定卡子（24）、套索接驳装置（21）、软质扶手（19）、内层供氧装置（16）、隔层拉力带（13）、隔层充气装置（15）、气压感应通气阀门（12）、降落伞，救生球装载设备包括救生球储存间（1）、预开启救生球装载间（5），救生球储存间设置有救生球切换机构（2），预开启救生球装载间顶部设置有封口机构（4），侧面设置有升降机构（8），本发明使人可迅速安全地脱离飞机,并避免了温压差和下坠碰撞对人体造成的伤害，改变了客机在遭遇高空空难时机内人员无法自救的现状，实现客机高空空难救生。

说明书

技术领域

本发明涉及救生系统及救生方法，特别涉及到客机高空空难救生系统及救生方 法。

背景技术

客机是一种高速快捷的载人运输工具，它为人们大大降低了时间精力的耗费，产 生了巨大的经济效益。并由此大大地增加了客机运量，推动了民航事业的发展。但同时因为 人为操作失当和设备故障以及气候变化和极端天气的频发等等原因，使得客机空难也越来 越多，造成人员伤亡和财产损失也越来越大。

客机空难多种多样，现在人们并没有一个明确的分类和界定。为了方便讨论，我们 把客机起降阶段发生的空难统称为“低空空难”；把客机正常飞行时发生的空难统称为“高 空空难”。据调查“低空空难”已经有相对成熟的救生技术和设备，所以本文不予讨论。相反 “高空空难”却没有相应的救生技术和设备，甚至是一片空白。如马航MH370、马航QZ8501、德 航4U9525等高空空难事件一旦发生就是机毁人亡。所以，本文主要讨论的就是为什么迄今 为止“高空空难”救生技术和设备仍然是一片空白。我们认为其原因有：1、客机是一个精密 的恒温恒压的密封体；2、客机常处于400km/h上下的高速飞行状态；3、客机通常飞行在 7000-13000M的高空中；4、客机通常飞行在低温低压的区间内；5、空难发生前，客机会出现 下坠、颠簸、翻滚等情况；6、空难发生前，机上人员会出现恐慌混乱；7、可能相关人员无法跳 出自身专业局限从而对“高空空难”缺乏全面整体地认识；等等这些原因使得问题变得极为 复杂，令人们无法拿出一套切实可行行之有效的救生技术和设备，从而造成了这种空白。

另外，正是这种空白的存在，人们只好提升客机的性能和维持平稳滑翔来迫降，从 而预防和避免高空空难的发生。尽管如此，还是无法杜绝高空空难的发生，并且一旦发生， 就必然造成重大的人员伤亡和经济损失。这种现状，若是在地外文明看来，简直就是人类的 笑话、悲哀。

因此，如何不被这些复杂问题所制肘，打开新的局面，实现客机高空空难救生的零 突破。也就是说，即便客机在高空飞行时发生空难，机上人员都可以通过有效可行的技术和 设备实施自救逃生，不再“打包带走”“同生共死”，这就是本发明需要解决的问题。

发明内容

本发明针对客机高空空难救生空白，创新性地提出了一种操作简便、快速高效、安 全可行的客机高空空难救生系统及救生方法。

我们发现，在发生高空空难时，除了爆炸等瞬时毁灭情况以外，客机总有相当一段时间 的平稳滑翔。本发明的救生方法就是在这段平稳滑翔的时间内通过使用本发明创新的救生 系统来组织实施救生。

本发明所创新的系统是：客机高空空难救生系统，它包括救生球、救生球装载设 备、救生球投放设备和自动控制系统；所述救生球包括固定卡子、套索接驳装置、软质扶手、 内层、内层供氧装置、外层、隔层拉力带、隔层充气装置、气压感应通气阀门、降落伞；所述救 生球装载设备包括救生球储存间、预开启救生球装载间，所述救生球储存间设置有救生球 切换机构，所述预开启救生球装载间顶部设置有封口机构，侧面设置有升降机构；所述救生 球投放设备包括出口阀门、传送装置、入口阀门；所述自动控制系统包括各项功能和动作的 触发响应和计时控制。

进一步地，所述封口机构包括设置在预开启救生球装载间的侧壁收容槽中的螺旋 收缩圈、推拉杆以及设置在推拉杆上的封口枪，所述螺旋收缩圈设置有开口，所述推拉杆穿 过侧壁活动连接收缩圈并可推动螺旋收缩圈两端相对内外收缩。

本发明还创新了一种客机高空空难的救生方法：救生球装载设备的救生球储存 间，根据指令控制救生球切换机构启动进行救生球切换，在救生球切换完成，乘客入内套索 接驳后触发救生球自动功能启动倒计时，预开启救生球装载间启动,升降机构开始工作，封 口机构在救生球降落到预开启救生球装载间底部位置后执行封口，并进一步触发救生球进 入救生球投放设备；救生球投放设备响应救生球装载设备将救生球从救生球装载设备通过 传送装置运移投放出客机；脱离客机安全距离后，倒计时结束依次完成内部空间充氧、隔层 空间充气、打开降落伞、降落至安全海拔和安全气压后触发气压感应通气阀门打开；最后救 生球软着陆。

本发明的有益效果：通过使用本发明，可使人迅速安全地脱离飞机,并避免了温压 差和下坠碰撞对人体造成的伤害，改变了客机在遭遇高空空难时机内人员无法自救的现 状，实现客机高空空难救生。

附图说明

图1为本发明在飞机上的安装位置示意图，

图2为本发明的整体结构示意图，

图3为本发明的救生球装载设备与救生球投放设备配合结构示意图，

图4为本发明的救生球结构示意图，

图5为本发明的逃生门使用位置示意图，

图6为本发明的一种封口机构的结构及使用状态示意图，

图7为本发明救生方法的步骤流程图。

在图中，1、救生球储存间2、救生球切换机构3、逃生门4、封口机构401、收 容槽402、螺旋收缩圈403、推拉杆404、封口枪405、开口5、预开启球体装载间 6、底板7、救生球投放设备8、升降机构9、入口阀门10、传送装置11、出口阀门12、 气压感应通气阀门13、隔层拉力带14、救生球15、隔层空间充气装置16、内层空间 充气供氧装置17、外层18、内层19、软质扶手20、降落伞21、套索接驳装置22、 紧急启动按钮23、压缩状态救生球24、固定卡子。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面根据附图结合具体实 施方式来进一步详细描述本发明。

如图2所示，所述客机高空空难救生系统，包括救生球14、救生球装载设备、救生球 投放设备7及自动控制系统，如图1所示，本系统可安装在飞机的尾部位置，乘客从客舱尾部 进入并投放，也可选择其他安全位置。

如图4、5所示，所述救生球由内而外依次有套索接驳装置21、软质扶手19、内层空 间充气供氧装置16（保证下降至安全高度前内层供氧）、内层18（材料需要有不透气、绝缘、 隔温、弹性、张力支撑等功能，例如宇航服材质）、隔层拉力带13（保持内外层之间有效拉伸 力，稳定人体坐姿）、隔层空间充气装置15（起缓冲减震及重力锤作用，为了减少感应装置及 感应时间，也可和内层空间充气供氧装置合二为一）、外层17（同内层材料，抗力强度要更 大）、气压感应通气阀门12、固定卡子24（与救生球装载间侧壁的卡槽（图中未画出）相匹配， 用于固定压缩状态救生球23装载位置及方便切换，封口后松开）、降落伞20。其中救生球脱 离飞机安全距离后响应倒计时结束依次完成：隔层空间的充气以及内层空间供氧动作，与 客机安全距离后降落伞打开动作，救生球降落至安全高度安全气压环境后气压感应通气阀 门打开以保证所载生命体正常呼吸，优选地，包括GPRS装置、食物、小刀等工具均可事先配 备在套索内，方便乘客在落地后脱离救生球并等待救援（若是在陆地上，就可以脱离救生 球；若是在湖海等水面上，则可以待在救生球内）。

如图2、3所示，所述救生球装载设备包括外壳、救生球储存间1、预开启救生球装载 间5，所述救生球储存间设置有救生球切换机构2，负责装载和切换救生球，所述预开启救生 求装载间顶部设置有封口机构4，侧面设置有升降机构8。

优选地，如图6所示，具体地一种封口机构包括设置在预开启球体装载间的侧壁收 容槽401中的螺旋收缩圈402、推拉杆以及设置在推拉杆403上的封口枪404（类似现有技术 中的扎丝枪结构，但是精度和封口性能更强），所述螺旋收缩圈设置有开口405（作用是开口 两端不在一个水平面，便于螺旋收缩圈内外收缩，类似螺旋输送机叶片结构），所述推拉杆 穿过侧壁活动连接收缩圈并可推动螺旋收缩圈两端相对内外收缩。具体地过程为：套索接 驳后启动升降机构工作，封口机构在救生球降落到预开启救生球装载间底部位置后执行封 口，自动系统使推拉杆推动螺旋收缩圈开口两端在收容槽内相对方向运动，并最终将救生 球的球口收拢在一起，然后封口枪执行封口，封口完成后自动系统使推拉杆拉动螺旋收缩 圈开口两端向初始位置回位，推拉杆也退回到初始位置，并进一步触发松开固定卡子和底 板6倾斜使救生球进入投放设备。

如图3所示，所述救生球投放设备包括外壳、入口阀门9、传送装置10、出口阀门11。 其中入口阀门响应装载设备封口完成信号，将载人的预开启救生球通过传送装置（例如传 送装置，倾斜角度不宜太陡，与水平成30°左右）移送到出口阀门处，打开出口阀门，将载人 救生球投放出客机。

所述救生球装载设备实现功能：可储存足够量未充气的救生球，并可迅速调取、切 换和预开启所述救生球，进一步地可稳定快速的将人装载入内，进一步地可迅速完成封口 动作，进一步地可完成投放设备的触发启动。

所述救生球投放设备实现功能：可响应装载设备启动，成为机舱和外部的过度空 间，进一步地搭载已载人并封口的预开启救生球投放出飞机，进一步地可完成半启动救生 球剩余功能的触发启动。

所述救生球实现功能：可响应接驳位置接驳后倒计时启动，进一步地在脱离客机 一定时间内完成内层充氧、隔层充气、打开降落伞等确保人在救生球内不受低温低压和下 坠碰撞的伤害；进一步地在下落至安全海拔和安全气压之后安全气阀打开实现空气交换保 持内部供氧；进一步地救生球软着陆。

如图7所示，所述客机高空空难救生方法，组织逃生前预先将登机时配备好的安全 套索（现有技术中已具备，可参见登山套索以及蹦极用套索，且套索附带工具包，内含刀、压 缩食品、GPRS定位装置、瓶装水等等。）穿戴好，救生球装载设备救生球储存间根据指令（打 开逃生门3的同时）控制救生球切换机构启动进行救生球切换，预开启救生球装载间在救生 球切换完成，乘客进入逃生门3内将穿戴好的安全套索固定于救生球内接驳口上（此时为压 缩状态救生球），套索完成接驳同时发出启动执行信号，救生球开始自动功能启动倒计时， （在特殊情况下，逃生人员和组织人员还可按逃生门上的紧急启动按钮22（门外、门内均 可），启动升降机构工作，封口机构在救生球降落到预开启救生球装载间底部位置后执行封 口，并进一步松开固定卡子，救生球随底板6倾倒进入救生球投放设备；救生球投放设备响 应装载设备将救生球从救生球装载设备通过传送装置运移投放出客机；在救生球脱离客机 安全距离倒计时结束依次完成内部空间充氧、隔层空间充气、打开降落伞，降落至安全海拔 和安全气压后触发气压感应通气阀门打开，最后软着陆并等待救援（在陆地可脱离救生球， 在湖海等水面上继续待在救生球中）。

由客机巡航高度约7000-13000M，常处于400km/h上下的高速飞行状态，以及客机 的滑翔性能可求得，客机在空中滑翔的时间大约在20-40MIN，这也是本发明能够实施的前 提条件，保守地估算，从进入设备到脱离客机的系统使用耗时以人均15S左右来算，每分钟 每套逃生系统可以供4人逃生，在20min的最少滑翔时间内，一套系统可供4*20=80左右的人 逃生。以当前客机的运载量来看基本2-4套系统足够所有人在短时间内逃生。另外高空自由 落体所耗时间约为60s~80s公式为H=1/2·g·t2，降落伞张开后的阻力加速度通常为-2.2m/s 2，即张开降落伞约4~5s后将保持匀速降落，也就是说在救生球脱离客机后是有足够的时间 来完成充氧、充气、打开降落伞等一系列动作。另外需要说明，所述客机高空空难救生系统 中涉及的自动控制系统，如其中涉及的救生球升降动作、封口动作、固定卡子松开动作、底 板倾倒动作、救生球传送动作、各阀门开合动作、降落伞打开动作、充气供氧装置的工作动 作，还有各动作之间的触发和响应以及时间差设定等等，顺序是：套索接驳或按下启动按钮 后，救生球功能启动倒计时开始，升降装置启动，降落至预开启救生球装载间底部后，位置 传感器发出信号控制封口机构工作，封口机构完成封口后发出信号使固定卡子松开，底板 倾倒，入口阀门打开，传送装置启动，出口阀门打开，计算好从接驳后直到出口阀门打开所 需时间设定倒计时触发救生球的内部空间充氧、隔层空间充气、打开降落伞，气压感应通气 阀门打开，通过时间定时器、位置传感器、气压感应器、执行处理器等等使上述动作完成都 能在现有自动控制技术中找到，在此不一一详述。

发明的关键创新点在于：

1、创新地提出客机高空空难救生系统和救生方法。在客机空难自救这一领域实现零突 破。打破了客机一旦出事就无法自救只能听天由命，几近“零生还”的悲惨局面。

2、创新了一种救生球装载设备，即便空难发生时，只要客机有一段相对平稳的状 态，就可以组织实施救生。

3、创新了一种救生球投放设备，使人们可以及时安全有效地脱离密封的客机，且 不会影响客机内部的正常环境，隔绝温压起到过渡仓的效果。

4、创新了一种救生球设备，通过使用救生球，避免所载人体受到低温低压及着

陆撞击等所造成的伤害，且不管最后落点地形简单复杂甚至降落于海面，都可以保护 所载人员安全，使其获救生还。

说明书中未详尽描述之处均可视为现有技术，以上实施方式仅用以说明本发明的 技术方案而非限制，尽管参照具体实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人 员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案 的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围当中。