一種救生筏架的優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉鵬　田少男　侯昌金

摘 要：救生筏在船舶遇難救生方面起著重要作用。本文針對通常的拋投式救生筏架做進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使救生筏架具有良好的拋物線，并且結(jié)構(gòu)簡單不占用甲板空間，以便船上人員更好的使用救生筏作為沉船時(shí)或營救時(shí)的逃生工具。

關(guān)鍵詞：救生筏架；逃生工具；倒桿優(yōu)化設(shè)計(jì)；弧形

中圖分類號：U667.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Life raft plays an important role in ship wreck and lifesaving. This paper optimizes the design of the previous ship-launched liferaft rack and it has good parabola， simple structure and do not take up the deck space for the convenient escape from ship wreck.

Key words： Liferaft rack； Escape tool； Pour pole optimized design； Arc-shaped

1 引言

救生筏在船舶遇難救生方面起著重要作用，其作用僅次于救生艇。在船舶突然沉沒時(shí)，救生筏必須能快速脫離船舶，這就需要一種存儲和釋放救生筏的專用座架。救生筏架的結(jié)構(gòu)既要考慮儲放時(shí)不影響船舶的日常工作，又能保證救生筏在快速釋放后能無障礙拋投至水面。

對于某些上層建筑甲板寬度小于船舶最大寬度的船舶所設(shè)置的拋投式救生筏架，由于倒桿較短且倒桿端部未做優(yōu)化處理，往往會產(chǎn)生救生筏拋投時(shí)跌落在下層甲板上的情況，使的救生筏損壞或不能第一時(shí)間在水面脹開，從而造成船上人員不能迅速逃生。如果將筏架布置在甲板上，則占據(jù)了所在甲板空間，可能影響甲板逃生通道所需寬度。為此，本文對通常的拋投式救生筏架做進(jìn)一步的優(yōu)化，以便更好的使用救生筏作為沉船時(shí)或營救時(shí)的逃生工具。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提供一種優(yōu)化救生筏架方案，該救生筏架具有良好拋物線，并且結(jié)構(gòu)簡單不占用甲板空間。

該優(yōu)化救生筏架的結(jié)構(gòu)，如圖1至圖7所示。

（1）固定于船體上的支架，該支架具有一用于放置救生筏的托持件3，該托持件3傾斜設(shè)置以使救生筏能夠從該托持件向船體外側(cè)滾出；（2）支架上鉸接有倒桿件2，該倒桿件的端部有一彎折段，且該倒桿件能夠自由轉(zhuǎn)動與托持件3構(gòu)成一個(gè)使救生筏滾動的平面；（3）所述支架包括固定于甲板上的第一支撐件1、固定于船體側(cè)壁7上的第二支撐件4及連接第一支撐件和第二支撐件的連接件，連接件由兩相互彎折成一定角度的橫向部分與豎向部分構(gòu)成，與第一支撐件固定的部分為所述橫向部分，與第二支撐件固定的部分為豎向部分，倒桿件2與豎向部分鉸接，倒桿件2與豎向部分均開有孔，通過螺桿5穿入孔中作為軸而轉(zhuǎn)動。

3 基本工作原理

為進(jìn)一步了解此結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)將本結(jié)構(gòu)的工作原理簡述如下：

（1）平時(shí)倒桿件2通過索具6綁扎于第一支撐件1上，從而將救生筏系固；

（2）在船舶突然沉沒或需要營救時(shí)，船上人員立即將索具6綁扎解開，此時(shí)倒桿件2通過螺栓作為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)向前倒下，達(dá)到圖3所示模擬救生筏的運(yùn)動軌跡，此時(shí)救生筏不是在倒桿件2傾斜后直接入水，而是順著倒桿件2端部的彎折段向前滾動一段距離，通過動能轉(zhuǎn)化為重力勢能后才使救生筏脫離救生筏架，形成拋物線，這樣就加大了救生筏在落水后與船舶本身的距離，不會使救生筏跌落在下層甲板9上，且保證了救生筏在快速釋放后能無障礙拋投至水面，如圖3所示；

（3）救生筏在不工作時(shí)，通過支架而固定于上層船體側(cè)壁7上，不占用上層甲板8的空間，也充分保證了甲板所在逃生通道所需的寬度，這也是本結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)所在。

4 救生筏的使用要求

根據(jù)SOLAS的相關(guān)要求，救生筏在船舶任何一舷橫傾20°的不利因素下，應(yīng)保證救生筏能落入水中。以我司建造30 m港作拖輪為例，該船船寬12 m，最輕載水線3 514 mm，救生筏中心位于FR32～100處，以橫傾20°的不利因素下模擬船體旋轉(zhuǎn)，見圖8。

已知救生筏質(zhì)量m=120 kg，重力加速度g=9.8 m/s，

救生筏與軌道之間滑動摩擦系數(shù)μ=0.15。

（1）當(dāng)救生筏從A點(diǎn)滾動到B點(diǎn)時(shí)：

設(shè)A點(diǎn)為自由落體起點(diǎn)，初速度v0=0，B點(diǎn)速度

為V1，AB點(diǎn)高度差h1=0.397 m，s1=1.705 m。

根據(jù)動能定理△W=△Ek，可得V1=1.708 m/s。

（2）當(dāng)救生筏從B點(diǎn)滾動到C點(diǎn)時(shí)：

設(shè)C點(diǎn)速度為V2，CB點(diǎn)高度差h2=0.077 m，s2=0.380 m。

根據(jù)動能定理△W=△Ek，可得V2=0.63 m/s。故滿足SOLAS橫傾20°不利因素的拋投要求。

5 結(jié)語

（1）本優(yōu)化方案增加倒桿的長度，并將倒桿上端做成弧型，具有良好的拋物線，以便于拋投筏時(shí)能更好的遠(yuǎn)離沉船，快速釋放后能無障礙拋投至水面，使船上人員迅速逃生；

（2）本優(yōu)化方案減少占用甲板的空間，保證了甲板所在逃生通道所需的寬度，不影響甲板通道的正常使用；

（3）本優(yōu)化方案結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，滿足救生筏架的使用要求，提高遇險(xiǎn)人員安全獲救的幾率，且節(jié)省了成本；

（4）本優(yōu)化方案經(jīng)過在30 m港作拖輪測試，得到了船東的認(rèn)可，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期較好的效果，對相似船舶的設(shè)計(jì)有一定的參照作用。

參考文獻(xiàn)

[1]刁玉峰. 船舶舾裝工程[M]. 哈爾濱工程大學(xué)出版社，2006.

[2]CB 3593—94 氣脹式救生筏技術(shù)條件.

[3]CB 3068-91 氣脹式救生筏架.