客輪防傾覆及生命保障系統

文湖南省吉首市第四中學 方若愚

沉船時，人往往因為不能正常呼吸而最終溺亡。在各類水上樂園中，常常有這樣一個游戲項目：人在一個透明的球形氣囊中沿水面滾動前進。在客輪傾覆后，人若能處于一個這樣的環境中，就能獲得生存的空間。于是我萌生了設計客輪防傾覆及生命保障系統的想法。

一、設計方案

該系統由救生氣倉及保護模式構成。救生氣倉的設計可借助汽車內配備的安全氣囊形成原理，在客艙內的墻壁上配備一個安全氣倉。一旦客輪傾覆，救生氣倉能自動在極短的時間內充滿空氣，形成一個較大的空間。

當氣倉內的氧氣濃度低于19%時，會自動產生氧氣，高于25%時，停止產生氧氣。客艙充氣氣倉形成后，能增大客輪下沉時排開水的體積，從而增大客輪所受的浮力，延緩下沉速度，為救援爭取時間。

氣倉內配備聲光控制的照明電路，在無光、有聲的環境中能照明，以緩解人們遇到危險時的恐懼心理。同時可利用光的直線傳播原理，確定氣倉配備的位置應在房間內窗戶對面的墻壁上，以便氣倉內的光能透過玻璃照到船外，便于救援人員實施救援。

氣倉為球形，每個氣倉內都配備無線通信工具。

但這種設計還存在一些不足，如尖銳物可能刺破氣囊，萬一水壓較大可能會壓破氣倉等。

救生氣倉示意圖

二、保護模式

客輪傾覆是由于重心偏離導致客輪失去平衡，如果在即將傾覆時能使客輪受力平衡，就能避免災難。

根據IMO國際海事組織的要求,客輪大部分的橫傾角超過20°就會很危險。所以，我設想了以下兩種保護模式。

1.自動啟動模式

客輪一面船舷在傾覆20°至25°時，船用電子傾斜儀或船只傾斜度檢測裝置觸發近水一側的傾斜船舷，就能很快彈射出較寬大的平衡氣倉，減緩傾覆。再在一個短時差后，彈射另一面的平衡氣倉使客輪保持平衡，防止客輪傾覆。

2.手動啟動模式

設置手動模式，可防止在緊急情況下，因自啟動傾斜度數未達到而不能提前啟動平衡氣倉的狀況發生。

圖1語音警告啟動后人員馬上到生命保障系統（船艙）內躲避

圖2 先密封門窗

圖3 再密封生命保障系統（船艙）

圖4 在生命保障系統（船艙）里等待救援

三、材料選擇

可借鑒蜻蜓翅膀的構造，在客輪傾覆時，利用配備在客艙壁上類似翅脈材料的裝置形成一個空間，隨即在其表面噴覆能迅速硬化的生物復合材料，形成一個封閉的應急救生空間。

四、使用方法

客輪出現傾覆時，打開控制按鈕啟動該生命保障系統（自動啟動指令在船傾斜25°或者30°以上時自動激發，準確度數仍需實踐證明），使客房內門、窗自動密封，且迅速與四周的墻壁組合形成一個密閉空間。

該密閉空間內配置應急供氧發生器和40升醫用氧氣瓶，使空間的氧氣濃度維持在20%。聲光控制電路可緩解人的恐懼心理，封閉空間內的光能傳到船外，方便救援人員實施救援。（指導老師：余斌）