弩式救援落水者彈射器

戚家文 孫艷馥 茹藝 顏學堅

摘要：本文主要介紹了弩式救援彈射器的主要功能以及設計原理，主要意義是救援在洪水、海嘯等自然災害中受困的人員，用弩式救援彈射器實現救援裝備大質量、遠距離、無限制彈射，以挽救更多生命。本文闡述了選題的背景及意義，充分詳細的說明了制作此設備的原因和過程。同時分析了國內外的研究現狀，并與此設備做了比較說明。本論文還詳細的寫了項目的研究內容，主要說明了設備的原材料以及優勢、劣勢和針對項目的創新特色做了總結。

關鍵詞：救援；弩式；彈射器；創新；輕便

一、選題的背景及意義

在人類歷史上洪水災害每年都會發生，所導致的人、財、物損失不計其數。當有人落水時，這時便需要一款能及時救援落水者，而又不會使救援人員處于危險中的設備。本文介紹的弩式救援彈射器就應運而生了。該設備利用機械力量的彈射器，把強勁的弓固定在帶有發射裝置的木（或金屬）杠上，弓弦張開后，由發射裝置固定住，救援彈放槽中，彈尾接弓弦。發射時開動發射裝置，彈沿著彈槽射出。可利用臂、足、腰、機械等多種方式引弓，從容瞄準，伺機發射。，將設備發射到受困人員身邊，從而挽救更多人的性命，最大可能的減少人員傷亡。

二、國內外研究現狀

通過對國內外同類產品的研究發現，目前此類成熟產品還比較缺乏，多處于理論研究階段。市場上現存的產品也多不完善。國外有美國的“ResQmax遠距離拋射救生器”[1]。但是其設備總體機構較為笨重，不方便攜帶，且發射次數受限制，很難在現實中得以推廣。

類似于此款發射器的設備，據調查發現國內有“氣動纜索拋射器PLT-R75”。該設備帶有救生拋射頭的纜索拋射器可以達到射程90米的距離，后坐力最大可達5400牛。但是這款氣動纜索拋射器并不是專門為營救落水者設計的，其主要適用于小型船舶間建立鎖鏈連接，而且其重達幾十斤的設備不方便攜帶，切拋射頭還有可能對落水者造成二次傷害，它最大5400牛的后坐力也注定使其不能單人操作，發射前準備時間也較長。營救落水者那都是分秒必爭，所以此款拋射器也滿足不了救人的要求。因此，研制一款方便攜帶，操作簡單的救援設備也就成了迫在眉睫的任務。

通過對國內外此類設備的研究比較，我們發現到目前為止，國內外依然沒有一款成熟的設備可對落水者進行快速、精確、安全的營救。因此研制一款方便攜帶，操作簡單的水上救援設備也就成了迫在眉睫的任務。

三、項目創新點

在產品材料的選擇方面：使用了環氧樹脂片，其成本相對較低，質量較輕且彈性較好，具有耐霉菌等屬性。在裝備方面：該設備采用模塊化設計，組裝拆解方便。在使用上，弩式救援器的兼容性強，無彈射次數要求，完全可以反復使用，這在很大程度上節約了許多成本。在使用方面：在設計時反復考慮到了怎樣才能使其方便攜帶，因此利用小木條將設備進行折疊，盡可能的縮短至最小。在設計方面：為了增大發射力，由最開始的一弓模式轉變為了三弓模式。

四、設備的制作

設備主要采用了環氧樹脂片、6mm六角沉孔螺栓、滑塊螺母、30*30結構鋁合金配件、皮卡丁尼導軌、二氧化碳氣瓶、藥品、合金、木條、瞄準鏡等作為其原材料。其中木條用來連接環氧樹脂片與鐵片槽，可以九十度旋轉，其作用是方便設備折疊使用。環氧樹脂片作為該設備的主要推動力，共六片，極大的增強了其發射的距離。氣瓶以及藥片主要在發射后使用，當設備發射進入水中后，藥片遇水融化，氣針直接接觸到氣瓶并將其扎破，從而使氣瓶中壓縮的高壓氣體進入救生圈，將其充起。30*30鋁合金槽軌是彈槽的主要材料，結實耐用，可很好的支撐起整個設備。整個設備的自重在四公斤以內，方便攜帶，完全可由單人操作。

該設備的數據分為折疊前和折疊后，折疊前長1.1米，寬90厘米，高23厘米。折疊后長不變，寬40厘米。發射救生器材長90厘米。此救生弩的最大發射力可達900牛，可將救生器材發射到50米外距離。在非工作狀態，木塊可退出鐵片槽，減小攜帶的尺寸，為人們攜帶帶來方便。當需要發射時，將木塊插入槽中固定即可。蓄力之所以選用環氧樹脂片作為弩的弓片，是由于環氧樹脂片具有優良的力學性能，具有高彈性、高強度、高耐久性、良好的彎扭曲性，且其力學性能不會隨著使用環境的改變而有所降低。可以在苛刻的環境下使用。

五、設備的使用方法

（一）設備發射前

在設備的使用前，應將弩的“箭”準備好，它是由壓縮游泳圈、木棒和凱夫拉線組成，首先確保救生圈要牢牢粘在木棒上，并用線將木棒與游泳圈連接，目的是在落水者抓住救生圈后，方便營救人員將其營救上岸。其次是弩的使用，使用前將其從折疊狀態展開，檢查設備，確保設備完好無損。之后便利用瞄準鏡，找到受困人員的大概位置，利用臂、足、腰、機械等多種方式引弓，伺機發射。

（二）設備發射后

用弩將救生器材射到落水者附近后，救生器材中原來抵住戳針的藥片遇水融化，戳針擊破裝有高壓氣體的鋼瓶，瓶中的二氧化碳氣體迅速充入壓縮的救生圈內，使救生圈迅速充氣膨脹，這一系列的過程基本上在三到五秒即可完成。落水者在抓住救生圈后，施救者可以拉著固定在救生圈上的繩，將落水者拉救上岸。此次營救任務結束后，可將弩折疊收回至便攜狀態，救生圈放完氣后，壓縮折疊，只需重新裝上藥片和氣瓶，就可再次使用，從而大大的節省了成本

（三）改進的方法及關鍵技術

首先，在設備的重量上：可以使用更好的原材料以減輕其自重，如將鐵變為高強度的塑料、合金等等；其次在救援器射程方面：原設計由于發射槽過短，無法承擔住整個壓縮泳泳圈，可以通過增加發射槽的長度、改變游泳圈的大小如將游泳圈換為體型較小系在雙臂上的救生衣等等來改變這個劣勢，盡可能的使之與彈槽相匹配來增大其有效射程。同時增強多弓的配合情況，以發揮彈射器最大的潛力。對于精準性不佳的問題，可為其增加測風儀、斜度儀等儀器。

六、結束語

此款設備，通過現場的實驗證明，設計所確定的技術參數符合實際要求。其結構牢固輕便，操作容易，維修保養簡單。在救援過程中對營救落水者具有實際的應用價值。

參考文獻：

[1]李泉地，郭三學.新一代氣動救生拋射器ResQmax[J].中國科技博覽，2009，（34）：276.

作者簡介：戚家文，男，漢族，1996年出生。沈陽理工大學在讀本科生，主要研究方向為彈藥工程與爆炸技術。