國外軍用救生衣設(shè)計發(fā)展研究

國外軍用救生衣設(shè)計發(fā)展研究

1國內(nèi)外救生衣的開發(fā)作為個人救援設(shè)備，救生衣是運輸、漁業(yè)、水上和碼頭操作、水上運動等必要的保護對象，也是軍隊需要的個人防護裝備。隨著三軍聯(lián)合作戰(zhàn)的推廣，救生衣已不局限于海、空軍使用。救生衣類型已涉及到海軍艦艇作戰(zhàn)救生衣、海軍水上作業(yè)救生衣、空軍飛行員救生衣、空降兵救生衣、陸軍通用救生衣和陸軍作戰(zhàn)救生衣等。國內(nèi)外對救生衣的研究開發(fā)均以軍方為主。美、英等發(fā)達國家從二戰(zhàn)以來大力研究救生衣，目前已對各兵種裝備有專用救生衣，并朝著功能集成和結(jié)構(gòu)集成的方向發(fā)展，救生效率大幅度提高。通過在救生衣屬具上采用GPS定位、無線電通訊等新技術(shù)，大大增強了軍隊在水域附近作戰(zhàn)和三軍聯(lián)合作戰(zhàn)的戰(zhàn)斗力。國外民用救生衣也有許多設(shè)計新穎、材料先進的品種。我國海軍在20世紀(jì)50年代使用隨艦船配套進口的救生衣，并開始自行研究開發(fā)軍用救生衣，但由于材料的限制，技術(shù)進步比較緩慢、種類較少。我國目前只有空軍飛行員配備了充氣式腋下救生具，海軍配備了充氣氣囊和固有浮力囊結(jié)合的復(fù)合式救生衣。借鑒國外先進裝備技術(shù)，開發(fā)適合我軍用的各種救生衣，無疑會大大加強戰(zhàn)斗力。本文在搜集大量國外軍用和民用救生衣資料的基礎(chǔ)上，試圖針對不同的用途和類型，剖析其結(jié)構(gòu)特點，以拓展我軍救生衣的設(shè)計思路，并可供民用救生衣設(shè)計參考。2對軍民及回空防護裝備的要求高無論是軍用和民用救生衣，都要求能夠提供足夠的浮力和合理的浮力分布，使落水人員在水中呈安全漂浮姿勢；具有一定的適體性，不妨礙使用者的其它活動；提供可營救屬具，如示位裝置和對付來自水中危險的物品如趨鯊劑等。但軍用救生衣還要保證指戰(zhàn)員在水中承受槍支彈藥的重量，能救助負(fù)傷的戰(zhàn)友；未落水時應(yīng)便于背負(fù)單兵攜行具和武器裝備進行戰(zhàn)技活動，落水后應(yīng)控制姿態(tài)便于完成射擊等戰(zhàn)技動作；需要有良好的示位、通信、營救屬具。所以說，軍用救生衣作為單兵防護救生裝備，在浮力值、落水人員姿態(tài)控制、未落水時的工效性和可靠性等方面均比民用救生衣有更高的技術(shù)要求；其技術(shù)性能代表了救生衣的最高水平。2.1艦隊采用u型鋼國外航母或大型艦艇上的軍人往往穿用夾克式救生衣。圖1所示為美國海軍MK-1型夾克式救生衣，適用于艦艇甲板上的維修人員。其結(jié)構(gòu)為軛型（套過脖子的倒U字型）可充氣氣囊，置于夾克面料里層，通過自動或手動充氣裝置提供浮力，并配有一個口充氣閥；配備的屬具有反光膜、信號燈、海水染色劑、哨笛、集成的撈救吊帶等。這種救生衣有不同的顏色以區(qū)分不同艦艇和兵種人員，并有大、中、小號之分。2.2起落架及氣力國外空軍和陸軍救生衣多采用軛型、袋型等結(jié)構(gòu)簡單、利于佩帶和存放的樣式。圖2為美國空軍用的袋型救生具，單囊充氣，平時折疊放入阻燃包內(nèi)，掛于腰間。落水時可用一只手通過氣囊上的提環(huán)在2s內(nèi)套在脖子上，自動充氣裝置遇水5s內(nèi)鼓脹充氣，提供15kg浮力。圖3為美國步兵用救生具，兩個獨立的氣囊各提供8.2kg浮力，配備自動、手動合一的充氣裝置（16gCO2氣瓶）以及口充氣閥；外防護層面料為Cordura尼龍面料，氣囊面料采用聚氨酯涂層尼龍。2.3傘兵急救水系統(tǒng)圖4為美國傘兵用MK-46PA型集成救生具，軛型充氣雙囊套在脖子上，共提供38kg浮力，腰帶上有裝營救屬具和通訊裝置的口袋，并配備襠帶。氣囊外包覆面料為防火阻燃面料。除了傘兵用集成救生具外，還有傘兵用腋下救生具、飛行員彈射座椅用充氣救生具、供兩棲作戰(zhàn)用的救生具以及多功能救生具等。圖5所示為帶防彈插板的軛型救生具，領(lǐng)部為軛型充氣氣囊，胸部帶軟體防彈插板，供特種部隊兩棲作戰(zhàn)用。目前軍用救生衣往往配備性能優(yōu)良的營救屬具，如海水激活電池示位燈、高性能反光膜、GPS定位系統(tǒng)、無線電示位標(biāo)等，另外為增加同等條件下的等待營救時間，在戰(zhàn)場環(huán)境條件下用的救生衣往往配備生存屬具如緊急氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、淡水存儲袋、驅(qū)鯊劑等。3救生衣的種類民用救生衣包括船用救生衣、船用工作救生衣、民航用救生衣、作業(yè)用救生衣、水上運動用救生衣、漂浮衣、釣魚用救生衣、兒童救生衣、寵物救生衣等類型。3.1帶內(nèi)部景觀，輔助救生衣作為水上交通運輸工具，船用救生衣是船只上必備的個體救生裝備。船只可分為貨船和客船兩種。中小型貨船一般噸位小，而大型遠洋貨船所經(jīng)歷的水域范圍廣，氣象復(fù)雜多變，因此貨船船員一般都配備充氣式救生衣，一是存放時體積小，易于穿用；二是相對而言，可以提供更大浮力以抵御風(fēng)浪；另外途經(jīng)寒冷海域的貨船，還應(yīng)配備保暖救生衣。對于客船，無論是內(nèi)河客船還是沿海航線上航行的客船，一般噸位較大，遇事時下沉速度較慢，且有一定空間存放救生衣，綜合考慮成本因素，客船乘客一般配備泡沫救生衣，而船員由于經(jīng)常活動在水面上，可以考慮配備充氣式救生衣。圖6所示為日本F-93型充氣式船用救生衣，它有兩個氣囊，配有自動手動合一的充氣裝置，遇水后3～4s內(nèi)自動充氣提供浮力，并能自動翻轉(zhuǎn)人體成安全漂浮姿勢。圖7所示為船用兒童救生衣，通過泡沫塑料提供固有浮力，并有領(lǐng)部，以支撐頭部重量，使兒童在水中以后傾姿勢漂浮。因船舶行使范圍廣，所遇海域狀況情況復(fù)雜，船用救生衣一般都配有反光膜、示位燈和哨笛等聲光示位裝置，以提高救生衣的可營救性能。3.2紅色和雙組分纖維的救生衣民航用救生衣因機艙空間有限，故均為充氣式救生衣，配有自動手動合一的充氣裝置，常溫下落水后5s內(nèi)自動充氣，必要時通過口充氣閥補足浮力；結(jié)構(gòu)多為套頭式、單囊或雙囊，腰帶可以調(diào)節(jié)以適合不同人體，有兩種型號分別供大人和小孩使用。顏色也有兩種：紅色供機組人員使用，黃色供旅客使用。航空用救生衣一般配備有海水激活電池示位燈、反光膜等，機務(wù)人員由于碰上飛機失事的可能性比乘客大，因此其所用救生衣配備的屬具種類應(yīng)比乘客用的種類多，且性能要好，如應(yīng)急無線電示位標(biāo)。圖8所示為美國聯(lián)邦航空局（FAA）認(rèn)可的TSO-C13f型救生具，它有兩個獨立氣囊，每個氣囊配備手動自動合一的充氣裝置，21℃時2s內(nèi)自動充足氣體，另有一個口充氣閥，每一個囊提供8.6kg的浮力，可使無意識的人體處于直立狀態(tài)，并配有海水激活電池?zé)?；還可以根據(jù)需要配備哨笛、鏡子和海水染色劑。氣囊面料采用阻燃聚氨酯涂層錦綸面料，平時不用時氣囊放在一個防火阻燃包內(nèi)。我國各航空公司也都配備類似的救生衣具。3.3無領(lǐng)部分而有軟質(zhì)閉孔泡沫材料的救生衣作業(yè)用救生衣是船舶、海上鉆井平臺、碼頭、漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等水上工作人員在作業(yè)時穿用的救生衣。平時穿用時應(yīng)不妨礙人員的工作，必須適合人體，便于人體下蹲、彎腰等動作，且具有良好的工效性，穿著舒適。作業(yè)用救生衣一般采用無領(lǐng)背心式樣，用軟質(zhì)閉孔泡沫塑料作為浮力材料，也有部分軛型充氣式救生具用于作業(yè)用。圖9所示為日本作業(yè)用救生衣，浮力材料采用柔軟的薄型片狀浮力材料通過粘合使用，通過肩部系繩將浮力材料固定使浮力集中在胸部；為了避免長時間穿用造成的悶熱感，日本開發(fā)了一種背部部分鏤空的背心式樣的救生衣，如圖9中右圖所示，以便于散熱和通風(fēng)，提高穿用舒適性。圖10為英國作業(yè)用救生衣，浮力材料為柔軟的PE泡沫塑料，也為背心式，腰部配有固定調(diào)解帶。由于作業(yè)用救生衣的使用者落水都在工作場合附近，因此一般只在肩部配有反光膜，便于落水后被發(fā)現(xiàn)。3.4駁岸材料的填充材料水上運動用救生衣廣泛用于各種水上運動比賽和水上休閑娛樂。比起其它類救生衣，它對救生衣的適體性要求更高，必須能給人體以最大限度的運動自由，不能妨礙人體的任何活動。從結(jié)構(gòu)而言，運動用救生衣普遍具有大的袖隆弧、寬大的圓領(lǐng)、窄的肩帶、短的衣身、下擺可以收攏、腰部有調(diào)節(jié)帶；從材料而言，多為軟質(zhì)易屈曲且耐撓曲的泡沫塑料作為填充材料，其柔軟度要求高于其它類救生衣，外覆面料也為手感柔軟的高強細(xì)旦錦綸如Cordura，內(nèi)層襯里為柔軟的尼龍面料。圖11為涉水用救生衣，肩帶、兩側(cè)腰部連接帶可調(diào)，網(wǎng)眼口袋可以放置通訊設(shè)備，并有放短刀的插口，圓而深的領(lǐng)口和低的袖籠弧方便人體的各種動作。圖12為英國Baltic公司生產(chǎn)的經(jīng)典的小艇用救生衣，用薄型的片狀泡沫粘合層壓后作為浮力材料填充，縫有腰帶和襠帶，易于穿脫。水上運動大多在平靜的近海海域或者在相關(guān)部門的組織下進行，具有良好的營救設(shè)施，而且海域狀況溫和，所以一般不配備反光膜、示位燈等示位屬具或其它營救生存屬具。3.5是否為駁岸的釣魚用救生衣除了上述主要用途以外，還有其它類救生衣，如：漂浮衣、釣魚用救生衣、兒童救生衣、寵物救生衣等等。漂浮衣是一種平時穿用類似休閑服，意外落水后具有較小浮力的救生衣。圖13為一種適合在甲板或碼頭上用的漂浮衣，它采用多層漂浮系統(tǒng)，提供5kg基本浮力，并通過手動充氣開關(guān)對內(nèi)置氣囊提供輔助浮力；結(jié)構(gòu)與普通的休閑外套相似，面料用防水材料制成，袖口、胸部和肩部縫有反光帶，配有風(fēng)帽和隱藏的襠帶。釣魚用救生衣的結(jié)構(gòu)多為背心式樣。圖14中左圖為常見的釣魚用救生衣，有領(lǐng)部，袖籠弧較大便于釣魚時拋竿等動作；有四個口袋，可以裝魚餌等小的用具；腰帶可調(diào)節(jié)使其適合人體。浮力材料采用泡沫塑料，露出水面的部位如領(lǐng)部的顏色鮮亮。圖14中右圖為英國Baltic公司設(shè)計的一種充氣式釣魚用救生衣，落水后拉動充氣拉手即可提供浮力。采用防水聚氨酯涂層尼龍面料配有三個口袋和魚叉網(wǎng)兜，還有可拆卸風(fēng)帽。兒童救生衣一般具有大的領(lǐng)圈，使得兒童在水中頭部有支撐，不致沒于水中；配有襠帶，避免救生衣從身體上滑脫，并對臀部有一個向上的力，使其在水中成如圖15右圖所示的姿勢。兒童救生衣顏色鮮艷，易于發(fā)現(xiàn)并為兒童所喜歡。為了方便在水上運動時也能和寵物一起嬉樂，英、美、日等發(fā)達國家開發(fā)了寵物用救生衣。寵物用救生衣為固有浮力救生衣，一般用軟質(zhì)PVC、PE等泡沫塑料填充，結(jié)構(gòu)如馬鞍狀，套在動物脊背上，通過固定調(diào)節(jié)帶調(diào)節(jié)，如圖16所示。4直接浮動式救生衣國外救生衣的浮力材料包括泡沫塑料、木棉、氣囊。目前發(fā)達國家的軍用救生衣基本采用充氣式，而普通工作救生衣、運動救生衣則多為泡沫塑料救生衣。壓縮體積小、重量輕、無毒的氣體和薄型的氣密性面料是各國充氣式救生衣開發(fā)研究的重點，而各種不同厚薄的泡沫塑料如PE、EVA等也成為固有浮力式救生衣的浮力材料的主導(dǎo)品種。單純以氣囊為浮力來源的救生衣，其結(jié)構(gòu)多采用腋下式、軛型或便于攜帶的袋式；氣囊和固有浮力材料相結(jié)合的復(fù)合浮力救生衣，其結(jié)構(gòu)常為軛型或套頭式；而夾克式救生衣多采用泡沫塑料等固有浮力材料。5拯救具的結(jié)構(gòu)式設(shè)計如上所述，隨著救生衣材料的進步、設(shè)計的更新、用途的擴大、結(jié)構(gòu)形式的變化，“救生衣”這一概念已經(jīng)不能涵蓋現(xiàn)有的救生衣品種。這些五花八門的救生衣裝備已經(jīng)超出了“衣”的概念范圍，有的已經(jīng)缺少了“衣”的要素。美國海岸警衛(wèi)隊稱其救生設(shè)備為個人漂浮裝置（PersonalFloatationDevices），美軍軍用規(guī)范稱其救生設(shè)備為救生具（LifePreservers），英國標(biāo)準(zhǔn)稱之為Lifejackets，即救生夾克。因此，我們提出“救生具”的概念，用“