新型航空用气胀式救生衣研制的关键技术研究

Life preserver is the necessary equipment for an airplane in extended overwater operations. However, the existing life preservers have the defects of insufficient accessibility, insufficient thermal protection for body, insufficient position indication and the huge difference between the required tester and Chinese. In the case of Airbus ditching on the Hudson River in 2009, only 4 out of 150 passengers were finally wearing life preservers correctly. The FAA subsequent test showed that the existing life preservers were far from meeting the required donning time by the relative standards. The project proposes a new type of aviation inflatable life preserver, and focuses on its four key technologies. 1. Establishing a three-dimensional heat exchange model of the drowning personnel and the surrounding environment, to provide the theory basis for thermal protection of new life preserver; 2. Establishing an emergency rescue model for different types of people, to ensure selected subjects more targeted and universal; 3. Developing a core component of new life preserver. The composite material containing spandex is selected as the material of the core component, the thickness is determined according to the three-dimensional heat exchange model, and the test subjects are selected by the emergency rescue model to determine the shape, which can improve the accessibility and thermal protection for body; 4. Developing the Beidou /GPS dual-mode positioning system, to ensure the improvement of position indication for the new life preserver. The new aviation inflatable life preserver developed by this project can be used in the civil aviation, overtaking the defects of the existing life preservers, which can improve passenger’s safety and the possibility of rescuing.

飞机救生衣是跨水运行飞机的必备装置，然而目前飞机救生衣存在应急救生性不足（2009年飞机迫降Hudson河事故，150位乘客最终仅有4人正确穿戴救生衣。随后FAA测试表明：典型救生衣都远远不能满足相关标准的穿戴时间要求）、无保护体温性、示位求救性不足、要求受试对象与中国人差异大等缺陷。为此项目提出研制新型航空用气胀式救生衣，并集中研究四项关键技术：1.建立落水人与周围环境的三维热交换模型，为新型救生衣保持体温性提供理论依据；2.建立不同类别人群应急救生模型，使选择的受试对象更具有针对性和普遍性；3.研制救生衣核心部件，根据实验确定材料、热交换模型确定厚度、应急救生模型选取受试对象确定外形，提升新型救生衣应急救生性和保持体温性；4.研制北斗/GPS双模定位系统，提升新型救生衣示位求救性。项目研制的新型救生衣适用于民航飞机，能够克服传统救生衣的缺陷，在飞机涉水事故时保障乘客安全性，提高获救几率

飞机救生衣是跨水运行飞机的必备装置，然而目前标准的飞机救生衣存在无保护体温性、应急救生性不足、示位求救性不足、要求受试对象与中国人差异大等缺陷。①为研究救生衣在保护体温性方面的效果，项目在人工气候室中搭建一个1.6m×0.8m×1.5m的水箱，使用了一个名为“Walter”的暖体假人模型来模拟溺水者周围的环境。测试结果表明，衣服和救生衣的组合有效地降低了水中的传导和对流传热系数。救生衣的厚度、覆盖范围和密封性是考虑是否需要提高救生衣的热防护性能的重要因素。项目建立了一个多分段的人体生物热模型来预测人体如何调节其内部温度和生理反应。该模型能够更好地描述溺水者的热交换现象，并预测人体在浸泡条件下的体温调节和生理反应。②为分析不同类别人群应急救生情况，项目搭建了航空座椅实验平台，使用109名大学生和42名村民作为研究对象。实验结果表明：能够在 25 s 内完成穿戴的人数仅占总人数 的 4. 51%，远 远 低 于 我 国 国 家 标 准 GB /T 36508—2018 中规定的 75%。取包时间、拆包时间和穿戴时间均和手指灵活性密切相关，拆包时间与性别也相关，穿戴时间则与演示方式、穿戴次数也密切相关，据此建立了不同类别人群应急救生模型。③为弥补示位求救性的不足，项目研发了基于北斗/GPS双模定位的航空救生衣定位系统、基于LabVIEW和AIS接收的飞机救生筏端救援平台系统，前者安装在航空救生衣上，通过北斗短报文通信以及 AIS 通信两种通信方式将落水人员的位置信息及时传递至救生筏平台系统、航空公司，把落水人员转变为信息发射源、救生筏和航空公司转变为信息救援中心，进而采取优化的搜救方案，从而大幅度提高营救效率，降低飞机涉水事故的死亡率。④ 研制了新型救生衣。相对于标准救生衣，新型救生衣的应急救生性得到了显著提高，相当于试穿标准救生衣第二次、第三次或第四次的效果。因此，项目最终研发的飞机救生衣，解决了传统救生衣保护体温性、应急救生性不足、示位求救性不足，在飞机涉水事故时可以更好地保障乘客安全性，提高获救几率。