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英国潜艇艇员快速上浮脱险头罩充气系统

来源:首席医学网 责编:ldzldz 作者:方以群, 李富山, 顾靖华, 孙永军, 时间:2009-11-03

【关键词】  潜艇艇员;快速上浮;脱险装具;头罩充气系统

MK10配套头罩充气系统(hood inflation system,HIS)是固定在潜艇艇员脱险舱内的装置,用于为使用MK10潜艇艇员抗浸脱险服实施快速上浮脱险的艇员供气。本文主要介绍英国潜艇艇员快速上浮脱险头罩充气系统的主要结构、工作原理以及使用方法。

    1  系统的组成

    快速上浮脱险头罩充气系统由头罩充气系统控制器、气囊充气阀、供气管和传感连线组成。头罩充气系统控制器和气囊充气阀同时安装在潜艇的单人脱险舱内,应用供气管和传感连线将头罩充气系统控制器、气囊充气阀连接在一起。

    头罩充气系统控制器有传感腔、补偿腔、进气口、出气口、传感连接接口。潜艇提供的高压空气进入进气口,通过控制器调节供气压力,控制器具有感受环境压力的感受孔,感受孔感受的压力通过弹簧控制原理对通过的气体进行供气流量的控制,将提供的高压空气进行减压。出气口与供气管连接,为气囊充气阀提供空气。控制器有4个固定孔,通过固定孔可将控制器固定于单人脱险舱内。

    气囊充气阀包括进气口、排气阀(安全阀)、传感连线接口和气囊充气接口。其中进气口连接供气管,来自头罩充气系统控制器的气体通过供气管提供给气囊充气阀。传感连线接口为传感连线提供接头。排气阀具有安全阀作用,以保证使用的安全。充气阀有2个固定孔,通过固定孔可将气囊充气阀固定在单人脱险舱内。气囊充气阀的气囊充气接口在气囊充气接头插入并处于持续连接状态时打开。当充气接头与气囊充气接口连接中断时,该阀件关闭。

    传感器连线连接气囊充气阀和头罩充气系统的控制器。供气管将控制器出气口提供的空气送入气囊充气阀。

    2  系统工作原理

    当MK10潜艇艇员脱险服的充气接头未插入气囊充气阀时,气囊充气阀的输出阀关闭,气囊充气阀压力增加,通过传感器连线反馈至主控制器的传感腔,作用在大直径膜片的传感压力超过作用于头罩充气阀的阀座的压力和弹簧作用的总和时,控制阀关闭。

    当脱险者将充气接头插入气囊充气阀时,气囊充气阀打开,气体从头罩充气系统控制器流入气囊充气阀,气体通过MK10头罩充气接头进入MK10气囊和头罩。随着单人脱险舱内压力增加,环境压力作用于控制器的压力感受孔,感受孔压力作用于膜片上,使得控制器的阀打开,向脱险服内供气并保持气囊充气阀的气体输出口与脱险舱内之间的压力差。如果脱险者不慎使充气插头脱离了充气插座,将通过传感器连线将气囊充气阀内的压力反馈至控制器,系统恢复到原始状态。当脱险者在加压期间再次连接充气接头时,气囊充气阀打开,空气开始流入,通过传感器连线和传感限流器降低了传感腔内的压力,直到控制器的阀打开,气流恢复正常。当水从脱险舱内泵出,舱内压力迅速下降,气囊充气阀排气阀打开,以降低头罩充气系统的控制器输出压力,适应周围环境压力。

    3  使用方法

    潜艇艇员实施快速上浮脱险将通过潜艇内单人脱险舱进行。人员进入单人脱险舱后,首先注水,打开单人脱险舱中的排气阀,保持舱内压力为常压,待水位达到排气阀的高度后关闭排气阀。继续注水,则舱内压力上升,当单人脱险舱内压力与潜艇外界压力平衡后,单人脱险舱上盖打开,脱险艇员离开潜艇,上升到水面。在整个脱险过程中,单人脱险舱内分注水期、加压期、减压期3个阶段。

    3.1  注水期  在进行脱险程序前,脱险舱内没有水,单人脱险舱内压力与潜艇内压力一致。脱险人员进入脱险舱后,将脱险服左侧袖子上的头罩充气接头插入气囊充气阀,并用手维持在该位置。此时,气囊充气阀持续向脱险服内充气。如果头罩充气接头离开气囊充气阀,即停止向脱险服内充气。

    从头罩充气系统进入的空气直接进入MK10气囊。气囊是脱险服的一部分,气囊在颈部和双侧胸部,形成一个夹克状。在MK10两侧胸前有2个排气阀,充气后使得气囊充分扩张,多余气体通过胸前的安全阀进入头罩后,使脱险人员能够在脱险过程中呼吸空气。头罩内过多的空气从头罩底部的开口排出。在此期间,脱险舱的通气阀打开,使脱险舱内的压力不升高,保持舱内为常压。

    3.2  加压期  当脱险舱内水位达到通气阀高度时通气阀关闭。水阀持续打开使潜艇外海水持续进入舱内,单人脱险舱内压力持续升高。在单人脱险舱内压力升高的同时,头罩充气系统向气囊和头罩内持续供气,并使头罩内压力高于周围环境水的压力。头罩内和舱内的压力差使头罩持续处于充盈状态并充满空气。压力使气囊充盈如夹克形救生衣,给予脱险者足够的浮力。头罩充气系统控制器与180 m深度匹配,能够自动随环境压力变化在180 m以浅补偿供气。当脱险舱内压力与外界压力一致时,脱险舱上盖自动打开,脱险人员离开脱险舱。

    3.3  减压期  脱险人员离开单人脱险舱后,脱险舱上盖通过潜艇内部关闭。潜艇内打开单人脱险舱的排水阀,将脱险舱内的水泵入潜艇舱底。由于脱险舱内气体很少,因此潜艇舱室内的压力几乎没有改变。

    4  安  装

    设计的头罩充气系统控制器和气囊气阀在一起工作,两者必须配对安装。头罩充气系统出厂前在英国进行了专业性设置,处于备用状态,在使用前不需要任何调试。

    安装时,首先打开包装,如果发现头罩充气系统损坏或被污染,则不能安装和使用。如果确认设备没有被污染,去除保护性插头和帽子(如果可能,插头和帽子最好保留下来,在设备返厂维修时可以再用)。应用提供的4个螺丝固定头罩充气系统的控制器,分别固定在底部的进气口位置和顶部的出气口位置。应用提供的2个螺丝固定气囊充气阀。气囊充气阀传感器进气口的中心连线要等于或高于头罩充气系统控制器中心线以上75 mm。应用螺丝连接头罩充气系统控制器的进气口以及头罩充气系统控制器的出气口和气囊充气阀的进气口。头罩充气系统控制器和气囊充气阀之间的传感连接应用螺丝连接。

    5  保  养

    安装后,要防止头罩充气系统的控制器、气囊充气阀和连接管路被碰撞、撞坏。使用3年后,必须送英国公司进行调试和翻新,包括更换阀件中所有的橡胶件和在专业检测设备上进行检测。使用时,不要随意调整或修改设置。设备出现问题或需要保养必须送至公司维修。

    头罩充气系统为高压设备,在使用时,内部有高压气体,如果不能正确使用,将可能危及艇员生命。