民机应急移除及救护系统的设计

民机应急移除及救护系统的设计

0救生设备及急救设施随着航空旅游业的发展，飞机的可靠性不断提高。与其他交通工具相比，飞机的安全性最高，但如果发生事故，损伤程度通常是最高的。为了将事故损失降至最低水平，必须在飞机上安装一系列安全救援装置来应对紧急情况。由于民航机的事故多发生在飞机起飞和着陆阶段,因此现代民航客机上的救生设施一般多用于紧急迫降情况,这些设施包括应急出口、应急滑梯、救生船、救生衣、灭火设备、应急供氧、应急医疗箱、急救箱、应急救生电台、自动发报的呼救装置、应急照明、食物、饮料等。本文主要围绕迫降陆地后的应急撤离设备、迫降水面上的救生设备及医疗救治设施三个方面进行分析。应急撤离设备包括应急撤离滑梯、救生绳及救生斧等。撤离滑梯是在紧急情况下为客舱乘员提供从飞机到达地面的撤离辅助设施,分单滑道和双滑道,长度按机舱应急舱门高度不同而不同;救生绳是在紧急情况下为驾驶舱内乘员提供从飞机应急出口到达地面的撤离辅助设施,救生绳的一端固定在飞机结构上,另一段可自由拉出。应急斧是在紧急情况下为机上乘员撤离提供清除障碍的辅助设施。水上救生设备主要有大型救生船、个人救生衣及应急定位发射仪。大型多人救生船,用于飞机紧急迫降水上时的机上乘员快速安全漂浮待救。救生衣是在飞机迫降到水面的个人救生装置。便携式应急定位发射仪是在紧急情况下提供飞机或幸存者的方位,以便于搜救工作的快速开展。医疗救治设备用于处理飞行期间或小事故中可能发生的人员伤害或急病,包括应急医疗箱和急救箱。1应急救援技术国外大型飞机在应急撤离及救生设备方面具有完备的体系,并制定了一系列标准,如空客、波音生产的系列大型客机均配备了相应的应急撤离和防护救生装备。在国际民航界,发生事故后成功撤离的例子有很多,这些事例说明,在紧急事故发生时,飞机的应急撤离及救生系统在挽救机上人员的生命安全方面发挥着重要作用。国外研制和生产救生设备的厂商很多且分布很广,有一部分产品已取得TSO证,撤离滑梯已由原来的单一功能改进成了滑梯/船的组合形式,而且体积小、重量轻。国内在应急救生方面的研究起步较晚,在初期的飞机上只配备简单的救生设备,在设备的研制方面也比较落后,应急撤离滑梯的研制还属空白。一直以来,大型民用飞机的应急撤离和防护救生装备都依赖于进口,应急救生方面的标准、规范还没有完备的体系。本文通过对照有关民机应急救生的适航条例和产品技术标准,分析国外机种应急撤离及救生设备配置情况并研究其救生模式,为我国民用飞机应急撤离及救生系统设计提供参考。2民用飞机应急救援和救援技术要求2.1应急撤落场及应急程序民用飞机应急撤离及救生系统所涉及的适航条款如下:(1)CCAR25.801水上迫降(2)CCAR25.803应急撤离(3)CCAR25.807应急出口(4)CCAR25.810应急撤离辅助设施与撤离路线(5)CCAR25.811应急出口的标记(6)CCAR25.812应急照明(7)CCAR25.813应急出口通路(8)CCAR25.810应急撤离辅助设施与撤离路线(9)CCAR25.811应急出口的标记(10)CCAR25.812应急照明(11)CCAR25.813应急出口通路(12)CCAR25.815过道宽度(13)CCAR25.1411总则(安全设备)(14)CCAR25.1415水上迫降设备(15)CCAR25.1421扩音器(16)CCAR91.405应急定位发射机(17)CCAR91.1009跨水运行的救生设备(18)CCAR91.1013应急设备(19)CCAR121.161应急撤离程序的演示(20)CCAR121.309应急设备(21)CCAR121.310附加应急设备(22)CCAR121.319机组成员机内通话系统(23)CCAR121.353无人烟地区上空飞行的应急设备v(24)CCAR121.743应急医疗设备(25)CCAR121附件B急救箱和应急医疗箱(26)CCAR121附件C本规则第121.161条规定的应急撤离程序演示准则(27)AC20-118A应急撤离演示(28)AC20-56A个人漂浮装置(29)AC121-33A应急医疗设备(30)AC121-6手提电池式麦克风2.2应急处置设备(1)TSOC13f救生衣(2)TSOC69c应急撤离滑梯(3)TSO-C70a救生筏(4)TSO-C72b个人漂浮装置的标记(5)TSOC72c单人漂浮装置(6)TSO-C91a应急定位发射机(7)TSOC137手提扩音器(8)ARP495民机应急撤离设施设计要求(9)ARP4101驾驶舱机组人员生存的应急和杂项设备3迫降水上急救和待救济的多环节人性环系统适航要求民用飞机应急撤离及救生系统是以人为核心,集应急撤离、迫降水上救生和待营救的多环节的人机环系统,下面从适航要求方面就应急出口、应急撤离辅助设施、应急撤离路线、告警系统、水上迫降救生设备、其它辅助应急设备等进行分析。3.1翼上消装机最大乘座量民航客机上的应急出口可以确保飞机在紧急迫降时,乘客和机组人员能够迅速安全地撤离飞机。应急出口一般在飞机机身的前、中、后段都有,有醒目的标志,而且每个应急出口处都有应急滑梯或应急绳索。根据救生模式合理设置应急出口,具体要求按CCAR25.803进行。应急出口的设置要满足“必须表明其最大乘座量的乘员能在90s内在模拟的应急情况下从飞机撤离至地面,该乘座量包括申请合格审定的中国民用航空总局有关营运规定所要求的机组成员人数在内”的要求。在机身每侧的特定类型出口最大许可乘客座椅数规定如表1所示。翼上应急出口的设置要满足“客座量(不包括驾驶员座椅)等于或大于10座的飞机,对每35名旅客(或不足35名的尾数)在飞机侧面水线以上要有一个至少符合Ⅲ型尺寸的出口,但客舱内此类出口不得少于两个,飞机每侧各一个。可以通过采用更大出口或其它措施提高客座量与出口之比,只要能表明在水上迫降期间飞机的撤离能力有相应提高”,根据阿基米德静力学原理,以最坏状态进行计算,即:假设货舱没有装载,水把客舱地板下的整个货舱都灌满了,用货舱进水重量与水平重心的关系曲线来确定飞机姿态和吃水深度,从而确定飞机各应急出口距离吃水线的位置。对于水上迫降,翼上出口一般不用,其它出口要看飞机浸水情况而定。水上应急出口在设计时尺寸要和多人救生船的尺寸协调。3.2我国模式下的模式设计民用飞机由于机上人员多且分散,因此当飞机出现应急情况时,必须把应急撤离的决定迅速传达到每一个人员,这对救生的成功至关重要,因此,必须设置告警提示分系统。告警一般分为语音喇叭告警和灯光提示告警,应急撤离指示由机长或副驾驶员控制。一般在驾驶舱设置应急撤离控制按钮、撤离指示灯和声响告警停止按钮;在客舱前后服务员位置设有应急撤离指示灯、撤离控制按钮、告警喇叭和告警停止按钮。3.3应急救援服务和救援路线3.3.1应急撤降系统的应用设计根据CCAR25.810的要求,对于离地高度超过1.83m的每个非机翼上方的A型、B型和C型和任何其它的非机翼上方的应急出口,必须有经批准的设施协助乘员下地。应急撤离辅助设施主要有应急撤离滑梯。应急撤离滑梯有单通道和双通道的,对于A型和B型出口必须采用双通道滑梯。滑梯的长度要保证飞机处于最大、最小、正常门槛高度下时,均能供乘员安全撤离至地面。当红色示警旗在示警位时,任何人都可从机外透过机窗清晰地看到示警旗,表明滑梯杆已放在地板支架上,舱门开启时,滑梯会自动放出。对于机翼上方的应急出口,要设置合理的撤离路线,如果飞机机翼结构上的终点离地面高度大于1.83m时,必须要为撤离者到达地面提供辅助设施,一般设翼上应急撤离滑梯。滑梯的长度根据襟翼处于起飞或着陆位置(取离地高度较大者)时测量终点的高度来确定。3.3.2应急恢复路径1应急门撤回方式机组应急撤离共有两条路线,即从驾驶舱通风窗、应急门或驾驶舱舱门撤离。有的飞机利用左右通风窗作为飞行机组应急出口、有的在驾驶舱顶部开设专门的应急出口。从通风窗或应急门撤离方式采用救生绳作为辅助设施,具体过程如下:(1)启动驾驶舱通风窗或应急门手柄,打开驾驶舱通风窗或应急门;(2)向驾驶舱外放出逃生绳索;(3)利用驾驶员座椅或左右操纵台作为台阶钻出驾驶舱;(4)顺着逃生绳索沿机头外部滑下。通过驾驶舱舱门进入客舱,然后采用同乘客相同方式利用救生滑梯撤离,具体过程如下:(1)启动驾驶舱舱门卸压板释放旋钮;(2)拆除驾驶舱舱门卸压板;(3)从驾驶舱舱门钻出,进入客舱;(4)通过客舱应急逃生出口从应急撤离滑梯至飞机外。2机门和机翼下应急门客舱内设置的应急出口一般包括前左右登机门、后左右登机门和机翼上方应急门(单通道飞机构型),乘客可根据自己的位置就近选择应急出口或听从空乘人员的统一组织,从飞机过道跑向应急出口,顺着滑梯滑下。3.4救生船及带着式的救助对申请具有水上迫降能力的合格审定的飞机,其必须满足CCAR25.807(e)、CCAR25.1411以及CCAR25.1415(a)的要求。水上救生设备主要有救生衣和救生筏。具体要求如下:(1)救生衣和救生筏必须经批准;(2)救生筏必须存放在出口附近,在水上迫降时能够通过该出口投出救生筏;(3)救生筏的数量要保证满足额定容量最大的要求,一旦一只救生筏损失时,其余救生筏的浮力和超额装载容量必须能容纳机上全部乘员;(4)每只救生筏上必须备有经批准的营救设备;(5)其中一只救生筏上必须有一台经批准的营救型应急定位发射机供使用;(6)能为每个乘员存放一件救生衣,每件救生衣必须存放在每个就座的乘员易取的部位。现代飞机上一般选用应急撤离滑梯和救生船合一形式,滑梯/船上配备有应急物品和通讯设备。其承载能力比救生船大很多,如波音747的滑梯/救生船可载50～60人,DC-10的可载70人。滑梯/救生船安装在应急舱门下隔舱内,舱门应急打开时它自动向机外展开并充气。由于滑梯/救生船直接与舱门相连,乘客可以很方便地登上救生船。当全部乘客都登上救生船后,将滑梯与舱门出口地板卡夹内的围布杆拔出,即可使救生船与飞机分离。在没有选用撤离滑梯/船的飞机上或者其承载量不能满足最大载客量要求时,另外配备充气式救生船。救生船有6人型、10人型、25人型及42人型等各种规格。如B747和B727均用42人型救生船,DC-8用25人型救生船。救生船平时包装、收藏在飞机客舱顶部行李箱内。在应急条件下,取出救生船从打开的应急舱门投入水中,当救生船落水瞬间,猛拉D型拉环、起动高压气瓶,使救生船充气展开(应避免在舱内拉动充气环而使救生船在机内展开),救生船充气漂浮在水面上,可用拉索将它拉回到应急舱口,以便乘客登船。登船结束后,割断拉索,救生船即脱离飞机。救生船上备有的物品和设备,大体上与滑梯/救生船的相同。3.5飞机应急响应的要求(1)急救箱和应急医疗箱根据CCAR121.597在载运旅客的飞机上应当配备经批准的急救箱,在配备客舱乘务员的飞机上,还应当配备应急医疗箱,用于处理飞行期间或小事故中可能发生的人员伤害或急病。急救箱的数量根据飞机载客量确定。对于载客量151～250人的飞机要配置3个急救箱;在需要空中客舱乘务员的飞机上有一只经批准的应急医疗箱。急救箱和应急医疗箱内医疗药品和医疗工具按照CCAR121附件B配备。(2)应急手电筒根据CCAR121.310(l)条的要求给每位飞行机组配置1只手电筒,这些手电筒必须安装在从每个客舱机组成员座位处易于接近的储放装置。(3)应急斧头根据CCAR91.1013(e)、CCAR121.309(e)的要求配置1把应急斧。(4)扩音器根据91.1013(f)、CCAR121.309(f)的要求配置2只由电池供电的便携式扩音器,放在负责指挥应急撤离的机组成员方便取用的地方,一个安放在客舱前部,另一个安放在客舱后部。3.6应急恢复试验除了装机设备必须的高低温、过载、振动、盐雾、霉菌、湿度等试验外,应急撤离及救生系统还包括以下主要试验:(1)应急撤离设备材料燃烧试验:验证应急撤离设备的阻燃特性;(2)应急撤离绳强度试验:为适航审定当局按CCAR25.810(a)(2)条款对应急撤离绳强度进行适航审定提供强度试验依据,考核应急撤离绳静强度设计;(3)应急撤离绳燃烧试验:为适航审定当局按CCAR25部对应急绳带材料进行适航审定提供燃烧试验依据;(4)应急逃离滑梯释放机构功能试验:根据CCAR25.810条款要求,验证飞机各位置处应急撤离滑梯的各项功能,通过在试验室模拟适航规定的环境条件,进行滑梯的充气、展开和抛出定位试验;(5)应急撤离程序演示试验:包含中断起飞应急撤离演示和水上迫降演示。根据CCAR25.803(c)和CCAR121.161条款要求,按照CCAR121附件C(本规则第121.161条规定的应急撤离程序演示准则),考核飞机应急撤离设备能够保证最大乘坐量的乘员在90s内在模拟的应急情况下从飞机各出口撤离至地面。4现代单通道救援和救援系统的建设4.1机门处应急撤销权空客A320系列飞机是空客公司研制生产的单通道中短程150座级客机。A320系列包括150座的A320、186座的A321、124座的A319和107座的A318四种型号。应急撤离及救生设备的配置如下:(1)驾驶舱应急撤离设备:在发生紧急情况时,驾驶舱人员通过使用固定在推拉窗上的逃离绳,从打开的推拉窗撤离,见图1。(2)客舱应急撤离设备:客舱应急撤离设备安装在飞机的每个出口位置,包括登机门应急撤离设施和翼上撤离设备,见图2。在每个登机门处设置单/双通道应急撤离滑梯,随着应急控制手柄打到预位状态,门打开,滑梯自动充气。翼上应急撤离滑梯包放在左右机翼整流罩组件上的储藏箱和附加面板组件的储藏箱内,通过应急出口使用翼上应急撤离滑梯。每个组件有一个斜的平台和一个双通道滑梯,斜的平台上有一个可充气的坡形接轨通向旅客和机组的滑梯上。储气瓶安装在后货舱侧壁板的后面,每个储气瓶包括压力表和活门/调节装置,活门/调节装置通过释放钢索连接在应急门处的安全释放机构上,当其中一个应急门打开时,安全释放机构就开始启动。随着出口舱门的打开,锁针拉动安装在飞机机身出口处的解锁手柄,解锁手柄的运动使得钢索处于拉进状态,从而将气瓶上的活门(活门/调节器装置)打开,气体冲开安装在储存间的控制板,通过软管和引射器进口向翼上应急滑梯充气,这个充气过程大约是5s。如果自动充气系统不能工作,气瓶上的活门(活门/调节器组件)可以用手动充气手柄打开。(3)撤离信号设备:应急撤离振铃器是在发生紧急(地面或水上)情况必须逃离飞机时,由机长或空中机械师操作,启动机组和旅客撤离的信号,系统需提供必要的电源,见图3。(4)水上设备:包括救生船、救生衣和生存设备。如果乘员人数超过165人,选装补充救生船,安装在顶部行李箱内,在外包装上有充气和操作说明;为每个机组成员和所有旅客配备救生衣,放在每个机组或旅客座椅下;每个救生衣包括CO2充气系统、口充气管、搜救灯、口哨等。(5)另外还配备急救箱、应急医疗箱、手电筒、应急斧、应急定位发射仪、防烟面罩及防护手套等。4.2应急救援设备B737NG是B737-300型的新一代飞机,700型为标准型,800型为700型的加长,600型为700型的缩短。B737-700标准座舱布局载客149人。B737系列飞机应急救生系统包括:(1)应急逃离绳和下降装置:包括驾驶舱应急逃离绳,通过驾驶舱通风口供机组人员逃离。(2)应急撤离滑梯:包括登机门/服务门应急撤离滑梯,共设4个双通道滑梯/救生船,见图4。(3)水上救生设备:包括滑梯/救生船、救生船和救生衣。应急撤离滑梯和飞机的连接拆下就可用作救生船、滑梯船仅在旅客登机门处安装,通过钢索从门的凹槽内释放出去;救生船安装在前壁柜内,通过拉动钢索使得高压气瓶内的气体给救生船充气;为每个机组成员和所有旅客配备救生衣,放在每个机组或旅客座椅下。(4)可拆卸应急设备:急救箱、应急医疗箱、手电筒、麦克风、救生斧、手提式氧气瓶、灭火瓶。(5)应急信号装置:在驾驶舱和客舱均安装应急撤离信号装置。4.3基于双通道应急出口的飞行监控救生设备是根据飞机的布局、结构形式、乘员人数、飞行区域等配置,其所有设备必须满足适航条例要求。对比A320系列及B737系列飞机,除应急撤离滑梯布置安装位置、形式不同外,其余救生设备基本相同,A320系列飞机登机门(服务门)采用外开平移式打开,B737系列飞机则采用外翻式旋转180°打开,两类飞机的救生滑梯的释放机构设计完全不同,