CN105292497A - 客机自动逃生座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种客机自动逃生座椅，包括座椅及自动密闭系统、座椅在轨道上运行系统、降落伞系统、出舱减速缓冲系统、降落充气缓冲系统及LCD驱动和数据处理为一体的CPU、GPS、指南针、风力风向、无线测距、气压、温度、图象处理、降落方向控制、输出驱动模块。逃生程序采用飞机驾驶员或乘客人工表决双重开启模式，出现险情开启后，首先座椅进行自动密闭和降落伞系统自动到位，座椅轨道由乘坐状态变为逃生状态，密闭后的座椅依次在轨道上运行至飞机底部特设逃生口，在轨道约束下出舱，落入空中后自动开伞，LCD驱动和数据处理为一体的CPU采集GPS、风力风向、指南针、无线测距、气压、温度模块的数据，通过输出驱动调节有关参数，向最近的安全地带下落。

Description

客机自动逃生座椅

技术领域

本发明涉及一种客机自动逃生座椅。

背景技术

在人类高度关注安全和科技日益发达的今天，无论从材料和制造技术角度，还是软件应用方面都应解决好客机出现险情时的逃生问题，但从目前情况看，民航的安全保障几十年来仍停滞在飞行前的乘客安检和机械故障排查上，现有的安全带、氧气面罩和救生衣在安全保障上作用有限。在客机飞行中如发生无法排除的故障，不能维持正常飞行或不能安全着陆时，乘客生还的希望十分渺茫，约有50％的空难让乘客在煎熬中等待死亡，这从一定程度上讲，是对生命的藐视和对现代文明的践踏。按照现有的科技水平，解决客机的高空险情逃生问题已经不存在任何材料和制造技术上的障碍。在不明显影响飞机的造价、乘坐人数和起飞重量的前提下，加装自动逃生座椅可将现有约70％的空难死亡率降低到35％以下。按照我国目前制造业发展现状，制造客机并不难，难的是销售，市场占有率是波音和空客竞争的焦点，核心竞争力是多种先进技术在客机上的集成，实现高性能和高安全水平。突出安全是提高核心竞争力最有效的途径，它不仅会轻而易举让各大航空公司所接受，更重要的是来自众多乘客对乘坐机型的选择。如能成功推出可逃生机型，必然会依托其安全优势易如反掌的淘汰现有机型，以特有的安全优势迅速占领客机市场。因此，开发可逃生机型不仅市场前景十分广阔，也是进一步提高乘坐飞机安全性的必然要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种客机自动逃生座椅，包括座椅及自动密闭系统、座椅在轨道上运行系统、降落伞系统、出舱减速缓冲系统、降落充气缓冲系统及LCD驱动和数据处理为一体的CPU、GPS、指南针、风力风向、无线测距、气压、温度、图象处理、降落方向控制、输出驱动模块。逃生程序采用飞机驾驶员或乘客人工表决双重开启模式，出现险情开启后，首先座椅进行自动密闭和降落伞系统自动到位，座椅轨道由乘坐状态变为逃生状态，密闭后的座椅依次在轨道上运行至飞机底部特设逃生口，在轨道约束下出舱，落入空中后自动开伞，LCD驱动和数据处理为一体的CPU采集GPS、风力风向、指南针、无线测距、气压、温度模块的数据，通过输出驱动调节有关参数，向最近的安全地带下落。

客机高空险情逃生需要解决的技术问题是：

1、高空失压：客机巡航阶段舱外大气压是海平面的1/4左右，人体如在舱外，由于失压循环系统气体析出，很快造成空气栓塞，如持续300秒以上可导致大脑不可逆转的损伤或死亡。

2、高空缺氧：高空气压低，空气稀薄，氧气不能维持人体生理需求。

3、高空低温：客机巡航阶段舱外温度多在-40～-70℃。

4、跳伞技能：降落伞无论体积重量和造价，都是目前主要的高空逃生工具，但跳伞需要严格的训练；

5、出舱困难：高速飞行出舱时向后气流的冲击。

为了切实解决好上述问题，本发明的具体技术方案是：

1、座椅及自动密闭系统：外观体积重量和普通座椅类似，一是可正常乘坐，二是有险情时以排为单元在10秒内完成自动密闭，解决高空失压、缺氧、低温等生存的必要保障问题；

2、座椅在轨道上运行系统：每排座椅都放在轨道上可正常乘坐，在机头方向的每组第三排轨道上装有偏心轴，一旦启动逃生程序，飞机下部逃生口和轨道电磁栓同时打开，每组轨道机尾方向在重力和液压杆的双重作用向下倾斜30度，与逃生轨道连接，完成自动密闭的座椅在电机带动下，依次沿轨道运行至飞机下部特设逃生口，在轨道约束下出舱；

3、降落伞系统：设在75X150Cm的座椅密封盖板上，平时在座椅靠背后方备用，中心是承重钢管和伞绳控制系统，周边叠放伞绳和伞布，并用ABS+PE+阻燃材料的外壳覆盖，出舱后脱落开伞，实现了密闭降落、恐惧感小、降落舒适、自动控制，不需要专门训练；

4、出舱减速缓冲系统：逃生程序启动后，座椅在电机带动下依次沿轨道运行至飞机底部特设逃生口，在轨道约束下出舱时两侧橡皮轨道向后倾斜缓冲向后向下拉力的同时脱离飞机，主要是解决出舱时向后气流的冲击；

5、充气缓冲系统：在起飞、降落和逃生时，首先是座椅内侧气垫充气，用于缓冲起飞、降落和出舱时对乘客的冲击；启动逃生程序的险情出舱后，外侧气垫充气和内侧气垫共同缓冲着落时对乘客的撞击；

6、双重开启模式：为了吸取德国之翼客机坠毁的教训，逃生采用双重开启模式，即飞机驾驶员可在驾驶室直接启动又可用乘客座椅旁表决按钮启动，须60％以上的乘客按启动钮；

7、座椅选材：逃生座椅选用内钢外塑阻燃材料，三人一排座椅加上各控制系统的总重量在40Kg左右，对飞机售价、乘坐人数和起飞重量影响不大；

8、在距着落点200米以下启动逃生程序时，只执行座椅密闭和内侧气垫充气，不执行依次在轨道上运行出舱。

采用上述技术方案所产生的有益效果是：

1、将占空难总数约33％，死亡率高达99％以上的巡航阶段空难，安全出舱后，99％以上可实现成功逃生；

2、占约67％的起飞和降落阶段空难，约有30％具备逃生条件，安全出舱后99％以上可实现成功逃生；

3、逃生座椅内层气垫充气后可有效降低起飞和降落阶段空难的死亡率；

4、高空机舱解体、遭袭或故障失压时，只要逃生系统完好仍可顺利逃生；

5、机舱如有烟火逃生座椅密闭后会有一定隔热作用，气泵进气口有活性炭盒可过滤进入密闭座椅的烟雾，有利于进行逃生和等待救援；

6、逃生落入水中，座椅可浮在水面等待救援。

附图说明

图1是本发明原理框图；

图2是本发明座椅俯视和侧视示意图；

图3是本发明左右轨道共用逃生轨道示意图；

图4是本发明逃生时轨道和逃生出口变化示意图；

图5是本发明密封盖板和降落伞示意图；

图6是本发明座椅在轨道上安放示意图；

图7是本发明实施例电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用发明做进一步详细描述：

一种客机自动逃生座椅，见图1，包括座椅及自动密闭系统、座椅在轨道上运行系统、降落伞系统、出舱减速缓冲系统、降落充气缓冲系统及LCD驱动和数据处理为一体的CPU、GPS、指南针、风力风向、无线测距、气压、温度、图象处理、降落方向控制、输出驱动模块。

座椅及自动密闭系统，见图2，外观体积重量和普通座椅类似；一是可正常乘坐，二是有险情时以排为单元在10秒内完成自动密闭，解决高空失压、缺氧、低温等生存的必要的生存保障问题。本发明采用飞机驾驶员或乘客人工表决双重开启模式，见图1，飞机驾驶员可在驾驶室直接启动又可用乘客座椅旁按钮启动；见图7，开启后Q1导通，发出逃生提示10秒，Q2导通，座椅进口开始自动封闭，电机带动齿轮齿条使进口挡板从后向前运动至齐座椅前挡板，形成有底的口字型，长150mm，宽70mm，高90mm，内置三个座位，电机带动齿轮齿条使座椅后背的盖板沿轨道向上移动至最前上方Q3导通，见图2，下拉支撑杆向下运动，在座椅顶部闭合，进口密封板和顶部密封盖板与座椅结合部均为20mm胶管，拉紧盖板后Q4导通，胶管充气，形成座椅的密闭空间。

两排座椅按左右分成前中后安装在6组座椅轨道上；见图3，左右座椅轨道共用一个逃生轨道，逃生分两组进行，第一组为左前右中左后，第二组为右前左中右后，第一组逃生完成后，逃生轨道在电机带动下与第二组座椅轨道连接；主要是尽可能使故障客机平衡，减少逃生出口面积，三个逃生口同时打开，加快逃生速度；见图4，座椅轨道电磁栓拉开，在液压杆和偏心重力双重作用下，轨道向下倾斜30度，与同时打开的逃生口形成60度夹角，并与逃生轨道连接，在故障客机水平飞行时，轨道向下倾斜30度，在故障客机45度向下俯冲时，轨道向上倾斜15度，座椅可向上爬坡极限为20度；见图6，座椅依次沿轨道运行至飞机下部逃生口，在轨道约束下缓冲后出舱，整个逃生过程小于60秒。

降落伞系统见图5，设在75X150Cm的座椅密封盖板上，平时在座椅靠背后方备用，中心是伞绳控制系统，周边叠放伞绳和伞布，并用ABS+PE+阻燃材料外壳覆盖。下拉支撑杆向下运动时，座椅密封盖板前后分别挂在座椅前后挡板上方，承载座椅下降时的所有重量。

LCD驱动和数据处理为一体的CPU、GPS、指南针和无线测距模块，气压、温度、风力风向数据处理部分设在盖板下面的可拉下10英寸触摸屏内；风力风向传感器设在盖板上面正中，降落伞打开后自动弹出；气压、温度传感器安放在盖板下面，图象传感器安放在座椅底部外面正中，气泵进气口在座椅外侧较高位置与烟雾过滤盒连接，排气口在座椅内侧，气道通过半导体加热致冷片；内侧气垫安放在乘客四周座椅内面，外侧气垫安放在座椅底部和前后两侧外面。

逃生程序启动后，首先座椅进行自动密闭和降落伞系统自动到位；见图4，座椅轨道由乘坐状态变为逃生状态，座椅在电机带动下依次沿轨道运行至飞机下部特设逃生口，在轨道约束下出舱时两侧橡皮轨道拉伸缓冲向后向下拉力的同时脱离飞机；座椅出舱后以自由落体方式下落，降落伞盖电机运行打开伞盖开伞，LCD驱动和数据处理为一体的CPU模块，采集指南针模块的数据将降落伞调整为可操作方向，依照风力风向模块和GPS数据，形成可能着落点信息，操控降落方向控制模块向即定方向下落；为了安全，座椅不装电池，出舱前的能量由飞机提供，并给物理储能方式的12V10F法拉电容充电，为空降提供120秒控制用电，座椅脱离飞机后，中间内侧扶手盖板自动打开，露出手摇发电机，拔出手柄，每分摇60圈，可为座椅提供12V4A电源；盖板上可拉下10英寸触摸屏，显示无线测距模块实时监测的高度，图象处理模块实时观测下方着落地点图象，必要时可手工调节下降方向；见图7，自动控制输出驱动模块通过Q5、Q6的导通或截止调节降落方向控制模块，通过Q4、Q7的导通或截止不断调节自动密闭座椅内气压和温度，座椅内气体平均每5分钟可更新80％，向最近的安全地带下落；出舱开伞后，Q8导通座椅周围气垫充气，用于缓冲着落在陆地上的撞击，如落在水面可防止下沉等待救援。本发明在客机出现险情处于200米以上能维持飞行60秒时，启动逃生程序，可大幅度降低空难人员伤亡。

Claims (8)

1.一种客机自动逃生座椅，包括座椅及自动密闭系统、座椅在轨道上运行系统、降落伞系统、出舱减速缓冲系统、降落充气缓冲系统及LCD驱动和数据处理为一体的CPU、GPS、指南针、风力风向、无线测距、气压、温度、图象处理、降落方向控制、输出驱动模块；自动逃生座椅安装在轨道上可正常乘坐，逃生程序启动后，首先执行座椅自动密闭，座椅轨道由乘坐状态变为逃生状态，在电机带动下运行至飞机底部特设逃生口，在轨道约束下出舱，出舱后降落伞自动打开，LCD驱动和数据处理为一体的CPU采集GPS、指南针、风力风向、无线测距、压力、温度、图象处理模块的数据，通过输出驱动模块进行智能化控制，自动调节降落方向和密闭系统内的温度和气压。

2.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅的LCD驱动和数据处理为一体的CPU，对降落方向控制模块进行智能化控制，通过降落伞四边伞绳的延长或缩短实现调节降落方向。

3.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅可自动密闭，密闭结合部采用胶管在槽内充气的方式调节气体外泄速度。

4.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅调节气压的气泵进气口装有烟雾过滤盒。

5.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅在密闭过程中，密闭盖板上的降落伞系统从座椅后背向上向前运动，在密闭座椅的同时自动运行到位。

6.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅内外的气垫可分别充气膨胀。

7.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅在出现险情密闭后，中间内侧扶手自动翻开，露出手摇发电机摇把。

8.根据权利要求1所述的客机自动逃生座椅，其特征在于所述客机自动逃生座椅在飞行出现险情时，驾驶员和乘客均有权启动逃生程序。