守护天使——自由潜水员的救生衣

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自由潜水员救生衣 120秒后自动触发

“守护天使”

该装置必须轻便:一款轻巧且智能的背带。
……自由潜水带有一种英雄主义色彩。它容不下笨重的“梅维斯”(Mae West)式救生衣。充气气囊必须隐藏在背带前部。通过魔术贴固定,使其易于展开。

由于海水的影响,必须避免使用电子设备。潜水员必须能够通过简单的动作测试装置是否正常工作。这样的系统应当是自动的。事实上,“守护天使”应安装在潜水员的肩胛骨之间。当潜水员在水面时,该位置可使系统几乎处于大气压力下。

我们选择了一种“流体逻辑”延时系统,该系统已成功构建并测试。这项预研花费巨大,因此我向朋友阿尔比娜·杜布瓦鲁夫赖(Albina du Boisrouvray)寻求帮助。她也在悲惨的情况下失去了儿子;他的年龄与我儿子相仿。弗朗索瓦-泽维尔·巴纽(François-Xavier Bagnoud)是一名直升机飞行员,后来成为巴黎-达喀尔拉力赛创始人蒂埃里·萨宾(Thierry Sabine)的私人飞行员。当他与歌手丹尼尔·巴拉万(Daniel Balavoine)一同在沙漠中勘察时,三人因坠机而亡,事故原因至今成谜。悲痛欲绝的阿尔比娜决定通过以她儿子名字命名的基金会投身慈善事业。她立即同意资助原型机的制造。所绘制的装置(大致按1:1比例)由位于法国瓦朗斯堡(Bourg lez Valence)的“Disk”公司成功制造并测试,该公司由充满活力的科尼格(Koenig)先生管理。预算涵盖了从预研到最终产品调试的全过程,并需寻找工业合作伙伴。我们都期望该项目能顺利完成。我们准备了一项专利,我认为由曾在我儿子生前处理其商业事务的人担任代理人是理所当然的。让-克里斯托夫(Jean-Christophe)是一位杰出的潜水装备设计师。遗憾的是,事实证明这名女子是极恶劣的骗子,她通过巧妙操纵账目侵吞了大部分资金,正如她过去对多家人道主义组织所做的那样。此人甚至设法在意大利追回了一笔可观的款项,声称她被任命为执行人。有些人为了拿回戒指,甚至不惜砍下死者的手指。众所周知,人道主义活动是骗子的首选目标之一,因为人们对此警惕性较低。用此人留下的款项,我们完成了一个原型机并成功测试,但无法更进一步。因此,我们正在寻找一个工业合作伙伴,由其以自身名义接手该项目。如果这些安全装置的销售能带来一些收益,我只希望FXB基金会能获得其在此事中损失的补偿。

试验围绕一种“气压延时器”工作系统展开。我们将其设计为限制自由潜水时间为两分钟(120秒);超过此时间后,它必须自动击发二氧化碳(CO2)气瓶,使救生衣的两个气囊充气,从而将潜水员带回水面。该系统工作良好且可重复。但现在,是时候描述它了。下方的图纸对应一个原型机,其尺寸和体积相当于两块上下粘贴的VHS录像带。当然,优化后的装置形状不同,更加紧凑,并由模塑塑料部件制成。我们仅用铝合金板制造了原型机,以证明其可行性。

初始状态(潜水前),该系统位于潜水员肩胛骨之间,处于水面高度。外部压力通过图纸上所示的孔洞施加。系统通过类似潜水气瓶调节器的橡胶膜与外部环境接触。该膜与一个具有旋转对称性的移动部件(红色)相互关联。系统包含多个腔室。我们将上部腔室称为B,下部腔室称为D。在正常情况下,由于潜水员下潜产生的高压尚未出现,膜是平的。图中红色的转塔处于可见位置。其尖端未啮合,B腔室与D腔室相通,因此压力相同。

黄色表示充油。第二个转塔(上图白色)与两个非常柔软的橡胶膜相互关联。该转塔由一个圆柱形中心体组成,与上下膜粘贴的两个圆盘相互关联。一个轻弹簧使第二个移动部件通过橡胶膜保持与上部止挡的接触。不可能发生漏油。油可以通过两种方式流出:

  • 缓慢地,沿轴向底部流动,取决于该轴在孔中的滑动间隙;
  • 快速地,通过止回阀(棕色)向上流动。

装置已准备就绪。一旦潜水员深度超过一米,接触海水的橡胶膜上施加的压力变得足够大,导致D腔室隔离:左侧移动部件的尖端与环形密封圈接触。

环境颜色旨在表示深度。此处深度约为一米。如果潜水员下潜更深,仅再深几米,施加在左侧膜上的压力会将左侧移动部件推至其止挡处。请看下图:

B腔室中的空气将处于轻微高压状态(以粉红色表示),相对于D腔室中的空气,后者“记住”了入水时的大气压力值(加上一米水柱的等效压力,即十分之一巴)。因此,B腔室中的空气将压下第二个移动部件(白色)的上膜。它将倾向于向下移动,但必然需要将部分油从上部(C)挤出到下部。油沿轴流出,加工过程中已预留了一些间隙。正是这个间隙的值决定了延时时间。

上图显示第二个移动部件正在下降。小箭头表示油流。系统的总体设计决定了第二个活塞到达其下部止挡所需的时间。

如果潜水员在120秒结束前返回水面,会发生什么?

我们绘制了返回水面后的装置。请注意,倒计时会持续进行,直到潜水员返回水面或非常接近水面。只有在深度小于一米时,左侧移动部件才会解除B和D腔室之间的通信阻塞。右侧弹簧倾向于使移动部件回到其原始位置。这一动作非常迅速,因为油可以顶起阀门(见图)。

但如果潜水员在截止日期前未到达水面,会发生什么?

右侧移动部件(黑色)将触发击发器(配有强力弹簧)的扳机。正是这个系统(我们未画出)击发二氧化碳气瓶,通过非常快速地充气两个气囊,使潜水员面朝上返回水面。多余的二氧化碳通过一个尖锐的哨声排出,旨在警告他人并使潜水员恢复意识。
为了不使图纸过于复杂,我们既未展示击发系统,也未展示测试装置工作情况的系统:一个防止意外击发二氧化碳气瓶的安全销。潜水员在船上或海滩上对弹簧进行待发操作。然后,按下按钮,他将红色的左侧移动部件推入并保持在其位置,模拟潜水。这样做,他引发了油流,即“气压延时”。通过手表,他可以检查系统在达到截止日期时是否正常工作。现在他只需重新装填击发器,取下安全销,即可无忧无虑地潜水。他的守护天使守护着他,防止任何超过120秒的潜水(但他可以通过调整右侧移动部件在触发击发器前的行程来改变这个值)。

该系统耐冲击和腐蚀,因为它仅通过橡胶膜与海水接触。由于油的粘度,冲击不会导致右侧移动部件意外触发击发。

我儿子发明了另一个同样有趣的系统。它可以安装在任何船上。它很轻,大小像一个手提箱。这个颜色鲜艳的塑料盒,易于看见,并配有可折叠旗帜,是一个空气箱,允许人们在由水烟管长度限制的深度(20米)潜水。该系统可以让游艇或摩托艇的船长潜水去释放卡在两块岩石之间的锚或取回物品,或让船员查看海底。

你可能认为这是水肺。是,也不是。

由于空气箱留在水面(轻质合金制成的潜水气瓶可以漂浮),船上的其他人可以照看潜水员。它在“半自由潜水”模式下工作。技术上,它仅被称为水烟管(narghile),但在心理上,它让每个人都能梦想自己是《碧海蓝天》中的英雄。背带上装有气压延时器,当潜水员停止呼吸时,它会自动开始倒计时。因此,该装置可以设置为更短的截止日期,例如60秒。

一分钟不呼吸:击发的气瓶将潜水员带回水面。但一旦他“吸”他的水烟管,倒计时就会重置。

我对已故的朋友伊夫·吉罗(Yves Girault)怀有动人的思念,我曾与他几乎第一次共同驾驶。他非常了解我的儿子,并帮助我设计和调整这个救援装置。

反应

2000年5月1日:20岁的本杰明·罗蒂耶(Benjamin Rottier)写信给我,建议对这个救援系统进行改进。我没想到这一点。我们只需在背带上,例如在前侧的一条背带上,增加一个手柄(类似于打开降落伞的手柄)。它将通过在管道中滑动的塑化电缆连接到击发系统。拉动它,你将立即击发二氧化碳气瓶,从而吹胀救援气囊。这可能发生在许多情况下:

  • 在水下感到不适的潜水员(寒冷,感觉自己高估了自己的表现……);
  • 但这可以让一个不太好的自由潜水员潜向另一个无生命的自由潜水员,后者处于如此深度,到达和救援都非常困难。父母可以尝试营救刚刚沉没的孩子。许多人能够划水或潜入水中,但无法到达5或6米的深度。当你最亲近的人处于15或20米深处,你必须迅速行动时,该怎么办?拉动这个背带并冲向事故地点(有人刚刚沉没),比把船开到正上方试图用绳子把他拉上来要快得多。在晕厥的情况下,分钟至关重要。大脑无法承受超过5分钟的缺氧。这太短了,不足以抛锚和启动发动机。使用这个系统,你只需潜向无生命的潜水员,抓住他并拉动手柄:救生衣将把你们一起带回水面。

不仅晕厥的人可能需要帮助:拉动这样的背带并游向遇险者,可以确保在需要时你有一个无需拖曳的浮标。

事实上,危险不仅涉及潜水员。每年,许多人因为冷休克或在有水流时精疲力竭而溺水。游泳者不希望背上背着不美观的“梅维斯”式救生衣,腹部还挂着叮当作响的二氧化碳气瓶。在调整“守护天使”时,我们会非常注意设计、“詹姆斯·邦德”风格:漂亮的青铜扣、刀鞘固定、流线型设计、有趣的颜色。而且,为什么不加上有用的配件:哨子、小闪光灯……

船上通常使用的背带不美观且不易调节。让不会游泳的人登上游艇或帆船是不合理的。每艘船都必须配备救生衣。但通常,除非天气恶劣,否则人们不会穿着这些笨重的装置。背带可以,但救生衣,嗯。人们通常在船上携带这些夹克,以免在警察检查时违法,或者因为他们认为如果船沉没会有用。有多少优秀的游泳者因白天或夜晚落水而溺亡?
似乎没有人想象过,这些装置的设计可以成为提高安全性的因素。事实上,为晕厥潜水员设计的救援系统与船上船员的普通背带之间存在连续性。如果制造商对这个问题感兴趣,两个装置可以共用许多部件。因此,在生产时可以实现市场扩张和节约成本。
当你登上游艇时,安全规则应要求你穿上背带并钩在栏杆上。在这些情况下,一瞬间的疏忽可能是致命的。如果一名船员的背带此时未钩住,并被吊杆甩出船外,那背带有什么用?当这样的打击将塔巴里(Tabarly)抛入海中时,他没有穿背带。
事故发生后,有几种可能的情况:

  • 落入海中的人可以通过拉动手柄触发气囊充气;
  • 但这种充气可以是自动的,例如通过隐藏在腰带扣中的压力胶囊上的轻微高压;
  • 由于这种救生衣方便且美观,这可能会促使人们系统地穿着它。穿着配有充气气囊背带的人不会犹豫潜水去帮助落水的同伴,因为他知道他将能够救起他,并且不会给船长增加更多麻烦;
  • 夹克可以有两个位置:“游艇安全”和“潜水安全”。在游艇安全模式下,禁止游泳;在潜水安全模式下,禁止潜水超过120秒。

本杰明·罗蒂耶的另一条评论:

每架飞越海洋的飞机都必须为飞行员、机组人员和乘客配备救生衣。

拥有飞行员执照的本杰明补充道:

让我们想象一下这种情况:一架私人飞机,机上4人,在海上,发动机故障。每个人(除了飞行员!)都陷入恐慌,试图拉起他们的大橙色夹克,在狭窄的机舱内扭曲身体。飞行员松开操纵杆去穿救生衣。当飞机坠毁时,必须撤离。穿着这些大夹克,这并不容易。

情况可能更糟。有些跑道面向大海。飞机起飞时发动机故障会使其更快地进入坠毁状态。此外,海上迫降并不那么容易。如果有任何涌浪,它肯定会翻覆。对于这种用途,“守护天使”的航空版本将在背带前侧隐藏充气气囊,并在胸部放置一个小二氧化碳气瓶。它可以通过两种方式触发:

  • 手动;
  • 或自动,当位于腹部前侧的小压力胶囊承受轻微高压时。

如果乘客在飞机坠毁时被弹出,第二种自动系统可以挽救生命。在这两种情况下,这种不笨重的装置都可以由乘客和飞行员在飞行期间佩戴。
你会注意到,这样的装置可能取代客机上使用的系统。现有的救生衣只有在飞机完美地海上迫降、起落架收起、海面平静的情况下才能使用。你可以想象,当飞机失去高度时,乘客会拉起他们的夹克,然后有序地、有纪律地到达出口,由空乘人员引导。但实际上,其他情况可能会发生:机舱可能破裂,乘客可能被抛入海中,失去意识或无法给夹克充气。在这些情况下,通过气压胶囊自动触发充气可能非常有用。

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