气胀救生筏模拟存放装置的设计与教学应用

金奎光，马亮，张克家 ，孙健 ，黄明 ，冯宝明

(1.大连海事大学 航海训练与工程实践中心，辽宁 大连 116026；2.中国水产科学研究院黄海水产研究所 船舶管理处，山东 青岛 266071；3.大连海事局 a.监管三处 b.新港海事处，辽宁 大连 116001)

一、引言

在应急情况下，能否正确、快速降放救生艇筏直接关系到船上人员的生命安全。精通救生艇筏和救助艇培训(Z02)是船员专业技能适任培训项目之一，STCW公约及《海船船员培训大纲(2021版)》都对救生艇筏的降放与回收作出了明确的要求，救生艇筏的降放与回收也是港口国监督(PSC)检查的重点项目之一[1]。因此，救生艇筏的降放与回收训练始终是船员实训的重点。一般情况下，虽然救生艇是弃船时的首选设备，但是一旦救生艇因各种原因无法降放时，救生筏仍能作为有效补充，保障船上人员的安全。因此，救生筏始终作为国际海上人命安全公约(SOLAS公约)规定的必备救生设备，其重要性不言而喻。然而，在救生筏实训过程中，由于存在施放救生筏成本高、实训操作开展不方便、评估考核不完善等问题，虽然能完成救生筏的登离、扶正等操作，但无法完成救生筏的降放和回收操作，实训教学效果较差。针对救生筏实训教学中存在的问题，本文探讨一种气胀救生筏模拟存放装置(获得实用新型专利，专利号：CN215007034U)的设计与教学应用，旨在满足海船船员培训大纲要求的同时，提升学员的实践动手能力，为学员上船工作奠定良好的基础。

二、现有救生筏实训教学存在的问题

虽然STCW公约和《海船船员培训大纲(2021版)》均明确了与救生筏相关的培训内容，如表1所示[2]，但现有救生筏实训教学过程中在课程认识、教学手段及评估考核等方面仍存在一定问题，主要体现在以下三个方面。

(一)对救生筏部分知识的重视程度不够

STCW公约和《海船船员培训大纲(2021版)》在提及救生筏时通常与救生艇合并，统称为“救生艇筏”。再加上救生筏为一次性使用设备，因此在开展船舶PSC检查时，往往以问答的形式检查救生筏的操作及管理，这就导致包括航海院校在内的各船员培训机构在教学中忽略了救生筏的实训教学。

表1 救生筏相关的培训内容

(二)救生筏实训教学手段有待提高

由于救生筏为一次性操作设备，释放后很难自行回填复位，因此多数船员培训机构基于成本、时间等方面的考虑，往往采用图片、视频或虚拟仿真等方式代替实际操作训练，这就大大降低了救生筏实训教学的效果，难以达到救生筏实训教学的培训要求。

(三)救生筏评估考核不完善

虽然STCW公约和《海船船员培训大纲(2021版)》明确了救生筏的实践技能与要求及评价标准，但考虑到成本、设备操作安全性等因素，评估时往往以提问的方式考核教学效果，达不到评估的目的。

三、气胀救生筏模拟存放装置的研发

按降放方式不同，气胀救生筏可分为抛投式气胀救生筏和吊放式气胀救生筏。目前，绝大部分海运货船配备了抛投式气胀救生筏，因此，本设计主要针对抛投式气胀救生筏。

(一)设计原则

针对抛投式气胀救生筏释放后难以回收复位，导致开展重复性训练成本高、难度大等问题，设计研发一种具有弹射、回收性能的气胀救生筏模拟存放装置。本设计基于真实性、易操作性、可重复性的原则，在不改变现有气胀救生筏的外观、大小与重量的前提下，增加了专用的弹开装置及复位装置，并通过机械传动方式实现气胀救生筏入水后快速弹开和气胀救生筏的复位操作，实现短时间内即可重复使用的目的。

(二)设备结构及工作原理

为了尽可能体现气胀救生筏操作的真实性，并兼具回收功能，模拟存放装置分为三个部分：外部结构单元、弹开装置、回收拖拽单元。

1.外部结构单元

外部结构单元包括气胀救生筏容器、气胀救生筏存放架和气胀救生筏固定装置三个部分，如图1所示。外部结构单元的设计使该装置在外形、重量和结构方面与实际的船用气胀救生筏一致[3-4]。

2.弹开装置

弹开装置为模拟装置的关键结构单元，通过该装置实现气胀救生筏上下两部分容器的分离，以此模拟气胀救生筏释放的关键操作。弹开装置结构如图2所示。

模拟气胀救生筏释放操作时，通过拉动气胀救生筏的首缆，带动触发开关逆时针方向移动，使触发连杆顺时针移动；同时释放复位锁钩，使弹射弹簧开始回弹，推动弹射杆弹出，将气胀救生筏的容器弹开，如图3所示。

释放操作完成后，先将弹开装置复位，然后将整个设备回收，以待下一次释放操作。复位的具体操作为：将弹射杆沿着筒体向下推动，在弹射杆压缩弹射弹簧的同时，复位锁杆会带动复位锁钩沿着筒体内壁轴向分布的滑动槽向下移动，直至复位锁钩被触发连杆锁定，如图4所示。

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图3 弹开装置工作示意图

图4 弹开装置复位过程

3.回收拖拽单元

救生筏在水中释放后，需要被拖拽到岸边，回收上岸并完成复位等操作，才能再进行下一次操作。由于整个装置质量很大，如果单凭首缆拖拽则很容易损坏弹开和复位单元等关键部件，因此，需要单独设置拖拽单元以保证原装置的可靠性。拖拽单元由一根拖拽绳和连接装置组成，与首缆用塑料绳环套在一起的两根绳为拖拽绳，固定在气胀救生筏容器上的连接环为连接装置。绳与环之间的距离足够长，两条绳之间的移动互不影响。

(三)气胀救生筏模拟存放装置降放及回收操作流程

气胀救生筏模拟存放装置降放操作的流程主要包括以下步骤[5]：(1)松开松紧螺丝，打开滑钩，移除静水压力释放器；(2)拉出气胀救生筏首缆并将其固定；(3)拉出气胀救生筏拖拽绳并将其固定；(4)确认水面清爽；(5)两人抬起气胀救生筏并抛入水中；(6)拉动首缆，将气胀救生筏容器分离，完成模拟释放。

气胀救生筏模拟存放装置回收操作的流程主要包括以下步骤：(1)通过拉动拖拽绳回收气胀救生筏容器；(2)将弹开装置复位；(3)将气胀救生筏容器两部分用易断绳连接；(4)将气胀救生筏容器置于存放架上，并通过静水压力释放器将其固定。

四、基于气胀救生筏模拟存放装置的实训课程设计

(一)课程设计

借助研发的气胀救生筏模拟存放装置，重新梳理STCW公约和《海船船员培训大纲(2021版)》 关于救生筏培训的相关要求，并参考IMO示范课程1.23完成救生筏实训课程设计。基于气胀救生筏模拟存放装置的实训课程设计如表2所示。

表2 基于气胀救生筏模拟存放装置的实训课程设计

在救生筏实训课程设计的基础上，结合《海船船员考试大纲(2022版)》的最新要求，重新设计与救生筏相关的评估试题，并将其补充和完善到现有题卡中，较好地解决了现有评估中缺乏救生筏评估内容的问题。救生筏评估题卡如表3所示。

表3 救生筏评估题卡

(二)效果验证

1.评估通过率更高

对所有学员进行救生筏操作过程、管理要求等方面的评估，由于试验班学员在实训时能够亲身动手操作，激发了学员的学习兴趣，学员对所学知识印象深刻。因此，试验班的评估通过率高出参照班20%左右，教学效果显著提高。另外，经评估员反馈，试验班的学员能够按照详细的操作步骤完成考核，评估结果更加客观。

2.学员满意度更高

针对该项培训的教学改革，从教学设计、教学组织、教学方法等方面专门拟定了调查问卷和评价标准，以调查学员满意度。共发放调查问卷80份，收回80份。对回收的问卷进行统计，学员对教学改革的满意度达到95%。学员们表示，这种训练方式能够提高学习兴趣，教学效果较好。

实践表明，通过借助气胀救生筏模拟存放装置进行实训课程改革，提高了学员的动手能力和学习兴趣，并能够使学员将所学的理论知识融会贯通，教学效果得到增强。

五、结论与展望

本文重新梳理、设计了救生筏实训课程，并借助研发的气胀救生筏模拟存放装置进行教学改革和实践，通过半结构化访谈与问卷调查相结合的方式进行教学效果的验证。结果表明，课程改革之后，学员的学习兴趣及学习效果均有明显的提升，并得到海事管理机构的认可。今后工作的重点是，总结前期教学改革的经验，继续完善救生筏教学课程，将课程改革应用于该项目所有班级的实训教学中，并逐步向其他船员培训机构推广。