槍式機(jī)械破窗逃生器

李隆禧 楊坤

本破窗器是一種安裝在封閉艙室里的輔助逃生裝置，當(dāng)緊急情況發(fā)生時(shí)可以快速擊碎車窗玻璃，以達(dá)到順利逃生的目的。因此，破窗器對(duì)于載員較多的車輛而言至關(guān)重要。以公交車為例，我國的公交車為了保證車內(nèi)的亮度，在設(shè)計(jì)時(shí)使用了相對(duì)較多的玻璃。在有突發(fā)情況時(shí)，從玻璃窗逃生是一種正確而快速的選擇，可以讓大量乘員在短時(shí)間內(nèi)從發(fā)生意外的車內(nèi)撤離。公交車的玻璃窗在大多數(shù)情況下可以正常打開，但是在冬天洗車或者降雪后會(huì)出現(xiàn)門窗打不開的現(xiàn)象，當(dāng)車窗導(dǎo)軌雜物積攢過多時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)打不開的情況，這直接導(dǎo)致在發(fā)生突發(fā)情況乘員需要逃出車內(nèi)時(shí)會(huì)因沒有出口而不能及時(shí)逃出，當(dāng)車輛掉入水中或者起火時(shí)，逃生通道不暢會(huì)直接導(dǎo)致乘員傷亡率大幅上升。臺(tái)灣的客車起火案所造成的巨大傷亡觸目驚心，根本原因就是起火后乘員不能打破玻璃門窗及時(shí)逃出起火的車輛。隨著城市的不斷發(fā)展，人口的膨脹，以及公交優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略的推行，越來越多的人選擇公共交通出行。而公共交通工具上人員眾多，空間狹窄擁擠，出口較小，存在著較多的安全隱患。普通的用于公交車上的輔助逃生工具安全錘容易被盜，安全錘在使用時(shí)存在空間限制問題，且緊急情況下，乘客很難在短時(shí)間內(nèi)拿到安全錘并找到合適擊打點(diǎn)正確使用。

因此，槍式機(jī)械破窗應(yīng)運(yùn)而生。我國的破窗器最初是安全錘。當(dāng)時(shí)，由于鋼化玻璃厚度不大，所以，使用安全錘敲擊玻璃一至兩次就可打破玻璃逃出車內(nèi)。但是，隨著近年來公交車在安全方面的設(shè)計(jì)考量逐步加大，玻璃門窗的厚度逐步增加，許多實(shí)驗(yàn)證明：現(xiàn)在的安全錘即使用力敲擊玻璃六至七次，玻璃仍幾乎完好無損。打不破玻璃的破窗器不是合格的破窗器。因此，新型的破窗器必須被設(shè)計(jì)并制造。

當(dāng)前公交車上使用了一種手拍式破窗器，其使用方法是手掌拍擊破窗器后部，整塊玻璃即可破碎，其原理是使用撞針打擊鋼化玻璃的四角部分，進(jìn)而快速破窗。這種方法雖然快，但是拍擊者的安全卻成了問題，這種破窗器的撞針尾部并不大，在拍擊時(shí)會(huì)產(chǎn)生極大壓強(qiáng)，使使用者舒適性大幅下降；再者，在敲碎玻璃時(shí)，使用者的手部離破碎的玻璃較近，破碎的玻璃碴極有可能對(duì)使用者的手部造成嚴(yán)重?fù)p害。

針對(duì)手拍式破窗器的缺陷，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型槍式機(jī)械破窗

改進(jìn)如下：

1.槍式機(jī)械破窗的動(dòng)力源是彈簧。

2.槍式機(jī)械破窗的啟動(dòng)裝置是扳機(jī)而不是手掌直接啟動(dòng)。

眾所周知，能夠發(fā)射BB彈的玩具槍可以在幾米外擊碎普通玻璃，由于所積蓄的能量大，現(xiàn)今已被公安部門列為違禁品。其原理就是用彈簧儲(chǔ)能，而后扣動(dòng)扳機(jī)，釋放能量。我們的設(shè)計(jì)也采用了這個(gè)原理，手拉彈簧，使彈簧伸長到一定長度，這時(shí)，彈簧激活扳機(jī)，使扳機(jī)處于待發(fā)狀態(tài)?？梢灾苯佑檬謸竸?dòng)扳機(jī)，釋放能量擊碎玻璃，也可以事先在扳機(jī)上綁一條繩子，在遠(yuǎn)處拽動(dòng)繩索激發(fā)扳機(jī)。這樣不僅使用者不會(huì)手痛，在玻璃被擊碎時(shí)，玻璃碎片也不會(huì)傷到使用者。

選材過程如下：

彈簧：選用琴鋼絲，這是用得最廣、質(zhì)量又好的一種高碳彈簧鋼絲，因而有“彈簧鋼絲之王”之稱。其所以被稱為琴鋼絲是因?yàn)樗菑臉菲?，特別是鋼琴中的弦演變而成為彈簧鋼絲的。這類鋼絲一般是采用硫磷等雜質(zhì)較少的高級(jí)生鐵和高級(jí)廢鋼為原料，電爐中熔煉后，經(jīng)過仔細(xì)的熱軋成為圓鋼或盤條，再經(jīng)一系列的處理后所獲得的一種強(qiáng)度好，韌性好的彈簧鋼絲。車窗都是鋼化玻璃，為了確保能夠有效擊穿，因此必須采用這種勁度系數(shù)大的彈簧材料。

破窗釘：選用45號(hào)鋼直徑6-8mm的鋼釘。

板材：從輕量化和制造方便考慮出發(fā)，選用塑料，不僅重量輕盈而且強(qiáng)度較好易于制造。

模型設(shè)計(jì)如下：

模型儲(chǔ)能執(zhí)行裝置：先將一根勁度系數(shù)大的彈簧放入一端封住的發(fā)射管中，而后將這段發(fā)射管固定在一個(gè)中心開有同直徑的孔的防護(hù)板上并固定好。在彈簧的一端裝好載有尖銳破窗釘?shù)膱?zhí)行塊，執(zhí)行塊與破窗釘緊密結(jié)合，不會(huì)因受到?jīng)_力而散架，在塊體上還有相應(yīng)的孔，以便儲(chǔ)能時(shí)使用。同時(shí)執(zhí)行塊下部裝有凸起物，該凸起物能夠與擊發(fā)裝置控制塊的凸起物相配合。

擊發(fā)裝置：將一根勁度系數(shù)適中的彈簧放入一端封閉的控制管內(nèi)，再將彈簧和一個(gè)有凸起物的控制塊緊密結(jié)合，該控制塊也有一個(gè)凸起物，能夠與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行塊相配合；控制塊上安有相應(yīng)的孔，以便于擊發(fā)時(shí)對(duì)槍式機(jī)械破窗進(jìn)行操控。

連接裝置：采用數(shù)塊輕質(zhì)塑料板構(gòu)成連接裝置，能夠連接擊發(fā)裝置和儲(chǔ)能執(zhí)行裝置。

使用方法如下：

先將操縱桿裝入儲(chǔ)能執(zhí)行裝置的執(zhí)行塊，雙指扣住操縱桿，向后拉彈簧直至兩個(gè)摸塊上的凸起物得到配合；再抽出操縱桿，將操縱桿裝入擊發(fā)裝置控制塊上的相應(yīng)孔內(nèi)。此時(shí)已做好破窗準(zhǔn)備，操作人員需要采取相關(guān)自我保護(hù)措施。之后雙指下拉擊發(fā)裝置的控制塊，執(zhí)行裝置啟動(dòng)，尖銳破窗釘彈出，擊碎玻璃，完成破窗。如果本次破窗失敗，可以再次進(jìn)行儲(chǔ)能，進(jìn)行第二次破窗。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，模型可以擊穿4mm左右的玻璃，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的防護(hù)板可有效防止玻璃飛濺。達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

綜上所述，我們?cè)O(shè)計(jì)的破窗器簡單而且效果明顯，且能夠有效保護(hù)操作者，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

（作者單位：沈陽理工大學(xué)）