氣脹救生筏模擬存放裝置的設(shè)計與教學應(yīng)用

金奎光，馬亮，張克家 ，孫健 ，黃明 ，馮寶明

(1.大連海事大學 航海訓練與工程實踐中心，遼寧 大連 116026；2.中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所 船舶管理處，山東 青島 266071；3.大連海事局 a.監(jiān)管三處 b.新港海事處，遼寧 大連 116001)

一、引言

在應(yīng)急情況下，能否正確、快速降放救生艇筏直接關(guān)系到船上人員的生命安全。精通救生艇筏和救助艇培訓(Z02)是船員專業(yè)技能適任培訓項目之一，STCW公約及《海船船員培訓大綱(2021版)》都對救生艇筏的降放與回收作出了明確的要求，救生艇筏的降放與回收也是港口國監(jiān)督(PSC)檢查的重點項目之一[1]。因此，救生艇筏的降放與回收訓練始終是船員實訓的重點。一般情況下，雖然救生艇是棄船時的首選設(shè)備，但是一旦救生艇因各種原因無法降放時，救生筏仍能作為有效補充，保障船上人員的安全。因此，救生筏始終作為國際海上人命安全公約(SOLAS公約)規(guī)定的必備救生設(shè)備，其重要性不言而喻。然而，在救生筏實訓過程中，由于存在施放救生筏成本高、實訓操作開展不方便、評估考核不完善等問題，雖然能完成救生筏的登離、扶正等操作，但無法完成救生筏的降放和回收操作，實訓教學效果較差。針對救生筏實訓教學中存在的問題，本文探討一種氣脹救生筏模擬存放裝置(獲得實用新型專利，專利號：CN215007034U)的設(shè)計與教學應(yīng)用，旨在滿足海船船員培訓大綱要求的同時，提升學員的實踐動手能力，為學員上船工作奠定良好的基礎(chǔ)。

二、現(xiàn)有救生筏實訓教學存在的問題

雖然STCW公約和《海船船員培訓大綱(2021版)》均明確了與救生筏相關(guān)的培訓內(nèi)容，如表1所示[2]，但現(xiàn)有救生筏實訓教學過程中在課程認識、教學手段及評估考核等方面仍存在一定問題，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

(一)對救生筏部分知識的重視程度不夠

STCW公約和《海船船員培訓大綱(2021版)》在提及救生筏時通常與救生艇合并，統(tǒng)稱為“救生艇筏”。再加上救生筏為一次性使用設(shè)備，因此在開展船舶PSC檢查時，往往以問答的形式檢查救生筏的操作及管理，這就導致包括航海院校在內(nèi)的各船員培訓機構(gòu)在教學中忽略了救生筏的實訓教學。

表1 救生筏相關(guān)的培訓內(nèi)容

(二)救生筏實訓教學手段有待提高

由于救生筏為一次性操作設(shè)備，釋放后很難自行回填復(fù)位，因此多數(shù)船員培訓機構(gòu)基于成本、時間等方面的考慮，往往采用圖片、視頻或虛擬仿真等方式代替實際操作訓練，這就大大降低了救生筏實訓教學的效果，難以達到救生筏實訓教學的培訓要求。

(三)救生筏評估考核不完善

雖然STCW公約和《海船船員培訓大綱(2021版)》明確了救生筏的實踐技能與要求及評價標準，但考慮到成本、設(shè)備操作安全性等因素，評估時往往以提問的方式考核教學效果，達不到評估的目的。

三、氣脹救生筏模擬存放裝置的研發(fā)

按降放方式不同，氣脹救生筏可分為拋投式氣脹救生筏和吊放式氣脹救生筏。目前，絕大部分海運貨船配備了拋投式氣脹救生筏，因此，本設(shè)計主要針對拋投式氣脹救生筏。

(一)設(shè)計原則

針對拋投式氣脹救生筏釋放后難以回收復(fù)位，導致開展重復(fù)性訓練成本高、難度大等問題，設(shè)計研發(fā)一種具有彈射、回收性能的氣脹救生筏模擬存放裝置。本設(shè)計基于真實性、易操作性、可重復(fù)性的原則，在不改變現(xiàn)有氣脹救生筏的外觀、大小與重量的前提下，增加了專用的彈開裝置及復(fù)位裝置，并通過機械傳動方式實現(xiàn)氣脹救生筏入水后快速彈開和氣脹救生筏的復(fù)位操作，實現(xiàn)短時間內(nèi)即可重復(fù)使用的目的。

(二)設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

為了盡可能體現(xiàn)氣脹救生筏操作的真實性，并兼具回收功能，模擬存放裝置分為三個部分：外部結(jié)構(gòu)單元、彈開裝置、回收拖拽單元。

1.外部結(jié)構(gòu)單元

外部結(jié)構(gòu)單元包括氣脹救生筏容器、氣脹救生筏存放架和氣脹救生筏固定裝置三個部分，如圖1所示。外部結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計使該裝置在外形、重量和結(jié)構(gòu)方面與實際的船用氣脹救生筏一致[3-4]。

2.彈開裝置

彈開裝置為模擬裝置的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元，通過該裝置實現(xiàn)氣脹救生筏上下兩部分容器的分離，以此模擬氣脹救生筏釋放的關(guān)鍵操作。彈開裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。

模擬氣脹救生筏釋放操作時，通過拉動氣脹救生筏的首纜，帶動觸發(fā)開關(guān)逆時針方向移動，使觸發(fā)連桿順時針移動；同時釋放復(fù)位鎖鉤，使彈射彈簧開始回彈，推動彈射桿彈出，將氣脹救生筏的容器彈開，如圖3所示。

釋放操作完成后，先將彈開裝置復(fù)位，然后將整個設(shè)備回收，以待下一次釋放操作。復(fù)位的具體操作為：將彈射桿沿著筒體向下推動，在彈射桿壓縮彈射彈簧的同時，復(fù)位鎖桿會帶動復(fù)位鎖鉤沿著筒體內(nèi)壁軸向分布的滑動槽向下移動，直至復(fù)位鎖鉤被觸發(fā)連桿鎖定，如圖4所示。

武漢本地房地產(chǎn)行業(yè)某分析人士表示，泛海CBD的建設(shè)進程一直很緩慢，以居住區(qū)功能為主，前三年政府一直敦促泛海，要求加快建設(shè)進程。

圖3 彈開裝置工作示意圖

圖4 彈開裝置復(fù)位過程

3.回收拖拽單元

救生筏在水中釋放后，需要被拖拽到岸邊，回收上岸并完成復(fù)位等操作，才能再進行下一次操作。由于整個裝置質(zhì)量很大，如果單憑首纜拖拽則很容易損壞彈開和復(fù)位單元等關(guān)鍵部件，因此，需要單獨設(shè)置拖拽單元以保證原裝置的可靠性。拖拽單元由一根拖拽繩和連接裝置組成，與首纜用塑料繩環(huán)套在一起的兩根繩為拖拽繩，固定在氣脹救生筏容器上的連接環(huán)為連接裝置。繩與環(huán)之間的距離足夠長，兩條繩之間的移動互不影響。

(三)氣脹救生筏模擬存放裝置降放及回收操作流程

氣脹救生筏模擬存放裝置降放操作的流程主要包括以下步驟[5]：(1)松開松緊螺絲，打開滑鉤，移除靜水壓力釋放器；(2)拉出氣脹救生筏首纜并將其固定；(3)拉出氣脹救生筏拖拽繩并將其固定；(4)確認水面清爽；(5)兩人抬起氣脹救生筏并拋入水中；(6)拉動首纜，將氣脹救生筏容器分離，完成模擬釋放。

氣脹救生筏模擬存放裝置回收操作的流程主要包括以下步驟：(1)通過拉動拖拽繩回收氣脹救生筏容器；(2)將彈開裝置復(fù)位；(3)將氣脹救生筏容器兩部分用易斷繩連接；(4)將氣脹救生筏容器置于存放架上，并通過靜水壓力釋放器將其固定。

四、基于氣脹救生筏模擬存放裝置的實訓課程設(shè)計

(一)課程設(shè)計

借助研發(fā)的氣脹救生筏模擬存放裝置，重新梳理STCW公約和《海船船員培訓大綱(2021版)》 關(guān)于救生筏培訓的相關(guān)要求，并參考IMO示范課程1.23完成救生筏實訓課程設(shè)計。基于氣脹救生筏模擬存放裝置的實訓課程設(shè)計如表2所示。

表2 基于氣脹救生筏模擬存放裝置的實訓課程設(shè)計

在救生筏實訓課程設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合《海船船員考試大綱(2022版)》的最新要求，重新設(shè)計與救生筏相關(guān)的評估試題，并將其補充和完善到現(xiàn)有題卡中，較好地解決了現(xiàn)有評估中缺乏救生筏評估內(nèi)容的問題。救生筏評估題卡如表3所示。

表3 救生筏評估題卡

(二)效果驗證

1.評估通過率更高

對所有學員進行救生筏操作過程、管理要求等方面的評估，由于試驗班學員在實訓時能夠親身動手操作，激發(fā)了學員的學習興趣，學員對所學知識印象深刻。因此，試驗班的評估通過率高出參照班20%左右，教學效果顯著提高。另外，經(jīng)評估員反饋，試驗班的學員能夠按照詳細的操作步驟完成考核，評估結(jié)果更加客觀。

2.學員滿意度更高

針對該項培訓的教學改革，從教學設(shè)計、教學組織、教學方法等方面專門擬定了調(diào)查問卷和評價標準，以調(diào)查學員滿意度。共發(fā)放調(diào)查問卷80份，收回80份。對回收的問卷進行統(tǒng)計，學員對教學改革的滿意度達到95%。學員們表示，這種訓練方式能夠提高學習興趣，教學效果較好。

實踐表明，通過借助氣脹救生筏模擬存放裝置進行實訓課程改革，提高了學員的動手能力和學習興趣，并能夠使學員將所學的理論知識融會貫通，教學效果得到增強。

五、結(jié)論與展望

本文重新梳理、設(shè)計了救生筏實訓課程，并借助研發(fā)的氣脹救生筏模擬存放裝置進行教學改革和實踐，通過半結(jié)構(gòu)化訪談與問卷調(diào)查相結(jié)合的方式進行教學效果的驗證。結(jié)果表明，課程改革之后，學員的學習興趣及學習效果均有明顯的提升，并得到海事管理機構(gòu)的認可。今后工作的重點是，總結(jié)前期教學改革的經(jīng)驗，繼續(xù)完善救生筏教學課程，將課程改革應(yīng)用于該項目所有班級的實訓教學中，并逐步向其他船員培訓機構(gòu)推廣。