本发明属于船舶安全应急领域，具体涉及一种船用类蜂窝应急气囊。
背景技术：
在2014年韩国“岁月号”的救援中，韩国海军将巨型气囊绑客轮上，防止其继续下沉。而此处气囊的运用也只是在船体彻底沉没后的救援中，对事故应急救援的帮助并不大。如果能在船体发生倾覆危险时减缓船体下沉、为救援赢得时间，将会取得较好效果。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种船用类蜂窝应急气囊，该气囊可以在船舶发生倾覆危险时在任何环境状态下减缓船舶倾覆速度，为船上人员自救及消防救援争取更多宝贵的时间，减少生命财产损失。
本发明所采用的技术方案是：
一种船用类蜂窝应急气囊，分别安装在船体左舷的上层和下层以及船体右舷的上层和下层，船用类蜂窝应急气囊的主体由呈类蜂窝状排布的气室组成，气室之间相互连接且连通，气囊环向折叠形成一个类圆柱体，每一个气室内都设有一个烟火式气体发生器或者每一片相同大小的区域中处于中心位置的气室内设有一个烟火式气体发生器。
进一步地，烟火式气体发生器上的排气孔为口径不一的一组孔，每个排气孔上都设有密封膜。
进一步地，烟火式气体发生器上的点火器所采用的传火药为BNO3或KNO3。
进一步地，烟火式气体发生器上的产气药剂由Sr(NO3)2、NH4NO3、CH4N4O3、聚乙烯醇和MnO2组成。
本发明的有益效果是：
1.由于客船沉没事故主要原因是横倾后船体进水，船体产生的恢复力矩小于倾斜力矩，因此，将应急气囊分别安装在船体左舷和船体右舷上，当发生横倾时，倾斜一舷(吃水大的一舷)的气囊投入使用用以延缓船舶倾覆。但是船舶发生倾覆时存在两种情况，一种是所处环境风浪较小，此时，不考虑船体会以气囊为支点做旋转运动，以气囊最快起到延缓效果为目的，将气囊安装在下层，另一种是所处环境风浪较大，需考虑船体可能会以气囊为支点做旋转运动，将气囊安装在上层，气囊产生的力矩较大，最起码能使船体处于平躺状态。
2.气室呈类蜂窝状排布，稳定结构，气室之间相互连通，可以有效分散产气药剂，避免因为产气药剂燃烧气囊局部温度过高引发燃烧及触礁局部气囊破损不能使用，提高耐久性和适用范围。
3.气囊充气时一般分为初始展开和充气工作两个阶段，不同的折叠方式会对初始展开时气囊内部的瞬间最大压力产生影响，目前气囊常用的折叠方式是对称折叠和卷式折叠，这两种折叠方式充气速度虽然很快但是初始展开时气囊内部的瞬间最大压力较大，容易造成气囊破裂。本发明采用环向折叠的方式形成一个类圆柱体，并对称折叠、卷式折叠和环向折叠各自做了一组静态起爆试验，得到了囊内部压力的曲线图，发现采用对称折叠、卷式折叠和环向折叠的充气速度相同(最终完成充气的时间相同)，但是，采用环向折叠的初始展开时气囊内部的瞬间最大压力明显小于其它两种折叠方式的初始展开时气囊内部的瞬间最大压力。
4.烟火式气体发生器通过点火器将产气药剂点燃，放出大量气体将气室充满同时将气囊弹出，相较贮气瓶式气体发生器，烟火式气体发生器排气速度快(在30ms内可将气囊充满)，产气药剂为固体，便于保存，制造成本低廉，便于批量化生产。
附图说明
图1是静态起爆试验中三种折叠方式的气囊内部压力曲线图。
具体实施方式
一种船用类蜂窝应急气囊，分别安装在船体左舷的上层和下层以及船体右舷的上层和下层，船用类蜂窝应急气囊的主体由呈类蜂窝状排布的气室组成，气室之间相互连接且连通，气囊环向折叠形成一个类圆柱体，每一个气室内都设有一个烟火式气体发生器或者每一片相同大小的区域中处于中心位置的气室内设有一个烟火式气体发生器。
由于客船沉没事故主要原因是横倾后船体进水，船体产生的恢复力矩小于倾斜力矩，因此，将应急气囊分别安装在船体左舷和船体右舷上，当发生横倾时，倾斜一舷(吃水大的一舷)的气囊投入使用用以延缓船舶倾覆。但是船舶发生倾覆时存在两种情况，一种是所处环境风浪较小，此时，不考虑船体会以气囊为支点做旋转运动，以气囊最快起到延缓效果为目的，将气囊安装在下层，另一种是所处环境风浪较大，需考虑船体可能会以气囊为支点做旋转运动，将气囊安装在上层，气囊产生的力矩较大，最起码能使船体处于平躺状态。
气室呈类蜂窝状排布，稳定结构，气室之间相互连通，可以有效分散产气药剂，避免因为产气药剂燃烧气囊局部温度过高引发燃烧及触礁局部气囊破损不能使用，提高耐久性和适用范围。
气囊充气时一般分为初始展开和充气工作两个阶段，不同的折叠方式会对初始展开时气囊内部的瞬间最大压力产生影响，目前气囊常用的折叠方式是对称折叠(气囊沿中线一分为二，两部分对称的依次向内折叠、再向外折叠、再向内折叠......直至两部分叠到一定高度)和卷式折叠(气囊两端向内卷动直至在中线附近接触)，这两种折叠方式充气速度虽然很快但是初始展开时气囊内部的瞬间最大压力较大，容易造成气囊破裂。本发明采用环向折叠的方式形成一个类圆柱体(气囊绕同一个方向卷取)，如图1所示，对称折叠、卷式折叠和环向折叠各自做了一组静态起爆试验，得到了囊内部压力的曲线图，发现采用对称折叠、卷式折叠和环向折叠的充气速度相同(最终完成充气的时间相同)，但是，采用环向折叠的初始展开时气囊内部的瞬间最大压力明显小于其它两种折叠方式的初始展开时气囊内部的瞬间最大压力。
烟火式气体发生器通过点火器将产气药剂点燃，放出大量气体将气室充满同时将气囊弹出，相较贮气瓶式气体发生器，烟火式气体发生器排气速度快(在30ms内可将气囊充满)，产气药剂为固体，便于保存，制造成本低廉，便于批量化生产。
在本实施例中，烟火式气体发生器上的排气孔为口径不一的一组孔，每个排气孔上都设有密封膜。当烟火式气体发生器工作时，燃烧室中的压力是由产气药剂单位时间的产气量和该时间内气体的排出速度共同决定的，单位时间内的产气量是由产气药剂的线性燃速和燃烧面积共同决定的，因此，排气孔对烟火式气体发生器的作用效果有着至关重要的影响，一方面它影响产气药剂的燃速，另一方面影响气体的排出速度，排气孔为口径不一的一组孔，当产气药剂开始燃烧后，气体达到一定的压力时，部分孔(大直径孔)密封膜先冲破，若压力持续升高，小孔膜被冲破，从而降低气体发生器内的压力，保证药剂以一定的速率稳定燃烧。
在本实施例中，烟火式气体发生器上的点火器所采用的传火药为BNO3或KNO3。传火药一般是含铅、汞等重金属的盐，具有一定的毒性，但是船用类蜂窝应急气囊体量很大，所需传火药也很多，因此会对乘客造成毒害，选用BNO3或KNO3作为传火药，火焰感度好，燃速快，燃烧热高，燃烧后除生成少量NO、NO2外，无其它有毒有害物质，有利于产气药剂快速点火。
在本实施例中，烟火式气体发生器上的产气药剂由Sr(NO3)2、NH4NO3、CH4N4O3、聚乙烯醇和MnO2组成。产气药剂由Sr(NO3)2、NH4NO3(氧化剂)、CH4N4O3(可燃剂)、聚乙烯醇(粘合剂)和MnO2(催化剂)组成，由药剂燃烧应接近0氧平衡的反应原理，为使生成的气体最大限度的向着期望的方向发展，因此，以0氧平衡进行计算得出Sr(NO3)2∶NH4NO3∶CH4N4O3＝25∶26∶49(由于催化剂和粘合剂的含氧量很少，计算时忽略)。该产气药剂具有较高的产气效率，具有较低的燃烧压力指数，产生的气体中有毒有害气体较少，易于点火，成本低廉。
由反应式：
NH4NO3+0.4Sr(NO3)2+1.5CH4N4O2→0.4SrO+4.4N2+5H2O+1.5CO2
产气药剂比容：
V＝22.41×ni(g)
其中，ni(g)-1kg产气药燃烧产物中第i种气态产物的摩尔数；V-产气药比容。
根据阿佛加德罗定律，1mol气体在标准状态下所占有的体积为22.41L。容易计算得出1000g产气药剂约可产生34mol气体，约合标准状态下762L气体。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。