专利名称：海洋中冰山上的救生台阶的制作方法
技术领域：
本发明涉及海难沉船的救生，特别是一种海洋中冰山上的救生台阶，适用于当沉船附近有冰山时，在冰山上快速开辟救生台阶，使遇险人员暂避于台阶之上，等待救援。
背景技术：
1912年I月14日，太阳、地球和月亮处于一条直线上，这一天月亮对海洋潮汐的引力比平时大74%。从格陵兰岛冰岸分离出来一座冰山，4月来到北大西洋的航海线上。1912年4月8日，在北爱尔兰贝尔法斯特市建造的4.6万吨最豪华邮轮泰坦尼克 (Titanic)号从英格兰南安普敦起航,驶向美国纽约。1912年4月14日夜11时40分，泰坦尼克号邮轮在加拿大东海岸的纽芬兰岛以南640公里的航海线上，撞上了前述的冰山，3小时后，巨轮沉没。船上乘客1316人，船员891人，总计2207人，只有690人乘坐救生艇获救，其余1517人在冰冷的海水中丧生。在这场20世纪十大灾难之一的海难中，人类崇高的善良天性显露出来，人们从容镇定，优先营救妇女儿童，没有一个成年男子争抢救生艇，他们毅然决然把生存的机会让给弱者，船长在甲板上指挥乐队高奏《上帝与你同在》乐曲，视死如归，最后，全体义士壮烈牺牲。当这条消息传播到世界各地时，震动了每个人的心弦，全人类向他们致以永恒的敬意。许多国家把这一壮举编入小学教材。发明人在1947年的小学四年级《国语》课本中学习到这篇感人至深的课文，课文的题目是《在地坦尼沉没的时候》，上这堂课的是河南省立第十二小学的女教师乔瑞伍，学校的地址在郑州老城西北角城外的杜岭村。65年来，发明人一直在思索，如果又遇到类似的海难，用什么办法拯救全体遇险的人们。发明人随时留心报刊杂志上有关信息，但仅在《随笔》2006年第6期上看到一篇文章，它转述2006年2月北京某报刊载的《泰担尼克号沉没真相出炉，直撞冰山可保万全》，其主要内容是“美国专家根据近期探险家的海底考察结果，断定当年泰坦尼克号遇险时若不转舵规避，而迎头直撞冰山，船体就不会破裂，沉船悲剧就不会发生”。该文的主题是船体强度设计和运行规则而不是海难沉船的救生技术。发明人在报刊上还曾看到，有人提出冰山是可贵的淡水资源且其体积巨大，通常有数十万甚至数百万立方米，可在0°C以上的海水中存在数月甚至数年，相当于一座大中型水厂的日供水量，可以用拖轮把它拖到急需淡水的沿海城市。此议有理，但与救险无关。发明人申请专利的基本思路是，冰山的可利用浮力极大，远远大于遇险海轮上全体人员的总重量，且海轮的沉没必然在遇险数小时后，可能利用的救险时间约I. 5小时以上，船上人员应尽快登上冰山自救待援。另外，海轮沉没的原因除与冰山相撞之外，还可能是超载、搁浅、触礁、船体相撞或遇其它意外，例如装运散装玉米遇水膨胀使船仓破裂等。在海洋中，无论何种原因导致船体破裂即将沉没时，只要附近有冰山存在，就应尽快靠近，利用冰山自救待援。此时，冰山由可怕的危险物体变成了有利的救助物体。2012年4月15日，是泰坦尼克号邮轮遇难100周年纪念日，英国巴尔莫勒尔号邮轮4月8日从南安普敦起航，4月15日到达泰坦尼克号邮轮遇难的海面上，举行悼念仪式。
本专利申请人怀着最虔诚的敬意緬怀100年前泰坦尼克号邮轮上壮烈殉身和有幸获救的全体2207名崇高的先人。他们的光荣是永恒的。如果本专利申请有效可行，也是在他们善良天性的感召和启迪下取得的。本专利申请人愿意无偿地把这一技术进步成果献给人道主义事业，使曾经发生过的悲剧不再重复发生。
发明内容
针对上述情况，本发明之目的就是提供一种海洋中冰山上的救生台阶，可有效解决海洋航行中人员的救生或逃生的问题。本发明解决的技术方案是，包括救生台阶体和木板，在显露冰山周围或一侧的斜坡上开辟有救生台阶体，救生台阶体的横向表面向内倾斜10-15°，竖向表面为垂直面，救生台阶体为一层或多层，其最低层的横向表面在海洋水面以上0. 6-0. Sm，救生台阶体之间呈斜坡的台阶式，相邻两层救生台阶体之间的高差根据显露冰山的斜坡角度决定，坡度越缓高差越小，在救生台阶体的横向表面上铺撒一层防滑细砂，其上放置厚10_20mm的木板， 以利于保暖。本发明结构简单，新颖独特，易制作，可有效用于海上航行，当航船遇险时救护船上乘客，以保护航船和乘客的生命及财产安全问题，经济和社会效益巨大。
图I是本发明的海洋中冰山上的救生台阶体立面图。图2是本发明的海洋中冰山上的救生台阶体局部放大剖面侧示图。图3是本发明另一实施例冰山上嵌入钢钎铺设救生木板立体结构图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。由图1、2所示，本发明包括救生台阶体4和木板5，在显露冰山I周围或一侧的斜坡上开辟有救生台阶体4，救生台阶体4的横向表面向内倾斜10-15°，竖向表面为垂直面，救生台阶体4为一层或多层，其最低层的横向表面在海洋水面3以上0. 6-0. Sm,救生台阶体4之间呈斜坡的台阶式，相邻两层救生台阶体4之间的高差根据显露冰山I的斜坡角度决定，坡度越缓高差越小，在救生台阶体4的横向表面上铺撒一层防滑细砂5 a，其上放置厚10-20mm的木板5，以利于保暖。所述的救生台阶体4的横向表面和竖向表面均为无需整平的毛面。救生台阶体4的横向宽度和木板5的横向宽度均为0. 6-0. 8m。所述的救生台阶体4的横向总长度按登山人数决定，每人需要0.4-0. 5m，也就是说，救生台阶体4的横向总长度L = (0. 4-0. 5) mXR，R为登冰山人数。在紧急情况下，所述的木板5和防滑细砂5a可用毛毡或棉垫等其它材料代替。救生台阶体4使用电力或其它动力机械开辟，无机械设备时，用人工开辟。试验和实践证明，在海洋中，无论何种原因导致船体破裂即将沉没时，只要附近有冰山存在，就应尽快靠近，利用冰山自救待援，并立即发出紧急求救信号，若附近有冰山，应派尽量多的青壮年，建造本发明的求生台阶，乘多艘救生艇尽快驶近冰山，自救待援。
如图1-2所示,海洋中显露冰山I位于海洋水面3之上，隐匿冰山2位于海洋水面3之下。在显露冰山I的斜坡上开辟救生台阶体4，救生台阶体4可沿显露冰山I的周围开辟，也可仅在其一侧开辟。救生台阶体4的横向表面向内倾斜10-15°，以防止人体滑落海水中，竖向表面为垂直面。救生台阶体4可为I层或多层，其最低层的横向表面在海洋水面3以上约0. 7m，相邻两层救生台阶体4之间的高差根据显露冰山I的斜坡角度决定，坡度越缓高差越小。在救生台阶体4的横向表面上铺撒一层防滑细砂5a (取自消防灭火砂箱)，其上放置厚约10-20mm的木板5。救生台阶体4的横向表面和竖向表面均为毛面，无需整平。救生台阶体4的横向宽度和木板5的横向宽度均为0. 6-0. 8mo救生台阶体4的横向总长度按登山人数决定，每人需要约0.4-0. 5 m。在紧急情况下木板5和防滑细砂5 a均可用毛毡或棉垫等其它材料代替。开辟冰山救生台阶体4应使用电动及其它动力机械，无机械设备时，用人工开辟。如图3所示，在显露冰山I的斜面上钻孔并嵌入直径约为￠35-0 40的钢钎7，其横向间距约0. 5-0. 6m,每根钢钎7的总长度约I. 0-1. 2m,，嵌入冰山内约1/2，外伸约 0.5-0. 6m,在外伸的钢钎I上放置救生木板9，救生木板9厚30_40臟，宽约0. 5m,每块板长
1.5-2. Om0救生木板9可设I层或多层，两层之间的高差约I. 6m，其最底层救生木板9在海洋水面3以上约0. 7m，在最上层救生木板9之上约I. 6m高程处再嵌入一排钢钎7，横向间距约0. 5-0. 6m,该层钢钎7的每根长度约0. 8m,嵌入冰山内约0. 6m,外露0. 2m，用横向绳索8把各钢钎7联系起来，再用竖斜向绳索6把各层救生木板9下的钢钎7端部联系起来，其作用是，当某一个钢钎7锚固松动而脱落时，可彼此救援。此外，竖斜向绳索6还可对救生木板9的遇险待援人员起到安全保护作用。该方案不必在冰山上开辟工程量巨大的救生台阶体4，但缺点是钢钎7嵌入冰山的锚固可靠性有待实验证实，且需数千个钢钎7和大量横向绳索8及竖斜向绳索6及厚实的救生木板9，在紧急情况下，难以筹措。故把图3所示的方案列为对比参照方案，仅供同行继续研究探讨，不提出权利要求。经试验和实践充分证明，本发明具有很好的使用价值
I、人在冰山救生台阶体上的生理忍受能力冰山导热系数较低，空气对冰和人对空气的放热系数也很低，即便是老弱幼病，只要有足够的保暖衣着及食物饮水，坐在铺有木板的冰台上，当空气温度为-10°c或更低，仍可忍受数小时。但人若掉进(TC的海水中，由于人对水的放热系数很高，所以即便是青壮年，数分钟就可能失去生命，本发明可有效避免悲剧的发生。2、冰山的可利用浮力计算0°C冰的比重是0.9168t/ m3，含盐2%海水的比重是1.013 t/m3,(海水含盐量通常为5%，其比重为1.034 t/ m3)，这是冰山浮力的来源。设若一座大型冰山的形状为长方体，其长宽高分别为IOOmX IOOmX 150m，其体积为150万m3，根据浮力定律，其浸没于海水中的体积应为
(150X0. 9168) +1. 013=135. 76 万 m3
其显露于海洋平面以上的冰山体积为150-135. 76=14. 24万m3，占冰山总体积的9. 5%，此时，海平面以上的冰山高度为14. 24m，仅是“冰山一角”。但这“一角”仍潜藏着巨大的可利用浮力。设若一艘巨轮遇难即将沉没，船上有I万人登上该冰山，每人体重100kg，携带救生设备重100kg,合计每人200kg,则I万人的体重加携重总计为0. 20万t,此时,该冰山浸没于海水中的体积变为
(150X0. 9168+0. 2) +1. 013=135. 95 万 m3
此时显露于海平面以上的冰山体积为150-135. 95=14. 05万m3，占冰山总体积的9. 36%，此时海平面以上的冰山高度为14. 05m。与I万人未登上该大型冰山时的海平面以上冰山高度14. 24m相比较，冰山因登人而下沉的高度仅为14. 24-14. 05=0. 19m,由此可知，冰山上潜藏着巨大的可利用浮力。将前述详细计算结果汇总如下表
大型冰山可利用浮力特性表
项目____未登人时__己登人吋 冰山总体枳____150__150
冰山长宽高__m100mX IOOmX 150in IOQmX I OQm X150m
冰山总I#____137. 52__137. 52
登山人数__A__=__IO3 000
每人体重加携重__kg__—__200
总计AS加携室____=__0.2
冰山体枳万m3__14. 24__14. 05
占总体枳__%__9^__9. 36
水面上冰山■■ 万1__IS1OB__12. 88
山人总重万t__—__13. 08
_冰山高度__m__14.24__14. 05
冰山体积万 m3__135.76__135. 95
占总体枳%90.590.64
水面下
冰山重量万t__124 46__124. 64
_冰山高度__m__135. 76__135. 95
设若一座小型冰山的形状为梭形，总高IlOm,其顶底皆为圆椎形，直径50m,圆椎高25m,中部为圆柱形，直径50m,高60m。 梭形冰山的体积为
2X (3. 14X502 + 4)X25 + 3+ (3. 14X502^-4)X60=32710+117750=150460 m3=15. 05
万m3
梭形冰山浸没于海水中的体积为
(15. 05X0. 9168) +1. 013=13. 63 万 m3
梭形冰山显露于海平面以上的体积为15. 05-13. 63=1. 42万m3，占总体积的9. 5%，只有冰山上部的圆椎体的一部分显露于海平面上。海平面上的圆椎体的高度(在本例中，为圆椎体底面直径的1/2)为
X 14200^3.14 =J 13567=23 — Hm
此时，显露于海平面上的圆椎体的底面直径为23. 8X2=47. 6m设若一艘将沉没的轮船上有2000人登上该冰山，每人体重100kg，携带救生设备重100kg，合计每人200kg，则2000人的体重加携重总计为0. 04万t，此时该冰山浸没于海水中的体积变为
权利要求
1.ー种海洋中冰山上的救生台阶，包括救生台阶体(4)和木板(5)，其特征在于，在显露冰山(I)周围或ー侧的斜坡上开辟有救生台阶体(4)，救生台阶体(4)的横向表面向内倾斜10-15°，竖向表面为垂直面，救生台阶体(4)为ー层或多层，其最低层的横向表面在海洋水面(3)以上O. 6-0. Sm，救生台阶体(4)之间呈斜坡的台阶式，相邻两层救生台阶体(4)之间的高差根据显露冰山(I)的斜坡角度决定，坡度越缓高差越小，在救生台阶体(4)的横向表面上铺撒ー层防滑细砂(5a),其上放置厚10-20mm的木板(5),以利于保暧。
2.根据权利要求I所述的海洋中冰山上的救生台阶，其特征在于，所述的救生台阶体(4)的横向表面和竖向表面均为无需整平的毛面。
3.根据权利要求I所述的海洋中冰山上的救生台阶，其特征在于，所述的救生台阶体(4)的横向宽度和木板(5)的横向宽度均为O. 6-0. 8m。
4.根据权利要求I所述的海洋中冰山上的救生台阶，其特征在于，所述的救生台阶体(4)的横向总长度按登山人数决定，每人需要O. 4-0. 5m，也就是说，救生台阶体(4)的横向总长度L = (O. 4-0. 5) mXR，R为登冰山人数。
5.根据权利要求I所述的海洋中冰山上的救生台阶，其特征在于，所述的木板(5)和防滑细砂(5a)可用毛毡或棉垫代替。
全文摘要
本发明涉及海洋中冰山上的救生台阶，可有效解决海洋航行中人员的救生或逃生的问题，其解决的技术方案是，包括救生台阶体和木板，在显露冰山周围或一侧的斜坡上开辟有救生台阶体，救生台阶体的横向表面向内倾斜10-15°，竖向表面为垂直面，救生台阶体为一层或多层，其最低层的横向表面在海洋水面以上0.6-0.8m，救生台阶体之间呈斜坡的台阶式，相邻两层救生台阶体之间的高差根据显露冰山的斜坡角度决定，坡度越缓高差越小，在救生台阶体的横向表面上铺撒一层防滑细砂，其上放置厚10-20mm的木板，以利于保暖，本发明结构简单，新颖独特，易制作，可有效用于海上航行，当航船遇险时救护船上乘客，以保护航船和乘客的生命及财产安全问题，经济和社会效益巨大。
文档编号B63C9/32GK102730172SQ201210246139
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者任佩宏, 刘宪武, 刘新燕, 吕黎涛, 张倩, 徐刚锋, 杨燕, 郭伟, 陈波 申请人:刘宪武