船舶、浮船、水上作业平台。
背景技术：
现有船舶、浮船、水上作业平台在遇恶劣气象条件和碰撞及其他原因破损大量进水，使其丧失正常浮力和出现负初稳度，既丧失储备浮力和稳性，进而发生沉没、侧翻、倒扣等恶性、灾难性事故，这时船员、乘员只能弃船救生；上述恶性事故时有发生，损失巨大，因此，需要新的技术方案解决该技术领域存在的这一问题；本发明技术方案可以有效解决该问题。
技术实现要素：
船舶、浮船、水上作业平台——以下简称船舶，尤其是大型船舶，遇恶劣水域环境、气象条件和遭破损时防止沉没、侧翻、倒扣是由来已久的难题，短时间内大幅提升巨轮的浮力和稳性是关键和难点，确立保船求生原则（与弃船救生理念相反）是突破方向。这是一个大工程，需要在港岸、船舶和航运过程三位一体综合安全工程系统中建设新的船舶航运防沉没、侧翻、倒扣安全体系；应用新技术、新材料和灵活、智能化的设施及系统方法，保障船舶航运中防沉没、侧翻、倒扣系统高效运作，并与现行使用的救生设施、救生船一起，在保护船舶成功的条件下，营造更好、更安全且能使乘员成功逃生、救生、生存的有利条件；尤其是在野外、茫茫海洋中，原乘坐船舶是保有最多生活物资、较好生活设施及较好信息收发条件、栖息待援的最好求生处所。船舶防沉没、侧翻、倒扣操作控制系统、实时监控系统和通信系统，总体和分系统布局、充气气囊系统，轻型发泡材料漂浮体及其制备系统（如轻型材料漂浮袋及其制备系统、预制成型轻型发泡材料漂浮体等），修复船舶稳性可移动压载、配载系统、高水分散装物料可移动分割挡板、渗出液态流体收集系统、港岸安保物资储运系统，标准法规、试验测试、技术培训、技术研究、体系发展建设。
充气气囊系统：1、充气气囊分为：1）单层气囊、双层气囊，2）单级气囊、多级气囊，3）固定安装式气囊、移动便携式气囊，4）爆破充气气囊及固、液、气态压缩气体充气气囊，5）轻型材料漂浮袋内芯式气囊，6）以上1）——5）形式气囊的各种组合形成的气囊。2、防沉气囊充气用气源：1）爆破充气爆破产生的惰性气体供气，2）防沉专用固定安装、可移动式固、液、气态压缩气体储气瓶装置供气，3）高效空气压缩机装置供气，4）各种固定安装和移动式消防灭火气体装置供气，5）以上1）——4）供气形式的各种组合形成的供气装置供气。3、气体制备、传送、气囊充气开关控制：1）电气、液压传动和气压传动自动化控制的气体制备装置、气体传送和气体充气开关控制系统，2）手动气体制备、气体传送和气体充气开关控制系统，3）浸水液压感应式气体制备、气体传送和气体充气开关控制系统，4）浸泡湿透感应式气体制备、气体传送和气体充气开关控制系统，5）遥控式气体制备、气体传送和气体充气开关控制系统，6）与船上消防系统共用的气体制备、气体传送和气体充气开关控制系统。
轻型发泡材料漂浮体及其制备系统（如轻型发泡材料漂浮袋及其制备系统、预制成型轻型发泡材料漂浮体等）：1、轻型发泡材料漂浮体外包装袋：因轻型发泡材料漂浮体易脆裂，所有轻型发泡材料漂浮体都应被包裹在由阻燃材料制成的防水外包装袋内，这种外包装袋以下简称为：轻型漂浮体外包装袋；1）轻型漂浮体外包装袋上装有单向排气阀，使发泡体充满包装袋，2）轻型漂浮体外包装袋上的外六面上都装有一组自锁式阴、阳连接扣，该组自锁式阴、阳连接扣与相邻轻型漂浮体外包装袋上相应的一组自锁式阳、阴连接扣扣合自锁，使相邻轻型漂浮体外包袋连为一体，以限制其自由漂动，3）轻型漂浮体外包装袋的每一外面四角设置有护边扣眼，经穿绳、自锁挂钩等与其他物体链接，或固定、锚定轻型发泡材料漂浮体。2、轻型发泡材料漂浮体分为：1）现场发泡不可再利用非标准型轻型发泡材料漂浮体；2）现场发泡可再利用标准型轻型发泡材料漂浮体；3）预制成型不可再利用非标准型轻型发泡材料漂浮体；4）预制成型可再利用非标准型轻型发泡材料漂浮体。3、利用船舶上的已有封闭、半封闭空间制作轻型发泡材料漂浮体，这种轻型发泡材料漂浮体分预制的和现场制作的两种，（1）预制的轻型发泡材料漂浮体：有外包裹膜、袋，外包裹膜、袋与外包裹膜、袋接触面贴有金属或复合材料制成的丝线，该丝线为分割丝线，轻型发泡材料漂浮体制成后，在其体外设计位置处有分割丝线特制线头露在外面，拉动该分割丝线特制线头，可将轻型发泡材料漂浮体分割成小块，方便从小的开口处逐块取出型腔内被分割后的轻型发泡材料漂浮体，清理干净该空间；4、发泡成型所需环境温度由添加剂发生放热化学反应和包装带保温性能保障；5、通过调整增加阻燃剂的添加量和有效稀释发泡剂后，利用轻型发泡材料漂浮体发泡剂隔离和排出着火点处空气，进行消防灭火。
充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体，以下简称联合漂浮体：该联合漂浮体内部是充气气囊，外部是轻型发泡材料外壳，在充气气囊和轻型发泡材料体之间夹有一层保护架或保护壳，充气气囊先充满气体并撑开保护架或保护壳；此时保护架或保护壳被机构锁定形状，以保证下一步轻型发泡材料成型时，充气气囊基本不变形或变形量可忽略不计；充气气囊采用爆破式充气或其它高效充气方式充气，从气囊充气开始到轻型发泡材料完成成型时间应不大于20-30秒钟，具体依联合漂浮体的体积量级按标准定。联合漂浮体有固定式和便携移动式，1）固定式联合漂浮体被折叠于保护板内或后，一端与保护板连接另一端与船体连接，保护板可以是船体内壁板、壳体护板的一部分；打开保护板的方式：（1）下拉嵌入舱室顶板的保护板，并可同时打开气囊保护架或保护壳；（2）上提嵌入舱室地板的保护板，并可同时打开气囊保护架或保护壳；（3）侧拉嵌入舱室壁板的保护板，并可同时打开气囊保护架或保护壳；（4）顶开嵌入船舶壳体、甲板内的保护板，并可同时打开气囊保护架或保护壳；2）便携移动式联合漂浮体，其内核心是充气气囊，外层是联合漂浮体保护袋，外层与核心之间是轻型发泡材料壳体，外层保护袋上有气囊充气、轻型发泡材料原料喷入的标准接口和单项排气阀，单项排气阀用于轻型发泡材料成形时放气。
修复船舶稳性可移动压载、配载系统：1）其中可移动压载、配载物体处于常态时被限位停止在舱室顶层板处、上甲板处和船壳体仅靠上甲板处，修复船舶稳性时由弹簧储能器驱动，推、拉可移动压载、配载物体沿滚动滑道快速移动到船壳体位于底仓端的弹性垫上，在移动了可移动压载、配载载荷的同时，压载、配载物体落到弹性垫上时还能产生较大的冲击力，增大修复船舶稳性的效果；2）可移动压载、配载物体修复船舶稳性时在滚动滑道上移动工作方式有三种：（1）按开关指令向船体左侧快速移动修复船舶稳性工作方式，（2）按开关指令向船体右侧快速移动修复船舶稳性工作方式，（3）按开关指令能分别向船体左 、右侧快速移动修复船舶稳性工作方式；3）可移动压载、配载物体快速移动修复船舶稳性后由卷扬机构拖拽复位，卷扬被绳拉紧时刻能实现全部或部分可移动压载、配载物体载荷快速移除。
高水分散装物料可移动分割挡板、渗出液态流体收集系统：该系统包括防止物料自由移动可拼接式分割挡板、渗出液态流体收集系统及可再利用标准化轻型发泡材料漂浮块组合体。1）防止物料自由移动可拼接式分割挡板，（1）该分割挡板四边有与其它分割挡板拼接、与船舱底板及侧板对接的接口，接口处可插入链接栓、柱或设有固定链接的止口、锁止机构，（2）该分割挡板不能做成实心的，应预留有液体渗入、流出的孔洞和通道，便于深入的液体被集中收集到积液池、仓，以利于消除自由液面，（3）该分割挡板的横断面为倒梯形，上端设有提拉孔，便于卸货时先提拉出分割挡板，再行设备卸货作业；2）渗出液态流体收集系统由散装物料渗出液态流体收集管道、防止物料自由移动可拼接式分割挡板上的液体流出通道和液体被集中收集池、仓组成，渗出液态流体收集系统的功能是消除自由液面；3）可再利用标准化轻型发泡材料漂浮块组合体，（1）该组合体是将可再利用标准型轻型发泡材料漂浮块首尾链接扣连接，盘放在物料四周，并塞满料仓内物料没有占满的空间，使物料在船舶航行时不能自由移动，在物料外空间填充轻型发泡材料漂浮块组合体，同时增加了在航船舶的浮性、稳性，即抗沉性，（2）可再利用标准型轻型发泡材料漂浮块与船体相邻接触者，应以自锁扣、自锁吊钩将两者相连接成为一体，（3）可再利用标准型轻型发泡材料漂浮块之间接触面上有凹凸结构型面相扣，以限制其相互移动和转动，使可再利用标准型轻型发泡材料漂浮块在船舱内形成的组合体构成为一个整体结构，有效限制散装物料的自由移动，（4）船舶到达目的港时，先将首尾连接的该组合体鱼贯式拉出货舱，再行卸货。
港岸安保物资储运系统：该系统主要用于港、船间储备、运送标准型轻型发泡材料漂浮块，包括储存仓库、机械化输送、拖车运送和通信、自动分捡等装备设施；该系统保障出港船舶能及时得到需补充的标准型轻型发泡材料漂浮块，使不需随船带走的标准型轻型发泡材料漂浮块能及时卸下船舶、妥善储存备用，及方便其它船舶使用。
船舶防沉没、侧翻、倒扣操作控制系统、实时监控系统和通信系统。1、船舶防沉没、侧翻、倒扣各分系统和单体装置统一纳入一个总操作控制系统，由舰、船长（当班舰、船长）统一协调、操控和指挥运作，如操控大型远洋帆船乘风破浪安全航行；同时制定和设置总操作控制系统、各分系统及以下装置在特殊情况下，启动自动化程序，依据船舶防沉没、侧翻、倒扣实时监控系统提供的信息，按预设程序分步骤、智能化完成船舶防沉没、侧翻、倒扣统一协调、操控和指挥运作；同时制定和设置各分系统及以下装置在特殊情况下，授权其它船员和相关人员协调、操控和指挥运作的机制及相应操控平台设施； 2、船舶防沉没、侧翻、倒扣实时监控系统和通信系统，该实时监控系统和通信系统应具有防干扰、防水性能，根据最新光、电传感技术更新换代在用船舶防沉没、侧翻、倒扣信息采集和通信技术。
总体布局：1、船上所有固定式爆破充气气囊、船上所有固定式现场发泡轻型发泡材料漂浮体和修复船舶稳性可移动压载、配载装置，均可同时启动，在30秒内完成气囊充满气、完成发泡成型和移动压载、配载移动到位；其中非爆破充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体，在非爆破充气气囊充满气后轻型发泡材料外壳在30秒内完成发泡成型；船上所有固定式充气气囊、船上所有固定式现场发泡轻型发泡材料漂浮体和修复船舶稳性可移动压载、配载装置，可以任意组合的方式联合启动；其中联合启动的组合方式可以固定编程确定，也可现场以人工、智能化选择组合方式确定；2、船体吃水线以上的外表面均能以镶嵌方式安装充气气囊装置、现场发泡的轻型发泡材料漂浮体装置、充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体装置；设定船体吃水线到主甲板的高度位置为：上下位置，主甲板到上层建筑一层顶板的高度位置为：上中位置，上层建筑一层顶板到上层建筑顶层顶板的高度位置为：上上位置，3、船体外壳板和上层建筑外围板之内各部位均可以安装充气气囊装置、现场发泡轻型发泡材料漂浮体装置、充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体装置，设定船壳体内主甲板到二层甲板的高度位置为：下上位置，二层甲板到最下层甲板的高度位置为：下中位置，船底板到最下层甲板的高度位置为：下下位置；4、当船体发生大角度倾斜时，1）应同时启动船体倾斜方向一侧，上上位置上层建筑外表面安装的爆破式充气气囊装置爆破充气，此时爆破充气所产生的巨大反作用合力，与船体倾斜方向相反，2）此时启动甲板下船体倾斜方向一侧的爆破式充气气囊装置爆破充气，将进入主甲板的水推向船体的另一侧和底舱，3）此时启动甲板下与船体倾斜方向相反一侧的修复船舶稳性可移动压载、配载装置，快速移动压载、配载载荷至船舱底部方向的抗冲击垫上，形成巨大的向侧下方向的冲击力，4、调整好1）、2）、3) 三步骤作用力发生的同时性，形成以船舶动态稳心为中心的巨大反向力矩，抗衡使船舶发生侧倾的外力矩，助力修复船舶稳性；5、船舶下下位置的充气气囊装置、现场发泡轻型发泡材料漂浮体装置、充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体装置，应固定安装在底舱的顶层板处；其中气囊充满气和轻型发泡材料漂浮体发泡成型后，底舱剩余空间能存留足够多的涌入外来水量，以保持船舶稳性；其它舱室的充气气囊装置、现场发泡轻型发泡材料漂浮体装置、充气气囊和轻型发泡材料外壳组成的联合漂浮体装置的安装、设置，也应该充分考虑有利于保持船舶稳性；6、船舶用轻型发泡材料漂浮体及其制备系统的各类接口部件，按分类依标准设计保证同类元件可以互通互换，并可以快接快换；充气气囊及其制备系统的各类接口部件，按分类依标准设计保证同类同级别元件可以互通互换，并可以快接快换；7、船舶主体外层壳体内和上层建筑外围板内能够填充预制的轻型发泡材料漂浮体的无用剩余空间，均应填满预制的轻型发泡材料漂浮体，以求船舶获得最大浮性；8、a) 船舶主体内设置的固定式充气气囊和轻型发泡材料漂浮体，以所属水密舱为界，各自组成二个按左、右区分的一级分系统；一级分系统内按所属甲板层下分为二级分系统；二级分系统内按所属舱室下分为三级分系统；舱室各充气气囊和轻型发泡材料漂浮体单体组成三级分系统；b）船体吃水线以上的外表面安装的向船体外膨胀充气气囊和轻型发泡材料漂浮体组成二个按左、右区分的一级分系统，一级分系统内按2、中所述上上位置、上中位置、上下位置分为二级系统；二级分系统内船首端、船尾端、船中部三段分为三级系统；各端、部的充气气囊和轻型发泡材料漂浮体单体组成三级分系统；c）上述各级系统和充气气囊和轻型发泡材料漂浮体单体，均能集中控制、分级控制和单体控制，还能以它们的任意组合方式实施选择性、智能化控制及人工手动控制；d）上述各级系统中固定点位安装的充气气囊和轻型发泡材料漂浮体多少和具体位置，移动式充气气囊和轻型发泡材料漂浮体装置的配备量和安放位置，由具体船型、装载物、客运量和航程，按规程、标准、法规而定，且应满足在航运中防止发生船舶沉没、侧翻、倒扣的需求，移动式充气气囊和轻型发泡材料漂浮体装置可用于扶正船只；e）集中控制时可以在瞬间、几秒钟、十几秒钟、三十秒钟内，产生由充气气囊和轻型发泡材料漂浮体形成的、巨大的浮体，短时间内大幅提升船舶的储备浮力和修复船舶的稳性；f）船舶上固定安装的充气气囊和轻型发泡材料漂浮体，至少在全部充满气和完成发泡时，船舶在各种情况下的浮力能使主甲板露出水面，船舶在各种情况下的最大横倾角小于30°到40°，各种船型按标准取不同值，以利于扶正船只，从而防止船舶在航运中发生沉没、侧翻、倒扣等恶性、灾难性事故。
指定和完善船舶防沉没、侧翻、倒扣系统的标准、法规，开展船舶防沉没、侧翻、倒扣系统的试验测试、技术培训、技术研究、体系发展建设工作，不断融入最新技术。