个体水上救生理论与装备技术

本书从个体水上救生理论出发，分析个体水上活动面临的风险和水域事故发生原因，阐述个体落水救生、伤害防护的机理和有效措施，以典型个体水上救生装备为研究主体，分别阐述其分类、结构及电信品种、主要材料与部件、性能要求及测试评价、附属属具、浮力及浮力分布设计；这些内容对个体水上救生理论及救生衣和抗浸服制备技术的研究、新型水上个体救生装备的开发及海事作战防御能力的提升，大众水上活动安全意识的培养，日常水上活动安全健康的保障，具有指导意义。 本书可供从事水上救生、特种防护装备开发，浮力材料、纺织材料、失温防护以及水上救生装备等行业的研发人员、工程技术人员及相关专业的师生参考，也可用于大众安全教育。

军事科学院文职干部，高级工程师。自2008年开始，一直从事智能伪装织物和电磁功能纺织材料研发，包括可控变色迷彩、多地形迷彩、防多频谱侦视伪装织物、具有电磁波反射和频率选择性透通功能的纺织材料。结合视觉认知理论，开发了多地形迷彩织物；基于电子墨水微胶囊显示技术，开发了可控变色迷彩织物样品。

第1章　水域事故与个体水上救生装备 ..001 1.1 　水域事故 ....001 1.1.1　水上船舶交通事故 ..........001 1.1.2　水上休闲运动与作业事故 ...................003 1.1.3　其他水上事故 ......005 1.2 　个体水上救生装备的重要性 .....006 1.2.1　事故中救生衣使用情况 ..007 1.2.2　使用救生衣的障碍及必要性 ...............009 1.2.3　正确使用救生衣的必要性 ...................010 1.2.4　冷水中使用抗浸服的必要性 ...............011 1.3 　个体水上救生装备概述 .013 1.3.1　救生衣定义及构成 ..........013 1.3.2　救生衣用浮囊及属具 ......015 1.3.3　抗浸服定义及构成 ..........016 1.3.4　救生衣和抗浸服的关系 ..017 1.4 　个体水上救生装备的历史沿革 .019 1.4.1 救生衣的历史沿革 ..........019 1.4.2 抗浸服的历史沿革 ..........022 1.5 　个体水上救生装备的发展趋势 .024 参考文献 .026 第2章　个体落水救生机理与防护 ..........027 2.1 　人体在水中受到的危险 .027 2.2 　溺水死亡机制及防护 .....030 2.2.1　生理机制及原因 ..030 2.2.2　过程及症状 ..........031 2.2.3 溺水防护 ..............032 2.2.4 其他溺水救助 ......033 2.3 水中低温伤害及防护 ..... 035 2.3.1　水中失温原因及影响因素 ................... 035 2.3.2 进入冷水致死的四个阶段 ................... 036 2.3.3 低温伤害现象 ...... 037 2.3.4　失温过程与症状 .. 039 2.3.5　水中低温防护 ...... 041 2.3.6　其他失温救助 ...... 042 2.4 　落水人员在水中的系统防护 ..... 043 2.4.1　安全漂浮防护 ...... 043 2.4.2　示位营救防护 ...... 043 2.4.3　生存保障防护 ...... 044 2.4.4 多功能复合的水上防护 .. 044 参考文献 . 044 第3 章　救生衣的分类及结构 ...... 046 3.1 救生衣的分类 ................. 046 3.2 　充气式救生衣的结构 ..... 048 3.3 固有浮力式救生衣的结构 ......... 050 3.4 复合式救生衣的结构 ..... 051 3.5 　其他结构特点 ................. 051 3.5.1　领部结构 .............. 051 3.5.2 绳带结构 .............. 052 3.6 　结构设计与安全漂浮 ..... 052 参考文献 . 053 第4 章　典型品种的救生衣 .......... 054 4.1 　军用救生衣 054 4.1.1 概述 . 054 4.1.2 海军充气救生夹克 .......... 055 4.1.3 海军固有浮力式救生夹克 ................... 057 4.1.4 海军复合式救生衣 .......... 058 4.1.5 空军用救生衣 ...... 059 4.1.6 陆军用救生衣 ...... 060 4.1.7 其他军用集成救生衣 ...... 062 4.2 　警用救生衣 064 4.3 民用救生衣 065 iii 4.3.1 船用救生衣 .......... 065 4.3.2 民航用救生衣 ...... 067 4.3.3 作业用救生衣 ...... 067 4.3.4 水上运动用救生衣 .......... 068 4.4 其他类救生衣 ................. 069 4.4.1　漂浮夹克 .............. 070 4.4.2 钓鱼救生衣 .......... 070 4.4.3　儿童救生衣 .......... 071 4.4.4　宠物用救生衣 ...... 072 参考文献 . 072 第5 章　浮力及浮力分布设计 ...... 073 5.1 　科学设计的发展历史及基本要求 .................. 073 5.1.1　发展历史 .............. 073 5.1.2　基本要求 .............. 074 5.2 　人体在水中安全漂浮的条件 ..... 075 5.2.1　一定的浮力 .......... 075 5.2.2　合适的姿态 .......... 075 5.2.3　漂浮的稳定性 ...... 076 5.3 　静水中的翻转和稳态漂浮理论 . 077 5.3.1　影响漂浮姿态的人体因素 ................... 077 5.3.2　救生衣对人体的作用过程 ................... 079 5.3.3 人体状态及受力分析 ...... 079 5.3.4　翻转及稳态漂浮条件 ...... 081 5.4 　浮力及分布设计 ............. 082 5.4.1 浮力设计 .............. 082 5.4.2　浮力分布设计 ...... 084 5.4.3　基于浮力分布的结构设计 ................... 086 参考文献 . 087 第6 章　救生衣的气囊及其材料与部件 .. 088 6.1 　气密性面料 088 6.1.1 发展历史 .............. 088 6.1.2　构成及特征 .......... 089 6.1.3　性能要求 .............. 092 6.1.4 顶破性能 .............. 094 6.1.5 热合性能 .............. 097 6.2 　气体浮力材料 ................. 100 6.2.1　气体浮力材料 ...... 100 6.2.2　充装量和气瓶 ...... 101 6.3 　充气装置 .... 103 6.3.1　自动充气装置 ...... 103 6.3.2　手动充气装置 ...... 107 6.3.3　口充气装置 .......... 108 6.3.4　性能要求及测试 .. 108 6.4 　气囊 110 参考文献 . 112 第7 章　固有浮力囊及其材料 ...... 113 7.1 　固有浮力材料概述 ......... 113 7.1.1　发展历史 .............. 113 7.1.2　分类及特征 .......... 114 7.1.3　性能要求 .............. 115 7.2 　纤维集合体固有浮力材料 ......... 116 7.2.1　基本性能要求 ...... 116 7.2.2　浮力的影响因素 .. 117 7.3 　木棉纤维集合体浮力材料 ......... 118 7.3.1　木棉的植物学分类 .......... 118 7.3.2　结构与性能 .......... 120 7.3.3 　超拒水性能 .......... 123 7.3.4 　压缩性能 .............. 125 7.3.5 　浮力性能 .............. 129 7.4 　木棉复合纤维集合体浮力材料 . 133 7.4.1 　理论模型 .............. 133 7.4.2 　木棉/ 三维卷曲中空涤纶复合 ............ 138 7.4.3 　木棉/ 三维卷曲中空涤纶分层铺絮 .... 145 7.4.4 　木棉/ 黏结纤维复合浮力材料 ............ 149 7.4.5 　小结 . 154 7.5 　软质闭孔泡沫塑料浮力材料 ..... 155 7.5.1 　基本特征 .............. 156 7.5.2 　交联聚乙烯泡沫塑料 ...... 157 v 7.5.3 　聚乙烯—醋酸乙烯酯泡沫塑料 ........... 162 7.5.4 　橡塑共混类发泡材料 ...... 163 7.5.5 　压缩性能 .............. 167 7.5.6 　弯曲性能 .............. 174 7.6 　包覆面料 .... 176 7.7 　固有浮力囊 178 7.7.1 　木棉囊 .................. 178 7.7.2 　泡沫塑料囊 .......... 179 参考文献 . 181 第8 章 救生衣用属具及性能 ...... 183 8.1 　哨笛 183 8.1.1　基本特征 .............. 183 8.1.2　性能要求 .............. 184 8.2 示位灯 ........ 184 8.2.1　基本特征 .............. 184 8.2.2　性能要求 .............. 186 8.3 回归反射膜 187 8.3.1　定义及特征 .......... 187 8.3.2　典型品种 .............. 189 8.3.3　性能要求 .............. 190 8.4 　防溅射帽 .... 192 8.5 　其他属具 .... 193 参考文献 . 197 第9 章　救生衣性能要求及测试 .. 198 9.1 　现有救生衣标准 ............. 198 9.1.1 标准制定历史 ...... 198 9.1.2 国外标准情况 ...... 199 9.1.3 国内标准情况 ...... 201 9.2 救生衣性能及检测 ......... 203 9.2.1 浮力性能 .............. 203 9.2.2 水中性能 .............. 205 9.2.3 颜色和穿戴性能 .. 207 9.2.4 强力及抗冲击性能 .......... 209 9.2.5 耐环境适应性 ...... 210 9.2.6 充气式救生衣测试 .......... 211 9.3 浮力测试仪 213 9.3.1 仪器设计 .............. 213 9.3.2 浮力计算和精度 .. 216 9.3.3 实测及特征 .......... 219 9.4 稳态漂浮姿态测试 ......... 220 9.4.1　仪器设计 .............. 220 9.4.2　精度 . 222 9.4.3 实例及特征 .......... 223 9.5 发展趋势及问题 ............. 224 9.5.1 救生衣的名称问题 .......... 225 9.5.2　漂浮姿态测试问题 .......... 225 参考文献 . 226 第10 章 抗浸服的分类及结构 .... 227 10.1 功能及分类 ................... 227 10.1.1 功能 227 10.1.2 分类 228 10.2 连体干式抗浸服 ........... 232 10.2.1 连体全密闭式..... 232 10.2.2 连体半密闭式..... 233 10.2.3 穿用和闭合结构设计..... 234 10.2.4 领部的密封结构设计..... 237 10.2.5 手/ 脚部位的密封结构设计 .............. 239 10.3 分体式干式抗浸服 ....... 240 10.4 湿式抗浸服 ................... 241 参考文献 . 242 第11 章　抗浸服用主要材料与部件 ........ 243 11.1 　抗浸服用织物类别 ........ 243 11.2 　抗浸用防水织物 ............ 245 11.2.1 性能要求............. 245 11.2.2　结构 247 11.2.3　复合用织物......... 248 11.2.4　功能膜层............. 249 11.2.5　层压复合工艺..... 253 vii 11.3 闭孔发泡橡胶复合织物 254 11.3.1　结构及性能......... 254 11.3.2　闭孔发泡氯丁橡胶......... 257 11.3.3　闭孔发泡丁苯橡胶......... 260 11.3.4　基布与胶............. 262 11.4 　水密拉链 ... 265 参考文献 . 267 第12 章　抗浸服的保温及其他性能 ........ 269 12.1 　水中人体热交换物理过程及因素 ................ 269 12.1.1　水中人体热交换物理过程.................. 269 12.1.2　人体在冷水中散热速率的影响因素.. 269 12.1.3　水中着抗浸服失温影响因素.............. 270 12.2 　抗浸服的保温性能 ....... 271 12.2.1 进水量的影响..... 272 12.2.2　不同品种的保温差异..... 273 12.2.3　手部的保温......... 276 12.2.4 风浪的影响......... 278 12.2.5　头部浸没的影响. 280 12.2.6　小结 280 12.3 　抗浸服的漂浮性能 ....... 281 12.4 　性能要求及测试方法 ... 282 12.4.1 防水性................. 282 12.4.2 抗浸保温性......... 283 12.4.3 水中性能............. 286 12.4.4　活动性能............. 286 12.4.5　颜色 287 12.4.6 其他性能............. 289 参考文献 . 290 第13 章 潜水服的结构与性能 .... 292 13.1 　潜水服的定义和沿革 ... 292 13.1.1　定义 292 13.1.2　与抗浸服的异同. 292 13.1.3　历史沿革............. 294 13.2 　潜水服的分类及结构特征 ....... 295 13.2.1 潜水服的功能及分类..... 295 13.2.2　干式潜水服......... 296 13.2.3　湿式潜水服......... 298 13.2.4 结构设计............. 299 13.2.5　配件 300 13.3 　性能要求及测试方法 ... 301 13.3.1　隔热材料的性能. 302 13.3.2　整体性能............. 306 13.3.3　特殊性能要求..... 307 参考文献 . 308 附录一 救生衣的选择、使用和保养....... 309 附录二 抗浸服的选择、使用和保养....... 316 附录三 救生衣相关标准及简写... 319