JP3743527B2 - 水中脱出訓練装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、水没過程にある航空機や自動車等からの脱出動作を訓練する為の装置に関する。
【0002】
【発明の背景】
航空機がエンジントラブル等で湖沼や洋上に不時着した場合、着水に引き続いて、機内に水が流入し、水没が始まる。こうした非常事態に臨んで機内から脱出する為には、非常脱出扉まで迅速に辿り着き、脱出のタイミングを見計らって、正確な操作で非常脱出扉を開ける一連の動作が不可欠である。
【0003】
しかしながら、脱出方法を知識として理解していても、現実には恐怖心からパニック状態に陥り、機内から上手く脱出できずに大怪我をしたり、命を落とすケースが非常に多い。例えば、水が機内に充満する前に非常脱出扉を開けてしまい、急激に流入する水の勢いで内壁や器具に打ちつけられて負傷したり、又、非常脱出扉の開操作ができず、機内に閉じ込められたまま窒息してしまうといった事例が挙げられる。
【0004】
なかでもヘリコプタは、固定翼機のように安定を保つ働きをする主翼を持たないラウンドな形状であり、しかもエンジンやギアボックス等の重量物を頭上に搭載しているので非常に不安定で、機体は前後に傾斜したり、左右に回動しながら水中に沈んでゆく。この為、上述したような脱出動作の実施が難しく、ヘリコプタからの脱出は非常に困難であると言われている。
【0005】
【発明の開示】
本発明の目的は、実情に即した条件下での脱出訓練が可能で、非常時における存命率を大幅に高めることができる水中脱出訓練装置を提供することである。
この本発明の目的は、貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成され、前記アームの先端側において左右仮想軸及び前後仮想軸の周りに回動可能に支持されたカプセルと、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【0006】
特に、貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
このカプセル支持部及び前記アームを機素とするリンク機構と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記リンク機構を動作させて前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【0007】
又、貯水部と、
逆V字形の先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支され、かつ、開き角度が可変であるよう構成された逆V字形のアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記カプセル支持部に支持された前記カプセルを前記左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段と、
前記アームを開閉させ、前記第1の駆動手段と共同で前記カプセルを斜めに前後移動させる第4の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置によって達成される。
【0008】
即ち、上記の水中脱出訓練装置においては、訓練を受ける乗員が搭乗するカプセルに対し、上下動、左右仮想軸周りの回動(ピッチング)、前後仮想軸周りの回動(ローリング)といった様々な運動形態を与えることができるので、これらの動作を適宜組み合わせることで水没時に生じる複雑な動きを忠実に再現することができる。これによって、実情に即した効果的な脱出動作の訓練が行えるようになり、特に脱出を困難にする恐怖心等の心理的な要因を排除でき、実際の非常事態に臨んでも冷静、かつ、沈着な行動が可能となる。従って、負傷や失命を回避でき、存命率が大幅に高められる。
【0009】
尚、上記の水中脱出訓練装置において、第3の駆動手段はカプセル支持部の上端に設けられてなり、伝達機構を介してカプセルをその前後仮想軸の周りに回動させるよう構成してなることが好ましい。これによって、カプセルが水没した状態でも、第3の駆動手段を水面より上に存在させることができ、油漏れによる水の汚染や感電等が防止される。
【0010】
又、アームには索を介して錘が連結されてなり、前記アームの回動に伴って前記錘が上下動するよう構成してなることが好ましい。これによって、アームの動作が一層円滑なものになると共に、アームを上昇回動させる際には錘が駆動手段を補助する役割を果たす。
又、アームの回動軸を中心とした所定半径の円弧状ガイド部材がアームに設けられてなり、索の張力が前記ガイド部材の円弧上の点に作用するよう索を配設してなることが好ましい。これによって、アームの角度にかかわらず、錘によるモーメントが常に一定したものとなり、錘の上下動がアームの回動に対して一層効果的に作用するようになる。
【0011】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【0012】
【実施例】
図1〜図6は本発明に係る水中脱出訓練装置の第1実施例を示すもので、図1は水中脱出訓練装置の側面図、図2は水中脱出訓練装置の平面図、図3は模擬胴体の内部構造を示す断面図、図4は模擬胴体支持部の構造を示す側面図、図5及び図6は装置の作動状況を示す側面図である。
【0013】
各図中、1は開口面近傍まで水が充填された水槽(貯水部)、2は水面上に突出する搭乗用デッキである。搭乗用デッキ2は、特に詳しく図示していないが、必要に応じて水槽1の水面上から退避できるよう、基部を中心として回動可能、もしくは搭乗用デッキ2全体が後方へ移動可能に構成されている。
3は基盤上に設置固定された架台であって、その先端部にはアーム4が軸5を中心として回動可能に設けられている。
【0014】
6はアーム4の力点となる後端部と架台3との間に配置された油圧シリンダ(第1の駆動手段)であり、この油圧シリンダ6を作動させることによってアーム4が軸5を中心として回動するようになっている。
アーム4は、図2から判るように、一対のアーム片部7a,7bを平行に連結して構成されたものであり、アーム片部7a,7bのそれぞれには三日月状のガイド部材8a,8bが取り付けられている。ガイド部材8a,8bは半径が一定の円弧面を有しており、軸5がその円弧面の中心となるような位置に存在している。
【0015】
9a,9bは一端がアーム片部7a,7b(若しくは直接ガイド部材8a,8b)に止着されたワイヤである。ワイヤ9a,9bの他端には、架台3の上端部に回転自在に設けたプーリー10a,10bを経てカウンターウエイト11a,11bが吊り下げられており、カウンターウエイト11a,11bは上昇・下降時の安全性を高める為に、出入りが規制されたカバー12によって覆われている。
【0016】
従って、アーム4が、図中、反時計回りに回動すると、ワイヤ9a,9bはガイド部材8a,8bの表面(円弧面)に巻き取られるようにして左方向に引っ張られる。これによって、カウンターウエイト11a,11bが上昇し、エネルギーが蓄積される。逆に、アーム4を時計回りに回動させて、もとの状態に復帰させる際には、カウンターウエイト11a,11bの下降によって蓄積されていた位置エネルギーが解放され、油圧シリンダ6の動作が補助される。
【0017】
尚、ガイド部材8a,8bに円弧面を設けたことで、ワイヤ9a,9bの巻き取りに係る有効径は一定しており、アーム4の角度にかかわらずカウンターウエイト11a,11bによって生じるモーメントが等しくなるので、アーム4の動作がスムーズに行われる。
13はアーム4を一つの機素とする平行リンク機構、14a,14bはアーム4の両側に設けられた一対のレバーであり、アーム4と回動軸を共有している。
【0018】
15は後述する模擬胴体をその前後仮想軸の周りに回動可能に支持する模擬胴体支持部であり、平行リンク機構13の一つの機素を兼ねている。又、模擬胴体支持部15自体は、軸16a,16bを中心として回動可能であるようアーム4の先端部に設けられており、即ち模擬胴体支持部15によって模擬胴体はピッチング及びローリング動作が可能であるよう支持されている。
【0019】
レバー14a,14bと模擬胴体支持部15とは一対のロッド17a,17bによって連結されており、レバー14a,14bの中間点と架台3との間にはそれぞれ油圧シリンダ18a,18b(第2の駆動手段)が配置されている。そして、油圧シリンダ18a,18bを作動させると、レバー14a,14bは軸5を中心として回動し、この動きがレバー14a,14bの上端部に連結されたロッド17a,17bを介して模擬胴体支持部15に伝達され、軸16a,16bを中心として模擬胴体が傾斜動するようになっている。
【0020】
19は脱出訓練対象乗物であるヘリコプタの胴体部分(搭乗員室の後部隔壁より前方部分)を模して構成された模擬胴体(カプセル)である。
この模擬胴体19は外形や内部の構造がほぼ実機と同様に再現されており、特に非常脱出扉については実機と同じく作動するものが取り付けられている。尚、模擬胴体19の内部構造の一例を図3に示す。ここで、20は主操縦席、21は副操縦席、22は補助席、23は機上操作員席A、24は機上操作員席Bである。そして、天井面の一点鎖線で示す位置及び側壁面の斜線で示す位置には、それぞれ非常脱出扉25,26が設けられている。
【0021】
模擬胴体19はFRPを用いた一体成形によって構成されており、訓練時の負傷を防止する為、角部はエッジのない滑らかな曲面形状としている。尚、FRP以外にも、模擬胴体19をアルミニウム合金やステンレス等の耐食性に優れた材料から構成することができる。
27は模擬胴体19が着脱自在に連結される基台部であり、筒体28の一端に円板29を接合し、これを4枚のフランジ30a〜30dによって補強した構造となっている。そして、基台部27は、ガタツキが起きないよう模擬胴体支持部15の下端部に前後2箇所で回動可能に支持されている。
【0022】
模擬胴体19をローリングさせる機構は図4に示す通りであり、31は油圧モータ(第3の駆動手段)、32は減速機、33は減速機32の出力軸に取り付けられたスプロケットである。又、筒体28の周囲にはスプロケット33よりも大径なリング状のスプロケット34が取り付けられており、更にスプロケット33とスプロケット34との間にはチェーン35が張設されている。そして、油圧モータ31を作動させることでチェーン35が循環動させられ、模擬胴体19がローリングするよう構成されている。
【0023】
尚、上述した各構造部において、水に浸かる部分は耐食性に優れた材料、例えばアルミニウム合金やステンレス等を用いて構成されている。又、水中に没するジョイント部分、例えば模擬胴体支持部15と筒体28との間には、潤滑油による水の汚染を防止する為に無給油式のベアリングを介在させている。又、同様の理由から、油圧モータ31が水中に没しないよう模擬胴体支持部15の上端に設けている。
【0024】
次に、ヘリコプタの着水・水没状況を再現する際の装置の一連動作について説明する。
搭乗用デッキ2から模擬胴体19に訓練員が搭乗し、着座して準備が整った後、油圧シリンダ6が伸長してアーム4を反時計回りに回動させる。すると、平行リンク機構13によって模擬胴体19は水平状態を保ったまま所定の速度で下降し、図5に示す如く着水する。
【0025】
模擬胴体19の着水後にあっては、油圧シリンダ6と共に油圧シリンダ18a,18bを作動させ、これによって模擬胴体19を前後に適宜傾斜動させる。又、同時に油圧モータ31を作動させて模擬胴体19を左右に横転回動させる。
そして、図6に示す如く、模擬胴体19が最大限に沈降、前傾した状態となる前に、乗員は非常脱出扉を開けて外部に脱出することになる。
【0026】
訓練終了後にあっては、油圧シリンダ6がアーム4を時計回りに回動させると共に、これと連動する油圧シリンダ18a,18bによって模擬胴体19が水平状態となるように引き起こされ、もとの位置まで復帰する。
このように本発明の水中脱出訓練装置では、各駆動手段がコンピュータによって相互に連携して制御され、模擬胴体19は水没過程における実機と等しく動作するので、現実感に富んだ機内状況が再現される。そして、模擬胴体19の傾斜角度や回動速度は、訓練課程や練度に応じて調整できるようになっており、段階的に実機の挙動に近い値まで引き上げられ、効果的な脱出訓練が行える。
【0027】
尚、特に図示していないが、上記水中脱出訓練装置は、照明を有するドーム内に収められており、照明の強度や照射角度を調整することで、黎明時、昼間、薄暮時、夜間といった様々な時間帯に合わせた訓練が行えるようになっている。
又、上記実施例では装置の全動作を油圧駆動としており、油圧回路に大容量のアキュムレータを組み込むことで、万一訓練中に停電が起き、ポンプが作動不能となった場合であっても、応急的に装置を作動させ、模擬胴体をもとの位置に復帰させることが可能である。尚、電動モータの駆動力を油圧に変換せず、機械的機構を介して利用しても良い。
【0028】
図7は本発明の第2実施例に係るもので、水中脱出訓練装置の要部を示す側面図である。
この第2実施例にあっても基本的な技術思想は上記第1実施例のものと同様であるから、装置全体の構成や模擬胴体を回動させる構成ついての説明は省略し、要部についてのみ説明する。
【0029】
図7中、40は開き角度が可変であるよう、即ち軸41を中心として開閉可能に構成された逆V字形のアームである。
このアーム40の基端側は架台42に軸支されてなると共に、油圧シリンダ43(第1の駆動手段)が接続されている。一方、アーム40の先端側には第1実施例と同様の模擬胴体44が設けられており、即ち模擬胴体支持部45によって支持された模擬胴体44は、油圧シリンダ46(第2の駆動手段)の作動によって軸47を中心として回動するよう構成されている。
【0030】
48はアーム40を開閉動作させる油圧シリンダ(第4の駆動手段)であって、この油圧シリンダ48は、油圧シリンダ43によるアーム40の反時計回りの回動と連動してアーム40を開動作させ、これによって模擬胴体44を斜め下方に移動できるようになっている。
この第2実施例の水中脱出訓練装置においては、アーム40の開き角度を一定に保った状態で動作させることで、第1実施例と同様の訓練が行える。そして、油圧シリンダ48によるアーム40の開動作を伴わせることで、模擬胴体44を斜め方向から着水させることが可能となっており、これによって機体が着水時に水平方向の速度成分を有する状況、即ち水面に対して斜め上方からの着水状況を再現できる。
【0031】
上記第1及び第2実施例では、ヘリコプタからの脱出を目的としたものについて説明したが、模擬胴体を固定翼機を模して構成されたものと交換し、かつ、着水から水没に至るまでの過程を固定翼機特有の運動モードで再現すれば、固定翼機からの脱出訓練についても使用することができる。又、模擬胴体の代わりに自動車の一部を模したものを使用し、自動車が水中に没した際の状況を再現することもでき、これによって一般のドライバーが水没時の状況を体験し、脱出動作を訓練することが可能となる。
【0032】
【効果】
本発明によれば、実情に即した条件下での脱出訓練が可能で、非常時における存命率を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水中脱出訓練装置(第1実施例)の側面図である。
【図2】水中脱出訓練装置(第1実施例)の平面図である。
【図3】模擬胴体の内部構造を示す断面図である。
【図4】模擬胴体支持部の構造を示す側面図である。
【図5】水中脱出訓練装置(第1実施例)の作動状況を示す側面図である。
【図6】水中脱出訓練装置(第1実施例)の作動状況を示す側面図である。
【図7】水中脱出訓練装置(第2実施例)の要部を示す側面図である。
【符号の説明】
1 水槽(貯水部)
3 架台
4 アーム
6 油圧シリンダ(第1の駆動手段)
8a,8b ガイド部材
9a,9b ワイヤ(索)
11a,11b カウンターウエイト
13 平行リンク機構
15 模擬胴体支持部(カプセル支持部)
18a,18b 油圧シリンダ(第2の駆動手段)
19 模擬胴体(カプセル)
31 油圧モータ(第3の駆動手段)
Claims (6)
- 貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成され、前記アームの先端側において左右仮想軸及び前後仮想軸の周りに回動可能に支持されたカプセルと、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。 - 貯水部と、
先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支されてなるアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
このカプセル支持部及び前記アームを機素とするリンク機構と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記リンク機構を動作させて前記カプセルをその左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。 - 貯水部と、
逆V字形の先端側が前記貯水部上に位置するよう基端側が軸支され、かつ、開き角度が可変であるよう構成された逆V字形のアームと、
脱出訓練対象乗物の少なくとも一部を模して構成されたカプセルと、
前記アームの先端側において左右仮想軸の周りに回動可能に支持され、かつ、前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動可能に支持するカプセル支持部と、
前記アームの基端側の軸支点を中心として該アームを回動させる第1の駆動手段と、
前記カプセル支持部に支持された前記カプセルを前記左右仮想軸の周りに回動させる第2の駆動手段と、
前記カプセルをその前後仮想軸の周りに回動させる第3の駆動手段と、
前記アームを開閉させ、前記第1の駆動手段と共同で前記カプセルを斜めに前後移動させる第4の駆動手段
とを具備してなることを特徴とする水中脱出訓練装置。 - 第3の駆動手段はカプセル支持部の上端に設けられてなり、伝達機構を介してカプセルをその前後仮想軸の周りに回動させるよう構成してなることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の水中脱出訓練装置。
- アームには索を介して錘が連結されてなり、前記アームの回動に伴って前記錘が上下動するよう構成してなることを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかの水中脱出訓練装置。
- アームの回動軸を中心とした所定半径の円弧状ガイド部材がアームに設けられてなり、索の張力が前記ガイド部材の円弧上の点に作用するよう索を配設してなることを特徴とする請求項5に記載の水中脱出訓練装置。
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JP10842595A JP3743527B2 (ja) | 1995-05-02 | 1995-05-02 | 水中脱出訓練装置 |
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Cited By (1)
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