多功能空投式山林应急救援包装设计_王嘉昕.pdf

2023 年 1 月总第 348 期多功能空投式山林应急救援包装设计基金项目 东北林业大学大学生创新项目（202210225057）收稿日期：20220424；修回日期：20220601作者简介：王嘉昕（2001），女，山西朔州人，在读本科，主要从事包装结构设计研究，E-mail：。通信作者：徐淑艳（1976），女，辽宁朝阳人，博士，副教授，主要从事包装材料研究，E-mail：。王嘉昕，魏媛杰，路博林，任盈璎，张艺凡，徐淑艳摘要：救援包装是应对灾害和事故必不可少的措施之一，现有应急救援包装结构单一，对应用领域针对性较小。为提高救援效率，减少事故对人员造成的伤害，本文对现有空投式包装的结构进行改进，设计一种针对山林应急救援用的多功能空投式救援包装。该包装具有定位、温控等多种功能，可有效保护应急救援物资，满足山林应急的需求，具有广泛的应用前景。关键词：山林应急救援；空投式包装；多功能中图分类号：TB489文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2023.01.101（东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040）文章编号：1674-9146（2023）0110103我国是火灾、水灾、雪灾、地震等灾害事故频发的国家，随着经济持续发展以及工业化、城市化进程不断加快，各类突发灾害急剧增加，事故风险随之加大，呈现出多样性、复杂性等特点，造成了国民生命财产严重损失1。引发不良社会影响甚至威胁社会安全、稳定。因此，探索减少事故损失、挽救人民生命财产安全的途径，实施科学有效的应急救援已成为当今社会的重要课题。应急救援一般是指针对突发、具有破坏力的紧急事件采取预防、预备、响应和恢复的活动与计划。灾害事故中，山林灾害可以分为自然灾害与人为事故灾害，其中自然灾害包括森林火灾、泥石流、山洪、落石等；人为事故灾害包括坠崖、失温、迷路、溺水、猝死及其他未知事故。因此，山林应急救援呈现出多样性、复杂性等特点。在此类情况下，受到山林的地理条件限制，物资运输过程较为冗杂。空降空投方式因其方便快捷的特点得到了快速发展和广泛应用，而空投对物资种类、包装要求较高2-3。首先，应急工作现场的应急救援包装拆装后，不具有二次利用的价值。其次，由于救援现场人力物力条件有限，无法对包装进行有效的回收处理，部分包装材料处理不当，可能对当地的生态环境造成破坏4，不利于当地经济和生态的可持续发展。应急救援装备作为应急救援行动的重要物质基础，要求种类齐全、数量充足、功能稳定、性能可靠和机动灵活性强。随着我国对突发灾害应急救援工作越来越重视，应急救援装备也得到了逐步发展，但总体而言，国内应急救援装备与国外发达国家相比，在功能、技术水平等方面还存在较大差距，主要存在研发能力弱、集成化程度低、机动灵活性差、专用设备不足等问题。本文设计的多功能空投式山林应急救援包装，结合现有的应急救援包装与空投式包装，加以结构设计与改造，既考虑到空投过程中对包装的性能要求，又有效保护应急救援物资；同时对包装内部进行最大利用率设计，实现应急救援包装二次利用；降低救援成本，提高救援效率，减少人员伤亡。1应急救援包装的主要设计思路1.1设计目的本文主要针对山林应急救援场合，设计特定应急救援包装。1.2包装材料选择包装内部，主要选取防水、耐磨的材料；包装外部，主要选取耐高温、耐磨、质轻、易清洗消毒的硬质材料。1.3包装结构设计包装箱总体，呈长方体结构，顶角倒圆角，减小落地碰撞。包装箱上盖，拟设计为卡扣式，通过卡扣安装，实现包装密闭封口。包装箱上盖，留有注水口、喷淋头安装口和出*技 术 创新Technological Innovation-101-SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITYNo.1 Jan.2023，Total No.348水口。当包装箱落地后，可进行二次利用，通过注水、喷淋头、输水软管等的安装，将包装箱改装为救援水箱，实现二次利用。包装箱内部，设计有缓冲腔，缓冲腔内安装有减震弹簧，当包装箱受到颠簸或冲击时，减震弹簧会受压发生形变，从而对箱体进行缓冲。包装箱内部，设计有可拆卸温控区，温控区内搭载温度显示及记录装置。包装箱底部，对应上盖卡口位置，设计有对称的卡扣，当包装箱落地后，上盖和底部的卡扣用于固定绳索，便于救援人员拖动、背运救援物资。包装箱底部，设计有可拆卸模块，主要用于存放绳索，此处包装材料可选择荧光涂层，或搭载简易触控鸣笛、无毒烟雾触发装置，用于落地后包装箱的位置显示（见图 1、图 2）。图 1包装箱整体结构示意图图 2缓冲腔示意图2应急救援包装的功能2.1可空投，密封防水，抗震抗摔在现有包装的基础上，充分利用现代科技模拟各种极端运输条件下的包装需求场景，对包装材料、包装规格、包装性能等进行模拟实验，合理分析参数，同时考虑到运输过程中的摇动、颠簸、跌落等容易造成内容物破坏的因素，采取适当措施加强包装强度，保证对应急救援物资的保护。2.2便于储运应急救援包装既适应机械化装卸和运输，又适应在特殊条件下机械没有办法到达时，人力装卸和运输。2.3位置显示包装可根据不同应用场景，简单选择安装无毒烟雾触发装置及荧光涂层的方式，实现应急救援包装位置显示，帮助救援人员快速定位物资的位置，提高救援效率。2.4温控装置包装内部，通过搭载简易的温控装置，实现对特殊物资的储运温度需求。2.5易辨识根据不同定位方式，是否搭载保温层等功能特性，可将应急救援包装分为不同的场景、编号、颜色及功能进行储存、运输、分发、使用和补充，以利于救援人员在救援现场快速识别并找到所需物资，以及通过阐述包装的编号及颜色，明确补充物资的种类及数目，节省救援时间、人力及物力。2.6易清洗消毒考虑到部分包装在突发公共卫生事件发生现场主要承载开展工作所需要的试剂、药剂及医疗废物收集装置等，在包装材料的选择及结构设计中，此类包装可达到易清洗消毒等条件，防止对环境二次污染。2.7适用场景广泛一般场景下，该应急救援包装可作为物资储备载体，实现包装的基本性能。当发生重大突发事件时，可作为空投式包装，应用于应急救援场合，箱体落地后，箱体可以作为可移动便携储物箱，也可以作为可移动简易工作台；内层保温层，或温控装置，可应用于应急救援药品储存等特殊场合。极大地丰富了应急救援包装的适用范围，既实现了物资循环利用，又降低了救援成本。表 1 为应急救援包装性能的总结，并对改进前后的物资包装性能进行了对比。加气口减震弹簧固定块缓冲口内箱体下箱体气囊表 1救援物资包装性能技术 创 新Technological Innovation类别保护性便携性附加功能制作成本改进前救援物资的包装易潮、遇火易燃、受到冲击易破损、无法有效保障内容物的功能完整性不易整体携带，影响队伍救援工作无包装材料有木材、纸、胶合板、金属、塑料等，不易回收，包装容量小，成本高改进后救援物资的包装防水、耐高温、缓冲性能极好、耐磨耐摔包装设计有卡扣，附有绳索，便于搬运、移动可二次利用、可实现定位使用特殊的复合材料进行包装，易回收，可重新组装使用。合理分配包装空间，减少包装材料的使用，成本低-102-2023 年 1 月总第 348 期3应急救援包装实现的可行性3.1保护性能技术分析本设计主要针对山林救援空投式包装展开设计，既考虑到航空运输对包装件的详细要求，又考虑到空投过程、落地时由于山林地势复杂对包装带来的巨大冲击。合理设计包装结构，充分利用现代科技模拟各种极端条件下的应用场景，对包装材料、包装规格、包装性能等进行模拟实验，合理分析参数，采取增加缓冲腔等适当措施加强包装强度，保证对应急救援物资的保护。3.2位置显示技术分析本设计考虑到山林救援现场环境的特殊性，在包装外部设计有位置显示装置。在救援物资落地后，便于救援现场尽快发现救援物资，大大提高了救援效率。3.3储运技术分析本设计采用长方体为包装箱整体结构。一般场景下，可作为物资储备载体，实现包装的基本性能。同时，在包装上盖设计有把手，包装两侧设计有可用于固定绳索的卡扣，有利于救援人员在复杂地形中搬运救援物资。3.4易辨识性分析针对不同类型的物资包装进行外表的不同处理，将救援物资分为食品、药品、工具三大类别，分别采用 3 种颜色进行上色用以区分。如果需要对三大类别进行细分，在上色基础上采用数字贴纸进行分类。如食物采用黄色染色，贴纸“一”“二”分别代表饮品、食物。通过提供包装技术时的使用培训以及配套使用说明可以在救援人员进行物资分类发送时发挥关键作用。4产品优势本设计优化了物资的防火、防水、防摔功能，有效降低了救援物资在装填、运输、投放过程中的破损率，避免其丧失原有的功能。落地后通过包装外附的荧光物质、有色烟雾包（特殊物资可采用支持局域网的特殊包装投放）显示其位置，大大降低了物资的丢损率。一方面使得包装材料得到充分利用，另一方面可适当减少救援人员工具的携带量，减轻救援人员的负重，提高救援工作效率。合理的包装结构也使得物资便于多种场景下的搬运、携带。与现有应急救援包装相比，本设计具有以下设计优势和特色。1）包装可满足空投式包装性能需求，有利于及时有效地响应重大突发事件。2）包装可满足极端条件下对物资的有效保护，有利于节约救援成本。3）包装可满足机械化装卸和运输，同时适应人力装卸和运输，提高运输效率。4）包装可满足落地后位置显示，帮助救援人员快速准确找到救援物资。5）包装可满足温控需求，为药品等特殊物资提供储运条件。6）包装可满足高辨识性，可精准分类，及时补充救援物资，节省人力物力。7）包装可满足清洗消毒条件，防止对环境二次污染，有效保护现场救援人员。5结束语加强应急救援工作不仅是处理重大灾害事故和应对重大突发事件的迫切需要，而且是保障和改善民生、维护社会稳定的举措。应急救援包装的改进，能推动应急救援体系的发展。本文设计定位为应用于山林应急救援场合，并结合应急救援包装与空投式包装的特点，打破传统包装使用上的局限性，实现包装的多种附加性能。根据应用场景及应用条件，结合现场救援需求，可实现温控、实时显示位置、防水、零部件重组等不同要求，涉及医疗服务、交通物流、生态环保等领域。这款包装具有可空投、可二次利用、多功能集合一体等特点，多方面解决现有应急救援包装在使用过程中暴露的问题，在很大程度上弥补了现在市场上普通应急救援包装的不足和缺陷。在实际应用中，对物资的有效包装，不仅能节约救援成本，还能在一定程度上节约救援时间，提高救援效率，提升应急救援能力，保障应急救援工作的高效开展，具有一定的市场发展前景和社会意义。参考文献：1王玉鑫,姜旭,李晓海,等.应急救援用无伞空投包装通用技术条件标准研究J.机电产品开发与创新,2020,33(4):34-36.2赵西友,王宏,许涛,等.无伞空投缓冲包装材料及技术研究J.包装工程,2016,37(3):54-57+84.3周德志,黄军.整体包装技术在军事物流及应急物流领域应用前途广阔N.中国包装报,2010-01-15(1).4邓瑛,宁芳,松凯,等.试论卫生应急物资包装J.首都公共卫生,2010,4(3):133-136.（责任编辑王璐）（英文部分下转第 106 页）技 术 创新Technological Innovation-103-SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITYNo.1 Jan.2023，Total No.348Design of Multi-functional Airdrop Type Mountain Forest Emergency RescuePackagingWANG Jia-xin,WEI Yuan-jie,LU Bo-lin,REN Ying-ying,ZHANG Yi-fan,XU Shu-yan(Northeast Forestry University,Harbin 150040 China)Abstract：Rescue packaging is one of the indispensable measures to deal with disasters and accidents,and the existin