Страховка в горах

страховку.

Как осуществляется динамическая страховка? Один из принципов динамической

страховки, сформулированный еще в 30—40 годах, гласит — «the rope mast run»

(веревка должна бежать).

Динамическая страховка подразделяется на мягкую и жесткую. При этом веревка

протравливается с определенным усилием через тормозное устройство. Мягкая

динамическая страховка — при усилии протравливания 200 кг, жесткая —

400 кг и выше. В первом случае рывок на сорвавшегося будет равен 300 кг,

во втором — 600 кг. Соответственно нагрузки на верхний крюк 500 кг в первом

случае и 1000 кг — во втором. Протравливать веревку легче всего через

тормозные устройства.

Зависимость усилия протравливания для разных тормозных устройств

|устройство |усилие захвата руками |усилие захвата руками |

| |25 кг |50 кг |

|восьмерка |200 кг |300 кг |

|шайба Штихта с одним |200 кг |250 кг |

|карабином | | |

|шайба Штихта с |300 кг |400 кг |

|двумякарабинами | | |

|Grigri (Petzl) |700 кг |- |

| |

Сколько необходимо протравливать? Соотношение такое. Во сколько раз усилие

протравливания больше веса человека, во столько же раз длина протравливания

меньше глубины падения. Если человек весом 100 кг (вместе с одеждой

и снаряжением) упал на глубину 10 м (5 м до последней точке, и столько же

ниже), усилие протравливания 400 кг (усилие протравливания больше веса

с в 4 раза), значит протравливать надо в 4 раза меньше — 2.5 м.

Соответственно если усилие протравливания 200 кг, то протравливать нужно

5 м. Усилия, возникающие в различных участках страховочной цепи

мы рассмотрим ниже.

Надо заметить, что с появлением современных веревок динамическая страховка

стала использоваться реже. На скалолазных стендах и анкерных маршрутах

ее уже не используют. Но в альпинизме ее надо уметь применять,

а в отдельных случаях ее применение обязательно (например — на снежном

склоне).

При динамической страховке нужно оставлять свободную веревку для

протравливания. При протравливании веревки нужно следить не за длиной,

а за величиной усилия протравливания. Запас свободной веревки для

протравливания должен быть в пределах 10—100% от выданной (в зависимости

от надежности точек страховки).

Страховка в горах

Срыв — описание процесса и возникающие при этом нагрузки

При срыве первого в связке он падает до точки страховки и далее на всю

длину свободной веревки. При этом его потенциальная энергия переходит

в кинетическую. Чем дальше он падает, тем более высокую скорость набирает.

Когда свободная веревка кончается, веревка начинает растягиваться

и поглощать кинетическую энергию человека. Сорвавшийся останавливается

в тот момент, когда веревка поглотит всю его кинетическую энергию. В этот

момент усилие в веревке достигаем максимума. Именно это усилие надо

рассматривать для оценки значения рывка и воздействия его на верхнюю точку

страховки и страхующего.

Кинетическая энергия гасится, также, трением в верхнем карабине и трением

в тормозном устройстве.

В приложении, приведенном в конце работы, мы сделаем вывод формул,

описывающей поведение альпинистской веревки при срыве первого в связке.

А сейчас рассмотрим — какие силы возникают в различных элементах

страховочной цепи при срыве ведущего.

На рисунке изображена верхняя точка страховки, на которой произошло

задержание сорвавшегося. Кинетическая энергия сорвавшегося альпиниста

поглощается упругим растяжением веревки. При этом на сорвавшегося действует

сила упругости F, эта же сила воздействует на карабин верхней точки

страховки в направлении срыва.

В карабине на веревку действует сила трения Fтрен, которая препятствует

движению веревки. Сила трения зависит от коэффициента трения и силы

давления веревки на карабин. В том же направлении, что и сила трения,

действует сила F1, которая удерживает сорвавшегося от дальнейшего падения.

Удержание падающего человека возможно лишь при условии, когда F=F1+Fтрен.

При этом веревка может двигаться в карабине с некоторой постоянной

скоростью (вариант протравливания), либо останавливаться до момента полной

остановки. Когда веревка останавливается, движение ее описывается

гармоническими затухающими колебаниями (их уравнение без учета эффекта

затухания приводится в приложении).

Сила трения, по оценкам фирм-производителей снаряжения, составляет около

34% от силы рывка F (т.е. это для условий новой веревки, нового карабина

и при отсутствии грязи, воды и прочих факторов, увеличивающих силу трения).

При этом сила F1 составляет 66% от силы F. Тогда на карабин будет

воздействовать сила N=F1+F=1.66F. При наличии грязи, влаги, дефектов

веревки или карабина сила трения может увеличиться, так что, реальная

нагрузка на карабин (а поэтому и на точку страховки) составляет: F < N <

1.66F.

Итак, при срыве действуют следующие силы:

1. F — сила, действующая на сорвавшегося. Не более 1200 кг для

динамической веревки.

2. N=F1+F — сила, действующая на точку страховки. Веревка проходит через

карабин, поворачиваясь в противоположном направлении. F < N < 1.66F.

Величина силы N — до 1800 кг.

3. F1 — сила, воздействующая на всю последующую страховочную цепь. При

этом часть ее — это сила трения в остальных карабинах, трение веревки

о выступы, скалы и т. п., трение в тормозном устройстве, через которое

осуществляется страховка, трение о руки страхующего. Остальная часть

силы F1, это сила упругости в веревке. Она равна и противоположна

силе, с которой веревка зажата и удерживается на страховочной базе —

Fбазы. 0 < F1 < 0.66F. Величина силы F1 — до 600 кг.

4. Fбазы — рывок на страховочной базе. Воспринимается или непосредственно

страхующим или самой базой. 0 < Fбазы < F1. Величина силы Fбазы

от 0 до 600 кг. При зависании на базе без промежуточных точек рывок

на базу будет в пределах 1200—1800 кг в зависимости от способа

страховки.

Нагрузки в веревке

На веревку может воздействовать статическое или динамическое воздействие.

Статическое воздействие — воздействие постоянной силы (например — груз,

подвешенный за веревку). При этом веревка растягивается и в ней возникает

сила упругости, равная и направленная противоположно приложенной силе. При

слабых воздействиях выполняется закон Гука — при этом сила упругости

пропорциональна величине деформации веревки (область 1). F=?·(L/Lo).

Коэффициент пропорциональности ? называют коэффициент жесткости веревки.

При некоторых усилиях зависимость силы от деформации становится нелинейной

(область 2). Наконец при увеличении силы наступает такое значение Fmax

(которому соответствует Lmax, когда наступает разрыв веревки.

Область пропорциональной зависимости силы от деформации характерна тем, что

при снятии внешней нагрузки веревка возвращается в точно такое же

состояние, в котором она находилась до нагрузки и ее свойства не меняются

(т.е. не меняется ее прочность, эластичные свойства и прочее). Веревка

может многократно использоваться в таком режиме.

Нагрузки, при которых зависимость силы от удлинения становятся нелинейными,

деформируют веревку таким образом, что при их снятии она не возвращается

в исходное состояние, при этом в ней возникают необратимые изменения

и ее свойства меняются (всегда в худшую сторону). Ее жесткость при этом

увеличивается, ухудшаются эластичные свойства. Эксплуатация веревки при

таких условиях приводят к преждевременному износу.

Критерием качества динамической веревки является тест UIAA. Современные

динамические веревки могут выдерживать 8—20 подобных рывков. Можно сказать,

что для таких веревок подобный рывок находится в области пропорциональной

зависимости силы от удлинения (конечно, в пределах того количества таких

рывков, которое указано фирмой-изготовителем).

Динамическое воздействие — воздействие силы, меняющейся во времени, или

воздействие движущегося предмета (груза). Например — человек, падающий под

действием силы тяжести. При этом он движется с ускорением g=9.8 м/сек2

и скорость его увеличивается пропорционально времени падения. Когда говорят

что, зависая на веревке человек, испытывает на себе рывок, это означает,

что вся кинетическая энергия человека переходит в энергию деформации

веревки и на человека действует сила упругости со стороны веревки.

В приложении сделан расчет величины рывка, получено следующее выражение:

[pic][pic]

Величина рывка — максимальное значение силы упругости. Сила упругости при

срыве меняется по косинусоиде (это видно из приведенного ниже уравнения,

которое также получено в приложении).

Сейчас же мы проанализируем эти формулы.

При хождении в горах никто, конечно, не вычисляет, какой рывок произойдет

при срыве человека. Но для правильной оценки ситуации нужно качественно

ориентироваться в ситуации и представлять от чего может зависеть величина

этого рывка, когда она больше и когда меньше.

Статическая страховка без учета трения Рассмотрим случай, при котором

мы осуществляем статическую страховку и не учитываем трение в верхнем

карабине (как если бы мы надели на карабин ролик).

[pic], где K=(H+L)/Lo — фактор рывка.

При этом из формулы видно, что величина рывка зависит только от свойств

веревки ? — коэффициент жесткости веревки, от веса человека P и фактора

рывка К. От того, на сколько метров человек вышел над точкой страховки,

сколько точек сделал, от длины веревки и прочего рывок не зависит. Фактор

рывка — это отношение глубины падения к общей длине выданной веревки. При

этом сами значения глубины падения или длины веревки не влияют на рывок

(то есть если глубина падения и длина веревки равны 3 метрам или они равны

30 метрам — рывок будет одинаковым). Ничего удивительного в этом нет.

Действительно, при большей глубине падения в гашении рывка участвует

большее количество веревки, при этом рывок оказывается одинаковым.

Величина рывка пропорциональна величинам [pic][pic][pic]. Например, если

фактор рывка увеличился в 2 раза, то рывок увеличился в 1.4 раза

(квадратный корень из 2).

Анологично — с весом.

Минимальное значение рывка в 2 раза превышает вес ( т.е. 160 кг при весе

человека 80 кг). Возникает в том случае, когда просто нагружается веревка и

при этом отсутствует свободная веревка. При этом К=0 — нет свободного

падения вообще, веревка начинает нагружаться сразу.

Максимальное значение фактора рывка в обычно равен К=2. Такой рывок

соответствует случаю, когда первый в связке не сделал ни одной точки. При

этом он падает до страхующего и еще столько же вниз.

К>2 могут возникнуть только в том случае, если страхующий после срыва

первого успеет выбрать веревку. По этой причине (а также из соображений

возможности потерять страховку) выбирать веревку после срыва ведущего

категорически запрещается.

Влияние трения в верхней точке на величину рывка Рассмотрим влияние трения

о карабин верхней точки, на которой происходит зависание сорвавшегося.

Здесь f — коэффициент трения веревки в карабине. При очень большом трении

(например, веревка застряла в карабине) ситуация эквивалентна случаю, когда

рывок с фактором К=2 приходится на верхний карабин. Действительно, при этом

f=1; (Lo-L1)/Lo=H/Lo=K/2; имея это в виду, выражение в скобках, указанное

ниже, в которое входит f, обращается в величину K/2. Это эквивалентно

ситуации, когда К=2 и нет трения.

Данное выражение в уравнении отвечает за влияние сил трения в верхней точке

на величину рывка. Проанализируем его. Выражение L1/Lo может принимать

значения от 0 до 1. В обычной ситуации L1/Lo=(1-К/2).

Графики зависимости F(f) и F(L1/Lo) — практически линейные. (Линейность

графиков означает, что во сколько раз увеличилось трение или отношение

L1/Lo, во столько раз и возрастет величина рывка). Графики приведены ниже.

Имеется особенность, когда f и L1/Lo близки к 1.

Это видно на графиках. При этом величина рывка резко возрастает. Это

соответствует ситуации, если при падении первого в связке резко выбрать всю

веревку и трение через карабин будет высокое. При этом нагрузка придется

на верхнюю точку, а на амортизацию рывка веревки, при этом, не окажется.

Графики приведены для веса 80 кг и веревке, которая при стандартном рывке

UIAA имеет значение рывка 1200 кг. Такая ситуация на самом деле может

присутствовать на практике и это надо иметь в виду. Например, если при

одновременном движении связки происходит срыв нижнего, он может сорвать

верхнего.

При одновременном падении их веревка будет двигаться в верхнем карабине.

При этом первого в связке как бы затягивает в верхнюю точку и когда веревка

начнет гасить его энергию падения, ее почти не останется для этой цели,

рывок будет очень жестким. При таком рывке фактор рывка может оказаться

гораздо выше, чем 2.

Влияние протравливания веревки на величину рывка Рассмотрим влияние

протравливания веревки. При этом будем различать собственно протравливание,

которое входит в понятие динамической страховки, и трение, которое

возникает при движении веревки между базой и верхним карабином за счет

продвижения веревки через карабины и за счет трения о неровности рельефа.

В уравнение величины рывка входит следующее выражение: [pic]

При этом участвуют две относительные величины — отношение усилия

протравливания к весу человека и отношение длины протравливания к длине

веревки. Как можно учитывать протравливание реально во время страховки?

Для этого выясним — как погасить рывок только протравливанием?

. Усилие протравливания

o Если усилие протравливания равно весу человека, в этом случае

длина протравливания будет равна глубине падения человека.

o Если усилие протравливания больше веса человека в N раз, значит

длина протравливания будет в N раз меньше, чем глубина падения.

При гашении рывка только за счет протравливания сила рывка

на веревку будет постоянной в течение всего периода

протравливания. Этим данный прием является очень удобным

и универсальным. Используя этот прием можно ходить на любой

веревке (в том числе и не имеющей сертификат UIAA, даже

на пеньковой веревке). Его недостаток — в сложности исполнения.

. Трение веревки о промежуточные карабины и о рельеф

Этот фактор можно установить только приблизительно. Чем первому

труднее выбирать веревку, тем больше такое трение. Чем больше

перегибов делает веревка в карабинах, тем трение также больше. При

работе в связках стараются это трение уменьшить, так как оно мешает

передвижению. При этом используют оттяжки, двойную веревку и ряд

других приемов. При большой величине трения рывок на верхний крюк

может оказаться очень жестким (в худшем случае будет жесткий рывок

с фактором рывка К=2). Итак, трение веревки действует как тормозное

устройство с некоторой силой протравливания.

Динамическая страховка

Динамическая страховка — довольно сложный технический прием, который

позволяет при срыве партнера уменьшить рывок на веревку и на все остальные

звенья страховочной цепи и обезопасить последствия падения. При этом

страхующий зажимает веревку не жестко, а так, чтобы она при рывке

протравилась на некоторую длину. Можно контролировать либо усилие,

с которым страхующий зажимает веревку, либо длину протравливания.

Проще контролировать усилие протравливания. Длина протравливания будет

такая, которая соответствует данному усилию. Так как в реальных условиях

присутствуют трение веревки о карабины и о рельеф, они действуют

действовать одновременно с действиями страхующего. Надо оценить насколько

критично падение партнера на большую глубину падения (нет ли там полочек,

выступов, о которые ваш партнер может удариться), а также длину свободной

веревки. Если условия позволяют — постараться протравить веревку

на достаточное расстояние. В первый момент рывка не следует зажимать

веревку сильно (вдруг трение о промежуточные карабины и выступы будет

велико). Затем надо плавно увеличить усилие на вашем тормозном устройстве.

Если длина протравливания получается слишком большой — нужно увеличить

силу. Если вы все делаете правильно, рывок будет почти незаметен для

партнера и вы снизите риск вырыва верхней точки страховки. Во время

страховки рекомендуется пользоваться тормозным устройством.

Распространенными тормозными устройствами являются «восьмерка», «букашка»

и «шайба Штихта».

На базе

На базе страхующий делает страховку первому в связке. База должна выдержать

рывок как вниз (если ни одной точки сделать первому не удастся или они все

повылетают), так и вверх. Рывок за базу может быть как очень жестким, так

и слабым. Важно, чтобы на базу не пришелся сильный рывок. Это может

привести к вырыву отдельных точек страховки и даже к разрушению самой базы

(и тогда все участники связки, скорее всего, погибнут, чего, естественно,

нельзя допускать).

Для базы делают обычно 2 точки страховки или более. Затем их блокируют

между собой.

На последней промежуточной точке

На верхней промежуточной точке страховки происходит задержание

сорвавшегося. Этот процесс мы уже рассматривали выше. Если бы трения

в карабине не было, то на верхнюю точку действовала бы сила, в 2 раза

превышающая рывок на веревку. За счет силы трения на карабин будет

воздействовать сила N=F1+F=1.66F. При наличии грязи, влаги, дефектов

веревки или карабина сила трения может увеличиться, так что реальная

нагрузка на карабин (а поэтому и на точку страховки) составляет: F < N <

1.66F. Примерно можно считать, что нагрузка за верхнюю точку в полтора раза

больше рывка в веревке. Если точка вылетела, то аналогичный процесс будет

происходить на следующей точке. При этом часть энергии может погаситься,

а может и не погаситься (смотря как была вырвана точка страховки). Если

не выдержала следующая, падение будет происходить дальше… При прохождении

веревки надо делать как минимум 2—3 абсолютно надежные промежуточные точки

страховки. Надежную точку страховки надо также делать перед сложным местом,

а также после него (потому что на самом сложном месте хорошую точку

страховки можно просто не успеть сделать).

В других промежуточных точках

При срыве вся основная нагрузка приходится на верхнюю (последнюю) точку

страховки. В это время на другие промежуточные точки действует небольшой

рывок в направлении, перпендикулярном склону. При страховке за анкера или

крючья этот момент даже можно не рассматривать, чего не скажешь для случая,

когда применяют закладки. Закладки характерны тем, что они могут держать

рывок только в вполне определенном направлении, которое, обычно, совпадает

с направлением возможного срыва. В поперечном же направлении закладки часто

не работают. Более того, часть закладок может просто вылететь при

вытаскивании веревки вверх при движении первого. А это означает, что при

вырыве верхней точки падать придется далеко… Как можно обезопасить данную

ситуацию?

. Подбить закладку молотком (непопулярная мера, портит саму закладку,

ее после этого, как правило, трудно вытащить, но зато очень

эффективная). Использовать только в крайнем случае.

. Сильно дернуть за закладку после того, как она уже установлена (этим

она заклинивается в трещине и не выскакивает при боковых нагрузках).

Самый распространенный прием.

. Повесить на закладку дополнительную оттяжку или карабин. В комбинации

с вышеназванным широко применяется, но приводит к дополнительному

расходу снаряжения.

. Поставить еще одну закладку, которая действует в противоположном

направлении. Эти точки блокируют и используют вместе. При этом

повышается надежность. Недостатки — дополнительный расход снаряжения

и времени на установку точки.

Воздействие на сорвавшегося

На сорвавшегося действует тот же рывок, который возникает в веревке.

Некоторую амортизацию обеспечивает подвесная система и костно-мышечная

система (это существенно, когда глубина падения невелика). Кроме фактора

рывка существенным является то, не ударится ли упавший человек о выступы

до того, как будет задержан веревкой. Большое значение имеет качество

подвесной системы. Для скалолазания в последнее время используют нижнюю

подвесную систему — беседку. Она делается таким образом, чтобы равномерно

распределять нагрузку. При этом большая часть нагрузки распределяют

на верхнюю часть бедер. По нормативам UIAA система должна выдерживать рывок

не менее 1500 кг (при этом на каждую ногу приходится 750 кг). Считается,

что кратковременное воздействие рывка 1200 кг не причиняет существенного

вреда для человека (отсюда и норматив UIAA на веревку — не более 1200 кг)

Для альпинизма применяют в основном комбинированные системы из беседки

и обвязки. Это связано с тем, что падение альпиниста может происходить

в более сложных условиях и с большими факторами рывка. Если падение

альпиниста не вовремя стабилизируется, рывок может произойти в направлении,

перпендикулярном телу (если он будет только в беседке). При этом возможны

травмы позвоночника, вплоть до его перелома. Кроме того, альпинист может

нести с собой рюкзак. В этом случае воздействие на позвоночник может стать

еще более непредсказуемым. Применение обвязки стабилизирует падение тела.

Точка приложения рывка находится при этом гораздо дальше от центра тяжести

и риск получить травму позвоночника гораздо ниже. Но при этом возникает

новая опасность — получить травмы (переломы) ребер. Поэтому обвязка должна

быть тщательно отрегулирована. При срыве нагрузка должна приходиться

частично на обвязку, но в основном на беседку.

Еще раз подчеркнем, что первый должен ввязываться в веревку с помощью узла,

а не пристегиваться карабином.

Альпинистская веревка

Как выбрать альпинистскую веревку? Каким критериям она должна

удовлетворять?

Выбор

Веревка в целом подразделяется на динамическую, статическую

и вспомогательную. Динамические веревки применяют для страховки на маршруте

при хождении с нижней страховкой. Статическая применяется для перил, при

спасработах и в промышленном альпинизме. Вспомогательная веревка

применяется для различных других целей, где возможные нагрузки значительно

ниже по своей величине, чем в перечисленных выше случаях.

Подробнее остановимся на динамических веревках. В настоящее время применяют

одинарную веревку, полуверевки (ее еще называют двойной веревкой) и двойную

веревку (иначе — цвилинговая).

|[pic] |Одинарная веревка — больше всего подходит для спортивных |

| |восхождений и восхождений по несложным «традиционным» |

| |маршрутам (где маршрут и работа с веревкой не очень сложные).|

|[pic] |Полуверевка — больше всего подходит для более сложной работы |

| |с веревкой, либо когда за счет меньшей силы рывка |

| |на разделенные веревки увеличивается безопасность при срыве, |

| |либо в случае необходимости организовывать спуск дюльфером. |

|[pic] |Двойная веревка — будет лучше всего для горных маршрутов (она|

| |намного легче двух полуверевок). |

Как выбрать веревку при ее покупке — вопрос не очень простой. Всегда, когда

выбор достаточно широк, сделать его сложно. Легче работать с одинарной

веревкой. Как правило, ею пользуются более часто, чем другими типами

веревок. Она же универсальнее и немного дешевле, чем цвилинговая или

2 полуверевки. На взгляд автора одинарная веревка более устойчива с точки

зрения подверженности механическим повреждениям. Однако преимущества

в использовании двойных веревок достаточно существенны и выбор, чаще всего,

основывается на личных пристрастиях и привычках. С точки зрения

безопасности в использовании разных типов веревок — можно считать, что они

одинаково безопасны.

Свойства и технические характеристики современных веревок

Для веревок разработаны требования UIAA и европейские требования. Если

веревка удовлетворяет им, то ее применение в альпинизме возможно. Веревка

бывает динамическая и статическая. Динамическая веревка применяется для

страховки первого на маршруте (для нижней страховки). Статическая веревка

не применяется для нижней страховки и используется для организации перил,

в спасработах или промышленном альпинизме. На статическую веревку также

есть европейские нормы. Основное отличие их от динамических — статическая

веревка на должна сильно растягиваться (не более 5% при грузе 150 кг).

Требования UIAA и EN892 для динамической веревки

. Сила рывка должна быть не более 12 kN при факторе рывка 2 с весом

80 кг. (55 кг для полуверевки или двойной веревки).

. Веревка должна выдерживать не менее 5 рывков с фактором рывка

2 и весом, указанным выше.

. Удлинение под грузом — не должно быть более 8% под грузом 80 кг (для

полуверевки — удлинение не более 10% под грузом 80 кг).

. Гибкость при завязывании узлов — проверяется измерением диаметра

веревки внутри узла при нагрузке 10 кг.

. Смещение оплетки веревки относительно сердцевины — 2 м. веревки

протягивают через специальное устройство 5 раз. Смещение оплетки

веревки должна быть меньше 40 мм.

Маркировка должна указывать тип веревки (одинарная, полуверевка или

двойная), изготовителя и CE-сертификат.

Требования prEN 1891 для статических веревок

. Сила рывка должна быть меньше 6 kN при факторе рывка 0.3 и весе

100 кг.

. Должна выдержать как минимум 5 рывков с фактором падения 1 и весом

100 кг, с узлом «восьмеркой».

. Удлинение, возникающее от грузов от 50 до 150 кг, не должно превышать

5%.

. Гибкость при завязывании узлов — как указано выше. Коэффициент

гибкости (фактор K=диаметр веревки/диаметр веревки внутри узла) —

должен быть не более 1,2.

. Смещение оплетки веревки относительно сердцевины — 2 м. веревки

протягивают через специальное устройство 5 раз. Смещение оплетки

веревки должна быть не более 15 мм.

. Вес оплетки веревки должен быть не больше определенной доли от общей

массы веревки.

. Статическое усилие на разрыв — веревка должна выдерживать не менее

22 kN (для веревок диаметром 10 мм и более) или 18 kN (для

9 мм веревок), с узлом «восьмерка» — 15 kN.

. Маркировка — на концах веревки указывается тип веревки (A или B),

диаметр, изготовитель и EN, которому веревка соответствует. Полоса

в центре должна показывать тип веревки (А или В), модель,

изготовителя, номер и год изготовления.

Приведем нормы UIAA для другого снаряжения, применяемого в альпинизме:

. Анкера, крючья, закладки (anchors): 25 kN

. Карабины, вдоль продольной оси (carabiner): 20 kN

. Карабины, вдоль поперечной оси (carabiner): 4 kN

. Страховочные петли (sling): 22 kN

. Система (harness): 15 kN

. Прочность ручки ледоруба 12 kN

Альпинистское снаряжение постоянно меняется по своим качествам. Применяются

все более новые, дорогостоящие материалы. Приведем для примера

характеристики современных веревок фирмы Beal, которая является одним

из лидеров по производству альпинистских веревок. Ниже приведены свойства

вспомогательных веревок и стропы, из которой изготавливают оттяжки

на карабины и подвесные системы. Все веревки Beal имеют увеличенную

долговечность вследствие развития достижений новых технологий.

Характеристики веревок фирмы Beal

|диаметр и тип веревки|сила рывка |количество рывков |вес одного метра|

|вес груза |80 кг |55 кг |80 кг |55 кг | |

|Apollo 11 мм |720 DaN|- |16 |- |78 г |

|Top Gun 10.5 мм |680 DaN|- |12 |- |69 г |

|Booster 9.7 мм |680 DaN|- |7 |- |62 г |

|Wall Master II 10.5 |680 DaN|- |7 |- |68 г |

|мм | | | | | |

|Verdon II 9 мм |- |490 DaN|- |18 |49 г |

|Cobra II 8.6 мм |- |490 DaN|- |17 |48 г |

|Legend II 8.3 мм |- |490 DaN|- |10 |45 г |

|Tandem 7.9 мм |720 DaN|- |14 |- |41 г |

| | | |двойная | | |

| |двойная| | | | |

| |

Сравнительная таблица значений величины рывка веревок Beal

|диаметр и тип веревки |сила |количество |фактор рывка 2 |

| |рывка |рывков | |

|одинарная |Apollo 11 мм|720 DaN |16 |одинарная веревка: |

|веревка | | | |80 кг тестовая масса |

| |Top Gun 10.5|680 DaN |12 | |

| |мм | | | |

| |Booster 9.7 |680 DaN |7 | |

| |мм | | | |

| |Wall Master |680 DaN |7 | |

| |II 10.5 мм | | | |

| |норма UIAA |Тчел, или Твер/Тчел>1 (в этом случае тело

человека примет вертикальное положение раньше, чем когда величина рывка

примет максимальное значение). При этом: [pic], подставим сюда выражения

для F, получим: [pic], после сокращений получим выражение: [pic]

Итак, для случая беседки имеем: если при рывке растяжение веревки равно

росту человека, его тело успеет принять вертикальное положение, если

в момент начала растяжения веревки первоначальное положение не было

вертикальным (например — горизонтальное).

Широкое распространение использования беседок за рубежом, таким образом,

связано с тем, что люди стали ходить на мягких веревках и рывки на таких

веревках такие, что позволяют использовать беседку без грудной обвязки.

Выводы и рекомендации

При использовании и выборе методов страховки необходимо учитывать

конкретную специфику маршрута, снаряжения, группы, знать и уметь

на практике использовать все возможные техники. Для начинающих альпинистов

желательно выработать четкие правила и действовать по ним. При прохождении

сложных маршрутов применимость жестких правил условна и приходится

использовать весь набор технических приемов. Есть, конечно, достаточно

общий набор правил, которые применимы достаточно широко. Попытаемся

некоторые из них здесь привести.

. Безопасность — основной критерий при оценке ситуации.

. Срыв на реальном маршруте — всегда Ч.П. Срывов нельзя допускать

(по крайней мере, всячески их избегать). Если техника лазания

не позволяет безопасно без срыва преодолеть рельеф — используйте ИТО

. Если начал идти на ИТО, то перейти с ИТО на свободное лазание

психологически тяжело.

. Заранее делайте хорошие точки страховки перед сложными местами.

. Хорошая надежная база — гарантия безопасности.

. Верхняя точка — самое слабое место в страховочной цепи, старайтесь

делать точки страховки качественнее.

. Используйте качественное альпинистское снаряжение (здоровье будет

лучше).

. Меньше рывок — меньше проблем.

. Маршрут старайтесь проходить быстрее.

. При хождении с одновременной страховкой самое опасное — неожиданный

срыв нижнего.

. Если вы собираетесь протравливать — подготовьтесь к этому заранее

и оставьте свободную веревку для протравливания.

. Срыв очень редко бывает неожиданным, обычно ситуация назревает.

Старайтесь заранее оценить ситуацию и подготовиться к срыву напарника

заранее — до подачи команды об этом и до самого срыва.

. Не кладите точки долго, старайтесь заранее найти подходящее место для

точки. Если есть возможность быстро по ходу сделать точку — лучше

ее сделать.

. После хорошей точки можно сделать одну-две плохих. После плохой точки

старайтесь найти место для хорошей точки.

. Всегда имейте на группу молоток с крючьями (хотя бы 3—5 штук).

. Не мешайте работать первому. Если его действия вам сильно

не нравятся — лучше все высказать ему на базе и заменить, показав

собственным примером как работать лучше.

. В любой ситуации старайтесь предполагать худшее, а надеяться

на лучшее.

. Исходите не из того, что могло бы быть, а из того, какая ситуация

сложилась.

. Знакомый путь — всегда короче.

. Страх — совершенно необходимая вещь в горах. Это не недостаток,

а защитный механизм. Но им, конечно, нужно уметь управлять.

Приложение. Математическая модель: веревка и нагрузки, возникающие в ней

при срыве

Приведем вывод формулы, описывающей поведение альпинистской веревки при

срыве первого в связке.

П=P·(H+L+?L) — потенциальная энергия человека

P — вес человека (P=mg)

H — превышение человека над последней точкой страховки

L — длина свободной веревки

?L — длина, на которую веревка максимально растянулась

Аторм=Fторм·?s — работа сил трения в тормозном устройстве

Fторм — сила трения веревки в тормозном устройстве

?s — длина протравливания веревки

Учтем силы трения в карабине:

F1=F-Fтрен

Fтрен=f·N=f·(F+F1)=f·(2F-Fтрен)

Fтрен=(2f/(1+f))·F, где f — коэффициэнт трения

N=2F-Fтрен=(2f/(1+f))·F

Атрен=(1/2)·Fтрен·?L' — работа сил трения в карабине (сила трения меняется

линейно, одновременно с силой F, от нуля до максимального значения Fтрен,

поэтому в формуле присутствует коэффициент 1/2).

?L=?L'+?L'' — растяжение веревки складывается из растяжения веревки

со стороны базы ?L' и растяжения веревки со стороны сорвавшегося ?L''.

E=(1/2)·(F·?L''+F1·?L') — энергия деформации веревки.

E+Атрен=(1/2)·(F·?L''+F1·?L')+(1/2)·Fтрен·?L'

E+Атрен=(1/2)·(F·?L''+(F-Fтрен)·?L'+Fтрен·?L')=(1/2)F·?L

F=?·(?L/Lo) — сила рывка (усилие деформации веревки)

? — коэффициент упругости веревки

Lo — общая длина ненагруженной веревки

?L=?L'+?L''=(1/?)·(F·L+F1·L1)=(1/?)·(F·L+(F-Fтрен)·L1)

?L=(1/?)·(F·L+(F·(1-(2f/(1+f))·L1=(1/?)·(F·L+F·L1-(2f/(1+f))·F·L1)

?L=(F·Lo/?)·(1-(2f/(1+f))·(L1/Lo))

L1 — длина веревки между базой и верхней (последней) точкой

K=(H+L)/Lo — фактор рывка

П=Е+Атрен+Аторм — из закона сохранения энергии следует, что потенциальная

энергия человека П переходит в энергию деформации веревки Е, и работу сил

трения в карабине Атрен и работу сил трения в тормозном устройстве Аторм.

После подстановки предыдущих выражений в закон сохранения энергии получим:

P·(H+L+?L)=(1/2)F·?L+Fторм·?s

(1/2)F·?L-P·?L-P(H+L-(Fторм/P)·?s)=0, разделим выражение на Lo

(1/2)F·(?L/Lo)-P·(?L/Lo)-P((H+L)/Lo-(Fторм/P)·(?L/Lo))=0

(1/2)F·(?L/Lo)-P·(?L/Lo)-P(K-(Fторм/P)·(?L/Lo))=0 (K —фактор рывка)

Подставим сюда полученное выражение для ?L=(F·Lo/?)·(1-(2f/(1+f))·(L1/Lo))

[pic]=0

Получаем следующее решение уравнения для F:

[pic] — сила рывка веревки.

[pic] — рывок на карабин.

[pic] — рывок на базу (или страхующего).

[pic] — относительное удлинение веревки при величине рывка на веревку F.

Теперь рассчитаем время воздействия рывка на сорвавшегося и распределение

этого рывка во времени. После срыва человек падает вниз и веревка начинает

нагружаться, тормозя падение человека и действуя как амортизатор.

На человека со стороны веревки действует силы:

F=-(?/Lo)·?L — сила упругости веревки;

P=mg — сила тяжести (Р — вес человека).

Будем считать, что затухания нет. В этом случае уравнение движения

запишется следующим образом:

m·?L''+(?/Lo)·L=mg

?L''+(?/(mLo))·?L=g

решением данного дифференциального уравнения есть функция:

[pic]

это косинусоида, смещенная на величину ((mg)/?)·Lo (гармонические

колебания).

Для величины силы упругости (рывка веревки) мы имеем следующую зависимость

силы от времени: F(t)=m·?L''

[pic] — как видно — это тоже косинусоида.

[pic] — полупериод колебаний при рывке.

|Fmax=-(?/Lo|[pic] | |

|)·?Lmax | | |

| |T/2 (время) | |

Рывок можно охарактеризовать временем воздействия на человека и элементы

страховки — полупериодом косинусоиды. За это время сила рывка возрастает

от нуля до максимума и снова уменьшается до нуля.

Надо еще заметить, что данное уравнение описывает поведение системы лишь

при натянутой веревке. При движении в верхней части (положительный период

косинусоиды) сила упругости на человека не действует, и движение происходит

только за счет силы тяжести (L''=g, это движение по параболе), но это

не особо интересно для рассмотрения процесса страховки. После первого

полупериода за счет диссипативных сил происходит уменьшение амплитуды

колебаний (период не меняется). Если элементы страховочной цепи выдержали

первый рывок, последующие не окажут существенного воздействия.

Время воздействия рывка нам интересно для оценки его жесткости: жесткость

рывка тем выше, чем больше его сила и чем меньше время его воздействия.

Короткий рывок оказывает более разрушающее воздействие, чем более плавный

рывок, имеющий такую же силу.

Библиография

1. Technique de1’alpinisme, sous der de Bernard Amy. France, 1977. (Ветер

странствий № 16, ФИС, 1981 г.).

2. Герман Хубер. Альпинизм сегодня. М., ФИС, 1980 г.

3. Ф. Кропф. Спасательные работы в горах. М., 1975 г.

4. Е. Казакова

5. Ветер странствий № 18, ФИС, 1983 г.

6. Mountaineering. The freedom of the hills. 5-th edition. 1991.

7. Веб-сайт компании Petzl (www.petzl.com).

8. Веб-сайт компании Beal (beal-planet.com).

Страницы: 1, 2