Страховочные устройства: проблемы и решения. Часть 2

Испытания страховочных устройств комиссией по безопасности DAV.

( по материалам статей «Die Handbremse Gängige Sicherungsgeräte im Vergleich» и «Die bremskraftverstärker»).


Первая серия испытаний проводилась в 2002 году.
Рис. 1

Набив рюкзак разными железками (рис.1), испытатели прихватили с собой бухту одинарной 9,5 мм веревки и отправились на испытательный стенд. Поскольку основное беспокойство комиссии, статистически доставляют спортсмены-скалолазы, на стенде имитировались соответствующие для скалодромов условия – фактор срыва 0,4 и небольшая высота полета (1,3 метра). В роли страхующего выступало специально сконструированное устройство с регулируемым торможением веревки – «имитатор руки» (рис.2). Сравнение этого механизма с двумя реальными страхующими показало близкие результаты по величине нагрузок, хотя разброс по протравливанию веревки получился весьма значительный – рис. 3. Люди в большинстве случаев, травили веревку больше, чем «механическая рука».

Рис. 2

Рис. 3

Схема испытаний представлена на рис. 4. Надо отметить, что эта схема имитирует способ страховки «со станции», при котором отсутствует влияние инерции страхующего. Поэтому, выводы о величине нагрузок в страховочной цепи в полной мере справедливы лишь для этого способа страховки и сравнимых условий падения. Рис. 4


В первую очередь, испытатели провели тестирование страховочных устройств при усилии протравливания 250Н. Такое усилие примерно соответствует возможностям «среднестатистического» страхующего. Для большей наглядности, результаты этой серии испытаний представлены в графическом виде на рис. 5.
Рис. 5


Как видно из графика, при среднем усилии протравливания, полуавтоматы Гри-гри и Сириус дали самую высокую нагрузку на точку страховки, а самую мягкую страховку показал «стакан» АТС, за счет значительного протравливания (около 50 см). Интересно, что форма страховочных восьмерок довольно сильно влияет на эффективность страховки. Мнение, что страховка через узел УИАА намного жестче, чем при страховке через восьмерку оказалось несправедливым для квадратной и V-образной восьмерок.

Результаты испытаний нескольких устройств при различном усилии удержания страховочной веревки показаны на рис. 6 и 7. Как видно из графиков, разница в типе используемого страховочного устройства наиболее сильно проявляется при малой силе удержания страховочной веревки. Удержать падающий груз при использовании обычной восьмерки или стакана людям со слабыми руками удается лишь ценой значительного протравливания веревки – более 1,5 метров! При отсутствии страховочных перчаток, очень вероятно получить при этом ожоги рук. При большом усилии торможения, нагрузки на верхнюю точку при использовании динамических устройств мало отличаются от нагрузок, получающихся при использовании полуавтоматов.
Рис. 6


Рис. 7


Продолжив исследования пять лет спустя, немцы уточнили максимальное усилие удержания страхующими веревок различной толщины. Фирма Mammut расщедрилась на образцы веревок, служба безопасности отловила 60 скалолазов, разбив их на 4 группы по двум категориям: мужчины/женщины, начинающие/опытные и с пристрастием допросила, определив индивидуальные статическую и динамическую силу захвата веревки. Разброс этой силы оказался весьма велик. Индивидуальные показатели разных людей отличались в 3-4 раза - например, для веревки 8,9 мм, максимальное усилие удержания лежало в пределах от 125 до 500 Н в статическом режиме и от 230 до 656 Н – в динамическом. Оказалось, что на силу удержания, в основном, влияет фактор пола: женщины могли удерживать веревку с силой в среднем, на 20% меньше, чем мужчины. Опыт, вес и уровень лазания на силу удержания влияет мало, как и то «слабой» или «сильной» рукой работает страхующий. Обследованные скалолазы трезво оценивали свои возможности, и их самооценка силы рук (небольшая – менее 250Н, средняя от 250 до325Н и значительная – более 325 Н) в большинстве случаев совпадала с объективными результатами. Хотя статическая и динамическая сила одного и того же человека отличается почти в два раза, именно статическая сила удержания веревки, как оказалось, более соответствует условиям страховки падающего груза.
Среднестатистические результаты предельного усилия удержания веревок различного диаметра показаны на рис. 8.
Рис. 8

Для испытаний использовалась установка, показанная на рис. 4, но без динамометра на верхней точке страховки. В качестве страховочных устройств использовались: узел УИАА, обычная большая восьмерка и «стаканчики» трех видов: АТС и АТС ХР фирмы Black Diamond и Fuse фирмы Mammut – рис. 9.
Рис. 9


Результаты испытаний показаны в таблице.
Рис. 10


Как видно из таблицы, сила торможения узла УИАА оказалась обратно пропорциональна диаметру веревки, сила торможения восьмерки прямо пропорциональна, а у АТС мало зависима от диаметра веревки. Этот феномен АТС можно объяснить перекосом карабина при использовании тонких веревок – рис. 11.
Рис. 11. Слева – перекос карабина при использовании веревки 8,9мм. Справа – при использовании веревки 10,5мм перекоса карабина не происходит.


Такой эффект проявляется у семейства АТС при силе удержания веревки более 100Н.


Зависимость силы торможения различных «стаканов» при среднестатистической силе протравливания 250Н показана на рис. 12. Для сравнения приводится данные для узла УИАА и восьмерки.
Рис. 12. (L и Н работа «стаканчиков» в режимах малого и большого торможения соответственно).

С учетом ухудшения возможности торможения тонких веревок, эффективность страховочных устройств, при использовании «среднестатистическим» человеком показана на рис. 13.
Рис. 13

Как видим, для тонких веревок при использовании восьмерки происходит отчетливая потеря эффективности торможения, при использовании АТС потеря эффективности незначительна, при использовании узла УИАА потери эффективности не происходит.

Как уже говорилось, условия проведения испытаний ближе всего соответствуют способу страховки «со станции», поэтому для этого способа можно сделать следующие выводы:
Людям с незначительной силой рук при страховке со станции лучше использовать узел УИАА, «стаканчики» в режиме повышенного торможения или даже полуавтоматические устройства. Сильные и уверенные страхующие могут использовать любые устройства, но им надо учитывать, что в сильных руках даже динамические устройства ведут себя подобно статичным полуавтоматам.

При страховке необходимо учитывать возможность падения прямо «на станцию» без промежуточных точек страховки. Чтобы страховочное устройство эффективно работало в таких условиях, необходимо использовать дополнительный карабин в центральном пункте станции, как показано на рис. 14. Сила торможения «стакана» с таким дополнительным карабином – около 3-4 кН.
Рис. 14

При страховке «через тело» незначительная сила рук не так сильно влияет на длину протравливания, поскольку при срыве вначале преодолевается инерция массы страхующего, и лишь затем происходит протравливание веревки через страховочное устройство. В наших испытаниях при страховке через тело средняя величина протравливания через «стаканы» составляла 22 см. Тем не менее, опасность недостаточной силы рук страхующего сохраняется, если импульс действующей на него силы слишком велик по отношению к его весу. При страховке через тело в качестве страховочного устройства можно рекомендовать использование различных «стаканов», (предпочтительно с возможностью выбора степени торможения), которые лучше приспособлены для меняющихся условий страховки – различия в силе рук, толщине используемых веревок, условий возможного срыва и т.д.

Примечания к результатам немецких испытаний:

·Приведенные на рис.8 данные для веревки «2х8» справедливы, по-видимому, для работы со сдвоенной веревкой, когда обе полуверевки прощелкиваются в одну точку страховки и при срыве нагружаются одинаково. Для работы с тонкой двойной веревкой, когда нагружается только одна половинка, сила ее удержания близка к силе удержания одинарной веревки такого же диаметра.

·Не все страховочные перчатки одинаково полезны. По результатам моего импровизированного теста, использование обычных строительных трикотажных перчаток с «пупырышками» на ладони или брезентовых рукавиц снижает максимальную силу удержания примерно на 20% для всех диаметров веревок. При использовании тонких перчаток с кожаной «ладонью», сила удержания такая же, как при удержании веревки голой рукой. Для мокрых веревки и перчаток, сила удержания практически такая же, как в сухом состоянии.

·Малая чувствительность АТС и АТС-ХР к диаметру веревки, объясняемая перекосом карабина (рис 11) не подтверждается другими аналогичными испытаниями. По-видимому, этот эффект проявляется не во всех случаях и, как видно на рис. 12, не для всех моделей «стаканчиков».

К сожалению, рассказать о множестве интересных особенностей страховочных устройств в рамках одной статьи весьма затруднительно, поэтому:

Продолжение следует…