Амортизаторы и (или?) динамическая страховка

Техническая комиссия итальянского альпклуба испытала
поведение разрывных и фрикционных амортизаторов в различных
условиях, в том числе, с динамической страховкой.
В отчете итальянской комиссии не называются конкретные модели
испытанных образцов. Для разрывных амортизаторов
промышленного назначения приводятся полученные
экспериментально данные – порог срабатывания (220 кГ),
удлинение при полном срабатывании (0,6 м) и общая энергоемкость
(120-130 кГм). В качестве фрикционного амортизатора, судя по
приведенному в отчете рисунку, использовался Kong KISA,
выпускаемый и в настоящее время.
Рисунок 1. Схема испытаний амортизатора.

Часть тестов проводилась с заблокированной веревкой (для
сравнения эксплуатационных показателей и оценки энергии,
поглощаемой различными амортизаторами), часть - с
использованием динамической страховки через полустремя
(узел УИАА, узел Мунтера, итальянский узел) или «стакан»
( АТС, «tuber»). Испытания выполнялись с фактором падения,
изменяемым от 0.5 до 1.5 при постоянной глубине падения – 6м.
Масса падающего груза - 80 кг, груз перед сбросом поднимался на
3 метра выше крюка). Для максимального приближения к
альпинистской практике, падение задерживали обычной
одинарной веревкой, двумя полуверевками (twin), а также одной
полуверевкой (страховка двойной веревкой, когда падение
останавливается только одной из двух полуверевок).
Страхующий – Джулиано Брессан, имеющий опыт более 800
восхождений, президент технической комиссии, инструктор
центральной итальянской школы альпинизма.

Таблица результатов испытаний.


Пояснения:
L1 – расстояние от страхующего до верхнего крюка
L2 – расстояние от точки срыва до верхнего крюка
Н0 – общая высота падения груза
f – фактор падения.
Тип амортизатора:
1 - разрывной амортизатор
2 - фрикционный амортизатор с отрезком веревки диаметром
10.5 мм, заправленным в 5 отверстий, запас на протравливание
50 или 100 см
3 - фрикционный амортизатор с отрезком веревки диаметром
11 мм заправленным в 5 отверстий, запас на протравливание
50 см

Для наглядности - результаты тестов в графическом виде:
Чтобы оценить эффективность страховки, диаграммы дополнены
расчетным усилием нагрузки для статической страховки
современными веревками фирмы Beal.
Диаграмма 1


Диаграмма 2


Диаграмма 3


Диаграмма 4


Диаграмма 5


Диаграмма 6


Комментарии и выводы итальянской технической комиссии:
«1. Разрывные амортизаторы:
Степень снижения нагрузки на точку страховки недостаточна, что
ясно показывают результаты динамических тестов. При
испытаниях во всех условиях, присутствие промышленных
разрывных амортизаторов показало незначительное уменьшение
нагрузки на верхний страховочный крюк. Из-за недостаточной
степени поглощения энергии, эффективное применение этого тип
амортизаторов ограничивается случаями падения с небольшой
высоты, когда общая энергия падения низка (например, срыв на
1 метр выше точки страховки).
2. Фрикционные амортизаторы
Мы экспериментировали с различными условиями падения,
пробуя различные способы использования амортизаторов.
Наилучшие результаты были получены, с отрезками новой веревки
диаметром 10.5 мм, с запасом на протравливание 50 или 100 см.
При этом амортизатор срабатывает при пороговой нагрузке около
300 кГ, то есть его энергоемкость можно оценить величиной 30-35
кГм на каждые 10 см протравливания веревки в амортизаторе.
При подготовке амортизатора нужно позаботиться, чтобы ничто не
препятствовало протравливанию отрезка веревки через
амортизатор. Для этого, нужно использовать только отрезки новых
веревок, имеющие мягкую и скользкую на ощупь оплетку. Не
пытайтесь применять, отрезки старых веревок, использовавшихся
ранее на восхождениях. Кроме того, необходимо правильно
заправлять веревку в отверстия амортизатора в зависимости от ее
диаметра.
Мы пришли к выводу, что более удобно пользоваться отрезками
одинарной веревки, чем более тонкими полуверевками. При равной
энергоемкости, надежность протравливания обычной веревки через
амортизатор более высока. Кроме того, при отказе системы,
одинарная веревка выдержит более сильный рывок.
В свете полученных результатов, использование отрезков веревки
диаметром 10.5 мм нам кажется предпочтительней, чем 11 мм. С
отрезками веревки диаметром 10.5 мм, порог срабатывания
амортизатора составляет 300 кГ, в то время как с 11 мм порог
срабатывания повышается до 400-450 кГ, что, опасно для верхнего
крюка!
Что касается оптимального запаса на протравливание веревки
через амортизатор, составляющего от 50 до 100 см - каждый
альпинист должен выбирать его в зависимости от обстоятельств
(своего веса, типа страховочной точки, и так далее).
Рассмотрим функциональность амортизаторов в случаях, когда
веревка намокла или обледенела, что может случиться при ливне
или при подъеме по леднику. Как работает амортизатор в этих
условиях? Наши испытания позволили частично ответить эти
вопросы.
Мокрые веревки. В наших опытах протравливание влажных
отрезков веревок происходило с такими же, или чуть большими
усилиями (около 200 кГ), что и сухих отрезков, в том числе, при
смачивании холодной водой (5 градусов). Поэтому мы считаем,
что намокание веревки не влияет на работу фрикционного
амортизатора.
Обледенелые веревки. В статических опытах с медленно
меняющейся нагрузкой, протравливание через амортизатор даже
сухой веревки, охлажденной до –20 градусов, становилось
затруднительным и происходило только при повышении нагрузки
(более 300-350 кГ). Поведение ухудшалось со слабо обледеневшей
веревкой и становилось неприемлемым с сильно замерзшей
веревкой. Мы считаем, что в динамичных условиях, амортизатор
не сработает из-за прекращения протравливания замерзшей
веревки. Но это только предположение. Другая гипотеза - что
амортизаторы разрывного типа не подвержены эффекту
обледенения. Мы попытаемся более глубоко исследовать эту
проблему при первой возможности.
Заключение: Таким образом, мы считаем, что размещение
амортизатора в цепи страховки не является панацеей. Его
эффективность зависит от соотношения между максимальной
энергоемкостью амортизатора и общей энергией падения (которая,
в свою очередь, зависит от высоты падения и от веса альпиниста).
Чем ближе эти величины, тем выше степень снижения нагрузки на
точку страховки. Однако, при высокой энергии падения,
большую роль играет динамическая страховка (см. тесты с
фактором рывка 1.5), делая неэффективной работу амортизатора.»