Как измеряется прочность

Некоторые производители используют килограмм (единицу веса) для обозначения предела прочности на разрыв. Однако лучше использовать единицу силы при определении прочности снаряжения на разрыв. Сила определяется как масса (кг), умноженная на ускорение (в нашем случае – ускорение свободного падения, или 9,81 м/с2). Сила измеряется в ньютонах.

1 ньютон (N) – это сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с2.

1 килоньютон (kN) равен 1000 ньютонам, а 1 деканьютон (dN) равен 10 ньютонам.

Вследствие этого можно использовать следующее соответствие: ускорение свободного падения равно 9,81 м/с2, следовательно, падение тела массой 1 кг произведет силу в 9,8 N (1 кг х 9,81 м/с2), или приблизительно 10 N.

Поэтому упрощенно можно принять, что:

1 кг = 10 N, 100 кг = 1000 N или 1 kN.

Средний альпинист со снаряжением весит = 100 кг, или создает нагрузку в = 1 kN.

Какая сила может возникать при срыве.

Упрощенная формула определения силы рывка:

Р = 2mg(H

         L*k + 1),

где Р – сила рывка, m – масса сорвавшегося, g – ускорение свободного падения, Н – глубина падения, L – длина выданной веревки, k – коэффициент растяжения веревки, равный отношению растяжения веревки к ее первоначальной длине. Формула сложна, и по ней трудно быстро оценить, насколько большая нагрузка придется на сорвавшегося. Зато из формулы можно легко понять, что сила рывка напрямую зависит от массы сорвавшегося (m) и глубины падения (Н). А, чем больше растяжение веревки (k) и ее длина, гасящая рывок (L), тем сила будет меньше. В момент, когда лидер лезет, масса и качество веревки практически не меняются, поэтому силу рывка можно оценить по отношению глубины падения к длине веревки.

Фактор рывка – отношение глубины падения к длине выданной лидеру веревки. При лазании в связке с нижней страховкой максимальный фактор рывка может достигать значения 2. Это происходит в том случае, когда нет промежуточных точек, глубина падения вдвое превосходит длину выданной веревки, а срыв происходит в условиях свободного падения (без контакта с рельефом). Современные сертифицированные динамические веревки обеспечивают силу рывка такого срыва в пределах 12 kN. Такой рывок способен нанести вред здоровью и снаряжению альпинистов. К тому же намокание и старение веревок приводит к ухудшению их динамических свойств. Поэтому важно не допускать срывов с высоким значением фактора рывка (больше единицы).

На каком расстоянии нужно ставить точки.

Точки страховки уменьшают глубину падения. Самое большое значение имеет первая (направляющая) точка. Все последующие точки страховки нужно ставить на расстоянии не большем, чем от предыдущей точки страховки до станции, с которой страхуют лидера. Таким образом, если направляющая точка поставлена в 1-м метре выше станции, то вторую точку рекомендуется поставить не выше чем в 2-х метрах, третью – в 4-х, четвертую – в 8-ми и так далее. В таком случае мы избегаем срыва с фактором больше единицы. Необходимо помнить, что при глубоких срывах возможны удары о рельеф сорвавшегося.

Страховочная цепь – это все то, что находится между участниками связки: страховочная система, соединяющие узлы, веревка, промежуточные точки страховки и т. д.

ФОТО 13-17.

При срыве всё это в той или иной степени влияет на погашение рывка. В основном рывок гасит веревка своим растяжением, далее затягиваются узлы, амортизируют система и тело человека, трение веревки в карабинах и о рельеф, протравливание веревки в страховочном устройстве, подбрасывание страхующего рывком.

Перегибы и трение о рельеф ухудшают динамические свойства веревки. На перегибе в 45° теряется почти половина энергии срыва. Веревка ниже перегиба практически не участвует в погашении рывка. Для того чтобы веревка участвовала в погашении рывка всей длиной, необходима организация точек страховки при помощи длинных оттяжек.

В каком участке страховочной цепи возникают максимальные нагрузки.

ФОТО 13-18.

При срыве участника максимальная нагрузка возникает в точке страховки, удерживающей срыв (верхней точке). На эту точку приходится сумма сил рывка от падения человека А и силы, противодействующей его падению, В:

С = А+В

Если учесть, что сила А, проходя через карабин, уменьшается на 34 % (или 1/3) за счет перегиба и трения, то для противодействия ей нужна сила 0,66 А (или 2/3). Математическая формула выглядит так:

С = 1.66*А

Если, например, сила рывка А = 500 кг, то на верхнюю точку действует сила:

С = 1,66 *500 = 830 кг

ФОТО Распределение нагрузки в страховочной цепи

Допустимая нагрузка на тело человека.

Тесты показали, что максимально допустимая нагрузка на тело человека не должна превышать 12 kN. Нагрузки выше 12 kN способны серьезно травмировать человека.