Полиспасты для спасательных работ.

Пишет fedor, 11.06.2007 06:04

Полиспасты для спасательных работ. Федор Фарберов 2007 г.



Владение системой подъема грузов с помощью полиспастов – это важный технический навык необходимый при проведении спасательных и высотных работ, организации навесных переправ и во многих других случаях. Этим навыком необходимо владеть альпинистам, спасателям, промышленным альпинистам, спелеологам, туристам и многим другим, кто работает с веревками.
К сожалению, в отечественной альпинистской и спасательной литературе трудно найти четкое, последовательное и понятное объяснение принципов работы полиспастных систем и методики работы с ними. Может быть, такие публикации и существуют, но мне пока не удалось их найти.
Как правило, информация либо отрывочная, либо устаревшая, либо излагается слишком сложно, либо и то и другое вместе.


Даже во время обучения на инструктора альпинизма и на жетон «Спасательный отряд» (дело было 20 лет тому назад) мне не удалось составить четкого представления об основных принципах работы полиспастов. Просто никто из обучавших инструкторов не владел этим материалом полноценно. Пришлось доходить самому.
Помогло знание английского языка и зарубежная альпинистская и спасательная литература.
С самыми практичными описаниями и методиками мне удалось вплотную познакомиться во время обучения на курсах спасателей в Канаде.
Несмотря на то, что на момент обучения, считал себя достаточно «подкованным» в полиспастах и сам имел многолетний опыт преподавания спасательных технологий для альпинистов и спасателей, узнал на курсах много нового и полезного
Чем и хочу поделиться со всеми кому это интересно.
Попробую по возможности изложить все как можно проще и практичней.


I. Часть первая. Сначала немного теории.



1. Полиспаст – это грузоподъемное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков огибаемых веревкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза.


1.1. Любой полиспаст дает определенный выигрыш в усилии для поднятия груза.
В любой подвижной системе состоящей из веревки и блоков неизбежны потери на трение.
В этой части для облегчения расчетов неизбежные потери на трение не учитываются и за основу берется
Теоретически Возможный Выигрыш в Усилии или сокращенно ТВ теоретический выигрыш).

Примечание: разумеется, в реальной работе с полиспастами трением пренебречь невозможно. Подробнее об этом и об основных способах снижения потерь на трение будет сказано в следующей части «Практические советы по работе с полиспастами»

2. Основы построения полиспастов.

2.1. Рисунок 1.
Если закрепить веревку (трос) на грузе, перекинуть её через блок, закрепленный на станции (далее стационарный или неподвижный блок) и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие равное массе груза. Выигрыша в усилии нет
Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через блок 1 метр веревки.
Это так называемая схема 1:1.


2.2. Рисунок 2.
Веревка (трос) закреплена на станции и пропущена через блок на грузе. При такой схеме для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньше чем его масса. Выигрыш в усилии 2:1. Ролик движется вместе с грузом вверх. Для того чтобы поднять груз на 1 метр необходимо протянуть через ролик 2 метра веревки.
Это схема самого простого ПОЛИСПАСТА 2:1.


Рисунки №№ 1 и 2 иллюстрируют следующие Основные Правила Полиспастов:

Правило №1.
Выигрыш в усилии дают только ДВИЖУЩИЕСЯ ролики, закрепленные непосредственно на грузе или на веревке идущей от груза.
СТАЦИОНАРНЫЕ ролики служат лишь для изменения направления движения веревки и ВЫИГРЫША В УСИЛИИ НЕ ДАЮТ.


Правило №2.
Во сколько раз выигрываем в усилии – во столько же раз проигрываем в расстоянии.
Например: если в показанном на рис. 2 полиспасте 2:1 на каждый метр подъема груза вверх надо протянуть через систему 2 метра веревки, то в полиспасте 6:1 – соответственно 6 метров.
Практический вывод – чем «сильнее» полиспаст – тем медленнее поднимается груз.

2.3. Продолжая добавлять стационарные ролики на станцию и подвижные ролики на груз, мы получим так называемые простые полиспасты разных усилий:
Примеры простых полиспастов. Рисунки 3, 4.



2.4. Правило № 3
Расчет теоретического выигрыша в усилии в простых полиспастах.
Здесь все достаточно просто и наглядно.

2.4.1.Если необходимо определить ТВ уже готового полиспаста,
То нужно посчитать количество прядей веревки, идущих от груза вверх.
Если подвижные ролики закреплены не на самом грузе, а на веревке, идущей от груза (как на рис. 6) – то пряди считаются от точки закрепления роликов.
Рисунки 5, 6.



2.4.2. Расчет ТВ при сборке простого полиспаста.

В простых полиспастах, каждый подвижный ролик (закрепленный на грузе), добавленный в систему добавочно дает двукратный ТВ.
Добавочное усилие СКЛАДЫВАЕТСЯ с предыдущим.
Пример: если мы начали с полиспаста 2:1, то, добавив еще один подвижный ролик, мы получим 2:1 + 2:1 = 4:1; Добавив еще один ролик – получим 2:1 + 2:1+2:1= 6:1 и т.д.
Рисунки 7,8.

2.5. В зависимости от того, где закреплен конец грузовой веревки (на станции или на грузе) простые полиспасты подразделяются на четные и нечетные.

2.5.1. Если конец веревки закреплен на станции,
то все последующие полиспасты будут ЧЕТНЫЕ: 2:1, 4:1, 6:1 и т.д.
Рисунок 7.


2.5.2.
Если конец грузовой веревки закреплен на грузе,

то будут получаться НЕЧЕТНЫЕ полиспасты: 3:1, 5:1 и т.д.
Рисунок 8.


Кроме простых полиспастов в спасательных работах также широко применяются так называемые СЛОЖНЫЕ ПОЛИСПАСТЫ.

2.6. Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст, тянет за другой простой
полиспаст.

Таким образом могут быть соединены 2, 3 и более полиспастов.

На Рисунке 9 приведены конструкции наиболее употребительных в спасательной практике сложных полиспастов.
Рисунок 9.


2.7. Правило №4. Расчет ТВ сложного полиспаста.
Для расчета теоретического выигрыша в усилии при использовании сложного полиспаста необходимо
умножить значения простых полиспастов, из которых он состоит.
Пример на рис. 10. 2:1 тянет за 3:1=6:1.
Пример на рис. 11. 3:1 тянет за 3:1= 9:1.

Расчет усилия каждого из простых полиспастов, входящих в состав сложного производиться по правилу простых полиспастов.
Количества прядей считается от точки крепления полиспаста к грузу или грузовой веревки, выходящей из другого полиспаста.
Примеры на рис. 10 и 11.



На рисунке 9 показаны практически все основные виды полиспастов, используемые в спасательных работах.
Как показывает практика в большинстве случае этих конструкций вполне достаточно для выполнения любых задач.
Далее в тексте будут показаны еще несколько вариантов.

Разумеется, существуют и другие, более сложные, системы полиспастов. Но они редко применяются спасательной практике и в данной статье не рассматриваются.

Все показанные выше конструкции полиспастов можно очень легко разучить в домашних условиях, подвесив какой-то груз, скажем, на турнике.
Для этого вполне достаточно иметь отрезок веревки или репшнура, несколько карабинов (с роликами или без) и схватывающих (зажимов).
Очень рекомендую всем тем, кто собирается работать с настоящими полиспастами. На своем опыте и опыте моих учеников знаю, что после такой отработки гораздо меньше ошибок и путаницы в реальных условиях.

Вторая часть статьи будет посвящена практическим рекомендациям по работе с полиспастами.

188


Комментарии:
2
ОТЛИЧНО !

3
М-да. Новое -- это хорошо забытое старое (или вовремя не выученное). Когда-то всю "теорию полиспастов" проходили в школе на уроках физики где-то на уровне 8-го класса.

1
курс физики за 6 класс, раздел Механика. :-)

2
Спасибо, Федор.
Теперь остается на практике попробовать все эти схемы и сравнить :)
И я знаю, что вы не возражаете против публикации ваших материалов на других сайтах, поэтому с вашего позволения перекину это и на Уллутау.ру :)

4
Ааааааа!!! Фёдооор! Как вовремя вы это выложили!...

3
2 Anatolych. Вы конечно правы, но только в ситуации спасработ более оптимально не физику 8 класса вспоминать, а применять отработанные на тренировках схемы, которые базируются на этой физике.

2 М.I.rise. Ирина, разумеется, вы можете разместить этот материал на вашем сайте.

2 RRed. Рад вас слышать! Как прошла ваша поездка на Алтай? Жду фото. Пишите!

2
Съездили отлично! Фото выложу обязательно как только они дойдут до меня из Казахстана :)))
*как раз научусь публиковать посты*

1
Очень интересно собраный материал.Спасибо.
Дейсвительно мало материала по полиспатам.Практика спас работ покажет результат

2
2tendo: "Практика спас работ покажет результат"
Не шутите так пожалуйста.
а с точки зрения "практики" - обычно достаточно простого, или двойного полиспаста.
2Fedor: Предложите Ваш материал в методичку ФАР, которую обещают подготовить к следующему жетону. Думаю, будет архи полезно. На занятиях все делали полиспасты много и разные, но вот не уверен, что все осознавали теорию, хотя ничего особенного в ней нет.
Спасибо за статью!

1
Все предельно просто и понятно!!! Давно искала, спасибо!!! В литературе, где смотрела, все гораздо запутанней )

1
Моя практика показала, что не нужно тратить время на другие полиспасты. Если один человек должен вытащить другого,это можно успешно сделать только с помощью полиспаста 9:1. И кстати он делается проще и быстрее других. Два зажима и несколько карабинов, за пару минут он сооружается без проблем. Для работы с остальными полиспастами элементарно не хватает сил. Я не из силачей и не из гераклов. К сожалению, в статье ни слова не сказано, что полиспаст по сути является подвижным рычагом, что и обусловливает его подъемные свойства.

6
Федор, большое спасибо за материал. Информация хорошо систематизирована и изложена максимально доступно.
Правда для полноты картины не хватает нескольких, на мой взгляд, важных моментов.
Первое - не освещена схема сложных полиспастов, при организации которых используется минимум блоков и карабинов (силы трения в системе минимальны), например полиспаст Мунтера. Также неплохо бы рассмотреть так называемую «качалку», полиспаст в котором выигрыш в силе получается за счет разности плеч. При этом в качестве рычага используется, например, ледоруб. Информация по этим полиспастам доступно изложена у П.П. Захарова и А.И. Мартынова. Кроме того, существует техника подъема с использованием противовеса, которая довольно подробно описана в «Life on line».
Хотелось бы отметить, что полиспасты, рассматриваемые в данной статье эффективны в теории, но не всегда применимы на практике.
Зачастую при осуществлении реального подъема с использованием полиспаста решающую роль играет не выигрыш в силе, который дает полиспаст, а силы трения, возникающие в системе. Если вместо блоков используются карабины, то полиспаст с кратностью более чем 4:1 уже не эффективен. Часто ли в малой группе имеются ролики на восхождении?
Помимо перечисленных факторов, полиспасты с большой кратностью малоэффективны из-за большого расхода веревки и низкой скорости подъема. Подъем происходит «по чайной ложке в час». Зачастую полный рабочий ход такого полиспаста нивелируется потерями эластичного растягивания схватывающих узлов. В этой связи целесообразно использование механических зажимов.
Силы трения возникают не только в местах перегиба веревки через ролик (карабин), но и при взаимном трении веревок в соседних ветвях, и при трении о рельеф. В этой связи при организации систем полиспастов необходимо следить за тем, чтобы не было перехлестов веревок, а трение о рельеф по возможности минимизировать, применяя оттяжки и подкладывая твердые предметы (древко ледоруба, молоток).
На практике, если тянущих более двух человек, достаточно применения двойного полиспаста. Для этого коренной конец веревки крепиться на опоре (станции), встегивается в ролик (двойной карабин) закрепленный на ИСС пострадавшего. Подъем осуществляется за свободный конец. Быстро и эффективно.
Если спасателей только двое, или если производиться подъем пострадавшего с сопровождающим (т.е. 2х человек), тогда целесообразно применение техники противовеса. Свободный конец веревки уже описанной системы пропускается также через ролик с обратной фиксацией (про- мини- тракшн или комбинация ролика с зажимом, как вариант тиблок с карабином). Один из спасателей нагружает своим весом ветвь исходящую из фиксо-ролика. При необходимости он может выйти за перегиб площадки на длинной самостраховке. Чтобы не уезжать далеко вниз, он осуществляет «возлезание» с использованием зажимов. Второй вытягивает веревку идущую от пострадавшего. Сопровождающий также может помогать вытягивающим спасателям. Для этого он может подниматься по заранее закрепленным перилам с помощью зажима. Из всех опробованных мною схем - эта наиболее эффективна.
Схема вытягивания «1спасатель – 1 пострадавший» представлена в Петцелевом каталоге, и представляет собой сложный полиспаст 1:4. Кроме того, в практике спелеологии есть такое понятие как «соло транспортировка». Не буду сейчас расписывать все тонкости этой технологии, если заинтересуетесь, могу прислать материал отдельно.
И еще один момент. Крепить полиспаст необходимо на «плавающей» точке (веревка в зафиксированном спусковом устройстве или на карабине с помощью узла УИАА), чтобы в случае заклинивания можно было плавно перенести нагрузку на другую точку.

С уважением, Александр.

2
Александр, спасибо за подробный комментарий!
Большая часть приведенных вами примеров рассматривается во второй части статьи, которая почти готова и будет выложена на Риске в ближайшие дни. Поэтому подробно отвечать пока рано.
Скажу только, что не так уж редки ситуации, когда полиспаста 2:1 может быть недостаточно даже при наличии нескольких тянущих, Особенно если поднимают пострадавшего с сопровождающим. Поэтому другие схемы тоже надо знать и уметь применять когда потребуется.
Буду рад получить ваши комментарии и дополнения после прочтения второй части.
Я мало знаком со спелеотехникой и буду признателен если пришлете этот материал.
Мой адрес farberovfmail.ru
С уважением,
Федор.

0
Александр,буду благодарна, если ты мне пришлешь техники спасработ в спелеологии (Pcheolkaa@mail.ru)

1
Очень интересно! Виден большой опыт работы. Сам тоже частенько применяю полиспасты. После вашей статьи мои горизонты владения этой техникой расширились. Благодарю. Опыт стоит дорогого, хотелось бы еще подобных статей в частности о натягивании переправ.

2
отличная статья!

1
Федор, спасибо за статьи! С вашего разрешения, нам тоже хотелось бы выложить их на нашем сайте promalp-nk.ru. Там мы потихоньку выкладываем свои статьи, во многом они перекликаются с вашими, но практика показывает, что освещение одних и тех же знаний, но чуть под разными углами, помогает восприятию.

2
2 Kroleg,
Конечно, я не против размещения моих статей на вашем сайте. Рад, что промышленные альпинисты нашли
что-то полезное в моих статьях. Если также захотите скачать справочные материалы и ссылки, то их лучше копировать отсюда http://www.risk.ru/users/fedor/1553/ , так как в третьей части они приведены не полностью.
Всего доброго,
Федор

1
2 Kroleg,
Конечно, я не против размещения моих статей на вашем сайте. Рад, что промышленные альпинисты нашли
что-то полезное в моих статьях. Если также захотите скачать справочные материалы и ссылки, то их лучше копировать отсюда http://www.risk.ru/users/fedor/1553/ , так как в третьей части они приведены не полностью.
Всего доброго,
Федор

0
2 Kroleg,
Конечно, я не против размещения моих статей на вашем сайте. Рад, что промышленные альпинисты нашли
что-то полезное в моих статьях. Если также захотите скачать справочные материалы и ссылки, то их лучше копировать отсюда http://www.risk.ru/users/fedor/1553/ , так как в третьей части они приведены не полностью.
Всего доброго,
Федор

0
2 fedor:
Огромное спасибо! Ваши статьи очень ценны, особенно для начинающих!
Но один момент, чисто математический - я не понял, откуда получилось, что в полиспасте 2 к 1 нужно выбрать 2 метра верёвки что бы поднять груз на 1 метр. Я могу привести выкладки (даже используя теорему Пифагора), по которым ну никак не получается, что 2 метра. Получаются сугубо иррациональные числа. Сами посудите - путь груз, точка его крепления и тянущий образуют прямоугольный треугольник со сторонами 1 (груз - крепление), 1 - (крепление - тянущий), и корень из 2х - груз - тянущий. 2 ну никак не получается даже в таком случае. Не исключено, что при каких то обстоятельствах 2 и получится (т.е. при опр длинах катетов) - но не общий случай.

0
я правда несправедлив - я привожу случай треугольника - когда же вы рассматриваете другой. Сорри.

1
парни,
в этой статье, как я считаю все разъяснено правильно
но у меня с товарищами вышел спор

прошу только не рубить с плеча а разрисовать для себя на бумажке вектора сил прежде чем отвечать

суть в следующем
на рисунке 1 все разложено и досконально верно объяснено для случая, когда человечка под именем "Груз" вытаскивает другой человечек

а что произойдет если конец, который уходит на рисунке влево отдать этому же человечку (с именем "Груз")
мне кажется что в таком случае сразу получается 2:1

обоснованного и вразумительного ответа в чем я ошибаюсь я от своих товарищей не добился
поэтому
пожалуйста
распишите в векторах сил пожалуйста

1
Всё правильно:
1. Груз висит на двух верёвках, натяжение каждой х 2 = его весу.
2. При движении добавятся ещё потери на трение.
3. Основной закон механики вес х путь - Вы уже объяснили сами.

Друзьям не хотелось Вам пиво покупать.

2
Есть мысль! Основной закон полиспаста " выигрываем в силе проигрываем в расстоянии".
В данном случае руки "груза" становятся подвижным блоком, при подъёме "груза" на один метр к примеру, через руки пройдёт два метра верёвки так как он перемещается вверх. Вот и выигрыш в силе. Если посторонний тянет, он на месте, через него проходит метр. Вот как можно объяснить. Можно убедится на личном опыте.

0
)))через руки в обоих случаях проходит одинаковая длина верёвки.
Второй закон полиспаста «выигрыш в силе дают только подвижные блоки»
Во втором случае, в статике вес делиться на две ветви, поэтому удерживать свой вес легче. И подъем кажется легче, если потери на трение не велики.

0
Подъём не кажется легче, он легче почти в два раза. Стоит только поэкспериментировать!

0
Я правильно понял мысль: если один конец веревки закрепить на себе, на станции её встегнуть в ролик, а жумаром выбирать подвижный конец вышедший со станции - можно подниматься с рюкзаками всех участников? ;-)))

0
Суть в том, что для вашей задачи нужно иметь вверху 2 точки. Одна точка зафиксирована, вторая точка является роликом.
Вы находитесь внизу между этими точками и на вашем пузе так же находится ролик =), ну, или карабин. Хотя нет, ролик на пузе - круче! Веревка идет с точки номер один к вам, проходит через ролик у вас на пузе, далее идет к ролику в точке номер два, перекидывается через него и конец веревки возвращается к вам в руки. Если при такой схеме вы потянете за веревку, то начнете поднимать (свой вес + рюкзаки)/2.
Основной принцип, если совсем утрированно: от груза должно уходить как минимум две веревки вверх, чтоб поделить вес груза пополам.
Взгляните ещё раз рисунок номер 2.
Для вашей схемы на этом рисунке нужно свободный конец перекинуть через дополнительный ролик и вернуть вам в руки:


0
Как приятно читать людей, которые великолепно все объясняют. Огромное спасибо!

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий
По вопросам рекламы пишите ad@risk.ru