«Организация станций страховки» согласно рекомендациям нем. альп. союза DAV (часть 1)

Сокращения (ввел для скорости - прим.перев.)
ФТ = фикс. точка
ЦТ = центральная точка
FS = Fangstoss; сила рывка действующая на сорвавшегося
СчО = страховка через обвязку
некоторые комментарии на картинках тоже мои ;)

Введение

Пара предварительных замечаний.
Тема «оборудование станций страховки» заслуживает названия «комплексной» и предъявляет высокие требования как к курсантам, так и к инструктору. Причина сложности заключается в бесчисленных возможностях и вариантах для количества и качества точек, их относительного положения и направлений в которых точки должны противодействовать нагрузке, различных вариантов страховки как, например, страховка через обвязку или через ФТ.
Кроме того, станция должна обеспечивать достаточную безопасность, быть быстро организуема и «обозрима».
Чтобы избежать непонимания, сначала объясняются некоторые понятия и описываются методы страховки

Основные понятия

ФТ

ФТ могут быть крючья, закладки, френды, петли на выступах или песочных часах. ФТ могут работать во многих или только одном направлениях и быть разной степени качества (=надежности)

• надежная ФТ = силы > 10 kN, например стандартные шлямбура, широкие песочные часы (толщиной в руку), деревья, массивные выступы и блоки итд.
• сомнительная ФТ = ФТ надежность которых не может быть достаточно точно оценена (силы между 1 - 10 kN), например, хорошо поставленные закладки или френды, хороший крюк или старый/нестандартный шлямбур вплоть до ненадежно поставленных закладок/френд, погано ;) забитых крючьев

Срыв и направление срыва на станции (Sturzzug, SZ)

При срыве на фиксироввннные точки станции действует рывок вниз. При срыве ведущего на промежуточной точке рывок на станцию приходится, как правило, вверх. Исключением является траверс, в таком случае направление рывка – боковое. «Рывок» есть сила действующая на станцию и/или, соответственно, страхующего

Сила рывка на сорвавшегося (Fangstoß, FS)

Сила приходящаяся на перегиб (промеж. точку страховки)

Если срыв страхуемого происходит на промежуточной точке страховки, то сила действующая на промежуточную точку складывается из рывка приходящегося на станцию (SZ) и силы действующей на сорвавшегося (FS). Силе FS должна противодействовать сила действующая на станцию/страхующего (SZ) (см. рис.1).

Трение

Обе силы (SZ и FS) были бы одинаковыми по величине, если бы в страховочной системе не существовало трения. Вследствие трения в промежуточном страховочном пункте сила рывка уменьшается примерно на 1/3. т.е. на станцию/страхующего приходится только 2/3 возникающего усилия. (см. рис. 1).
Если из-за плохого прохождения веревки трение увеличивается еще, то и на станцию приходится меньшее усилие. Вследствие этого запланированная динамическая страховка перестает быть динамической.

Рис. 1: действующие силы, расчет на примере HMS с силой трения 2,2 kN

Сила трения страховочного устройства

В зависимости от силы рук страхующего, каждое страховочное устройство создает определенное тормозное действие. При удержании срыва с силой рывка больше некоторого значения, веревка частично выдается через страховочное устройство. Если такая сила рывка достигнута, то система реагирует динамически. Если сила рывка не достаточна, страховочное устройство действует квази-статически

Типичные силы трения страховочных устройств.
HMS 2,2 - 3,5 kN
Страховочное устройство типа "стакан" (ATC, Reverso, итп.) 1,5 - 3 kN
Восьмерка 1,2 – 2,5 kN
Полуавтоматические устройства 6 - 10 kN

Фактор срыва и тормозной путь

Фактор срыва является скорее характеристикой не жесткости рывка, а выделившейся энергии. Жесткость рывка в основном зависит от трения веревки в страховочной цепи и поведения страхующего. За счет движения корпуса страхующего навстречу рывку (активная страховка) силы на перегибе могут быть уменьшены на 2-4 kN. При страховке через ФТ значительную роль кроме самой веревки играет страховочное устройство.
Использование техники половинной веревки значительное уменьшает действующие силы. В конечном счете усилие прикладываемое к промежуточной точке страховки определяется соотношением между высотой падения и тормозным путем.

Рис. 2: Фактор рывка = отношение высоты свободного падения к длине выданной веревки

Тормозной путь

Тормозной путь - путь на котором рассеивается энергия рывка. Он складывается из прохождения веревки через страховочное устройство, растяжения веревки и движения тела страхующего при страховке через обвязку.

ЦТ

ЦТ обозначается точка в которую встегивается как само- так и страховка партнера и которая напрямую связана со всеми ФТ станции. Такая ЦТ существует при каждом способе страховки. В ее качестве может выступать карабин, ленточная петля или, при страховке через на обвязку - страховочная петля обвязки.

Методы страховки

Существует страховка через обвязку, страховка через фиксированную точку и страховка через ЦТ в вершине треугольника сил или распределенную между ФТ и обвязкой.

Рис.3: ЦТ на карабине, крюке с кольцом и (справа) «экономный» вариант при котором самостраховка вешается прямо на карабин ЦТ

При страховке через обвязку различают активный и пассивный варианты.

Страховка через обвязку

Рис. 4: Пассивная и активная страховка через обвязку.

Пассивная и активная страховки через обвязку (СчО) отличаются возможностью страхующего сознательно смягчить рывок посредством активного движения корпусом в направлении рывка т.е. вперед и наверх (активная СчО). При пассивной СчО страхующий не может этого сделать как, например, при страховке на висячей станции.

Для организации страховки через обвязку должны выполняться следующие условия:
• Наличие опыта в удержании срывов при страховке через обвязку(через корпус) т.к. страхующий является частью страховочной цепи.
• Разница в весе: ведущий (страхуемый) не должен весит более 130% веса страхующего – при необходимости используется или самостраховка на нижерасположенной ФТ (на уровне земли) или достаточный тормозной путонаверх при пассивной СчО (длинный ус самостраховка на станции)
• Рывок должен всегда быть наверх – прямой рывок на станцию (фактор рывка =2) или рывок в стороны должен быть исключен.
• Достаточно места для страхующего т.е. отстуствие риска удара о скалу, столкновения со страхуемым или первым промежуточным пунктом страховки
• Глубина падения не очень велика (иначе – очень большая энергия рывка) – обеспечивается расстояним между крючьями и их качеством.

Достоинства и недостатки СчО

+ более мягкий удар падающего о скалу
+ меньший провис веревки
+ лучшее управление веревкой
- страхующий является частью страховочной цепи
- более длинный тормозной путь т.е. большая глубина падения
- возможный удар страхующего о стену

Страховка черех ФТ

Рис. 5: слева страховка через крюк с карабином как ЦТ. В середине и справа: страховка через ФТ на наскольких ненадежных ФТ с распределением нагрузки (в середине – петля как ЦТ, справа - на закладках c петлей ЦТ растянутой против рывка вверх.)

ЦТ при страховке через ФТ выбирается прямо на одной из ФТ. В качестве ЦТ может служить карабин с муфтой, ленточная петля или ухо крюка. (см. ЦТ). При рывке в любом направлении, нагрузка действует прямо на ФТ. Поэтому страховка черех ФТ оспользуется в основном на надежных ФТ. На ненадежных ФТ необходимо использовать распределение сил. На ненадежных ФТ может использоваться страховка через ФТ если рывок вниз приходится на минимум 2 точки и рывок вверх - на одну точку плюс вес тела страхующего.

Достоинства и недостатки страховки через ФТ:
+ Страхующий не является звеном страховочной цепи -> возможен лучший контроль тормозного усилия + меньшая глубина падения страхуемого
- Динамичность (жесткость страховки) определяется тоько тормозным усилием страховочного устройства.

Страховка через ЦТ расположенную в вершине треугольника сил.

Рис. 6: Страховка черех ЦТ при распределенной нагрузке (треугольник сил) без оттяжек , справа с оттяжкой и двойным треугольником

Такая техника страховки является гибридом страховки через ФТ и СчО . ЦТ расположен не на обвязке и не прямо на одной из ФТ. В наилучшем варианте ЦТ (карабин или петля) должны быть натянута против рывка вверх , таки образом чтобы выдерживалось правило две точки - наверх, одна + корпус страхующего – вниз (рис. 6, справа). Если это не возможно, то противовесом рывку вверх является только вес страхующего (рис. 6, слева). Это создает для страхующего опасность удара о скалу. Этот удар будет тем сильнее, чем в более горизонтальной плоскости расположены точки страховки (или более обобщенно, чем дальше в схеме ЦТ оттягивается от стены - прим. от const)(см. рис. 7)

Рис. 7: удар о скалу при рывке наверх. Чем более полого расположены точки образующие станцию и поэтому чем дальше ЦТ оттягивается от стены, тем больше рывок к стене

Если ЦТ при распределенной нагрузке растянута против рывка вверх, такой метод страховка становится станцией со страховкой на квази-ФТ(рис.6, справа). Недостатком такого «классического» построения станции без сблокирования отдельных оттяжек является отказ системы при вырывании одной из ФТ. Это приводит к значительному воздействию на оставшиеся крючья. Если система сблокирована узлами и натянута, то она удовлетворяет требованиям безопасности, хотя временные затраты необходимые для показанного способа растяжки (репшнур с полиспастом) и связывания узлов и потом разборки станции практически нереальны.

Достоинства и недостатки страховки через ЦТ с распределенной нагрузкой (без растяжки):
+ никаких
- Страхующий является частью cтраховочной цепи. Риск удара о скалу с возможностью потери веревки (с растяжкой станция эквивалентна варианту со страховкой через ФТ)
- большие временные затраты на вязку узлов

Конструкции станций

Исторически существуют самые возможные варианты и традиции как должна оборудоваться станция. В некоторых школах, например, предпочитают дополнительную страховку через корпус, в некоторых же (DAV) это является строгим табу.

Принципиальные возможности организации станции

Принципиально можно выделить станции с последовательным содинением точек и станции с рапределением нагрузки. При классическом последовательном соединении(блокировке) нагружается только одна ФТ, а вторая ФТ остается ненагруженной и служит для ее подстраховки. Такая станция может быть реализована с помощью основной веревки или отдельной петли. Такая схема используется прежде всего при наличии надежных ФТ

Рис. 8: Последовательное соединение при помощи основной веревки и ленточной петли

Если в наличии есть только сомнительные ФТ , то стремятся распределить возможное возникающее усилие между всеми ФТ. В этом случае говорят о распределенной нагрузке, при которой по возможности все ФТ нагружены и одновременно принимают на себя часть нагрузки. Для этого существуют различные возможности - см.рис. 9

Рис. 9: Слева направо: компенсационное/классическое распределение нагрузки (треугольник сил); станция с фиксированным распределением нагрузки /дюльферная станция; компенсационная петля с ограничивающими узлами; распределение нагрузки с последовательным соединением пунктов петлей.

Классическая компенсационная петля: если одна из ФТ отказывает, страхующий и страхуемый дополнительно падают на глубину одного плеча треугольника. Это приводит к появлению дополнительного силового воздействия на систему, которого необходимо избегать в любом случае. Поэтому классический треугольник не рекомендуется для использования, а предпочтительным является вариант который исключает появление такого дополнительного рывка.
Компенсационная петлся с ограничивающими узлами требует больше времени и усилий на связывание и разборку.

В качестве альтернативы остаются станция с фиксированным распределением нагрузки /дюльферная станция и станция с последовательным соединением точек.

Основания для реализации станций с распределением нагрузки и/или последовательной блокировкой точек

Широко известно, что при организации станции с распределением нагрузки, нагрузка на отдельные ФТ зависит от угла приложения нагрузки. Однако, вопреки распространенному мнению, «распределение нагрузки» на практике практически во всех случаях не приводит к равному распределению (рис. 10 слева). Из-за трения между карабином и петлей уже при минимальном смещении страховочного карабина в петле происходит перераспределение сил в диапазоне соотношений от 1:2 до 4:5 (в зависимости от трения (т.е. материала петли) и угла). Это обстоятельство делает преимущества классической компенсационной петли (треугольник сил) весьма относительными. В результате, распределение нагрузки должно производиться или посредством жесткого распределения нагрузки между точками или посредством последовательной блокировки точек.


Рис. 10: Теория и практика распределения нагрузки

Схема для оптимального выбора метода построения станции – последовательное соединение или распределение нагрузки - представлена на диаграмме (рис.11)

Рис. 11: Логика выбора «последовательная блокировка» или «распределение нагрузки»

Базовые правила

При организации станции должны по возможности выполняться следующие базовые правила:
1. Для случая разрушения одной ФТ должна присутствовать избыточость ФТ (redundance). Исключением являются надежные ФТ.
2. На ненадежных ФТ должно всегда использоваться распределение нагрузки.
3. Распределение нагрузки должно реализовываться таким образом, чтобы при разрушении одной ФТ не возникал дополнительный рывок на оставшиеся ФТ.
4. При ненадежных ФТ для компенсации рывка вниз должно использоваться минимум 2 ФТ, при рывке вверх – одна ФТ плюс вес тела страхующего
5. Для страховки и самостраховки всегда используются карабины с муфтой. В ЦТ тоже используется карабин с муфтой (в ЦТ с петлей встегивается карабин с муфтой). Вся другие карабины могут быть нормальными карабинами.
6. Страховка с ФТ более предпочтительна чем страховка с ЦТ.
7. СчО должна применяться только при наличии надежных ФТ на станции, также должны быть выполнены другие предпосылки

Станции, которые должны держать только рывок вниз

Рис. 12. Станции на одной и двух ФТ работающие только для рывка вниз

Вкратце:
• Станции, которые должны держать рывок только вниз, не требуют растяжки против рывка вверх
• Станция на только одной надежной ФТ(дерево, скальный блок, выступ, песочные часы, надежный крюк в хорошей скале) являются в горах допустимой
• Если реализуемо, то желательна избыточность (redundance) также и при шлямбурной станции
• При ненадежных ФТ, избыточность необходима!
• При ненадежных ФТ всегда используется распределение нагрузки (например , станция с фиксированным распределением нагрузки)
• При этом избегать возможности появления дополнительной нагрузки при отказе одной из ФТ (т.е избегать станции с классической компенсационной петлей см. рис. 9, слева)
• Использование станции, которая должна держать рывок только вниз, допускается в определенных ситуациях при страховке ведущего (плоский гребень, траверс, отсутствие промежуточных точек страховки)

Станции на одной надежной ФТ

Рис.13. Возможные реализации станции на одной надежной ФТ

Вкратце:
• Для станция на одной ФТ необходимо использовать только надежные ФТ (прочность > 10 kN).
• Если реализуемо, то желательна избыточность (redundance) также и при шлямбурной станции (например, на 2х крючьях). Может быть сделана при помощи классического последовательного соединения (основная веревка, петля)
• При риске отказа в случае рывка вверх, ЦТ должна быть натянута (как, например, при станции на выступе). Если растяжка невозможна, то, как исключительный случай, станция должна быть «растянута» весом страхующего. В этом случае при возможности используется страховка через обвязку через дополнителную оттяжку (dummy-runner) – см. рис. 14 и параграф «Особые случаи», Dummy-runner.

Рис.14. Станция на выступе с растяжкой; станция на выступе растянутая весом страхующего оборудованная dummyrunner`ом и страховкой через обвязку

Станция на двух надежных ФТ (например, 2 шлямбура; реализация классической последовательной блокировки)

В качестве стандартного варианта для организации станции на двух надежных ФТ стоит использовать классическую последовательную блокировку ФТ (без распределения нагрузки). Самым быстрым способом является использование веревки. ФТ могут соединяться либо узлом стремя (выбленочным узлом) или петлей связанной дубовым узлом и стременем. В качестве ЦТ в первом случае выступает карабин, во втором случае – петля.

Рис. 15. Возможная организация станции с помощью основной веревки.

Если ведущий не меняется, станция может организовываться при помощи основной веревки. Чтобы станция была возможно более простой и обозримой, в каждый крюк вешается по 2 карабина. Верхние используются для ведомого, нижние используются страхующим для страховки поднимающегося ведомого. Когда ведомый поднимается на станцию, его самостраховка вместе с концом веревки встегивается после самостраховки страхующего(ведущего), который сразу после этого может начать подъем дальше.

Рис. 16: Организация станции при помощи основной веревки при движении без смены ведущего. Сверху – СчО, снизу – страховка через ФТ

При движении в связке-тройке рекомендуется использование последовательного соединения. Петля является в этом случае очень удобной ЦТ. Для подгонки длины самым простым оказывается использование дубового узла. В качестве альтернативы может использоваться узел стремя завязанный ветвями петли. В этом случае, прежде всего при дайнемовских петлях, необходимо встегивать в карабин также и конец петли. Это позволят избежать риска разрушения блокировки если стремя под нагрузкой начнет скользить.

Рис. 17: Возможная организация станции с последовательной блокировкой точек при помощи петли. Слева – подгонка длины петли при помощи дубового узла, справа – при помощи стремени.

Вкратце:
• ЦТ при страховке на ФТ вешается всегда на нижнюю ФТ.
• При горизонтальной расположении ФТ, для ЦТ выбирается ФТ со стороны подъема.
• Самым простым и быстрым способом организации станции является использование веревки
• При движении без смены ведущего, самым выгодным является последовательное соединение ФТ при помощи петли
• Петля ЦТ должна быть максимально маленькой ( должно хватать места для 4 карабинов). Достаточной является петля размером в карабин или чуть меньше.
• Для создания петли ЦТ оптимальным является двойной булинь или пришитая петля для последовательного соединения (см. рис. 18)
• На двух надежных ФТ не рекомендуется использование классической компенсационной петли, поскольку недостатки ЦТ компенсационной петли не компенсируется ее достоинствами (распределение нагрузки)
• В случае использования карабина в качестве ЦТ, страховка партнера вешается на несущее плечо (т.е. в сторону которого открывается карабин - прим. перев.)
• При горизонтальной расположении ФТ они соединяются свободно, но без провисиния метли/веревки.

Рис.18 Прошитые для последовательной блокировки петли различных производителей

Рис. 19: Превращение дубового узла в двойной булинь и транспортировка петли

Станция на одной надежной и одной ненадежной ФТ (например, шлямбур и крюк; организация при помощи последовательной блокировки)

Классическая последовательная блокировка может также использоваться если в распоряжении имеются одна надежная и одна ненадежная ФТ . Важно, что ЦТ всегда огранизуется на нижней ФТ. При ФТ расположеных на одной вертикали модет использоваться распределение нагрузки с помощью стремени.
Если качество надежной ФТ таки вызывает сомнение, то стоит использовать распределение нагрузки (см. главу «станция на двух ненадежных ФТ»)

Рис. 20: Возможности организации станции при помощи веревки или петли. При вертикальном расположении ФТ, нагрузка может быть распределена

Вкратце:
• ЦТ должна всегда находиться на нижней ФТ
• Самый быстрый способ организации станции – с использованием основной веревки.
• При движении без смены ведущего самым выгодным оказывается использование петли прошитой для последовательной блокировки
• Петля ЦТ должна быть по возможности небольшой (макс. для 4 карабинов)
• Если ЦТ является карабином, то страховка партнера располагается на его несущем плече.
• При вертикально расположенных ФТ, нагрузка может быть перераспределена на более надежную ФТ или распределена между несколькими ФТ
• Блокировка нежду горизонтальными ФТ не должна быть жесткой, но и без провисаний

...продолжение следует...