Сравнение систем блокировки станций страховки на трех точках.
Результаты испытаний фирмы СМС Rescue.


Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)


Тема организации станций страховки для спасательных работ уже затрагивалась в статье «Спуск пострадавшего с сопровождающим по сложному горному рельефу подручными средствами». Представленная ниже статья –перевод упомянутых там материалов испытаний, проведенных в 2007 году фирмой СМС Rescue. Доклад "A Look at Load-Distributing and Load-Sharing Anchor Systems" был опубликован в материалах международного симпозиума по технически сложным спасательным работам (ITRS), проходившем в 2007 году в США. Электронную версию оригинала статьи на английском языке мы выложили в открытый доступ. Скачать ее можно по любой из следующих ссылок:
Onlinedisk
Depositfiles
Rapidshare

Хотя данные испытания имитировали условия проведения спасательных работ по стандартам профессиональных спасателей США, полученные результаты могут представлять интерес для всех альпинистов.

Хочется выразить большую благодарность Федору Фарберову за предоставленные материалы и помощь при работе над переводом. Фактически, статья – результат совместной работы в одной альпинистско-литературной «связке».
Перевод и комментарии – fedor, vgr.


Несколько вступительных пояснений.


Целью данных испытаний было сравнение основных систем блокировок станций, применяемых на практике североамериканскими спасателями для спуска и подъема пострадавшего с одним или двумя сопровождающими.

· Вес груза обусловлен стандартом пожарно-спасательной службы США (NFPA), согласно которому стандартный спасательный груз составляет 600 фунтов или 272 кг, что соответствует весу пострадавшего, акьи и двух сопровождающих.

· Использование 12.5-мм статической веревки также обусловлено стандартом NFPA. – это стандартная веревка, применяемая пожарно-спасательной службой США. Из нее же обычно и делают станции. Другие службы в Северной Америке, занимающиеся спасательными работами в горах и вообще на природе используют 11-мм статические веревки.

Блокировка станций была изначально сделана в направлении предполагаемой нагрузки, как это и должно происходить при спуске или подъеме спасателя с пострадавшим.

Наши комментарии и пояснения отдельных мест самого перевода, выделены мелким шрифтом.



Рассмотрение компенсирующих и фиксированных систем блокировки для станций страховки.


Джон Мак-Кентли,
Брюс Паркер,
Седрик Смит




При организации станций на спасательных работах, использование единственной абсолютно надежной точки - большая редкость. Обычно в таких ситуациях нам приходится строить систему, которая должна нормально работать при плохом размещении точек или распределять общую нагрузку на несколько относительно слабых точек.

На практике применяются два типа многоточечных станций: с фиксированной связью (Load Sharing Anchor, LSA) и компенсирующие (Load Distributing Anchor, LDA).

Первый тип станций имеет ветви фиксированной длины, соединяющие отдельные точки с одним общим пунктом приложения нагрузки. Нагрузка на отдельные точки станции определяется двумя факторами: объективным (длиной ветвей и углами между ними) и субъективным (тщательностью предварительного натяжения ветвей при блокировке точек). При отказе одной из точек, нагрузка на оставшиеся точки будет определяться их расположением относительно общего узла и направлением приложенной
нагрузки. Идеальная 3-точечная станция первого типа показана на рис. 1.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 1
Здесь имеются три параллельных ветви приблизительно одной длины, на каждую из которых приходится треть общей нагрузки.
Чаще, однако, встречаются конфигурации, подобные показанной на рис. 2. Отдельные точки расположены далеко друг от друга, что увеличивает нагрузку на ветви. Если тщательно не выровнять натяжение ветвей при завязывании узлов, общая нагрузка распределится на три точки неравномерно.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 2


Компенсирующие станции, иногда называемые самоуравнивающимися или «плавающими», имеют подвижные ветви, что в идеале, позволяет равномерно распределить общую нагрузку на все точки – рис. 3.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 3

Углы между ветвями блокировки компенсирующей станции также влияют на распределение нагрузок на точки, но, благодаря подвижности петель, это влияние меньше, чем в фиксированных станциях. Однако, как показали проведенные испытания, идеального выравнивания не происходит из-за большого трения в карабинах, и распределение нагрузок на точки далеко от желаемого результата.

Другая проблема подвижной связи - при отказе одной из точек, из-за образующейся слабины блокировочной петли, на оставшиеся точки приходится сильный динамический удар.

В наших испытаниях мы исследовали равномерность распределения нагрузки и поведение станций разного типа при отказе одной из точек.



Испытательное оборудование.


На испытательном стенде были смонтированы три точки с присоединенными к ним датчиками нагрузки. Для измерения общей нагрузки на станцию, между испытательным грузом и центральным пунктом также был установлен датчик - (рис. 4). Для отсоединения одной из точек использовался пневматический механизм. Вес испытательного груза - 2,65 кН или 270 кГ.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 4. Испытательный стенд.

Для экономии времени, мы исключили действие одного из факторов, влияющего на пиковую силу рывка. Как известно, под действием динамической нагрузки, часть энергии падения поглощается при затягивании узлов, что снижает пиковую нагрузку. Для того чтобы избежать разброса данных из-за неравномерности затягивания узлов, в наших испытаниях на всех станциях были проведены предварительные сбрасывания испытательного груза. На станции, сблокированные веревкой, груз сбрасывался трижды, а на станции из стропы – по одному разу.




Процедура испытаний.


После организации станций и их визуального контроля, к ним прикладывалась статическая испытательная нагрузка. Результаты "А" показывают нагрузку на каждую точку станции. Затем, одна из точек станции освобождалась, имитируя внезапный отказ, и измерялись пиковые нагрузки - общая и на оставшиеся точки (результаты "Б"). При этом также фиксировалась величина "оседания" станции. Нужно также упомянуть о поперечном смещении при отказе одной из точек. Большое поперечное смещение может привести к повреждению веревки об острый край и ее обрыву. При имитации отказа средней точки (№2), поперечного смещения не происходило, поскольку нагрузка ложилась на оставшиеся внешние точки. При отказе одной из внешних точек, поперечное смещение (для компенсирующих станций) составляло около 43 см.

Чтобы поперечное смещение составило 43 см, расстояние между оставшимися точками должно быть около 86 см. Пропорции рис. 5 и 7 не соответствуют заявленным ниже длинам плеч и расстоянию между точками. Видимо, такое большое смещение получилось благодаря цепным оттяжкам и наличию датчика, которые видны на рис. 4.


Длина ветвей станций измерялась между местами перегиба веревки в карабинах – рис. 5.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 5. Длина ветвей станции




Результаты испытаний:


Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 6. График нагрузок при отказе средней точки станции №1. Нагрузка на графике приведена в фунтах. Пиковая нагрузка составила 11,53 кН, из которых на первую точку пришлось 7,65 кН, на другую – 6,47 кН.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 7.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 8.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 9.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 10.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 11.
Данный способ применяется некоторыми спасательными формированиями в США. Американцы используют усиленные восьмерки, чаще всего – стальные, имеющие прочность 30-35кН. В целом весьма сомнительный способ использования восьмерки! Допустим только при применении усиленных спусковых устройств, предпочтительно – стальных.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 12.



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 13.
Испытания этой станции не доведены до конца из-за отказа посреди тестирования. О причине и характере этого отказа в отчете ничего не сказано.

Есть сильные подозрения, что стропа просто порвалась, не выдержав очередного рывка. Об этом говорит постепенное снижение общей пиковой нагрузки при каждом последующем тесте. Такое вполне может быть при прогрессирующем разрыве стропы. Получилось подобие разрывного амортизатора.


Судя по фотографии, здесь используется «Webolette» - стропа с прошитыми петлями на концах. В данной конфигурации, при отказе внешней точки, ее карабин может проскочить через центральный пункт и карабины оставшихся точек, что приведет к полному разрушению всей станции! Рекомендованный производителями способ использования такой стропы показан на рис. 14.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 14. Webolette предназначена только для организации фиксированной связи!



Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 15.




Выводы.


I. На рис. 16 представлены средние значения нагрузок для всех испытанных нами станций. Как видно из этой диаграммы, ни один способ блокирования точек не позволяет идеально выровнять нагрузку по всем трем точкам станции.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 16. Распределение статической нагрузки на точки в испытанных станциях (тесты серии А1).


II. При отказе внешней точки, компенсирующие станции продуцируют сильный рывок при посредственном распределении нагрузки на оставшиеся точки. Станции с фиксированной связью в этой ситуации дают значительно меньшее усилие рывка, но 88% этого усилия приходится лишь на одну из двух оставшихся точек.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 17. Усилие рывка и распределение нагрузок при отказе внешней точки для станций разного типа.


III. При отказе центральной точки, некоторые типы станций с компенсационной петлей имеют преимущества перед другими станциями такого же типа, продуцируя меньший по величине рывок и лучшее распределение нагрузок.
Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Рис. 18. Усилие рывка и распределение нагрузок при отказе центральной точки для станций разного типа.
******************************************************************************


Комментарии и дополнения переводчиков.


I. Выводы по результатам данных испытаний, применительно к спасательной практике:


1. Саморегулирующиеся (компенсационные) станции:
1.1. Равномерное распределение статической нагрузки в саморегулирующихся станциях на трех точках – это миф! При заранее известном направлении статической нагрузки, саморегулирующиеся станции на трех точках не имеют существенных преимуществ в распределении нагрузки на точки по сравнению с фиксированной блокировкой (см. рис.16).

1.2. Динамические показатели:
А) При отказе одной из точек сила рывка в саморегулирующихся станциях на трех точках существенно выше, чем у станций с фиксированной блокировкой. В данных испытаниях эта разница составила 3 раза и выше.

Б) Результаты распределения нагрузки после разрушения одной из точек в саморегулирующихся станциях тоже далеки от идеала (см. рис. 18). Равномерное распределение нагрузки между оставшимися точками после разрушения одной точки в многоточечных станциях-компенсаторах – это тоже миф!

В) Опасное боковое смещение веревки при разрушении одной из крайних точек в саморегулирующихся станциях существенно больше, чем у станций с фиксированной блокировкой.



2. Станции фиксированного типа:

2.1. Статическая нагрузка:
При правильном выборе направления нагрузки и тщательном выравнивании ветвей блокировки, такие станции дают вполне приемлемое распределение нагрузки на точки.

2.2. Динамические показатели:
А) Сила рывка, который продуцируют станции фиксированного типа при отказе одной из точек существенно меньше, чем у любых саморегулирующихся станций. В данных испытаниях сила рывка у фиксированной станции была как минимум в 3 раза меньше (см. рис. 18).

Б) Несмотря на то, что в фиксированных станциях при отказе одной из боковых точек большая часть нагрузки приходится на одну из оставшихся точек, вероятность отказа этой точки меньше, чем для станций компенсационного типа.

II. При этих испытаниях не учитывались такие факторы как упругость реального человеческого тела и амортизирующие свойства узлов. Поэтому возникает вопрос: может быть, при использовании более эластичных веревок, компенсационные станции дадут значительно меньший по величине динамический удар?

Теоретический расчет силы рывка для некоторых комбинаций нагрузки, материала блокировки и подвески груза приводится в таблице 1.

Расчеты сделаны для следующих условий:

·станция компенсационного типа сблокирована отрезком веревки или стропы 2м.
·каждый человек находящийся на этой станции имеет отдельную самостраховку длиной 0,5м.
·Происходит отказ центральной точки с «осадкой» станции на 13 см.
·Для учета упругости человеческого тела, условный вес занижен на 10% (1 человек – 72 кг).
·Для учета амортизации в узлах, значения упругости взяты из результатов известных испытаний самостраховочных «усов» с двумя узлами «восьмерка».
·Для расчета использована «линейная» модель упругого поведения веревки.

Напомним, что экспериментальный результат CMC Rescue для аналогичной станции №1 – 11, 8 кН.

Проверено: мины есть! (Альпинизм, альпинизм, снаряжение, безопасность, спасательные работы, станции страховки)
Таблица 1.

Хотя расчеты носят оценочный характер, можно заключить, что:

·при отказе одной из точек станции, сила рывка в первую очередь зависит от количества человек, нагружающих станцию своим весом.

·Применение для блокировки точек станции даже суперэластичных динамических веревок не может радикально снизить общую нагрузку при рывке.

·Совместное использование малоэластичных материалов типа дайнемы и для блокировки точек, и для самостраховок резко увеличивает силу рывка.


III. Общий вывод из результатов этих испытаний:


Для спасательных работ, когда точки страховки установлены и сблокированы в направлении прилагаемой нагрузки, вся станция в процессе работы нагружается большим весом в заданном направлении, а рывки в разные стороны и большие перегрузки исключены - предпочтительно использовать фиксированную блокировку станций.

Этот вывод применим и к некоторым ситуациям альпинистских восхождений, например - когда станции страховки оказываются нагруженными весом нескольких человек при восхождении многочисленной группой или при организации висячего бивака на стенных восхождениях.

Ситуации с нижней страховкой на восхождениях здесь не рассматриваются – это тема отдельной статьи.

Для экономии места, из перевода отчета исключены информация об авторах, промежуточные диаграммы и таблицы результатов испытаний. Полная версия перевода размещена на сервисах:
Onlinedisk
Depositfiles
Rapidshare

204


Комментарии:
2
Огромное спасибо за такой титанический труд.

4
фундаментально! Спасибо

1
Основной прикладной вывод можно наверное сформулировать так -
- фиксированныя блокировка на трех лонглайфах форева! :))
- при компенсированной блокиревке и судя по графику испытаний основная нагрузка кроме идеальной приходится на среднюю точку закрепления практически при любых способах организации станции, следовательно точки закрепления должны держать нагрузку не менее 500 каждая, а центральная - более 1500. Это фактически означает, что на естесственном рельефе центральная точка должна быть шлямбуром, все остальное - дополнительные страховочные точки желательно на закладных.

Ну-с хорошо, будем иметь в виду.

5
Есть над чем поразмыслить. Очень интересная статья. Прям бочка меда. Но у меня, как всегда (уж не обессудьте), есть ложка дегтя. Итак, в порядке значимости:

При заранее известном направлении статической нагрузки, саморегулирующиеся станции на трех точках не имеют существенных преимуществ в распределении нагрузки на точки по сравнению с фиксированной блокировкой...

Точнее будет так: в лабораторных условиях авторам исследования удалось (повезло?) один раз завязать фиксированную блокировку так, что саморегулирующиеся станции на трех точках не имели существенных преимуществ ... А например в следующем образце фиксированной блокировки, картина была уже не столь радужной (см. в полной версии статьи рис. 29, тест А2).

При отказе одной из точек сила рывка в саморегулирующихся станциях на трех точках существенно выше, чем у станций с фиксированной блокировкой. В данных испытаниях эта разница составила 3 раза и выше.

Точнее будет так: В симметричном варианте при отказе одной из внешних точек, при удачной завязке фиксированной связи, сила рывка в саморегулирующихся станциях на трех точках существенно выше. К сожалению, для схемы с фиксированной связью самый невыгодный и наиболее вероятный для нее вариант отказа центральной точки, авторами исследования (стыдливо?) не приведен. Поэтому вопрос о преимуществе фиксированной связи для этого случая остался открытым...

Равномерное распределение нагрузки между оставшимися точками после разрушения одной точки в многоточечных станциях-компенсаторах – это тоже миф!

Точнее будет так: Равномерное распределение нагрузки между оставшимися точками после разрушения одной из внешних точек в многоточечных станциях – это тоже миф!

Рис. 4. Испытательный стенд.

Примерно 40 сантиметровый отрезок основной веревки, соединяющий груз со станцией и почти вдвое уменьшавший фактор рывка, присутствовал во всех испытаниях или так посчастливилось только станции N1?

Рис. 12. Станция N6 (эквалетт)

Каким образом в эквалетте при длине ветви в 30 см просадка станции получалась 59,4 см?!

Рис. 13. Судя по фотографии, здесь используется «Webolette»

Webboltte там не просматривается. По мне так там обычная связанная узлом петля из стропы. Кстати, если в этой схеме два имеющихся карабина не прощелкивать в "нижнюю" стропу, а вщелкнуть туда третий карабин, и нагружать все эти три карабина одновременно, то получится "тройной эквалетт" - самый эффективный, на мой взгляд, вид компенсационной петли для трех точек.

0
А почему с вашей точки зрения для станции с фиксированной связью отказ центральной точки так плох? Так по простому кажется наоборот -- станцию меньше шатает, она продолжает работать в задуманном направлении, распределение усилий между оставшимися точками более-менее равномерное. Да, то что результата нету -- обидно. Но я бы от него не ожидал ничего экстраординарного.

А вероятнее он тоже вроде не всегда, а только в том случае, если она завязана с коротковатой центральной веревкой (правда в статье этот случай всегда реализуется :) ). С коротковатой боковой будет наоборот.

0
Дело тут вот в чем:
Передоложим, мы завязали симметричную станцию фиксированного типа с идеально выровненными ветвями (т.е. в ненагруженном состоянии у нас все ветви одинаково подтянуты и не имеют провисов). Центральная ветвь при этом будет короче боковых (как катет по отношению к гипотенузе). После подвешивания груза на такую станцию, в соответствии с законом Гука и получающимися относительными удлинениями, точки воспримут нагрузку заведомо не равномерно - на центральную точку всегда будет приходиться нагрузка больше, чем на внешнюю. Так, если угол между боковыми ветвями близок к прямому, то центральная точка окажется нагруженной примерно в два раза сильней, чем каждая из боковых. Следовательно, при прочих равных, вероятность отказа центральной точки выше, а в случае такого отказа станция просядет на большую глубину.


1
Да, над материалами действительно можно поразмыслить. Думаю, из этих цифр можно вытащить немало интересных подробностей. В бочке можно еще несколько ложек дегтя найти, так что обсуждение не помешает. Постараюсь ответить и дополнить.

1. В реальных условиях вся прелесть саморегуляции скорее всего, исчезнет в "одно касание" о рельеф. Трудно придумать, как можно поставить лабораторные испытания таких станций максимально приближенные к реальности.

2. Для фиксированных станций отказ центральной точки - наименьшее зло, даже в разноплечем варианте. Ну удлинятся внешние ветви на разную величину, станция чуть шевельнется, нагрузки на точки перераспределятся, но не в пропорции же 88% -12%, как при отказе внешней точки. Действительно жаль, что не приводятся соответствующие результаты (совершенно непонятно почему), но уверен, что криминального ничего не обнаружилось бы. В станциях 8 и 3 падения как такового нет вообще! Если посчитать эквивалентный модуль упругости, он окажется отрицательым! 2,5 см "осадки" станци 8 - это не высота падения, а удлинение центральной ветви при увеличении нагрузки ~на 1,2 кН.

3. О мифах и рифах. А почему миф - только для разрушения внешних точек? Обратите внимание: все станции заявлены как симметричные с равной длиной внешних ветвей. Палач-испытатель выдергивает центральную точку, образующаяся слабина должна тоже равномерно разъехаться направо
и налево. Разницы в нагрузках при идеальной симметрии не должно быть и нет необходимости уравнивать равное. У всех компенсаторов (кроме №5), если нагрузка была на левой точке меньше, чем на правой до отказа, то и после отказа осталась меньше. №5 в этом плане "перекомпенсировал" и кое-где получилось наоборот - соотнощение нагрузок "лево-право" поменяло знак.

3.Кусок веревки между станцией и грузом видимо был. Иначе нагрузки для станций из стропы были бы горазло выше. Какой длины был этот кусок для каждой станции - неизвестно. Возможно, в станции №2 груз прицепили прямо к плате. У меня при расчете получилось, что для этой системы эквивалентный модуль упругости в два раза больше, чем для станции №1 из такой же веревки. (в тесте Б2).

4. №6 - эквалетт. Да, величина осадки - загадка. К 30 см до ограничительного узла можно добавить сантиметра 3 статического удлинения центральной ветви при увеличении нагрузки и 1-1,5 сантиметра на "маятник" (судя по фото). Может быть, узел при рывках подтравливал? Сравнительно большая разница в нагрузках в серии Б1. Вообще, что-то они не так сделали с эквалеттом. В серии А1 нагрузка на центральную точку странно низкая. А вот в серии А2 все как положено по теории.

5. Webboltte. Правильнее сказать - принцип Webboltte. Центральная ветвь имеет удвоенную жесткость по сравнению с боковыми. Центральной точке и так тяжело, так еще и нагрузка этим способом увеличивается процентов на 40. Не уверен, что этот конструктивный недостаток скомпенсируется.

Добавлю еще две ложки дегтя уже от себя.
1. Станция №3 - какой-то странный компенсатор. У меня он получился какой-то полуавтоматический. Потянешь в сторону - центральная ветвь полностью ослабляется. В общем - не осилил этот способ.
2. График колебаний нагрузки. Увы, не показана фаза "свободного полета" сразу после отказа точки. Самый интересный момент отрезали!!! Откуда-то взялись лишние 0,1с (?) на шкале времени.

Еще несколько общих рассуждений о фиксированных станциях. Штука, прямо скажем - с норовом. Фиксированная станция может "простить" только одну относительно слабую точку. Если у всех трех точек несущая способность примерно одинаковая, "каскадный отказ" очень вероятен. Больших перегрузок фиксированная станция тоже не очень одобряет. Если на нее рухнуть с приличным фактором, то после отказа первой точки, практически вся накопленная к этому моменту в связочной веревке энергия не сбросится в ноль, а перебросится на следующую точку. Механическая работа по разрушению точки не вычитается из энергии падения. И наконец, фиксированная станция, как ревнивая жена, не любит походов налево (и направо - тоже). В общем, "шаг влево, шаг вправо считается побегом, прыжок на месте - провокация. Конвой
стреляет без предупреждения!"
У компенсирующих станций при отказе одной точки должна быть короткая фаза "свободного полета", когда оставшиеся точки оказываются практически полностью разгружены. В этот момент связочная веревка и блокировка точек резко ослабляются и при следующем нагружении растягиваются практически от "нуля". В этом случае работа, затраченная на разрушение точки вычитается из энергии падения. (Конечно, это очень грубые приближения механики работы цепи страховки).
Обсуждаемые испытания рассматривают деятельность вблизи от станции. В этой "ближней зоне" даже малая осадка станции существенно увеличивает фактор падения. Если причина отказа точки - 2...3- кратная перегрузка (относительно общего веса всех участников), преимущества компенсаторов не окупаются, а недостатки остаются в полной мере. Выгоды фиксированной станции в этой ситуации очевидны.
В США испытаний именно станций, полностью отвечающих реальным условиям, насколько я знаю не проводились. В тестах Лонга -Эвинга, о которых я рассказывал в статье, станция не нагружалась весом страхующего, "отказывающая точка" имела прочность несколько кН,а длина "связочной веревки" составляла несколько метров. В этих условиях значимого увеличения пиковой нагрузки при отказе точки не обнаружилось.

И наконец, интересная ссылка. Свежие рекомендации по организации страховки от немецкой комиссии по безопасности.
(Поскольку наша немецкая "резидентура" не балует вниманием эту тематику, приходится шустрить самому ;-)).

0
Картинки порадовали в немецких рекомендациях :) Еще б перевод где-нибудь найти...

0
translate.google.com
Как правило получается очень коряво, но понять можно.


0
почему в первом случае "Механическая работа по разрушению точки не вычитается из энергии падения"? а за счёт какой энергии производится работа? можете в двух словах?

1
В двух словах - "потому что" :-)) Боюсь, такое краткое объяснение не устроит, так что придется уточнить подробнее.
У точки станции несущая нагрузка может быть много больше веса человека, но очень короткий тормозной путь на котором она сопротивляется выдергиванию из места размещения. Условные цифры: пусть крюк (закладка, френд) держит 5 кН, чтобы он выскочил из скалы, его надо сдвинуть на 2 мм. Совершаемая при этом работа - 10 Н*м. Эта величина вычитается из энергии падения в любом случае, но ее доля не очень велика. Сравните: энергия падения груза 250 кг с высоты 0,1м ~250 Н*м. Основная часть энергии падения рассеивается веревкой, причем за несколько периодов затухающих колебаний (как видно из графика на рис.6). Для наглядности рассмотрим идеальную станцию с фиксированной блокировкой трех точек (рис 1, но с
дополнительным куском веревки для подвески груза). На каждой точке - 1/3 общей нагрузки. Груз падает, энергия падения практически вся тратится на упругое растяжение блокировки и подвески, аккумулируясь в них. Для определенности примем, что длина подвески - 1м, длина каждой ветви блокировки - тоже 1м, подвеска и блокировка - из одной веревки. Простейшая механическая модель - 4 одинаковых пружины, причем 3 параллельных (блокировка) и одна такая же - последовательно (подвеска). Запасаемая пружиной энергия пропорциональна квадрату нагрузки на ней. Поэтому каждая ветвь блокировки аккумулирует в 9 раз меньше энергии, чем подвеска. После отказа одной точки, и ослаблении соответствующей ветви фиксированной станции, сбросится только 10% всей запасенной энергии.
Для компенсирующей петли при разрушении точки, натянутая подвеска резко "выстрелит", уменьшив свое натяжение и выбрав образовавшуюся слабину блокироврчной петли. При этом, накопленная и в подвеске и в блокировке энергия сбросится практически до нуля. Скорость уменьшения нагрузки при этом больше 700 кН/сек. "Окупится" такое преимущество компенсатора или нет, зависит от многих условий.

-1
Ну по идее в станции энеригии мало запасается, как вы правильно сказали, основная в веревке. Ибо хотя энергия, запасенная в пружине, и пропорциональа квадрату силы, но она еще обратно пропорциональна коэффициенту упругости пружины k. А он (считая что и станция и веревка сделаны из одной и той-же динамики, для упрощения) _обратно_ пропорционален длине отрезка веревки, так что плечи станции гораздо "жестче" самой веревки, и запасают не 1/9, а гораздо меньше (~1/9*l/L, где l длина плеча, L длина подвешивающей веревки).

0
.Уважаемый автор! Большая просьба - позвоните мне 499-504-71-82 по вопросу материала по абалазам. пасибо - Захаров Павел Павлович

1
1.Если «чаще, однако, встречаются конфигурации, подобные показанной на рис. 2», почему испытывается только схема Рис. 15?
2.Если «в наших испытаниях на всех станциях были проведены предварительные сбрасывания испытательного груза. На станции, сблокированные веревкой, груз сбрасывался трижды, а на станции из стропы – по одному разу». Это разве не способствует выравниванию нагрузок в станциях с фиксированной связью?
3.Если «углы между ветвями блокировки компенсирующей станции также влияют на распределение нагрузок», почему на станциях 2-5 эти углы существенно больше, чем на станции №8 с фиксированной связью?
4.Если при отказе внешней точки станция №6(непонятного типа) дает максимальную осадку, почему общая нагрузка минимальна среди компенсирующих станций?
5.Если использование малоэластичных материалов резко увеличивает силу рывка, почему на станции №7, используется спектра и ветви этой станции короче раза в 2, чем у станции №8?
Кстати на Рис. 16, разница между станциями 7 и 8 мизерна (углы между ветвями почти равны?).
Какие выводы? У меня пока один - у экспериментаторов что-то с руками. А так использую оба типа станций.

2
vgr> В реальных условиях вся прелесть саморегуляции скорее всего, исчезнет в "одно касание" о рельеф.

В саморегулирующихся станциях тапа эквалетт, касание будет иметь значение только если рельефа касается основной карабин (карабины). Ситуации, когда подобного не удается избежать, встречаются довольно редко.

vgr> А почему миф - только для разрушения внешних точек?

Потому что из рассматриваемой статьи следует только это. Про все остальное вопрос, как минимум, открытый...

vgr> Правильнее сказать - принцип Webboltte.

И принципом там тоже не пахнет. Обычная компенсационная станция сблокированная классическим способом — просто вместо одного центрального карабина с "магическим" переворотом петель здесь используются два карабина, что дает возможность обоходиться без перехлестов.

vgr> Кусок веревки между станцией и грузом видимо был ... Возможно, в станции №2 груз прицепили прямо к плате ... что-то они не так сделали с эквалеттом ... не показана фаза "свободного полета" сразу после отказа точки.

Из-за того, что авторами не описываются очень важные детали эксперимента и из целого ряда других несуразностей складывается стойкое ощущение, что у экспериментаторов довольно низкий уровень инженерной культуры, что бросает серьезную тень на все результаты этих, безусловно, очень интересных исследований.

vgr> отказ центральной точки - наименьшее зло даже в разноплечем варианте ... нагрузки на точки перераспределятся, но не в пропорции же 88% -12%, как при отказе внешней точки.

Нагрузки на точки перераспределяться в соответствии с вертикальной разницей в расположении оставшихся точек. Чем больше будет эта разница, тем больше будет разница в нагрузках.

vgr> Действительно жаль, что не приводятся соответствующие результаты (совершенно непонятно почему), но уверен, что криминального ничего не обнаружилось бы.

Криминально это или нет я незнаю, но скорей всего обнаружилось бы следующее:
1. Результаты статического теста у саморегулирующейся станции N3 лучше чем у станции фиксированного типа N8 (см. тесты А2).
2. Результаты динамического теста при отказе центральной точки у саморегулирующейся станции N3 лучше, чем у станции фиксированного типа N8.

И соответствующий основной вывод исследования тогда стал бы таким: Для спасательных работ предпочтительней использовать не фиксированную
блокировку, а саморегулирующуюся станцию N3, обладающую лучшими характеристиками, как в штатном режиме работы, так и в случае наиболее
вероятного отказа одной из точек.

1
const> у экспериментаторов довольно низкий уровень инженерной культуры.
udjin> у экспериментаторов что-то с руками.


А давайте плюнем на уровень культуры испытателей и на то, откуда у них руки растут.
Мы же не кляузу по месту работы им сочиняем. Спасибо, господа из СМС за то, что потрудились, дальше мы сами подумаем - как интерпретировать полученные результаты, и что полезного оттуда можно взять.
Вот мы в ситуации: распихали три одинаковых точки по разным местам. Даже попрыгав слегка на каждой,
мы можем гарантировать, только то, что она выдержит удвоенный вес "попрыгунчика", то есть порядка 2 кН. Нет никаких гарантий, что любая точка выдержит больше этой нагрузки и что все три точки имеют одинаковую несущую способность. Причем насколько велика разница в этой несущей способности неизвестно, но то,что она есть - очень вероятно. Вопрос: в такой ситуации обязательно иметь наилучшее выравнивание нагрузок по всем 3 точкам? - Думаю не обязательно.
Мы рассматриваем отказоустойчивость станции, то есть допускаем возможность отказа одной из точек. Можем мы в трехточечном компенсаторе защитить его ограничительными узлами от отказа любой из трех точек? - Нет!
При отказе точки в незащищенной ветви компенсатора рывок будет сильнее, чем у "фиксатора" в тех же условиях? - Сильнее!
Логически рассуждая, в условиях вероятного отказа одной из точек, фиксированная связь имеет большую
отказоустойчивость, то есть, в конечном счете - большую безопасность. (с оговоркой про направление нагрузки и работу в "ближней зоне" к станции).


const> (№7) Обычная компенсационная станция.
Под принципом Webboltte я понимаю конструкцию, где к одной точке подходит удвоенное сечение блокировки по сравнению с другими точками. По-моему, на фото именно такая конструкция, просто в центральной ветви петли наложились друг на друга. Возможно,вы правы, но я не унюхиваю между карабинами центрального пункта стропы, идущей с первой точки на третью, как должно быть в "классике жанра".

const> предпочтительней использовать саморегулирующуюся станцию N3...
Раньше вы говорили, что надо рассматривать худший сценарий из возможных. Вы можете гарантировать, что у станции №3 ни при каких обстоятельствах не вылетит одна из внешних точек?

udjin> почему испытывается только схема Рис. 15?
Если интересна работа других схем, можно посмотреть статью "Multi-point Pre-Equalized Anchoring Systems". Вот только у авторов этой статьи, обладающих научными степенями, на многих приведенных диаграммах сумма слагаемых меньше целого :-)

udjin>На станции, сблокированные веревкой, груз сбрасывался трижды, а на станции из стропы – по одному разу». Это разве не способствует выравниванию нагрузок в станциях с фиксированной связью?
Способствует. Причем похоже, узел в станции №8 постепенно затягивался при каждом последующем броске. В диаграмме А1 (полной версии перевода) видно, что но для 8мм шнура разница в нагрузках на точки последовательно уменьшается. Думаю, для станций №6 и 8 предварительного сбрасывания не производилось, или сбрасывали один раз. Формально, репшнур - не стропа и не основная веревка.

udjin> почему общая нагрузка (№6) минимальна среди компенсирующих станций?Потому что использовалась более эластичная блокировка (8мм репшнур).

2fedxa: Не могли бы вы проконсультировать по "немецкому вопросу"? Как я понял, в последнее время в немецких рекомендациях стали предпочитать именно фиксированные станции. Причем, произошло это после стендовых испытаний Зиммеля и Бишофа, о которых рассказывалось в "Панораме №5/2008".
А результаты этих испытаний нигде не публиковались?

0
udjin> почему испытывается только схема Рис. 15?
Если интересна работа других схем, можно посмотреть статью "Multi-point Pre-Equalized Anchoring Systems". Вот только у авторов этой статьи, обладающих научными степенями, на многих приведенных диаграммах сумма слагаемых меньше целого :-)


Зато последняя фраза хороша -- "When in doubt, use bolts." -- "Сомневаешься -- бей шлямбур"!

По немецкому вопросу к сожалению не проконсультирую -- я тут недавно совсем. Это надо у Гогена спрашивать...

В литературе, которая у меня есть (Sports de montagne d'ete швейцарского горного клуба, или Freedom of the Hills от англичан) к сожалению нету вдумчивого рассмотрения станций на трех точках. Нарисован везде статический вариант, в тексте сказано -- типа раньше рекомендовали автокомпенисирующие, сейчас считаем что качество автокомпенсации не столь велико, как велика опасность цепного отказа из за проседания станции, и рекомендуем фиксированные.

Единственное уточнение есть в швейцарской книжке (но про двухточечную станцию) -- там рекомендуют делать статический вариант, если две точки разнесены по горизонтали, и динамическую (с укорачивающим узлом на длинной ветви), если две точки строго одна над другой. Смысл понятен -- в первом случае усилие распределяется равномерно строго из-за геометрии, а во втором случае надо бороться с любимым здесь законом Гука :)

0
vgr> Вот мы в ситуации...

Итак, имеем: Есть три точки, каждая из которых гарантированно держит лишь 2 kN. Причем, есть ли среди них точки, которые держат больше – нам неизвестно. Может есть, а может нет. Необходимо удержать груз весом 2,7 kN. Плюнем на углы и будем считать, что все три точки находятся на одной с грузом линии отвеса. Вопрос: обязательно иметь наилучшее выравнивание нагрузок по всем 3 точкам? Ответ очевиден – "наилучшее" не обязательно, но обязательно, чтобы ни на одну из точек не пришлось больше 74% веса груза. Исходя из имеющихся у нас экспериментальных данных из разных источников – нормальные саморегулирующееся схемы легко справляются с этой задачей, в то время как станции с фиксированной связью далеко не всегда. Вывод: станции с фиксированной связью использовать для решения подобной задачи небезопасно.

vgr> Мы рассматриваем отказоустойчивость станции, то есть допускаем возможность отказа одной из точек.

Поскольку нам неизвестно есть ли среди оставшихся “сильные” точки, то однозначно – “нет”, подобного допускать никак нельзя! Три точки нужны не для того, чтобы дублировать, а для того, чтобы распределять! Если непременно нужно дублирование – делайте еще одну отдельную станцию.

vgr> Можем мы в трехточечном компенсаторе защитить его ограничительными узлами от отказа любой из трех точек?

Можем, но не узлами. Как это делается – я Вам уже рассказывал в одной из наших предыдущих дискуссий по этому поводу.

vgr> При отказе точки в незащищенной ветви компенсатора рывок будет сильнее, чем у "фиксатора" в тех же условиях?

Сильнее. Но если каждая точка держит свои проверенные 2 kN, то подобная ситуация, не более чем сферический конь в вакууме.

vgr> я не унюхиваю между карабинами центрального пункта стропы, идущей с первой точки на третью, как должно быть в "классике жанра".


0
Итак, имеем: Есть три точки, каждая из которых гарантированно держит лишь 2 kN. Причем, есть ли среди них точки, которые держат больше – нам неизвестно. Может есть, а может нет. Необходимо удержать груз весом 2,7 kN. Плюнем на углы и будем считать, что все три точки находятся на одной с грузом линии отвеса. Вопрос: обязательно иметь наилучшее выравнивание нагрузок по всем 3 точкам? Ответ очевиден – "наилучшее" не обязательно, но обязательно, чтобы ни на одну из точек не пришлось больше 74% веса груза. Исходя из имеющихся у нас экспериментальных данных из разных источников – нормальные саморегулирующееся схемы легко справляются с этой задачей, в то время как станции с фиксированной связью далеко не всегда. Вывод: станции с фиксированной связью использовать для решения подобной задачи небезопасно.

Ну, в данной статье справилась...

[b]Три точки нужны не для того, чтобы дублировать, а для того, чтобы распределять! [/b]

Ну так бы сразу и сказали. Если для этого -- то конечно самокомпенсатор более адекватное решение. Но то что у вас система рассыпется в прах после отказа любого из компонент -- надо не забывать :)

Тогда да -- вяжем рядом две самокомпенисирующие станции, и привязываемся к обоим.

Сильнее. Но если каждая точка держит свои проверенные 2 kN, то подобная ситуация, не более чем сферический конь в вакууме.

Кстати, что такое держит _проверенные_ 2кН?

0
const> обязательно, чтобы ни на одну из точек не пришлось больше 74% веса груза. Исходя из имеющихся у нас экспериментальных данных из разных источников – нормальные саморегулирующееся схемы легко справляются с этой задачей, в то время как станции с фиксированной связью далеко не всегда.
- Не претендую на обладание всеми мировыми экспериментальными данными, но и у СМС, и у Беверли, такого конфуза с фиксированными станциями не отмечено ни в одном случае.


const> Поскольку нам неизвестно есть ли среди оставшихся “сильные” точки, то однозначно – “нет”, подобного допускать никак нельзя!
- Американцы исходят из того, что среднестатистическая "своя" точка держит 5...7 кН, при этом в "стаде" может оказаться только одна "паршивая овца" и вероятность появления сразу двух - пренебрежимо мала. Эффективный компенсатор слабую точку выявит и накажет. Если нет защиты от оседания, остальным точкам в этом случае мало не покажется. Ни один из испытанных СМС компенсаторов не показал полной защищенности. Потенциально, только эквалетт (№6) можно зажать узлами, защитив все три точки.

const> Можем (защитить компенсатор от отказа любой из трех точек), но не узлами. Как это делается – я Вам уже рассказывал...
- Константин, каюсь - я не уловил в тот раз ваших объяснений "на словах", а потом замотался и не уточнил. Может сделаете рисунок - схему?

const>если угол между боковыми ветвями близок к прямому, то центральная точка окажется нагруженной примерно в два раза сильней, чем каждая из боковых. Следовательно, при прочих равных, вероятность отказа центральной точки выше, а в случае такого отказа станция просядет на большую глубину.
- Самый худший зафиксированный результат по этому параметру - у Беверли (рис.3, тест3) - на центральной точке 68% общей нагрузки. Для условий испытаний СМС, на ней будет 1,8 кН. При отказе центральной точки, рывок на всю станцию будет около 4,5 кН. По абсолютной величине это меньше, чем в станции №3. Соответственно, меньше и просадка.

const> vgr> как должно быть в "классике жанра"
Похоже, тут вы правы - "Веболетт" так не притягивает карабины друг к другу. Возвели мы напраслину на янки - извиняюсь.


fedxa> откуда в переводе картинки тестов A1 и A2.
В оригинальных диаграммах "А" тесты А1 и А2 перетасованы. Для станций №2 и №3 там приведены данные А2, для остальных станций - данные А1. Средние данные тестов "А" в оригинале расчитаны для только для результатов серии А1 (эквалетту это сильно попортило имидж). Я вбил табличные данные в Exel и сделал диаграммы для перевода сам для большей наглядности и точности. Судя по структуре таблиц СМС, серия А1 - это данные перед отказом внешней точки (тестами Б1), а А2 - перед отказом центральной (Б2).

fedxa>что такое держит _проверенные_ 2кН?
- если мы тщательно проверили точку своим весом при ее установке, то 2 кН - ее гарантированный минимум.

fedxa>Это надо у Гогена спрашивать...
- У него вроде "проблема со временем даже для того что бы прочитать и переработать всё как оно того заслуживает....". Как то неловко занятого человека отрывать от календарей ню, протестов против информации ФАР и подобных важных дел :-))

fedxa>В литературе (зарубежной), которая у меня есть.
Вот и у меня примерно то же самое. (Freedom of the Hills, правда, вроде американская книга?).
Американцы трехточечные станции широко используют, явно предпочитая фиксировать точки общим узлом. В 2006 году в США вышла книга "Climbing Anchors", где компенсаторы несколько реабилитировали, но экспериментально проверили только двухточечные. В итальянских книгах и методичках явный уклон в сторону двухточечных компенсаторов, причем часты примеры без ограничительных узлов. И вдруг, преемник Шуберта в "службе безопасности" открытым текстом заявляет, что узлы на компенсаторе перевязывать - слишком большой геморой и ну эти компенсаторы вообще нафиг!

0
В оригинальных диаграммах "А" тесты А1 и А2 перетасованы.

Нашел, спасибо. Я это подозревал, но таблички смотреть уже лень обуяла :)

(Freedom of the Hills, правда, вроде американская книга?).

Да, ошибся, американская. В "неофициальной" "Extreme Alpinism -- Climbing light fast and high" от Марка Твайта то-же самое сказано, кстати. Но правда там ну никак не о спас-работах говорится :)

0
спасибо...интуитивно так почему-то и думал....

Войдите на сайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий

Страхование экстремальных и активных видов спорта

Выберите вид спорта:
По вопросам рекламы пишите ad@risk.ru