Азбука техники одинарной веревки

Хотим напомнить, что в пещере веревка никогда не используется отдельно и независимо от остального снаряжения, которым оснащены колодцы и сам спелеолог, а составляет звено так называемой страховочной цепи. Это совокупность всех элементов и снаряжения, которые в данный момент связаны посредством веревки: скала - крюк SPIT (самопробивающий шлямбурный крюк конструкции фирмы Societe de Prospection et d'Inventions Techniques - SPIT) или шлямбурный крюк, его ушко, "закладка" и пр. - карабин - веревка - спусковое устройство или самохват, страховочный конец - карабин - беседка - тело спелеолога. Как при спуске или подъеме, так и при падении возникающие статические или, соответственно, динамические нагрузки передаются каждому звену, включенному в цепь в данный момент.

Запомните:

- любая цепь прочна настолько, насколько прочно ее слабейшее звено. Страховочная цепь - не исключение из этого правила;

- из всех элементов страховочной цепи именно веревка имеет самые изменчивые характеристики и специфически ведет себя при динамических нагрузках;

- веревка подвергается самым большим нагрузкам при разрушении опоры или какого-либо элемента промежуточной навески и в случаях, когда еще при навеске данного колодца была сделана грубая ошибка, которая создала предпосылки для того, чтобы последствия внезапного падения были больше допустимых в данных конкретных условиях.

2.2.2. Энергия падения

Если подвесить тело определенного веса к концу веревки, она одновременно по всей длине, в том числе и в точке крепления, будет подвергаться действию силы, равной весу подвешенного груза. Однако, если поднять тело на некоторую высоту и отпустить, сила рывка на верхнем конце веревке будет значительно больше.

Под действием гравитации падение любого тела ускоряется. Это означает, что его скорость тем больше, чем с большей высоты оно падает. В зависимости от массы и скорости в каждый момент полета тело обладает определенной энергией, которая называется энергией падения. Эта энергия тем больше, чем больше скорость и масса падающего тела. Следовательно, энергия падения зависит от веса G тела и высоты H, с которой оно падает: E=GH (табл.5)

Таблица 5.

высота падения(м)	скорость падения(км/ч)	время падения(с)	энергия падения при весе падающего тела 80 кгс(кгс*м)
1	16	0.45	80
2	22	0.64	160
5	36	1.01	400
10	50	1.42	800
20	71	2.02	1000

При остановке веревкой падения тела скорость его падает до нуля. При этом энергия падения должна превратиться в энергию деформации преимущественно веревки, а частично - и остальных элементов страховочной цепи, в том числе тела спелеолога.

2.2.3. Пиковая динамическая нагрузка

В начале свободного падения энергия тела равна GH. Чтобы остановить падение, веревка должна совершить определенную работу деформации A, которая должна быть равна энергии падения E, то есть A=E. Это можно проиллюстрировать графиком, который показывает, каково удлинение веревки при определенной силе (рис.2). Так как работа есть произведение силы на пройденный путь (который в данном случае равен h- удлинению веревки), площадь между кривой и абсциссой равна работе, совершенной веревкой при задержании падения тела.

Сила, вызывающая деформацию веревки, непрерывно нарастает, пока работа A веревки не станет равна энергии падения E. Максимальное значение силы, которого она достигает при задержании падения, назовем пиковой динамической нагрузкой (ПДН). Иначе говоря, это максимальная сила динамического дара, которому страховочная цепь и человеческое тело подвергаются в момент, когда падение останавливается веревкой и последняя перестает удлиняться.

Величина пиковой динамической нагрузки зависит от фактора падения и динамических свойств веревки. При одинаковой энергии падения она будет ниже для более эластичной веревки и выше для той, которая слабее удлиняется (рис.3). Следовательно, сила динамического удара зависит не только от энергии падения, но также от способности веревки больше или меньше удлиняться. Поэтому неверно думать, что падению с определенной высоты всегда соответствует одинаковая пиковая динамическая нагрузка, как нельзя определять надежность веревки только на основании данных о ее прочности на разрыв.

При падении с одинаковой высоты тел различного веса возникает различная пиковая динамическая нагрузка. Даже имея очень большую прочность на разрыв, слабоэластичная веревка при задержании падения испытывает большую пиковую нагрузку, и наоборот.

Запомните:

- конкретное значение пиковой динамической нагрузки варьируется в очень широких пределах. Оно не зависит от абсолютной высоты падения, а определяется исключительно динамическими качествами веревки и фактором падения.

2.2.4. Фактор падения

Фактор падения f определяется отношением высоты падения к длине веревки, которая его задерживает: f=H/L. От него зависит степень падения, а от нее - нагрузка на страховочную цепь при его задержании веревкой.