Использование личного снаряжения верхолаза-канатчика

В настоящем разделе мы рассмотрим технические моменты использования верхолазом канатчиком при спуске и подъеме по линейным опорам. В обоих случаях возможны два варианта:

• Cпуск или подъем без применения штурмовой промальпинистской площадки;
• Cпуск и подъем с использованием штурмовой промальпинистской площадки.

При всех манипуляциях на отвесе неукоснительно должно выполняться требование наличия у верхолаза-канатчика, в любой момент времени, двух независимых закреплений, одно из которых производится за основную линейную опору, второе – за страховочную. Отмечаем, что спуск и подъем верхолаза канатчика по линейным опорам без использования штурмовой промальпинистской площадки вполне возможен и довольно часто используется в практической работе. Обратный вариант использования только штурмовой площадки категорически запрещен! В большинстве случаев для осуществления правила наличия у верхолаза-канатчика, в любой момент времени, двух независимых закреплений достаточно одного страховочного уса. В случаях, когда характер объекта, на котором ведется работа, требует выполнения непосредственно на отвесе переходов с одной линейной опоры на другую с помощью этого второго уса осуществляется самостраховка за точечные или линейные опоры при перестежках самохватов или спусковых устройств.

Работа с использованием сидушки – штурмовой площадки (доски)

Спуск по линейной опоре

В обоих случаях спуска: с применением штурмовой промальпинистской площадки, или без таковой, спуск начинается с встегивания страховочного самохвата, в качестве которого мы рекомендуем применение самохвата “Шант”, в страховочную линейную опору. Встегивание этого самохвата должно производиться в безопасном месте, где срыв верхолаза-канатчика не возможен. В случае, когда точка навески основной и страховочной линейной опоры расположены вблизи края отвеса, необходима навеска троллея, обеспечивающего безопасный подход с самостраховкой к точке начала спуска.

Затем в спусковое устройство заряжается основная линейная опора.

Обращаем внимание, что на конце любой линейной опоры, висящей на отвесе должен быть завязан узел, предохраняющий от срыва, в случае, если веревка не достигает дна отвеса.

Протравливая правой рукой основную веревку в спусковом устройстве и ведя левой страховочный самохват по страховочной веревке, верхолаз канатчик подходит к краю отвеса и начинает спуск.

В случае использования штурмовой промальпинистской площадки, спусковое устройство встегивается посредством карабина в карабин MR, соединяющий петли площадки. Верхолаз-канатчик блокирует со штурмовой площадкой свою гибкую подвесную систему с помощью встегивания страховочного карабина закрепленного в средней петле страховочного уса в карабин MR штурмовой площадки. Другими словами, вес промальпиниста, спускающегося таким способом полностью приходится на штурмовую площадку. Гибкая подвесная система несет в этом случае лишь страхующие функции.

Затем в страховочный самохват пристегнутый к крайней петле страховочного уса заряжается страховочная линейная опора. Далее основная линейная опора встегивается в спусковое устройство и верхолаз-канатчик приступает к спуску. Требования по обеспечению безопасного подхода к точке навески веревок остаются прежними.

По достижению дна отвеса, в первую очередь разряжается спусковое устройство, а затем, убедившись в отсутствии опасности срыва выстегивается из самохвата страховочная веревка.

Динамика спуска.

Как уже нами говорилось, спуск по линейным опорам (синтетическим канатам, а в некоторых случаях и по стальным тросам) осуществляется при помощи фрикционных спусковых устройств, использующих силу трения скольжения линейной опоры по устройству. Для равномерного движения необходимо, чтобы нагрузка была уравновешена силой трения. Последняя зависит от скорости движения по линейной опоре, коэффициента трения и нормальной нагрузки, а так же величины поверхности соприкосновения веревки со спусковым устройством (величины угла охвата). Эта величина, а так же сила натяжения нижнего конца линейной опоры в значительной мере может регулироваться выполняющим спуск верхолазом-канатчиком.

Для оценки работы используемого в качестве линейной опоры синтетического каната (веревки) при спуске можно пренебречь растяжением веревки при отвесах менее 20 метров, и наоборот, при работе на больших отвесах необходимо принимать во внимание упругое растяжение и сокращение веревки. При жестком закреплении веревки во фрикционном спусковом устройстве (*ФСУ*) верхолаз-канатчик при торможении может совершить несколько быстро затухающих колебаний и остановиться. Если же в момент колебаний продолжить спуск, то в верхней мертвой точке сила инерции движения верхолаза-канатчика (за счет упругих сил линейной опоры) может оказаться большей или равной весу тела, сила трения резко уменьшится и тело верхолаза-канатчика самопроизвольно начнет двигаться вниз, в то время, как веревка под действием упругих сил будет протравливаться вверх, при этом скорость движения возрастает. С увеличением скорости движения веревка не будет успевать огибать детали ФСУ,тем самым сила трения возрастет и ФСУперестанет скользить по веревке, т.е. перестает пропускать веревку. За этим снова последует растягивание веревки и проскальзывание ее в ФСУ. Тем самым при постоянной силе веса верхолаза-канатчика и неизменном угле охвата веревкой деталей ФСУ, под действием сил инерции и упругих сил веревки возникают автоколебания линейной опоры с частотой близкой к собственной частоте системы тело – упругая подвеска. Подобные колебания – “проскальзывания” – наблюдаются при величине отвеса более 30 – 40 метров и могут быть опасны при глубинах 100 и более метров, так как даже при величине относительной линейной деформации около 2% (при H = 100 м) провис веревки составит 2 метра и свободное падение будет чередоваться с резкими рывками при остановках. Это грозит оплавлением и перетиранием веревки, ослаблением места закрепления линейной опоры – ее расшатывания из-за действия знакопеременной нагрузки.

Ряд исследований по динамике спуска в середине 70-х, начале 80-х годов производился различными альпинистскими и спелеосекциями. Наиболее полно результаты этих исследований были обобщены С.И.Голубевым, А.П.Ефремовым и др. в 1981 году [8]. Из этой работы следует: при движении верхолаза-канатчика по линейной опоре с некоторой скоростью (*V*) силы инерции должны быть уравновешены разностью сил массы человека и сил трения линейной опоры о ФСУ. Натяжение линейной опоры ( T ) складывается из натяжения свободного конца веревки ( S ), которое может быть осуществлено рукой верхолаза-канатчика и силы трения: T = S + Fтр. Разность T – S и есть общая сила трения, развиваемая при скольжении линейной опоры вдоль ФСУ. Поскольку линейная опора (веревка, в меньшей степени стальной трос) не идеальная недеформируемая нить, то следует учесть наличие сил трения покоя (при начале движения) и сил сопротивления изгибу. Последние возрастают при использовании мокрых веревок.

Проведенные расчеты деформации линейной опоры показывают ее зависимость от знака относительного ускорения спуска и жесткости линейной опоры. Так как, при резкой остановке кинетическая энергия спуска

mv2/2

практически должна быть погашена за счет упругого растяжения линейной опоры (потенциальная энергия

c?2/2

то можно рассчитать перегрузки, действующие на линейную опору в разных фазах спуска по ней верхолаза-канатчика. Наибольшие перегрузки возникают в стальном тросе, наименьшие – в мягком синтетическом канате (веревке) При внезапном торможении стальной трос может испытать запредельную нагрузку, т.е. разорваться. За счет упругой деформации линейной опоры при торможении возникают заметные вязкоупругие колебания, другими словами, растяжение линейной опоры осуществляется в поле сил тяжести при наличии упругой восстановительной силы и вязкого трения:

?·· = g+c?+v?·/m

При достижении верхолазом канатчиком нижней мертвой точки (в колебательном режиме) натяжение линейной опоры может более чем вдвое превышать его массу, напротив, в верхней мертвой точке натяжение равно нулю и начинается “свободный полет” тела исполнителя работ. В это время веревка под действием тянущего усилия руки может свободно скользить вниз. При новом контакте верхолаза-канатчика с линейной опорой последняя начнет деформироваться. Если в момент контакта (или внезапного торможения) ФСУ надежно закреплено (протравливание линейной опоры равно нулю), то за счет упругого подбрасывания произойдет быстрое демпфирование и прекращение колебаний опоры и соответственно верхолаза-канатчика. Однако дожидаться полного прекращения колебаний долго, и поэтому в практике спускающийся уменьшает натяжение S. Снятие натяжения возможно:

• в период повторного растяжения веревки. Силы трения покоя могут быть столь велики, что движения дальше не будет;
• в момент потери контроля над спусковым устройством. Этап разгона начнется в этом случае с совместного движения вниз исполнителя работ и растягивающейся веревки;
• нагрузка снимается в момент когда движения тела по инерции вверх поддерживается движением сжимающейся веревки.

Очевидно, что поскольку при резких колебаниях легко может возникнуть аварийная ситуация, то необходимо чередовать плавные разгоны и плавные торможения, т.е. уменьшать колебания линейной опоры. Поскольку в процессе спуска практически невозможно изменить коэффициент трения линейной опоры о ФСУ, то ослабить колебания линейной опоры верхолаз-канатчик может регулированием угла охвата линейной опорой ФСУ и силы натяжения свободного конца опоры S. Из вышесказанного вытекают рекомендации по режиму спуска верхолаза-канатчика по линейной опоре на отвесах глубиной более 40 метров: спуск должен быть плавным и к выбору ФСУ для спуска. Основные требования к ФСУ можно сформулировать следующим образом: ФСУ должно обеспечивать:

• плавность спуска;
• возможность регулирования скорости спуска в значительных пределах;
• минимальный износ линейной опоры;
• возможность самоостановки или незначительного изменения скорости спуска при потере управления свободным концом линейной опоры;
• равномерное распределение тепла, выделяемого при торможении во время остановки;
• незакручиваемость верхолаза-канатчика при спуске.

Идеальных ФСУ, удовлетворяющих всем требованиям, пока не создано. Ближе всех к ним подходят “Решетка” и “Десандер”, хотя на малых отвесах, часто наиболее удобными в работе являются спусковые устройства типа “Рогатка”. Наиболее частый недостаток других спусковых устройств, это то, что: веревка в них изгибается под очень маленьким радиусом изгиба (меньшим, чем диаметр применяемой веревки), что приводит к значительным напряжениям изгиба и выделению большого количества тепла на малой длине линейной опоры, малая возможность изменения угла охвата веревкой ФСУ во время спуска.

В целом характер нагрузок приходящихся на используемую в качестве линейной опоры веревку виден из приведенной таблицы. Особого внимания заслуживает тот факт, что нагрузки действующие на веревку тем больше, чем ближе к точке ее крепления находится верхолаз-канатчик.

Динамические нагрузки на веревку при спуске

Расстояние от верхолаза-канатчика до узла крепления веревки в метрах	Максимальная измеренная нагрузка (кг) на линейную опору в точке ее закрепления при спуске верхолаза-канатчика весом 80 кг
	веревка d 11мм., удл. 3.5%		веревка d 11мм., удл. 1.5%
	плавно	рывками	плавно	рывками
0.5	101	145	94	178
1	100	145	96	179
2	105	145	94	183
4	100	145	94	142

Знайте!

• При выходе на отвес, зафиксированное спусковое устройство должно нагружаться весом верхолаза-канатчика постепенно, без излишних рывков;
• избегайте резких торможений, особенно вблизи точки крепления линейной опоры. После вынужденной резкой остановки, для продолжения движения дождитесь затухания вертикальных колебаний, вызванных растяжением веревки;
• спуск на отвесах значительной глубины должен быть плавным. Необходимо чередовать разгоны с плавным торможением.
• При спусках на больших отвесах желательно использовать спусковые устройства типа “Решетка”.

Опасность для веревки от нагрева спускового устройства.

Синтетические материалы имеют относительно низкую точку плавления. Например, перлон (немецкий эквивалент нейлона) плавится при 250 С. Опасность для перлоновых нитей веревки при быстром спуске происходит от того, что они легко размягчаются и при температуре, много меньшей температуры плавления, а это их портит. Прочность полимерного материала обратно пропорциональна температуре. Капроновые нити быстро теряют свои прочностные качества при температуре выше 80 градусов, а устройство типа “решетка” нагревается до такой температуры всего после 50 м спуска по сухой веревке верхолаза-канатчика весом 80 кг при скорости спуска 62 см/с. При скорости 64 см/с после спуска на 60 м его температура может достигнуть 130 градусов.

Отечественными спортсменами и промальпинистами данный факт практически не учитывается, в то время, как за рубежом на него обращается суще6ственное внимание. В 1980 году, при совместной работе одного из авторов со спелеологами Болгарии в пещерах Балкан, зарубежные спортсмены специально работали при спуске без защитных рукавиц, дабы избежать самой возможности слишком быстрого спуска, поясняя, что веревка повреждается быстрее чем кожа рук.

Чтобы предохранить веревку от перегрева, спуск надо производить с разумной скоростью, учитывая состояние веревки (сухая, мокрая) и величину отвеса. Закончив спуск, надо немедленно выстегнуть спусковое устройство из веревки.

Знайте!

• чтобы не допускать нагрева спускового устройства до опасных для веревки температур, скорость спуска не должна превышать 25 см/с (15 м/мин).

Подъем по линейной опоре

В случае подъема по линейной опоре с использованием только гибкой подвесной системы, действия верхолаза-канатчика состоят в следующем. Ручной самохват пристегивается к карабину, встегнутому в среднюю петлю страховочного уса. В этот же карабин встегивается педаль. Страховочный самохват встегивается в карабин крайней петли и в него вставляется страховочная линейная опора. Затем на основную опору ставится ручной самохват, с его помощью выбирается слабина веревки, после чего основная веревка встегивается и в грудной самохват. По достижению верха отвеса и выхода на безопасную для срыва площадку, отстежка самохватов производится в обратном порядке: грудной – ручной – страховочный.

При подъеме с использованием штурмовой промальпинистской площадки, грудной самохват крепится к карабину MR последней. В первую очередь встегивается в страховочную веревку страховочный самохват, затем основная веревка встегивается в грудной.

Ручной самохват и педаль используются в этом случае автономно, без пристегивания к остальному снаряжению. В силу этого порядок пристегивания и выстегивания ручного самохвата относительно грудного и страховочного, в этом случае не регламентируется.

Выстегивание самохватов производится в последовательности грудной – страховочный.

Динамика подъема

Из данных С.И.Голубева, А.П.Ефремова [8] следует, что во время подъема по линейной опоре движения верхолаза-канатчика менее произвольны чем при спуске. Их можно представить в виде совокупности ритмических движений с амплитудой A и частотой P; под воздействием переменной силы:

F = m * AP2 * SmP?

линейная опора будет совершать колебания (сложение вынужденных колебаний с частотой P и собственных – с частотой ? ), при этом собственная частота колебаний системы будет возрастать по мере подъема (уменьшения длины линейной опоры). В начале подъема по опоре большой протяженности ? < P, амплитуда колебаний линейной опоры может быть больше амплитуды A (шага верхолаза-канатчика). Действие внешней силы совпадает с силой инерции системы и находится в противофазе с силой упругости и перемещения тела. Налицо перерасход сил на подъем тела вверх. Верхолаз-канатчик последовательно может попасть в зону биения (неустойчивый ритм, который сопровождается возрастанием энергетических трат) и в сторону резонанса ( ? = P ), когда амплитуда колебаний центра тяжести системы может превышать амплитуду шага во столько раз, во сколько wбольше коэффициента вязкости линейной опоры ( ? ). В последнем варианте нагрузки на верхолаза-канатчика максимально возрастают. При переходе через резонанс упругость линейной опоры начинает помогать движению исполнителя работ вверх.

При нормальном подъеме по методу “дед” (“лягушкой”) нагрузки на веревку обычно варьируются от 100% до 150% от веса верхолаза канатчика, однако при резких движениях и вблизи точки крепления линейной опоры могут достигать 300-350%.

С приближением ко всякому основному или промежуточному креплению эти нагрузки постепенно увеличиваются и достигают максимума в точке, где веревка или трос крепится к точечной опоре. Чем жестче применяемая линейная опора, чем меньше коэффициент ее растяжения под нагрузкой, тем больше знакопеременные силы, действующие на место ее закрепления (точечную опору). Поэтому вблизи ее подъем должен быть плавным, без резких движений. Необходимо, чтобы грудной самохват всегда был хорошо натянут заплечной лентой. В противном случае на каждом шаге опускание на него дает толчки, которые тоже увеличивают нагрузку на линейные опоры и точки их закрепления.

Динамические нагрузки на веревку при подъеме

Расстояние от верхолаза-канатчика до узла крепления веревки в метрах	Измеренная нагрузка при подъеме в % к весу верхолаза-канатчика
	веревка d 11мм., удл. 3.5%		веревка d 11мм., удл. 1.5%
	плавно	рывками	плавно	рывками
0.5	110	196	130	239
1	102	189	122	208
2	98	176	119	211
4	90	159	111	195

Любая сильная динамическая нагрузка, пока самохваты находятся на линейной опоре, может привести к очень серьезным последствиям. Из всех звеньев, включенных в данный момент в страховку, они являются самым опасным элементом. И это не только из-за того, что из всего снаряжения они имеют наименьшую прочность, а потому, что локально уменьшается прочность линейной опоры в месте, зажатом кулачком. При весе верхолаза-канатчика 80 кг, при каждом шаге она подвергается поперечному усилию в 350 кгс. В результате при падении с фактором 1 самохват может просто срезать линейную опору в точке зажима. Падение с таким фактором возможно, например, при выходе с отвесной части подъема, когда верхолаз-канатчик уже ступил на горизонтальную площадку и, не отстегивая самохвата, дошел до близко расположенной точки закрепления линейной опоры. Падение из такого положения может оказаться роковым.

При рывке нагрузку принимает обычно грудной самохват. Если он срежет веревку, ручной самохват через закрепленный гибкую подвесную систему страховочный ус, задержит падение, но при условии, что не проскользнет. Единственным на сегодня самохватом, который проскальзывает при динамическом ударе, является “Шант”. Поэтому его нельзя использовать в качестве ведущего. Если при срыве линейная опора перекусывается грудным самохватом, а ведущим является “Шант”, он может проскользнуть те несколько сантиметров, которые остались под ним после обрыва веревки. Поэтому мы рекомендуем использовать в качестве ручного самохвата самохват “Пуани”, применяя “Шант” для самостраховки за страховочную линейную опору. При таком использовании самохватов, возможность “Шанта” проскальзывать под нагрузкой становится положительным фактором смягчающим возможные динамические рывки.

Знайте!

• При подъеме на больших отвесах эффективнее использование наиболее жестких линейных опор – статических веревок или стального троса.
• Скорость подъема не должна быть слишком высокой. Частота шагов не должна превышать одного за 3 – 5 секунд, чему более всего соответствует способ подъема “лягушка”, заимствованный из спелеологической SRT-техники.
• избегайте положения, при котором вес тела долгое время держит один ручной самохват, независимо от того, встегнут ли грудной.

Содержание

1. Предисловие;
2. Промышленный альпинизм сегодня;
3. Снаряжение для промышленного альпинизма;
4. Личное снаряжение верхолаза-канатчика;
5. Использование личного снаряжения верхолаза-канатчика;
6. Групповое снаряжение;
7. Система обучения верхолазов-канатчиков
8. Инструкция по охране труда верхолазов-канатчиков
9. Иллюстрации