Пример недостаточной верхней страховки

Часто на соревнованиях верхняя страховка обеспечивается только через один верхний карабином, закрепленный над маршрутом движения участников. Это касается как командной, так и судейской страховки. Веревка удерживается судьей или участником на страховке напрямую, руками в брезентовых рукавицах (рис. 21). Мы покажем, что такая страховка работает на пределе своих возможностей.

 

Рис. 27

 

Обычно считается, что путь свободного падения участника, при верхней страховке незначителен, а сильный динамический рывок отсутствует, и значит, удерживание страховкой происходит в статическом режиме. В этом режиме достаточное усилие человека на страховке определяется условием:

или

Где F_Ч – усилие человека на страховке, P – вес страхуемого участника, φ – угол перегиба страховочной веревки на верхнем карабине. Если допустить, что при страховке с нижней площадки угол перегиба на верхнем карабине обычно изменяется от 135^О до 180^О, а минимальное соотношение F_Ч / P = е^{-0,00384х135}= 0,6.

В частности, при весе страхуемого 80кГ, усилие страхующего не должно быть меньше 0,6х80=48кГ. При весе страхуемого 90кГ, это усилие должно превосходить 54кГ. Если вспомнить, что среднее мужское усилие на страховке составляет 50-60кГ, становится понятно, что такая верхняя страховка даже в статическом режиме работает ненадежно, на пределе своих возможностей.

Так как женское усилие на страховке в среднем составляет 35-40кГ, а условиями соревнований ТМ допускается женская страховка мужчин, она тем более ненадежна.

Кто участвовал на туристских соревнованиях в том или ином качестве, наверняка слышал возмущенные крики болельщиков - «Выбери страховку…!!!». Это означает, что при срыве страхуемого в этот момент, у него будет достаточно большой отрезок свободного падения. В момент торможения он наберет некоторую, возможно достаточно большую скорость и энергию падения. Такое торможение описывается формулами динамической страховки.

Для большей наглядности будем рассматривать не угол охвата верхнего карабина φ, а угол наклона страховочной веревки – θ, на нижней площадке (рис.27). Эти углы связаны соотношением φ + 90^О – θ = 180^О или θ = φ – 90^О.

Ниже дана таблица рассчитанных коэффициентов торможений Δh/ΔL, в зависимости от коэффициента человеческого усилия на страховке К_Ч = F_Ч / P, для разных углов θ.

 

Работа верхней страховки с нижней площадки, через верхний карабин
КЧ	Угол наклона страховочной веревки θ
90О	80О	70О	60О	50О	40О	30О	20О
Коэффициент торможения падения Δh/ΔL
0,7 0,65 0,6 0,55	2,5 3,3	2,9 6,5	3,4 *	4,1 6,4 *	8,9 * *	6,5 * *	* * *	* * *

 

Верхняя строка коэффициентов торможения рассчитана для коэффициента усилия на страховке 0,7. Такой коэффициент получается при: Р = 90кГ и F_Ч = 90х0,7 = 63кГ; при Р = 80кГ и F_Ч = 56кГ; при Р = 70кГ и F_Ч = 49кг и т.д. Из таблицы видно, что при уменьшении угла наклона веревки пролет торможения падения возрастает.

Так при слабине веревки 1м путь торможения падения составит: при угле наклона θ=90^О – 2,5м; при θ=50^О –5м; при θ=30^О – 9м. Если слабина веревки и равный ей отрезок свободного падения увеличить до 2м, глубина пролета торможения увеличится в два раза, и составит: 5м; 10м; 18м. При слабине веревки 3м, глубина пролета торможения увеличится до: 7,5м; 15м; 27м.

При коэффициенте К_Ч=0,65 пролеты торможения получаются больше. При этом, при наклоне веревки менее 40^О (угол охвата карабина φ=90+40=130^О), пролет торможения неограниченно возрастает. Страховка не может остановить падение. Происходит отказ, или потеря страховки.

При коэффициенте К_Ч=0,6 потеря страховки происходит гораздо раньше, при наклоне меньше 60^О. Это означает, что при соотношении F_Ч / P = 0,6, при наклоне страховочной веревки от 60^О до 90^О страховка действует, а при меньших наклонах уже не сможет остановить падения. В этом диапазоне происходит потеря страховки.

При коэффициенте К_Ч=0,55, как видно из таблицы, страховка действует только в небольшом диапазоне углов наклона, близком к вертикали. Участок площадки, где страховка действует, ограничится достаточно малым радиусом R_стр = Hcosθ, где Н – высота скалы. При θ=80^О допустимый радиус удаления страхующего участника от вертикали верхнего карабина составит пятую часть высоты скалы. В этом случае даже небольшое перемещение страхующего участника по нижней площадке может привести к потере страховки.

Таким образом, выявляется, достаточно незаметный внешне, и опасный фактор, который неожиданно для страхующего участника может привести к отказу страховки. Этот фактор проявляется в следующих ситуациях:

1. Прямая верхняя страховка не сможет удержать страхуемого участника, даже в статическом режиме, если отношение силы страхующего к весу страхуемого принимает значение, меньше некоторой величины. Такие соотношения реально возможны на практике. (при страховке слабым физически участником тяжелого напарника, при применении скользких страховочных рукавиц, при страховке участника с грузом и др).