Общие принципы построения станций.

Часть 1

.

Общие принципы построения станций.

В англоязычных источниках требования к станциям страховки часто обозначают разными аббревиатурами – SRENE, EARNEST, IDEAL и т.п. Суть их всех сводится к нескольким общим принципам:
·Надежность всех элементов (точек и связочного материала)
·Избыточность - элементы должны дублироваться
·Выравнивание - общая нагрузка на станцию должна равномерно распределяться на все точки
·отказ одной из точек не должен привести к большому «оседанию» всей станции.

Конечно, соблюдение всех правил – лишь идеал к которому надо стремиться. Реальные условия слишком многообразны и не всегда дают возможность выполнить абсолютно все требования. Тем не менее, рассматриваемые дальше варианты могут помочь при выборе лучшей альтернативы.

Несколько советов от Сирила Шокопле – президента ассоциации горных гидов Канады: [2]
«При организации станций часто упускают из вида влияние надежности каждой отдельной точки на надежность системы в целом. Ретроспективный анализ несчастных случаев дает основания для беспокойства. Достаточно сказать, что несколько человек погибли, и многие получили травмы, игнорируя изложенные ниже рекомендации.

1.Не делайте ставку на использование связи ненадежных точек для вашей основной станции. Используйте самые большие и самые прочные средства, которые у Вас есть и убедитесь, что ваши точки размещены в прочной породе. Маленькие и средние первичные точки гораздо менее надежны, чем большие. Попытка распределить нагрузку на несколько слабых точек дает Вам слабую станцию. Не полагайтесь только на уравнивание или распределение нагрузки. Используйте прочные первичные точки всегда, когда это возможно.

2Поставьте надежную точку близко от станции. Не считайте ее всего лишь одной из многих промежуточных точек. Фактически – она неотъемлемая часть вашей станции страховки. Несколько лет назад я был свидетелем падения альпиниста непосредственно на станцию. Станция была полностью разрушена и вся связка улетела на 200-300 метров вниз по кулуару. Оба выжили чудом, хотя и получили серьезные травмы. Надежная первая промежуточная точка, возможно, полностью предотвратила бы разрушение станции.

3.Не используйте дэйзи-чейн для самостраховки - это не безопасная практика. Дэйзи-чейн - относительно статический компонент. Несколько аварий в США и Европе были непосредственно связаны с использованием дэйзи-чейнов как основного средства самостраховки. Все изготовители дэйзи-чейнов предостерегают против этого. Тесты продемонстрировали явные разрывы при очень коротких падениях на дэйзи-чейн. Кроме того, очень легко по ошибке использовать дэйзи-чейн таким образом (так называемый, «double clip» - прим. пер.), что самая малая нагрузка вызовет полный отказ самостраховки.

4.Множество тестов подтвердило, что шнур из нейлона диаметром 7мм – оптимальный материал для большинства типов станций на восхождениях. Он обеспечивает хорошие динамические качества, имеет лучшее сопротивление на острых перегибах, долговечен, и достаточно прочен. Большинство новых высокотехнологичных волокон не имеет всех этих качеств, особенно в области динамических нагрузок. Они менее долговечны и хуже ведут себя на острых кромках скал. Несмотря на высокую общую прочность, новые волокна могут подвести вас в определенных ситуациях.

5.Помните, что рывок при падении не обязательно направлен вертикально вверх и вниз. Тщательно прикидывайте возможные направления рывка и соответственно устраивайте станцию.

Станция на единственной точке.

Положение узла петли

При организации станции надо учитывать положение узла, связывающего репшнур в замкнутую петлю.
Если точки станции находятся на разной высоте, у треугольника, блокировки станции есть короткая и длинная стороны. Узел петли должен находиться на короткой стороне блокировки станции. (Если переворот петли не блокируется дополнительной точкой– прим. пер.). В случае переворота петли вверх (падение при наличии промежуточных точек страховки), короткая сторона треугольника блокировки удлиняется и узел не застревает в страховочном карабине. Если узел находится на длинной стороне треугольника, при перевороте петли он препятствует распределению силы рывка на обе точки станции – рис. 30.

Рис. 30. Положение связывающего узла при опрокидывании блокировки.

На рисунках выше использовались петли, предварительно связанные узлами грэйпвайн или встречным. Возможен и другой способ вязки компенсационной петли - рис. 31[11]:

Рис. 31 «Итальянская» компенсационная петля.
Внимание! Длина выходящих из узла концов – не менее 10 диаметров шнура! Для 7мм репшнура – не менее 7 см.
Поскольку это – «фирменное блюдо итальянской кухни», буду называть этот способ итальянской петлей.
Преимущества этого варианта:
·соединительный узел петли всегда находится в центральном пункте станции. В случае «опрокидывания» блокировки (падение первого при наличии промежуточных точек страховки), в отличие от классического варианта компенсационной петли, напрочь отсутствует риск застревания соединительного узла в карабинах станции.

·Наличие фиксированного узла в центральном пункте дает более удобную точку для размещения нескольких карабинов страховки и самостраховки.

·Узел вяжется быстрее и легче, чем грэйпвайн или встречный, что экономит время при организации станции, если используется отрезок шнура, а не готовая петля.

·Этот вариант подходит и в случае организации станции для спуска с продергиванием двойной веревки. В случае вылета одной из точек, спусковую веревку зажимает в оставшейся петле гораздо меньше, чем в варианте с обычной компенсирующей петлей – рис. 32: слева – итальянская петля, справа - обычная.

Рис. 32. Имитация вырывания одной точки при спуске на сдвоенной веревке.

Общие недостатки станций на компенсационной петле:

Первый недостаток – отсутствие избыточности в петле. При разрыве петли, например, на острой скальной кромке, перебивании камнепадом, развязывании узла, полностью распадается вся станция. Такие случаи происходили несколько раз при спусках по веревке с фатальными последствиями, что отмечено в сборниках “Несчастные случаи в североамериканском альпинизме”.

Второй недостаток – на карабине центрального пункта происходит перехлест петли. При этом, выравнивание нагрузки на точки из-за трения ухудшается. По этой причине в компенсационной петле плоские стропы работают хуже круглого шнура.

Третий недостаток – при вылетании одной из точек, петля удлиняется на относительно большое расстояние и на оставшуюся точку может прийтись большая ударная нагрузка (см. также приложение 2). Даже если одна из точек остается на месте, неожиданное оседание может привести к потере равновесия или падению страхующего и потере им страховки напарника. Поэтому, не следует чрезмерно увеличивать длину блокировочной петли.

Чтобы уменьшить эти недостатки компенсационных петель, часто используются ограничительные узлы.

Приложение 1. Прочность различных способов блокировки.

Для справки – некоторые результаты испытаний прочности петель:
Колин Поуик (Kolin Powick) из фирмы Black Diamond провел сравнительные испытания прочности трех вариантов блокирования точек 120-см петлей [14]. Полученные результаты:

Таблица 3. Прочность разных вариантов блокирования точек.

Результаты испытаний «итальянской петли» по данным CAI [11]:

Таблица 4. Прочность «итальянской петли»

Для сравнения:
·Стандартная прочность петли («слинга») – 22 кН
·Стандартная прочность карабина – 22 –25 кН
·Прочность закладок, френдов, камалотов – 5…10 кН (малых и средних размеров).

Приложение 2. Эффективность выравнивания нагрузок на точки станции.

Динамические испытания на фирме Sterling Rope проводились Джимом Эвингом, Джоном Лонгом и др. Испытывались варианты двухточечных станций с ветвями равной и неравной длины. Испытательный груз сбрасывался на динамической веревке с фактором падения 1 и измерялись пиковые нагрузки на каждую точку станции. Для неравноплечих конфигураций, длины ветвей составляли 45 и 100 см. Некоторые результаты приведены в таблице 5 [15].

Таблица 5. Распределение нагрузки на две точки станции для разных вариантов блокировки.
Пояснения:
·Нагрузка на точки (Arm load) приведена в кН,
·«Cordelette unequal» – петля связана общим узлом, ветви имеют разную длину – конфигурация, показанная на рис.27 справа,
·«Sliding X unequal» – компенсационная петля с плечами разной длины,
·«Cordelette equal» - петля связана общим узлом, ветви имеют одинаковую длину – конфигурация, показанная на рис.27 слева,
·«Sliding X equal» – компенсационная петля с ветвями одинаковой длины.

Абсолютный разброс нагрузок на точки в тестах и относительная эффективность выравнивания нагрузки на точки станции показаны на графиках – рис. 42 и 43 соответственно. (equalette unequal – способ, показанный на рис. 35, ветви имеют разную длину).

Рис. 42. Разброс значений нагрузок на точки для разных вариантов станций.

Рис. 43. Сравнительная эффективность выравнивания нагрузок разных вариантов станций

В проведенных испытаниях имитировалось также вырывание одной из точек. При этом для компенсационных петель с ограничительными узлами не было зафиксировано никакого увеличения пиковой нагрузки при «оседании» на величину 15-20 см. Надо подчеркнуть, что в испытаниях для присоединения груза к станции использовалась динамическая веревка!

На рис. 44 показан классический «американский» способ блокирования трех точек с использованием петли из стропы или шнура. Часто корделеттом называют именно способ соединения нескольких точек общей петлей, продетой в карабины всех точек.

Рис. 44. Корделетт на трех точках [17].

Для создания центрального пункта можно завязать обычный «проводник» или узел «восьмерка». Этот способ требует довольно длинного отрезка шнура. Чаще всего, применяется 6-метровые отрезки нейлонового шнура, диаметром 7мм, связанные в петлю узлом грэйпвайн.

О преимуществах и недостатках способа уже говорилось во второй части. Дополнительно можно упомянуть о тестировании трех- и четырех- точечных станций, сделанные Марком Беверли и др. [18]. В этой статье подтверждается неравномерное нагружение точек станций, имеющих неравную длину ветвей.

Эквалетт на трех точках.

Рис. 55. Эквалетт на трех точках – общий вид [2].

Рис. 56. Эквалетт – блокирование трех точек [2].
На левой ветви у карабина завязывается узел, чтобы создать немного избыточности в случае обрыва шнура. Правая и центральная ветви независимы и привязаны узлами «стремя». Надо стараться так отрегулировать узлы, чтобы натяжение центральной и правой ветвей было одинаковым. Внимание! Узел «грейпвайн», связывающий шнур в замкнутую петлю, находится между точками и в «рабочем режиме» разгружен.

Левая ветвь станционной петли в этой ситуации будет держать около половины общей нагрузки, в то время как правая и центральная ветви примерно по одной четверти каждая.

Так как нагрузка распределяется между тремя точками не поровну, и двойная петля несет половину общей нагрузки, разумно присоединять двойную петля к самой надежной точке станции.

На случай отказа одинарной ветви в центральном пункте мы используем независимые карабины, ни один из которых, вероятно, не будет загружен по стороне защелки, в отличие от возможного сценария с классической компенсационной петлей. Конечно, необходимость двух муфтованных карабинов в центральном пункте каждой станции является недостатком.

Эквалетт на четырех точках.

Рис. 57. «Эквалетт» на четырех точках [2].

Если для большей надежности, вы решили использовать для станции четыре точки, можно, аналогичным образом, использовать идею эквалетт – рис. 57. При этом на каждую точку идет одинарная ветвь шнура, присоединяющаяся к карабину на точке узлом стремя.

При удачном раскладе, на каждую точку придется около 20-30% общей нагрузки на станцию.

Если направление нагрузки сильно отличается от того, на которое рассчитана станция, возможно, что только две из этих четырех точки возьмут на себя по половине общей нагрузки, в то время как другие две будут не нагружены, действуя как резервные. При отказе одной из точек, произойдет «оседание» станции на небольшое расстояние. Величина этого оседания будет полностью зависеть от того, какие ветви петли загружены и какая точка откажет.

Как видим, эквалетт «в чистом виде» на многоточечных станциях не может совершенно равномерно распределить общую нагрузку по всем точкам. Чтобы минимизировать оседание станции в случае отказа одной из точек, приходится использовать на точках фиксирующие узлы «стремя», исключающие равномерное натяжение каждой ветви одного плеча станции. Сбалансировать нагрузку на три точки в пропорции 33% - 33% - 33% никак не получится. Четыре точки можно сбалансировать эквалеттом с дополнительными карабинами – рис. 58.

Рис. 58. Эквалет с дополнительными карабинами – улучшение выравнивания нагрузки на четыре точки.

По сути, «эквалетт» является вариантом компенсационной петли с двумя ограничительными узлами. Чтобы сэкономить один карабин, в центральном пункте можно использовать варианты, показанные на рис. 33, 34, 36-39 во второй части статьи.

Может быть интересен модульный принцип связи точек. Общая идея проста: в центральном пункте ставится компенсационная петля небольшого размера, чтобы ограничить оседание станции в случае отказа точки. Точки связываются с центральной компенсационной петлей независимыми отрезками строп, шнура или слингами, длину которых можно регулировать по месту. Пример – довольно изящная конструкция «геквалайзера» (Geekqualizer), предложенная Ричардом Голдменом [15].

Рис. 59 «Геквалайзер» - общий вид [15].

Рис. 60. «Геквалайзер» - центральный узел [15].

Рис. 61. «Геквалайзер» - регулировка длины отдельных ветвей узлом [15].

Рис. 62. «Геквалайзер» - объединение двух и четырех точек [15].

Рис. 63. «Геквалайзер» - в сложенном виде [15].

Станции с последовательным блокированием точек.
Когда все точки лежат на одной прямой, можно попробовать сделать линейную станцию. К самой дальней от вас точке присоединяем петлю из шнура, ближние точки объединяем последовательно узлом «стремя». В конце петли завязываем узел для создания центрального пункта. Как видите, обычно для этого не требуется длинного шнура.

Рис. 64 Последовательная связь точек отдельной петлей [2].

На рис. 65 показана такая станция на реальном рельефе. Отметьте, что нижняя точка на станции установлена так, чтобы противостоять рывку вверх в случае падения лидера при наличии промежуточных точек страховки! Перед использованием станции постарайтесь выровнять нагрузку на точки регулировкой узлов и хорошенько затяните узел центрального пункта (на рис. он слишком слабо затянут). Оценить надежность и выровнять нагрузки на все точки – основная трудность для такого типа блокирования точек. В этом лучше предварительно поупражняться под контролем опытного инструктора.

Рис. 65. Станция с последовательной связью [2].

Приложение. Карабины и петли. КПД карабина для выравнивания нагрузки.

Простенькое исследование: как влияет форма карабина и материал петли на выравнивание нагрузки в ветвях петли. Схема статических «испытаний» – на рис. 79, результаты сведены в таблицу 1.

Рис. 79. Измерение коэффициента трения в карабине.

Таблица 1. Статический коэффициент трения петли в карабине точки страховки.

Часть 1

.

Общие принципы построения станций.

В англоязычных источниках требования к станциям страховки часто обозначают разными аббревиатурами – SRENE, EARNEST, IDEAL и т.п. Суть их всех сводится к нескольким общим принципам:
·Надежность всех элементов (точек и связочного материала)
·Избыточность - элементы должны дублироваться
·Выравнивание - общая нагрузка на станцию должна равномерно распределяться на все точки
·отказ одной из точек не должен привести к большому «оседанию» всей станции.

Конечно, соблюдение всех правил – лишь идеал к которому надо стремиться. Реальные условия слишком многообразны и не всегда дают возможность выполнить абсолютно все требования. Тем не менее, рассматриваемые дальше варианты могут помочь при выборе лучшей альтернативы.

Несколько советов от Сирила Шокопле – президента ассоциации горных гидов Канады: [2]
«При организации станций часто упускают из вида влияние надежности каждой отдельной точки на надежность системы в целом. Ретроспективный анализ несчастных случаев дает основания для беспокойства. Достаточно сказать, что несколько человек погибли, и многие получили травмы, игнорируя изложенные ниже рекомендации.

1.Не делайте ставку на использование связи ненадежных точек для вашей основной станции. Используйте самые большие и самые прочные средства, которые у Вас есть и убедитесь, что ваши точки размещены в прочной породе. Маленькие и средние первичные точки гораздо менее надежны, чем большие. Попытка распределить нагрузку на несколько слабых точек дает Вам слабую станцию. Не полагайтесь только на уравнивание или распределение нагрузки. Используйте прочные первичные точки всегда, когда это возможно.

2Поставьте надежную точку близко от станции. Не считайте ее всего лишь одной из многих промежуточных точек. Фактически – она неотъемлемая часть вашей станции страховки. Несколько лет назад я был свидетелем падения альпиниста непосредственно на станцию. Станция была полностью разрушена и вся связка улетела на 200-300 метров вниз по кулуару. Оба выжили чудом, хотя и получили серьезные травмы. Надежная первая промежуточная точка, возможно, полностью предотвратила бы разрушение станции.

3.Не используйте дэйзи-чейн для самостраховки - это не безопасная практика. Дэйзи-чейн - относительно статический компонент. Несколько аварий в США и Европе были непосредственно связаны с использованием дэйзи-чейнов как основного средства самостраховки. Все изготовители дэйзи-чейнов предостерегают против этого. Тесты продемонстрировали явные разрывы при очень коротких падениях на дэйзи-чейн. Кроме того, очень легко по ошибке использовать дэйзи-чейн таким образом (так называемый, «double clip» - прим. пер.), что самая малая нагрузка вызовет полный отказ самостраховки.

4.Множество тестов подтвердило, что шнур из нейлона диаметром 7мм – оптимальный материал для большинства типов станций на восхождениях. Он обеспечивает хорошие динамические качества, имеет лучшее сопротивление на острых перегибах, долговечен, и достаточно прочен. Большинство новых высокотехнологичных волокон не имеет всех этих качеств, особенно в области динамических нагрузок. Они менее долговечны и хуже ведут себя на острых кромках скал. Несмотря на высокую общую прочность, новые волокна могут подвести вас в определенных ситуациях.

5.Помните, что рывок при падении не обязательно направлен вертикально вверх и вниз. Тщательно прикидывайте возможные направления рывка и соответственно устраивайте станцию.