Лекция 11. «фактор падения (фактор рывка)»
1.Что же такое фактор падения?
2. Для чего он необходим?
3. Что он показывает?
4.Возможные варианты падения.
5. ФП при разрушении промежуточного закрепления.
6. ФП при падении в карем.
1.Что же такое фактор падения?
Фактором падения называется отношение глубины падения (Н) к длине веревки (L), которая это падение останавливает:
f = H/L.
От этого отношения зависит нагрузка на страховочную цепь при удержании веревкой падающего тела.
Разберемся, почему это так.
Предположим, что мы подняли тело весом P на 2 метра над точкой закрепления веревки А (Рис. 1 а).
Если тело отпустить, то до того момента как веревка начнет растягиваться, глубина его падения (Н), будет равна 4 метрам, то есть двум длинам L веревки.
В этом случае фактор падения равен:
f = H/L = 4/2 = 2.
2. Для чего он необходим?
На падающее тело действуют пиковые нагрузки – рывки. В конечном итоге нас интересует конечная величина рывка (пиковая динамическая нагрузка), то есть его сила. Именно сила бьёт по верёвке, снаряжению и нашему организму при остановке падения, вызывая в них напряжения, и в итоге либо щадит, либо ломает и калечит.
Но сила, напряжения, - это не те величины, которых мы можем измерить, находясь на верёвке на отвесе. Ни измерить, ни определить как-либо иначе их величину не удастся – не чем. А вот оценить – примерно, но с достаточной для практических целей точностью, представить порядок – можно. Если понять что же влияет на величину ударной нагрузки при остановке падения. Для этого и необходимо такое понятие, как фактор рывка.
Если нагрузки не превысят прочности оплётки верёвок, значит, верёвка останется целой и невредимой. При этом нагрузки в страховочной цепи в среднем не будут больше 500 – 600 кГ – именно такова конструктивно заложенная прочность оплётки большинства современных верёвок.
Единственно, чем мы располагаем для такой оценки – это сама навеска верёвки, её конфигурация в совокупности с остальным снаряжением, составляющим страховочную цепь при остановке падения.
Ни на одну из характеристик ( прочность снаряжения, его способность к деформации, энергоёмкость ) м ы никак не можем влиять в ходе работы – единственное, что мы можем, это правильно выбрать снаряжение на этапе подготовки.
На величину и скорость приложения динамической нагрузки при остановке возможного падения мы можем влиять с помощью фактора падения, который непосредственно закладывается на отвесе при навешивании верёвки и зависит от наших действий: способности грамотно выполнить навеску. А главное, фактор падения легко поддаётся простейшей визуальной оценке – единственный из всех характеристик.
При прочих равных условиях именно ФП является той величиной, с помощью которой мы заранее задаём и определяем энергию своего возможного падения, и его величина всецело зависит от наших действий.
3. Что он показывает?
Рассмотрим рисунок 1 а. Что показывает формула?
Эта цифра означает, что при удержании падающего тела на каждый метр веревки приходится энергия, равная энергии свободного падения данного тела с высоты 2 м.
То есть (предположив вес падающего равным 80 кГ):
80 кГ веса падающего, помноженные на 4 м глубины падения дадут:
80 кГ х 4 м = 320 кГм энергии падения.
320 кГм энергии падения, распределенной на 2 м длины имеющейся в распоряжении веревки:
320 кГм : 2 м = 160 кГм/м.
Это означает, что каждый метр веревки за счет своей деформации должен поглотить (амортизировать) 160 кГм энергии падения.
Рассмотрим иной вариант , подняв тело Р на 20 м над точкой закрепления.
В этом случае понадобится веревка длиной 20 м, а глубина свободного падения возрастает до 40 м.
Фактор же падения в этом случае не изменится:
f = 40/20 = 2
Не изменится и энергия, приходящаяся на каждый метр веревки.
80 кГ х 40 м глубины падения = 3200 кГм энергии!
Однако 3200 кГм : 20 м длины веревки = 160 кГм/м.
Все те же 160 кГм, которые предстоит самортизировать каждому метру веревки!
Это значит, что величина нагрузки - рывка, приходящегося на веревку, останется совершенно такой же, как и при падении на глубину 4 м.
Фактор падения остался одним и тем же, и нагрузки при удержании рывка не изменились, хоть полет был в десятки раз больше.
Иными словами фактор падения определяет так называемую ОТНОСИТЕЛЬНУЮ глубину падения, то есть, сколько метров свободного падения приходится на каждый метр веревки, участвующей в удержании данного падения.
Энергия падения распределяется в одинаковой степени на каждый метр веревки, и каждый ее метр испытывают одинаковое элементарное относительное удлинение.
Поэтому и величина МДН (максимальной динамической нагрузки) для данной веревки будет одинаковой как при падении на 2 метра, так и на 10 метров.
То есть при равных остальных условиях (масса тела, динамические качества веревки и пр.), величина максимальной динамической нагрузки, возникающей в момент остановки и зависания на веревке падающего тела не зависит от абсолютной глубины падения, а зависит только от его фактора.
Следовательно, способность каждой конкретной веревки поглощать энергию будет тем больше, чем больше будет ее длина.
Во втором примере (Рис. 1 б) глубина свободного падения равна длине веревки, то есть срыв произошел от точки закрепления веревки.
При таком раскладе фактор падения будет равен:
f = 2/2 = 1.
В этом случае нагрузка на страховочную цепь и главную ее составляющую - веревку, будет значительно меньше, так как каждый ее метр будет амортизировать энергию падения того же тела, но с высоты всего 1 метр:
80 кГ веса х 2 м глубины падения = 160 кГм энергии;
160 кГм : 2 метра веревки = 80 кГм/м на каждый метр веревки.
Чем меньше окажется фактор падения, тем меньше будет величина динамического рывка и наоборот.