Борис Маринов. Проблеми безпеки в горах

Фізико-механічні властивості вузлів, зав'язаних на мотузках, що знаходилися в різних умовах температури і вологості

Вузли	Показу- ки	I серія - суха мотузка, t = +20°			II серія - мокра мотузка, t= +20°			III серія - замерзла мокра мотузка, t = -30°
		12 мм, прямі волокна в обплетенні	14 мм, плетена	10 мм, спускова	12 мм, прямі волокна в обплетенні	14 мм, плетена	10 мм, спускова	12 мм, прямі волокна в обплетенні	14 мм, плетена	10 мм, спускова
Булінь	кг	1310	1345	655	1265	1305	630	915	920	425
	% від I серії	100	100	100	96,6	97,0	96,3	69,9	68,5	72,5
	% від мотузок без вузла	81,0	79,1	81,0	78,1	76,9	77,8	56,6	54,1	58,6
Подвійний булінь	кг	1340	1360	670	1285	1335	650	950	930	490
	% від I серії	100	100	100	96,2	98,2	97,0	71,1	68,5	73,2
	% від мотузок без вузла	82,7	80,0	82,8	79,6	78,6	80,6	58,7	54,7	60,5
Провідника	кг	1305	1330	640	1266	1300	615	900	895	465
	% від I серії	100	100	100	97,0	97,8	96,3	69,1	67,4	73,2
	% від мотузок без вузла	80,7	78,3	79,1	78,3	76,5	75,9	55,7	52,2	57,3
Ткацький	кг	1240	1310	593	1200	1270	570	875	910	430
	% від I серії	100	100	100	96,8	97,0	96,3	70,6	69,6	72,6
	% від мотузок без вузла	76,6	77,0	73,4	74,1	74,8	70,4	54,1	53,5	53,1
Рифовий однакового перерізу	кг	1286	1315	605	1260	1290	590	925	910	445
	% від I серії	100	100	100	98,1	98,1	97,5	72,0	69,3	73,5
	% від мотузок без вузла	79,5	77,4	74,8	77,8	75,9	72,9	57,2	53,5	54,9
Рифовий різного перерізу	кг	580	565	-	575	560	-	430	415	-
	% від I серії	100	100	-	99,0	99,1	-	74,2	73,5	-
	% від мотузок без вузла	71,5	69,7	-	71,0	69,1	-	53,1	51,2	-
Подвійний рифовий	кг	1295	1320	615	1290	1260	590	940	935	455
	% від I серії	100	100	100	99,6	95,5	96,0	72,7	70,9	-
	% від мотузок без вузла	80,0	77,6	76,0	79,6	74,1	70,4	58,1	55,0	56,1
Брам- шкотовий однакового перерізу	кг	1265	1320	600	1320	1285	585	910	925	440
	% від I серії	100	100	100	97,3	97,5	97,5	72,0	70,1	74,0
	% від мотузок без вузла	78,1	77,6	74,2	76,0	75,6	72,2	56,2	54,5	54,3
Брам- шкотовий різного перерізу	кг	545	550	-	525	540	-	430	435	-
	% від I серії	100	100	-	96,5	98,2	-	79,0	79,1	-
	% від мотузок без вузла	67,3	67,8	-	64,8	66,6	-	53,1	53,1	-
Схваты- вающий	кг	595	560	-	570	545	-	430	440	-
	% від I серії	100	100	-	95,8	97,5	-	72.3	78.6	-
	% від мотузок без вузла	73,5	69,1	-	70,4	67,3	-	53,1	54,3	-
При перегині мотузки в карабіні під кутом 180°	кг	1325	1390	662	1285	1335	645	915	915	480
	% від I серії	100	100	100	97,0	96,1	97,5	69,1	65,9	75,2
	% від мотузок без вузла	81,9	81,8	81,8	79,4	78,5	79,6	56,6	53,9	59,2

У порівнянні з вузликами, зав'язаними на сухий мотузці при температурі плюс 20° і невеликий вологості повітря (I серія дослідів), вузли, які перебували 2 години у воді (II серія), знизили свою міцність. Так, булінь втрачає від 3 до 3,7% міцності, подвійний булінь - від 1,4 до 4%, провідника - від 2,2 до 3,7%, рифовий - від 1,9 до 2,5%, подвійний рифовий - від 0,4 до 4,5%, ткацький - від 3 до 3,7%, брамшкотовый, зав'язаний з мотузок різного перерізу, - від 1,8 до 3,5% і однакового перерізу - від 2,5 до 2,7%, схоплюють - від 2,5 до 4,2%. Будучи виражений в абсолютних показниках - кілограмах, зменшення міцності вузлів, зав'язаних на мокрих мотузках, становить середньому 15 - 50 кг, що практично не має вирішального значення для безпеки альпіністів.

Серйозні зміни фізико-механічних властивостей і особливо міцності вузлів спостерігалися у третій серії дослідів, після того як вони перебували 2 години воді, а потім при температурі мінус 30° - в холодильнику. Отримані нами дані показують, що вузли, зав'язані на мокрій замерзлої мотузці (при температурі - 30°) помітно втрачають міцності порівняно з вузлами на сухих і мокрих мотузках. Так, булінь знижує міцність на 27,5 - 31,5%, подвійний булінь - на 26,8 - 31,5%, провідника - на 27,3 - 29,1 %, брамшкотовый, пов'язаний з мотузок різного перерізу, - на 21%, а з мотузок однакового перерізу - на 26 - 29,9%, схоплюють - на 21,4 - 27,7%.

Таке зменшення міцності вузлів, зав'язаних на замерзлій мотузці, яке досягає в абсолютних показниках 450 кг, потрібно вважати серйозним зміною їх фізико-механічних якостей. Воно перевищує за абсолютними показниками загальну міцність деяких вузлів (схоплюючої, брамшкотовых), зав'язаних з різних по товщині мотузок. Ці дані, що характеризують фізико-механічні властивості вузлів і мотузок, які зазнали впливу дощу і низької температури, мають велике значення для альпіністської практики, особливо для зимових сходжень, і повинні враховуватися альпіністами.

Цікаві для практики результати отримані при порівнянні показників міцності вузлів і самої мотузки, на якій вони були зав'язані (див. табл. 44). Дослідження показали, що мотузки, на яких є вузли, в порівнянні з прямими мотузками (без вузлів) значною мірою знижують свою стійкість на розрив. Так, для вузлів, зроблених на сухий мотузці, зниження міцності становить 20 - 32,7%, на мокрій - 19,8 - 35,2%, а на мокрій замерзлої - 39,5 - 47,8%.

Зменшення номінальної міцності мотузок з вузлами можна пояснити комбінованим силовим впливом, виникають при натягу на розрив, зрізанням та перегином окремих волокон у районі вузла, а при мокрій і промерзлій мотузці - також під впливом кристалів льоду між ними.

Ці дані показують, що вузли з синтетичних мотузок мають більш позитивні характеристики міцності, ніж вузли з прядивних (Е. Казакова встановила, що вузли з прядивних мотузок на 45 - 65% менш міцні, ніж самі мотузки). Але незалежно від цього зменшення міцності дуже велико, що слід враховувати альпіністам при сходженнях в несприятливу погоду.

Результати анонімного опитування альпіністів показують (рис. 20), що з вузлів для обв'язування з допомогою основної мотузки частіше всього використовується булінь з підтяжками (85%). Це ж підтвердили спостереження за учасниками республіканського огляду технічної підготовки, в ході якого 95,5% з 130 альпіністів обвязывались з допомогою цього сайту.

Рис. 20. Відсоток використання вузлів

Якщо подивитися статистику використання вузлів різної альпіністами кваліфікації, то побачимо, що майстри і заслужені майстри спорту одностайні у виборі вузлів, якими прив'язуються до основної мотузці (87,5% застосовують булінь з підтяжками і 12,5% - грудної пояс). Вони не вдаються до сайту провідника. Все це дуже показово, оскільки великий практичний досвід, накопичений протягом більш ніж 10 років боротьби з труднощами альпіністських сходжень, навчив їх відрізняти безпечне і зручне від небезпечного і не необхідного (рис. 21).

Рис. 21. Відсоток використання вузлів для обв'язування з допомогою основної мотузки альпіністами різної кваліфікації

У групах інших розрядів більше різноманітності в кращому виборі вузлів, хоча у всіх категоріях найбільший відсоток альпіністів використовує булінь. Певна закономірність простежується в перевазі подвійного булиня і булиня, що застосовуються разом (правда, воно знижується з підвищенням кваліфікації альпіністів), а також - поясу (останнє збільшується з підвищенням спортивної кваліфікації).

Застосування булиня в альпіністській практиці викликається наступними міркуваннями:

а) вузол відрізняється міцністю (за даними Е. Казакової, гранична міцність його становить 55% міцності пеньковий мотузки). Наші досліди показують, що при сухій мотузці вузол рветься в місці зав'язування при навантаженні 1310 кг I серії дослідів (рис. 22, а), 1265 кг - у II серії (рис. 22, б) і 915 кг - в III серії (рис. 22, в).

Рис. 22. Робочі діаграми міцності мотузок кабельного типу діаметром 12 мм у трьох серіях дослідів

Показники міцності цього сайту не змінюються залежно від довжини мотузки. Розрив походить від взаємних стрибкоподібних навантажень на витки, що складають вузол, що залежить від зміни їх сили;

б) булінь зручний для зав'язування безпосередньо на грудях; крім того, він дозволяє легко регулювати ширину грудної обв'язки.

Вузол подвійний булінь, хоча і дещо міцніше булиня, застосовується значно меншим числом опитаних альпіністів (3 і 3,1% в ході республіканського технічного огляду). Межа його розриву на 30 кг вище, ніж у булиня для мотузок I серії дослідів (рис. 22, а), на 20 кг - для мотузок II серії (рис. 22,6) і на 35 кг - для мотузок III серії (рис. 22, б). Це можна пояснити наявністю великих радіусів вигинів мотузки у вузлі, що зменшує ефект срезывания. При навантаженні намотування, складові вузол, зміщуються стрибкоподібно, але зі значно більш низькими силовими інтервалами, ніж при вузлі булінь.

Причини меншого переваги подвійного булиня наступні:

а) вузол важко зав'язати і розв'язати;
б) часті помилки при його в'язці можуть призвести до стягання грудної петлі і удушення в випадку зависання на мотузці;
в) надягати грудну обв'язку через голову альпіністам незручно, особливо якщо за плечима рюкзак;
г) важко регулювати ширину обв'язки.

Всі автори зараховують вузол провідника до групи вузлів для обв'язування альпініста з допомогою основної мотузки, але у нас він майже не використовується з цією метою. Більш часто його застосовують при наданні допомоги потерпілому, при виготовленні різних засобів транспортування і т. п.

Причини відсутності прихильників цього вузла наступні:

а) при навантаженні його важко розв'язати;
б) після розриву вузол не розпадається, а перетворюється в затягнуту петлю;
в) при перетині хрестоподібному витків, що складають вузол, його міцність додатково зменшується на 20-32%.

Все сказане дає нам підставу віднести вузол провідника до групи додаткових вузлів.

Грудної страхувальний пояс як засіб зв'язування з основною мотузкою воліють 6% опитаних альпіністів і 1,4% учасників першого республіканського огляду. Зроблений з широкої міцної тканини або з чотирьох з'єднаних один з одним петель мотузки, страхувальний пояс дозволяє усунути деякі недоліки грудної обв'язки з основної мотузки, збільшує міцність системи страховки і покращує розподіл динамічного удару при падінні. Легко застібається і знімається, не зменшує робочої довжини мотузки і може бути використаний для пристрої обв'язки - сидіння та інших цілей. Тільки браком поясів можна пояснити невеликий відсоток випадків їх застосування.

З групи вузлів для з'єднання двох мотузок альпіністи найчастіше використовують подвійний рифовий (32%) і одинарний (26%). Ці вузли, взяті разом, надають перевагу 14% опитаних, серед яких більшість складають альпіністи окремих розрядних груп (рис. 23).

Рис. 23. Відсоток використання вузлів для з'єднання двох мотузок альпіністами різної кваліфікації

Вивчення фізико-механічних властивостей цих вузлів дає цікаві дані для їх практичного використання. Так, рифовий вузол має гарну міцність. Його розрив супроводжується сильним взаємним здавленням частин, що складають вузол. Допускається деякими альпіністами помилка при використання рифового вузла для з'єднання двох мотузок різної товщини вкрай небезпечна. Наші досліди підтвердили дані Е. Казакової, що міцність таких вузлів зменшується більш ніж на 50% порівняно зі зв'язуючими мотузками однаковою товщини; в першому випадку розрив вузла відбувається в внаслідок перерізання товстої мотузки більше тонкою. Це особливо часто відбувається з плетеними і закляклими мотузками. А подвійний рифовий вузол, зроблений з мотузок однакової товщини, усуває руйнівний ефект тоненької мотузки.

Ткацький вузол (для зв'язування кінців мотузок однакової і різної товщини) використовували 9% опитаних, а разом з одинарним і подвійним рифових - 8%. Цей сайт не застосовується значкистами "Альпініст НРБ". З підвищенням спортивної кваліфікації альпіністів збільшується і відсоток переваги ткацького вузла. Серед першорозрядників воно становить 20,7%.

Піддаючись навантаженні, цей сайт ще при невеликих зусиллях зміщується внаслідок зісковзування складових його витків. Таке зсув, що досягає іноді 25 см, найбільш часто відбувається на мокрій мотузці кабельного типу. Руйнування вузла настає при стягуванні складових його витків, а може статися і від розриву. Зміни у вузлі при навантаженнях дуже небезпечні, особливо якщо мотузки із синтетичних матеріалів і відсутні контрольні вузли.

Брамшкотовый вузол, що застосовується для зв'язування мотузок різного і однакової товщини, хоча і користується перевагою у деяких альпіністів, не включено в навчальні програми і не вивчається, тому що по своєму призначенням дублює подвійний рифовий вузол. Надійність і легкість зав'язування брамшкотового вузла визначили його включення в навчальні програми підготовки кадрів інструкторів і висококваліфікованих альпіністів. Про це ж говорить і значний відсоток (12,5) майстрів спорту - інструкторів з альпінізму, які найчастіше використовують його у своїй практиці.

Анкетні дані показують, що з групи допоміжних вузлів альпіністи використовують схоплює вузол (60%) , стремено (4%) або обидва вузла разом (34%). Причому 100% майстрів і заслужених майстрів спорту найчастіше застосовують схоплює вузол, і це не випадково. Цінна властивість схоплюючої вузла - затягуватися при натягу - робить його незамінним для страховки при русі по перилах, спуску і підйомі по мотузці, при рятувальних операціях (рис. 24).

Рис. 24. Відсоток використання допоміжних вузлів альпіністами різної кваліфікації

Хоча при статичних навантаженнях (на розрив), що дуже характерно для схоплюючої вузла, він показує хороші фізико-механічні якості (див. табл. 44), застосовувати його для самострахування при спуску по мотузці небезпечно наступних випадках:

а) коли товщина допоміжної мотузки, з якою пов'язаний схоплює вузол, дорівнює товщині спускової мотузки або більше її, вузол не затягнеться;
б) при мокрих і зледенілих мотузках затягування вузла при навантаженнях утруднено, а в деяких випадках і неможливо;
в) коли допоміжна мотузка, якої зав'язаний вузол, зроблена з синтетичного матеріалу з прямими волокнами, його затягування буває слабким, а іноді і неможливим;
г) в результаті тертя об спускову мотузку (з синтетичного матеріалу) значної площі вузла, зробленого з капронового репшнура, у момент гальмування на високій швидкості може відбутися його розплавлення. Для синтетичних матеріалів температура плавлення внаслідок тертя становить близько 60°. Плавлення може статися і в результаті тертя мотузки в карабіні (при спуску по закріпленій мотузці на карабіні), коли також розвивається висока температура. Тому при спуску таким способом мотузку слід пропускати через 2-4 карабіна, що йдуть один за іншим.

Порівняно небагато першорозрядників вдаються до використання стремен. Ще менше прихильників цього кошти серед альпіністів невисокої кваліфікації. З зростанням досвіду альпіністи починають краще розуміти, що для них безпечно, і корисно необхідно. В'язку стремен, на нашу думку, слід застосовувати головним чином при підйомах по закріпленій мотузці та при деяких рятувальних діях, та й то лише разрядникам та інструкторів альпінізму. Всім альпіністам, однак, треба пам'ятати, що стремена як елемент самострахування цілком можуть замінити самостраховку з допомогою петлі від основної мотузки і вузла провідника. Це обумовлено наступними факторами:

1. Стремено легко закріпити в карабіні і вивільнити з нього (на відміну від вузла провідника, який, будучи сильно затягнутим, потрібно розрізати).

2. Забезпечується надійне закріплення стремена в карабіні.

Зіставлення результатів наших досліджень надійності самостраховки з допомогою вузла стремено і петлі від вузла провідника (див. табл. 45) показує переваги першого способу. Розходження в абсолютних показниках надійності обох способів свідчить на користь стремена і коливається в наступних межах: 125 - 250 кг для мотузок I серії дослідів, 135 - 230 - для мотузок II серії і 95 - 200 - для мотузок III серії.

Таблиця 45.