Тормозные устройства (ТУ)

Тормозные устройства предназначены для создания сил торможения при страховке или спуске. Поэтому их второе название – спусковые или страховочные устройства. Силы трения в тормозных устройствах создаются взаимодействием веревки с рабочими деталями ТУ и регулируются изменением угла охвата веревкой этих рабочих деталей и силой удержания свободного конца веревки (за ТУ) рукой страхующего («регулирующая рука»). Изменение силы трения приводит к изменению скорости спуска или величины протравливания при динамической страховке. Большое количество различных конструкций ТУ должны в большей или меньшей степени удовлетворять определенным требованиям.

Во-первых, ТУ должны быть универсальными, то есть, работать:

• как спусковое устройство для активного спуска («самоспуск»);
• как спусковое устройство для пассивного спуска (спуск пострадавшего, пострадавшего с сопровождением и т.п.);
• как средство страховки лидера связки («нижняя страховка»);
• как средство страховки второго;
• с веревками разного диаметра (от 8 до 12 мм);
• на двойной веревке;
• на веревках статических и динамических.

Во-вторых, ТУ должны обеспечивать достаточное усилие торможения (200 – 400 кГ) и безопасность для рук страхующего (в рукавицах!).

В-третьих, ТУ не должно чрезмерно скручивать веревку, то есть, веревка должна проходить через устройство в одной плоскости. Кроме того, ТУ, конечно же, должны быть легкими, простыми и удобными в работе, выдерживать большие нагрузки (примерно 2000 кГ), иметь возможность блокировки веревки для остановки спуска, закрепления сорвавшегося после погашения рывка и т.д.

Этот комплекс требований достаточно сложно (а может быть, и невозможно) воплотить в одной конструкции, поэтому имеющиеся сейчас разработки несколько специализированы – одни удобнее использовать для спусков, другие - для страховки, третьи – для транспортировки пострадавшего.

Все многообразие конструкций ТУ можно разделить на три большие группы:

• простые ТУ (первая группа)
• самоблокирующиеся ТУ (вторая группа)
• специализированные ТУ для спасательных комплектов

Кроме того, есть способы торможения с использованием узла УИАА, разновидности карабинных тормозов – с двумя карабинами, с палкой (ручкой молотка, ледоруба и т.п.), способом Дюльфера, когда «тормозным элементом» является тело спускающегося (Рис.39).

Рис. 39

Наиболее популярными простыми ТУ в настоящее время остаются так называемые «восьмерки» (Рис. 40). Их название определяется особенностями конструкции. «Восьмерки» являются самыми «древними» ТУ – их описание встречается в немецких наставлениях по пожарному делу, изданных еще в XIX веке. Современные «восьмерки» получили дополнительные возможности в использовании за счет приобретения различных элементов в виде фигурных выступов для фиксации веревки, но в главном восьмерки остаются неизменными – легкими по весу и простыми в применении, многофункциональными, способными работать с любыми основными веревками разных диаметров, динамических качеств, сдвоенными, двойными и т.п.

Эта их универсальность и простота в использовании и являются причинами их популярности.

Рис. 40

Конечно, эти ТУ не лишены недостатков. Например, они подкручивают веревку, что при многоразовых спусках требует времени на ее раскрутку. В некоторых конструкциях не предусмотрены элементы для блокирования веревки при остановках и зависаниях.

Другая распространенная разновидность ТУ появилась в альпинизме под названием шайба (планка) Штихта, которая представляет собой металлическую шайбу толщиной 10-12 мм, диаметром около 50 мм с двумя пазами под веревку. Веревка, пропущенная петлей в пазы, включается в карабин. Для удобства страховки (удобной выдачи) между шайбой и карабином устанавливается пружинка .

Рис. 41

Шайба Штихта легка (50-80) г. и удобна в работе, не крутит веревку, но предназначена для веревок определенной толщины и жесткости. Кроме того, в этом ТУ не предусмотрено фиксирование веревки после задержания сорвавшегося и для остановки при спуске. Современные модификации тормозных устройств, работающих на принципе шайбы Штихта представлены на рисунке 42

Рис. 42

У нас в стране принцип шайбы Штихта использован в некоторых разновидностях тормозных устройств, разработанных Б. Кашевником – «Букашки» 1, 2, 3, 4 и т.п.. В них имеется возможность менять силу торможения, все они снабжены устройством фиксации веревки при зависании страхуемого и при остановке на спуске. Одна из «букашек» представлена на рис. 29.

Рис. 43

Следующий вид простых тормозных устройств – так называемые решетки (лесенки). Принцип торможения виден из рисунка 44.

Рис. 44

Преимущества решеток: работа на одинарной или двойной веревке любого диаметра, упругости, жесткости, возможность работы с металлическим тросом, не крутит веревку, возможно изменение силы торможения (особенно при наличии первой перекладины большего диаметра и длины), хорошее рассеивание тепла при длительной работе, легкая замена изношенных перекладин, которые изготавливаются из прутка, из трубки, гнутые из листа, материал – сталь или дюраль.

Недостатки решеток - относительно большие размеры, большой вес – до 800 г. Имеют показания для использования в спасательных операциях. Для этих же целей разработано тормозное устройство типа Туба, которое можно использовать при необходимости наращивания веревок при спуске (Рис. 45).

Рис. 45

Через это устройство легко проходит узел. Его можно использовать на любой веревке, а также на двойных веревках. Туба довольно массивна (1250 г), что, естественно, ограничивает ее применение.

К ряду самоблокирующихся тормозных устройств относятся известные приспособления – «Стоп», «Гри-гри», десантер, «Каскад») (Рис.46).

Рис. 46

Основной деталью этих тормозных устройств является эксцентриковый барабан, соединенный с управляющей рукояткой. Движение возможно только при рабочем положении рукоятки, причем скорость спуска определяется регулирующей рукой, как и в более простых спусковых устройствах. Отпускание рукоятки приводит к повороту эксцентрикового барабана за счет веса спускаемого и зажиму веревки между эксцентриком и другими неподвижными деталями спускового устройства. Надо отметить, что регулировать скорость спуска в устройствах, указанных выше, можно и рукоятками, но плавности спуска можно добиться только тренировками.

Все упомянутые тормозные устройства разработаны для использования с одной веревкой.

Сравнительно недавно появилось автоматическое тормозное устройство, работающее и на двойной веревке. Фиксация веревки в этом устройстве производится как с отпущенной рукояткой, так и с полностью зажатой. В промежутке между этими положениями рукоятки скорость спуска можно регулировать степенью зажима ее внутри этого диапазона (Рис.47).

Рис. 47

Большой класс тормозных устройств разработан и используется в специализированных спасательных комплектах, которые рассмотрены в приложении.

Зажимы

Зажимы – механические приспособления, устанавливаемые на веревке, фиксирующиеся при нагрузке и свободно перемещающиеся по веревке, будучи ненагруженными. Разработаны как более удобная альтернатива схватывающим узлам и используются при подъеме по закрепленной веревке. Многие из них могут быть использованы в качестве элемента самостраховки при соблюдении правил использования, указанных разработчиками.

По принципу действия (захвата веревки) зажимы подразделяются на перегибные, эксцентриковые, рычажно-кулачковые и комбинированные. Простейшие перегибные зажимы практически ушли из практики.

Рычажно-кулачковый принцип зажима обычно используется в комбинации с перегибом веревки. Разработано большое количество различных конструкций, область применения которых распространяется на спортивные направления, промышленный альпинизм, спасательные работы. Есть конструкции для веревок большого диаметра, повышенных норм груза, организации самостраховки и т.д. Зажимы состоят из корпуса, в котором укреплен рычаг, малое плечо которого прижимает веревку к корпусу, а большое нагружается весом удерживаемого груза (Рис. 48).

Рис. 48

Рычажно-кулачковые зажимы имеют ограничения по удерживаемым нагрузкам, после которых начинается проскальзывание веревки, зачастую с повреждением оплетки.

Многие из зажимов этого типа имеет неудобный способ установки в них веревки – требуется разобрать их, вставить веревку в корпус и вновь установить рычаг, что не всегда удобно. Кроме того, эти зажимы разработаны для работы с одной веревкой. Исключение составляет зажим Шант (PETZL), приспособленный для работы с двумя веревками, не требует разборки для установки веревок, но они должны быть одинаковы по поперечному сечению и динамическим свойствам (Рис. 49)

Рис. 49

Все рычажно-кулачковые зажимы имеют при нагружении обратный ход, возникающий за счет хода рычага и, частично, разворота корпуса зажима.

Этого недостатка лишены зажимы, работающие на принципе поджима веревки к корпусу эксцентриковым кулачком. Большое количество фирм выпускают зажимы этого типа, но существенных отличий от первенца – «Жумара» – у них нет.

Имеются модификации с ручками (для правой и левой руки или с двумя на одном устройстве) и облегченные, без ручки, удобные для жесткого плоского закрепления на груди между беседкой и грудной обвязкой, что создает преимущество при подъемах.

В корпусах зажимов этого типа имеются желоба, куда вкладывается веревка, ее поджимает эксцентриковый кулачок. Для лучшего «подхватывания» веревкой кулачок имеет со стороны веревки желобок, усеянный острыми коническими выступами (примерно 2 – 2, 5 мм). Конические острия меньше травмируют оплетку, чем насечки: внедряясь в нее, они раздвигают нити, создавая сцепление. В желобке имеется щелевая прорезь для удаления грязи, воды, льда с веревки. Кулачок имеет предохранитель от произвольного выстегивания веревки (Рис. 50).

Рис. 50

Рекомендуемые конструкторами нагрузки на зажимы сравнительно невелики (300 – 500 кг).

Предел использования рычажных зажимов, обычно определяемый началом проскальзывания веревок, зависит от диаметра и конструкции этих веревок.

Зажимы с эксцентриковым кулачком сильнее поджимают веревку, и большие нагрузки приводят к ее разрушению (предел нагрузки также зависит от диаметра и конструкции веревки).

Как же правильно использовать зажимы, особенно для целей самостраховки? В ответах на это вопрос существуют различные мнения, вплоть, например, до полного запрета использования эксцентриковых зажимов для самостраховки.

Для начала обратимся к результатам испытаний зажимов типа Жумар, проведенный фирмой PETZL для своих разработок на веревках, удовлетворяющих европейскому стандарту.

Для испытаний использовались динамические веревки и малорастягиваемые веревки. Результаты испытаний приведены в таблице 2. Там же указаны условия этих испытаний.

Таблица 2

Из таблицы 2 видно, что эксцентриковые зажимы могут быть использованы для самостраховки только в том случае, если созданы условия, при которых фактор рывка не превышает величину 0, 5.

Удобным и надежным представляется способ крепления зажима к ИСС через карабин, включенный в верхнее отверстие зажима, причем, страховочная веревка должна находиться внутри карабина (Рис.51).

Рис. 51

При таком способе самостраховки необходимо следить, чтобы Жумар (или его аналог) свободно скользил по веревке, не образуя ее провисания. Можно порекомендовать включение параллельно зажиму схватывающего узла, установленного выше зажима. Узел при нормальной работе зажима не нагружается и перемещается свободно вместе с ним. Срабатывает он только в случае «отказа» зажима.

Альтернативой может быть использование последовательно с зажимом амортизатора с уровнем срабатывания 250 – 300 кГ.

Рассмотрим результаты аналогичных испытаний для зажима рычажного типа Шант. Испытания проводились на различных динамических веревках, удовлетворяющих требованиям УИАА. Данные усреднены как в динамическом режиме, так и в статическом.

Динамические испытания проводились при следующих условиях: длина веревки – 2 м, вес – 80 кг, глубина падения 2 метра, двойная и одинарная веревка (фактор рывка К=1). Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3

Для статических испытаний критерием служила нагрузка, при которой начиналось проскальзывание веревки.

Таблица 4

Анализ результатов испытаний показывает, что зажим Шант на одинарной веревке диаметром 10-11 мм начинает пропускать веревку при усилии 250-300 кГ, причем возможны нарушения целостности оплетки. Результаты динамических испытаний на двойной веревке неопределенны.

Аналогичные данные есть и для других зажимов рычажного типа.

Особое место в ряду зажимов занимает портативный зажим Тиблок. Поджим веревки происходит за счет скошенного паза для карабина. Внутри желоба зажим имеет конические острия-насечки (Рис.52).

Рис. 52

Зажим рекомендуется постоянно крепко удерживать в руке как при перемещении, так и при нагрузке.

Сравнительно недавно фирмой PETZL разработан новый типа зажима АСАП. Зажим свободно перемещается по закрепленной страховочной веревке независимо от направления движения страхуемого (в том числе и на горизонтальных перилах). При резкой нагрузке (срыве) обеспечивает быструю остановку. Используется в комплекте с амортизатором. Рекомендованные точки прикрепления к ИСС – на грудной обвязке спереди или сзади. Вес устройства достаточно большой, вместе с карабином оно весит 430 г, поэтому используется в основном в промальпе и спасработах.

Механические зажимы с шарнирами, пружинками, подвижными деталями требуют соответствующего ухода и наблюдения (смазки, оценки состояния кулачков, пружин, свободного движения подвижных деталей), требуют очистки от загрязнений, окислов и т.д.