Медицина и физкултура

— стареенето е процес, които но записи от това, дали въжето се употребява или все сщс сте и иеразиечатаио в магазин или на склад;

— ако са изминали пет години от датата на производството на дадено въже, макар н ново, изобщо но бива да се използува за проникване о пропасти;

• 
  екипирането на отвесите трябва да се извършва така, че въжето да не се трие в скалите. Това е алфата и омегата на тех­никата на единичното въже;
  

— след четиригодишна употреба всяко въже трябва да се бра­кува независимо че външно може да изглежда добре запазено

Въз основа на редица лабораторни опити н практически из­следвания много автори са проучвали конкретното влияние на всеки от най-важните фактори, които са причина за несъответ­ствието между обявената и действителната якост. За целта са из­ползувани както нови, така и употребявани с различен срок въ­жета. Въпреки някои различия между отделните резултати, дъл­жащи се на различия в методиките, преобладаващо е становището, че оценката за практическата якост на опън на вече влязло в употреба въже рядко превишава една четвърт от обявената.

Ако искаме конкретно да се определи състоянието на едно въже на даден етап от неговата експлоатация, образец от въжето трябва да се изпита на стенд. По понятни причи-ни такова изпитание не е възможно да се осъществи в нито един пещерен клуб. Затова в непосредствената работа, за да имаме реална представа за практи­ческата якост, на която действително ще може да се разчита до края на четириго-дишния период на използуване на дадено въже при усло-вията на работа в пропастите, трябва да умножим стойност-та на обявената якост но 0,27 [5]. Например внесените у нас прсез 1981 и 1982 г. спелеовъжета «Еделрид-Суперстатик» имат якост на опън 2500 кгс, обявена от производителя. Оценката за тяхната практическа якост към края на срока им на годност ще бъде 675 кгс. Много ли е това или малко? Не е много, но е доста­тъчно за условията, при които въже-тата се използуват в техни­ката на единичното въже. При нормално придвижване на спелеолога в процеса на спус-кане и изкачване натоварванията, които възникват от тегло-то и действията му, са сравнително ограничени. Затова както теорията, така и практиката, свързани с техниката на единичното въже, са единодушни, че независимо от значително, по-ниската стойност на практическата якост в сравнение с обя­вената въжето е в състояние със сигурност да ги понесе.

При инцидент, ако спелеологът и отвесите са правилно екипирани, възникващите динамични натоварвания също не достигат много високи стойности. Въжето и останалите елементи на осигу­рителната верига са в състояние да ги понесат, но при условие, че до момента въжето е било съвестно съхранявано и разумно използувано, и че спелео-логът винаги се съобразява с границата на неговата сигурност.

Въпреки мерките, които се вземат, никога не е изключена ве­роятността от инцидент, като:

— моментно загубване на контрола над десандьора и повтор­ното му възстановяване;

— преплъзване и на двата самохвата по време на изкачване и повторното им зацепване;

— случайно закачване на въжето на някаква издатина при из­качването на някой от спелеолозите и внезапното му откачане по време на излизането на следващия;

— неудачен старт за спускане в началото на отвес при основ­ното закрепване или неумело излизане оттам с дру-сане върху въжето;

— разрушаване опората на основно или междинно закрепване и пр.

Последствията от подобни инциденти са не само частичното пропадане или падане на спелеолога, които трябва да бъдат за­държани от въжето, но и възникване на динамични натоварвания, които са значително по-големи от тези при нормални условия на спускане или изкачване.

Искаме да напомним, че в пропаст въжето никога не се изпол­зува отделно и независимо от останалите съоръжения, с които са екипирани отвесите и самият спелеолог, а като съставна част с т. нар. осигурителна верига, Тя е сборът от всички елементи и съоръжения, които в даден момент са свързани по­средством въжето: скала — клин «спит»*, болт, планка или примка, клема и пр. — карабинер — въже — десандьор или самохват, осигурителен ремък — карабинер—седалка—тяло на спе-
леолога. Както при спускане или изкачване, така и при падането предава силите на възникналите съответно статични или ди­намични натоварвания към всяко едно oт звената, включени в дадения момент във веригата.

Да се запомни:

— всяка верига като цяло е толкоиа здрава, колкото е издръж­ливостта на най-слабото й звено. Осигурителната верига не прави изключение от това правило;

— от всички елементи на осигурителната верига най-проме­няща се характеристика и специфично поведение при динамично натоварване имат въжетата;

— въжето се подлага на най-голями натоварвания при разру­шаване на опората или на някой от елементите на междинно за­крепване и в случаите, когато още при екипирането на даден отвес е направена груба грешка, която създава предпоставки при евентуално падане факторът му да бъде с по-висока стойност от допустимата за конкретните условия

* Динамични са тези натоварвания, които много бързо изменят големи­ната и посоката си по отношение на времето. При проникване в пропастите посоката на надлъжното натоварване на въжетата не се променя, тъй като се съпротивляват само на опън. За сведе­ние трябва да се има пред вид, че това не е така за клиновете.

* Самопробиващи ролплъгови клинове, конструирани от фирмата Société Prospcction ct d’ Inventions Techniques — SPIT.

Ако закачим някакво тяло с определено тегло на края на въже, последното ще бъде подложено едновременно по цялата си дъл­жина, включително и в точката, в която е фиксирано, на действие­то па сила, чиято големина ще бъде равна на теглото на закаче­ното тяло. Ако обаче повдигнем тялото на известна височина и го пуснем, силата, която ще упражни върху въжето, след като го изпъне, ще е значител-но по-голяма.

Под действието на гравитацията всяко падащо тяло се ускоря­ва. Това означава, че скоростта му нараства с увеличаване на височината, от която пада. В зависимост от масата и скоростта във всеки момент от полета си то притежава определена енергия, която се означава като енергия на падането (Е). Тази енергия е толкова по-голяма, колкото по-голяма е масата н скоростта на падащото тяло. Следователно енергията на падането зависи от теглото (G) на тялото и от височината (Н), от която пада, или E=G.H (табл. 5). При задържане иа едно падане от въжето скорост-та на тялото се свежда до нула. При това енергията на падането трябва да се трансформира в деформация предимно на въжето, а част от нея н на останалите елементи на осигурителната верига, включително тялото на спелео-лога. Таблица 5

Височина нападане (м)	Скорост на падане (км/ч)	Време на падане	Енергия на падане пти тегло на тялото 80 кгс (кгс.м)*
1 2 5 10 20	16 22 36 50 71	0.45 0.64 1.01 1.42 2.02	80 160 400 800 1600

* кгс.м — съкратено означение на килограм-силд по метър — един ица. за енергия н за работа.

Силата, която предизвиква деформация па въжето, действува и върху тялото нa падащия, като при това нараства непрекъс­нато, докато работата А на въжето стане равна на енергията на­падането Е. Максималната стойност, до която тя достига при за­държане на падането, наричаме върхово динамично натоварване (ВДН). Или с други думи, под това поня­тие трябва да се разбира максималната сила на динамичния Фиг. 2. Удължение н работа на въжето при различна сила на натоварване

Стойността на върховото динамично натоварване зависи от фак­тора на падане и от дина-мичните качества на въжето. При еднаква енергия на падане тя ще бъде по-ниска за въже, което има по-голяма еластичност, и много по-висока за въже, което слабо се удължава (фиг. 3). Следователно върховото динамично натовар­ване не е пряк резултат от енергията но падането, а резултат от способността на въжето повече или no-малко да се удължава. Затова е неправилно да се мисли, че на определено падане винаги съответствува точно определено върхово дина-мично натоварване, както е неправилно да се определя сигурността на едно въже само върху основата на данните за неговата якост на опън.

При еднако падане различните въжета развиват различно върхово динамично натоварване. Дори да има много голяма якост на опън, въже, което се удължава малко, при задържане на па­дане развива голямо върхово динамично натоварване и обратно.
Да се запомни:

• 
  конкретната стойност на върховото динамично натоварване варира в твърде широки граници. Тя не зависи от абсолютната височина на падането, а се определя изключително от динамичните качества на въжето и от фактора на падане.
  

Фиг. 3 Зависимост на ВДН от динамичните качества на въжето

ВДН1

Да предположим, че сме издигнали едно тяло (Р) па 2 м над точката на окачване на въжето (А) (фиг. 4 а). Лко го пуснем, ви­сочината (Н) на свободното падане преди да бъде задържано от въжето ще бъде общо 4 м, т. е. два пъти дължината на въжето (L). В случая факторът на падане ще бъде равен на 2

F====2
С езика на цифрите за въжето това означава, че при фактор 2 на всеки метър от него ще действува енергия, равна на енергията на свободното падане на едно тяло от 2 м височина: 4 м височина на на падане x 80 кг с тегло-320 кгс.м енергии на падане, разпределена на 2 м въже = 160 кгс.м* енергия на един метър от въжето.
Фиг. 4. Фактор па падане:а— при H=2L, f=2; б — при H = L f=l

а б

За абсолютно твърдо тяло, което пада върху абсолютно твърда повърхност, т. е. при абсолютно отсъствие на еластични елемен­ти, времетраенето на удара ще клони към нула, а неговата сила - към безкрайност. Поради наличието на еластични елементи в осигурителната верига н па първо място въжето за трансформи­рането на възникналата при падането енергия е необходимо някакво време, а силата на удара зависи преди всичко от динамич­ните качества на въжето.

Произведението от приложеиата сила и времетраенето на удара Fудар x t удар се нарича импулс на си л а т а. Докато вър­ховото динамично натоварваме при еднакъв фактор на падане независимо от абсолютната височина е постоянно, импулсът на силата зависи от абсолютната височина (Н) и нараства с увелича­ващата се скорост на падащото тяло. Например, ако за Н1 не­обходимото време за задържане на падането е t₁, а за Н₂ – време t₂ и =R, то =√R, или при h₁=1м и t₁=0.2 с времето t₂ за задържане на едно падане от височина h₂=9м ще бъде =R==9 =√9 или t2=0.2 x 3=0.6 или три пъти по-продължителио. Следователно попродъжителен ще бъде н импул­сът па силата (фиг. 5).

Неговото времетраене не е от значение за въжето, тъй като уста­новихме, че работата, която се пада на всеки метър от него (2.2.4.) при един и същ фактор, е еднаква и не зависи от абсолютната ви­сочина па падането. За спелеолога обаче това не е така, защото върху него натоварването би действувало по-продължително. При малко произведение от приложената сила н времетраене на удара, т. е. при кратък импулс на силата, човешкото тяло по-леко по­нася голямо натоварване. Същото натоварване, но при по-продължителен импулс на силата, т. е. при по-голямо произведение от приложената сила и времетраенето на удара, може да доведе до много по тежки последствия.

1. 
   импулс при падане от 1м с фактор 1; 2 – импулса при падане от 9м с фактор 1
   

— при падане от по-голяма височина силата на натоварване действува по-продължително върху тялото, задържано от въже­то. При равни други условия това е по-опасно.

Дотук разгледахме въпросите, свързани с натоварването на въже при поемане на динами-чен удар от гледна точка на т. нар. свободно падане. При проникване в пропасти условия за такива падания се създават сравнително no-рядко. Те обикновено са съ­проводени с повече или по-малко удари или с триене на тялото на спелеолога в стените на отвеса. Това до известна сте-пен нама­лява скоростта на падането, следователно н неговата енергия.

На второ място, въжето не е единственият елемент от осигури­телната верига, които е в състояние да поема енергия. Докато участието на клиновете, карабинерите и другите метални съоръ­жения в този процес може да се пренебрегне, не е така за възлите, които се затягат, за осигурителния ремък, който се удължава, за седалката, чиято лента не е статична, за мускулната маса на спе­леолога, която също има известна еластичност. Тези фактори, взети заедно, макар и незначително, увеличават общата дефор­мация па осигурителната верига и спомагат за намаля-ване силата на натоварването. По време на експерименти е установено, че при свободно падане, ако например твърдо тяло с маса 80 кг развива върхово динамично натоварване 720 кгс, при падането на човек при същите условия то достига само до 550 кгс. Или, че мускулната маса и седалката могат да поемат до 25 % от енергия­та при динамичен удар.

Ефектът от изброените фактори се проявява само при падания от малка височина. При по-голяма височина се разчита изклю­чително на ефекта от удължението на въжето.

— при поемане на динамичен удар най-силно от всички еле­менти на осигурителната верига се деформира въжето. Следова­телно то поглъща най-голямата част от енергията при падане;

— възлите, осигурителният ремък, мускулната маса и пр. на­маляват силата на натоварване, ио само при падания от малка височина.
2.2.7. СИГУРНОСТ НА СТАТИЧНИТЕ ВЪЖЕТА

Вече стана дума, че за да добием представа за практическата якост на опън, трябва да ни е известна стойността на силата, при която дадено въже с възли п когато е мокро, замърсено и пр. и се къса. Но и това не е достатъчно за определяне на неговата сигурност, ако е статично. От гледна точка на безопасността фактът, че то би издържало, без да се скъса, три или триста пъти на определено натоварване при падане няма никакво значение, ако в същото време върховото му динамично натоварване достига стойности, които превишават възможностите за издръжливост на някое от звената на осигурителната верига или на спелеолога. От друга страна и една относително висока на пръв поглед якост на опън няма да му попречи да се скъса, ако динамичните му ка­чества се окажат толкова нищожни, че при падане повишат върховото динамично натоварване до стойност, по-висока от гра­ницата на практическата му якост па опън.

Ето защо сигурността на едно статично въже не зависи от практическата якост на опън като отделно взета величина, а се опре­деля:
1. От разликата между стойността на силата, необходима, за да достигне въжето с възли, прегъвания, глина, влага и пр. до границата си на скъсване п стойността на максималната си­ла на динамичния удар при за­държане на падането; или с други думи, от разликата меж­ду практическата якост на опън и върховото динамично натоварване (фиг. 6). А това оз­начава, че при инцидент стой­ността на върховото динамично натоварване винаги трябва да е по-ниска от практическата якост на опън. Ако се допусне обратното, въжето ще се скъса.

2. От условието, че върхово­то динамично натоварване при инцидент никога не трябва да превити издръжливостта на което н да било от останалите звена па осигурителната вери­га, включително тялото на спелеолога. Тези условия зависят преди всичко от възможностите па въ­жето да се удължава и от вели­чината на фактора на падане. Възможностите за удължение па всяко въже са определени. Те трябва да се познават, но не могат да бьдат променени. Посочени са в техническата му характери-стика и са по-големи или по-малки в зависимост от типа на въжето, както и от сте­пента на износване. Спелеологът обаче може да влияе върху ве­личината на фактора на падане, а чрез нея и върху стойността на върховото динамично натоварване (2.2.4.).

Затова при екипиране на отвесите, съобразявайки се със срав­нително ограничените възможности за удължение на статичните

въжета, той предварително трябва да вмества величината на фак­тора, който би се получил при евентуално падане, в

динамични качества (вж. 4,3., 4.4. и 4.9.). Това е необходимо,

за да може при инци­дент стойността на върховото динамично

натоварване винаги да остава под границата на практическата

якост на опън на въжето, т. е. да се гарантира неговата

сигурност.