О безопасности бэкапов в слэклайне
Недавний трагический эпизод с лонглайном, в котором не сработал бэкап, подтолкнул нас к проведению ряда испытаний. Результаты оказались интересными, и ими захотелось поделиться с сообществом.
По-хорошему, бэкап не должен никогда нагружаться. Но даже в идеально собранной цепи возможен внезапный отказ по причине брака, и бэкап призван предотвратить возможность полного ее разрушения. Поэтому в любом случае бэкап должен быть надежным.
Мы довольно точно воспроизвели исходную систему и провели несколько экспериментов, показавших, что уровень нагрузок на бэкап при отказе основной цепи значительно превышает привычно ожидаемый.
Наши результаты заинтересовали ребят из International Slackline Association, с которыми мы обсуждали весь процесс, и они тоже взялись за тесты. В результате ISA опубликовала статью «Safe slackline backups». Наши выводы взаимно подтверждаются. Но ISA провела куда больше испытаний (58 против наших 7) на динамометрах с лучшими частотами измерений (1600 в секунду против наших 500) – поэтому начнем с их результатов:
поэтому начнем с их результатов:
- Важнейшая рекомендация всех времен – использовать только подходящее снаряжение, сертифицированное и в хорошем состоянии. Тема сертификации снаряжения для слэклайна пока находится в зачаточном состоянии. Работы ведутся той же ISA, но до применимого результата еще очень далеко. Поэтому приходится опираться на сертификацию и методы оценки из смежных дисциплин. И, как следствие, для определения пригодности снаряжения необходимо хорошо понимать нагрузки.
- Бэкапы рекомендуется делать из основной альпинистской веревки, связанной в кольцо (грузятся сразу 2 ветви).
- Стропу рекомендуется использовать для бэкапа только на линиях короче 50 метров и натянутых слабее 5 кН (не забывая про развороты лока – об этом ниже).
- Применять Dyneema для бэкапа вообще не рекомендуется – она слишком статична.
- Применять амортизаторы рывка из различных околоальпинистских техник не рекомендуется – они не рассчитаны на такие нагрузки.
- Рекомендуется устанавливать бэкап еще до натяжения линии. После натяжения его длину можно отрегулировать.
- Рекомендуется следить за тем, чтобы никто не задерживался без нужды между анкерами линии.
Некоторые выводы из статьи:
- Более эластичные стропы создают заметно большие пиковые нагрузки на бэкап. Для корректного обобщения замеров маловато, но похоже, что разница порядка 1,5 раз.
- Более эластичные бэкапы испытывают заметно меньшие пиковые нагрузки, что логично. А вот то, что динамическая альпинистская веревка слабо превосходит в этом статическую – это было внезапно.
- Более длинные стропы создают заметно большие пиковые нагрузки на бэкап.
- Все популярные узлы для подвязывания свободного конца стропы к «железу» отрабатывают нагрузку примерно одинаково.
Что хочется к этому добавить
Упомянутые в статье 25 кН – явно не предел. Ребята получили их на 8 кН натяжения. Мы при своих испытаниях тянулись на глазок и получили 10 кН натяжения. И надо понимать, что даже 1600 измерений в секунду вовсе не гарантируют регистрацию самого пика.
Когда мы проводили свои тесты, то смотрели нагрузку на всех этапах работы с системой. Оказалось, что при динамичном вставании на лонглайн в 115 метров, натянутый на 10 кН, нагрузка почти не увеличивается. Следовательно, максимальная нагрузка на лонглайн происходит при его натяжении. А к натяжению лонгов в слэк-среде относятся довольно легкомысленно.
В том же альпинизме для полиспастов не допускается фактор тяги (произведение кратности на количество тянущих) более 18 – и это без использования зажимов и плавно. Лонглайн же зачастую тянут втроем, полиспастом 1:15, с парой жумаров и на «раз-два-взяли». Не особо заморачиваясь тем, какую нагрузку способна выдержать система.
У триклайна, напротив, максимальная нагрузка возникает уже при использовании линии. Натяжение рэтчетом у нас показало 8,5 кН, а на трюках зафиксировали 13,5 кН.
Попутно обнаружили, что если включать лок в цепь обычным, изображенным во всех инструкциях, способом, а потом подстраховывать куда-то свободный конец, то при рывке, лок разворачивается и щечками прорезает стропу.
Немцы из ISA продевают свободный конец снизу в лок (как на хайлайнах), исключая подобный разворот. И рекомендуют при креплении бэкапа к дереву сначала подвязывать стропу к «железу» – чтобы избежать боковой нагрузки на лок.
В отношении узлов на стропе стоит добавить, что они не только поглощают нагрузку своим затягиванием (как упомянуто в статье), но еще и сильно ослабляют стропу. Мы рвали на стационарном динамометре две разные стропы для слэклайна с узлами и без. В одном случае получилось 13,925 кН против 22,830 кН (-39%), в другом – 8,215 кН против 16,165 кН (-49%). Вполне подтверждает хрестоматийное «в два раза».
Кроме того, мне кажется (подкрепить формально не могу за отсутствием оборудования для динамических испытаний – поэтому напишу «кажется»), что поведение узла на стропе при плавной нагрузке динамометром и поведение при рывковой нагрузке сильно различаются. Судя по срезам после рывков, кажется, что узел не успевает затянуться так, как мы это привыкли видеть при плавной нагрузке. Похоже, что внешний обхват frost knot ударом вгрызается в край уже натянувшегося грузового конца внутри узла. И разрушение стропы начинается от края, а стропы этого очень не любят.
В то же время, на стационарном динамометре узел перекусывает стропу относительно ровно.
К вопросу о предпочтительной длине бэкапа
Сделали расчет для параметров нашей тестовой системы. Приравниваем кинетическую энергию оторвавшегося от остальной цепи и летящего лока (это, пожалуй, самый худший вариант) к потенциальной энергии стропы, сжимающейся после разрыва цепи и тянущей этот лок. Допустив ряд пренебрежений, получаем приблизительно такой график зависимости скорости лока от дистанции пролета.
Это дуга эллипса с максимумом в точке расслабления. Получается, что скорость растет до самой точки расслабления, а значит лок до нее никогда не обгоняет конец стропы. Следовательно, до точки расслабления система условно замкнута, и вся энергия, убывающая у сокращающейся стропы, прибавляется к инерции разгоняющегося лока.
Вывод: более длинные динамические бэкапы испытывают меньшие нагрузки, т.к. больше их длины участвует в гашении энергии. А энергия до точки расслабления постоянна.
Вопрос только в том, как далеко мы готовы отпустить летать лок.
Попытка поймать лок до разгона бесполезна. Скорость возрастает мгновенно – за первые 10 см. накапливается почти 300 км/ч. А сила упругости стропы в этом месте всё еще порядка 10 кН.