Особливості динамічного страхування під час проведення рятувальних робіт
Для простоти, розглянемо ланцюг страховки з єдиною проміжною точкою і з пристроєм гальмування, встановленими безпосередньо на один з гаків станції. Ми обрали цю спрощену конфігурацію з метою показу основних аспектів динамічної страховки, без впливу побічних ефектів перевороту станції і підйому тіла страхувальника. В динамічній страховці, для того щоб зупинити падіння, необхідно прикласти зусилля зі сторони страхувальника (утримувати мотузку руками). Також сила ривка може бути зменшена завдяки протравленню мотузки через гальмівні страхувальні пристрої. Процес затримання ми умовно розділили на дві фази.
Перша фаза. У цій фазі, яку ми назвали інерційною, гальмування відбувається при протравленні мотузки через страхувальний пристрій зі швидкістю падаючого тіла, яка є пропорційною до висоти падіння. Рука страхувальника, який тримає мотузку, набуває різкого прискорення, яке вплинувши на плече та частину тіла, викликає силу гальмування, що залежить від інерції тіла. Слід зазначити, що значну роль в цій фазі відіграє еластичність мотузки. Сила, що виникає збільшується спочатку в пристрої гальмування, який поводить себе як мультиплікатор сил, потім у карабіні точки страховки. Ця сила, збільшена вище описаними ефектами, через страхувальну мотузку діє на тіло, яке зірвалося, сповільнюючи падіння. Протягом цієї фази частина маси тіла страхувальника розпочинає рух, набуває прискорення і часто відбувається так, що вона рухається з тією ж або навіть з дещо більшою швидкістю, аніж швидкість падіння тіла, яке зірвалося.
Отже в цій фазі, важливішим є не спосіб страховки, а інерційні властивості руки страхувальника (пропорційні до залученої в рух маси) і ефективність гальма. Максимальна сила затримання мотузки рукою страхувальника становить 15-30 даН (дека ньютон - одиниця сили в міжнародній системі СІ, практично еквівалентний кілограму. 1кг = 9,81 Н = 0,981 даН), а маса залучена в рух, приблизно 2-3 кг
Друга фаза. Ми назвали її - фаза протравлення. Зі сторони, видно, що в цій фазі частини тіла здійснюють лише незначні переміщення. У цій фазі страхувальник утримує мотузку заблокованою в пристрої гальмування, або контролює її протравлення, прикладаючи до неї частину власної ваги.
В цій фазі сила, яка діє на мотузку, не є інерційного типу і величини навантажень в ланцюзі страховки залежать тільки від сил, яких докладає страхувальник. Від поведінки страхувальника залежить також і величина протравлення мотузки через страхувальний пристрій до повної зупинки тіла, що зірвалося.
Тепер перейдемо до аналізу довжини протравлення мотузки через гальмівний пристрій. Для розуміння цього аспекту виявляються зручними деякі енергетичні розгляди. В ідеалі, після досягнення граничної величини, зусилля протравлення мотузки повинне зберігатися постійним. Елементарний енергетичний розрахунок показує, що при цьому величина протравлення обернено-пропорційна зусиллям гальмування. Насправді, сила гальмування мотузки не залишається постійною, а після піка напруги, в основному, зменшується (хоча теоретично може збільшуватися, що залежить від поведінки страхувальника).
Таким чином, можна стверджувати, що довжина мотузки, яка пройшла через гальмівний пристрій, зазвичай залежить від середньої величини сили, прикладеної страхувальником протягом другої фази утримання, тобто чим менша прикладається сила, тим більше протравлення мотузки в гальмівному пристрої, і навпаки.
Результати вище проведеного енергетичного розрахунку протравлення мотузки через гальмівний пристрій графічно зображено на рис. 2.
Як видно з графіка, максимальне навантаження на верхній гак станції досягнуто через