雪鳥繩索技術系列(一)墜落系數(shù) Fall factor
繩索作業(yè)人員墜落的瞬間
,沖擊力將被整個保護系統(tǒng)吸收
,而起到保護作用的繩索將吸收大部分的沖擊力。如果繩索具備較好的吸收能量的能力
,將有效緩解作用于繩索作業(yè)人員身體的拉力
。繩索作業(yè)人員墜落的瞬間,繩索作業(yè)人員受到的拉力就是我們所說的沖擊力。沖擊力的數(shù)值取決于墜落系數(shù)
、繩索作業(yè)人員體重以及繩索吸收能量的能力
。
首先要明確墜落系數(shù)是個比值概念。這個比值只能在一定程度上說明墜落的嚴重程度
。它和沖擊力沒有直接關系
。墜落系數(shù)為1.7的沖擊力不一定比系數(shù)1的沖擊力大。
還有一個知識
,人瞬間能承受的最大沖擊力為12KN
。(PS.很多PPE設備的設計都要基于人體醫(yī)學中的最大承受能力,很多人質(zhì)疑為什么
,不把頭盔設計的再堅固些以防止大石頭的撞擊
,從設計角度說當然可以,但是超過一定程度的撞擊會讓人的脖子斷裂
。)

墜落高度:物體豎直方向的下落距離
。
有效繩長:吸收沖擊所用到的繩長,或者是連接重物與固定錨點的繩長
。
看下圖你會很快理解它的意義
。

從這里能看出,沖墜系數(shù)不可能大于2
,因為這個比值不可能大于2
。所以對安全性的要求就是,當人的質(zhì)量為80kg時
,墜落系數(shù)達到2時
,首次沖擊力不得大于12KN,否則人會死亡
。(UIAA對動力繩的要求是墜落系數(shù)為1.77時
,質(zhì)量為80kg的人的首次沖擊力不得大于12KN)
當然首次沖擊力也有一個公式,不過有點復雜
,這個攀爬者沒必要完全了解
。

F:首次沖擊力(牛)
M:物體質(zhì)量(千克)
g:重力加速度
f:實際墜落系數(shù)
K:繩索的楊氏模量X編織部分
以上都是定義和理論,我們現(xiàn)在放到實際情況下講講
。
運動領域:

這個圖中
,有效繩長≈總高度=1.67m ,80kg的物體的墜落高度為0.6m,理論上其墜落系數(shù)為0.6/1.67=0.36
。但實際墜落系數(shù)要大于0.36
,因為快掛處發(fā)生了摩擦,這個摩擦滯后了沖擊力的傳遞
,只有在快掛的上半部分的繩索完全吸收了沖擊力
,而快掛下半部分的繩索部分吸收了沖擊力
。

警告,布設掛片時
,要盡量將其布設在一條豎直線上
,否則會增加繩索在快掛中的摩擦,也就是說會減小整條繩索吸收沖擊力的能力
。所以這種情況下
,可以延長快掛長度,或者使用半繩
。

在快掛沒有偏離豎直線很遠的情況下(繩子經(jīng)過快掛后
,角度大于160度),實際的墜落系數(shù)大概等于

從這里你能看出實際情況下
,每個快掛之間的繩子吸收沖擊力的效果都是不同的
,而且是呈遞減趨勢。
但這個公式依然偏向于理想狀態(tài)
,因為實際情況下
,繩索與線路上的石頭等物體也發(fā)生了摩擦,具體削減因數(shù)得通過實際試驗才能得出
。
此外
,這里也能反映出為什么越靠近攀爬者的那段繩索越容易受到磨損,最先起毛
。
這里要防止一個誤區(qū),擺蕩≠墜落
。擺蕩在很大程度上能減小對繩索的沖擊
,但到最低點時速度會最大。如果你不介意撞在墻上了話
,當墜落的瞬間你可以猛推一下墻壁
,減小對繩索的沖擊。

工業(yè)領域:
別以為你在高空穿著安全帶就很安全
。大部分高空作業(yè)者的安全繩索都是半靜力繩
,而且沒有安裝勢能吸收裝置。所以即使你使用50cm的半靜力繩發(fā)生墜落系數(shù)為2的墜落時
,依然會要了你的命
。

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