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雪鸟绳索技术系列(一)坠落系数 Fall factor

放大字体  缩小字体 发布日期:2013-12-04    来源:应安网
核心提示:应安网讯:绳索作业人员坠落的瞬间,冲击力将被整个保护系统吸收,而起到保护作用的绳索将吸收大部分的冲击力。如果绳索具备较好的吸收能量的能力,将有效缓解作用于绳索作业人员身体的拉力。
   雪鸟绳索技术系列(一)坠落系数 Fall factor


  绳索作业人员坠落的瞬间,冲击力将被整个保护系统吸收,而起到保护作用的绳索将吸收大部分的冲击力。如果绳索具备较好的吸收能量的能力,将有效缓解作用于绳索作业人员身体的拉力。绳索作业人员坠落的瞬间,绳索作业人员受到的拉力就是我们所说的冲击力。冲击力的数值取决于坠落系数、绳索作业人员体重以及绳索吸收能量的能力。

  首先要明确坠落系数是个比值概念。这个比值只能在一定程度上说明坠落的严重程度。它和冲击力没有直接关系。坠落系数为1.7的冲击力不一定比系数1的冲击力大。

  还有一个知识,人瞬间能承受的最大冲击力为12KN。(PS.很多PPE设备的设计都要基于人体医学中的最大承受能力,很多人质疑为什么,不把头盔设计的再坚固些以防止大石头的撞击,从设计角度说当然可以,但是超过一定程度的撞击会让人的脖子断裂。)

  坠落高度:物体竖直方向的下落距离。

  有效绳长:吸收冲击所用到的绳长,或者是连接重物与固定锚点的绳长。

  看下图你会很快理解它的意义。

  从这里能看出,冲坠系数不可能大于2,因为这个比值不可能大于2。所以对安全性的要求就是,当人的质量为80kg时,坠落系数达到2时,首次冲击力不得大于12KN,否则人会死亡。(UIAA对动力绳的要求是坠落系数为1.77时,质量为80kg的人的首次冲击力不得大于12KN)

  当然首次冲击力也有一个公式,不过有点复杂,这个攀爬者没必要完全了解。

  F:首次冲击力(牛)

  M:物体质量(千克)

  g:重力加速度

  f:实际坠落系数

  K:绳索的杨氏模量X编织部分

  以上都是定义和理论,我们现在放到实际情况下讲讲。

  运动领域:

  这个图中,有效绳长≈总高度=1.67m ,80kg的物体的坠落高度为0.6m,理论上其坠落系数为0.6/1.67=0.36。但实际坠落系数要大于0.36,因为快挂处发生了摩擦,这个摩擦滞后了冲击力的传递,只有在快挂的上半部分的绳索完全吸收了冲击力,而快挂下半部分的绳索部分吸收了冲击力。

  警告,布设挂片时,要尽量将其布设在一条竖直线上,否则会增加绳索在快挂中的摩擦,也就是说会减小整条绳索吸收冲击力的能力。所以这种情况下,可以延长快挂长度,或者使用半绳。

  在快挂没有偏离竖直线很远的情况下(绳子经过快挂后,角度大于160度),实际的坠落系数大概等于

  从这里你能看出实际情况下,每个快挂之间的绳子吸收冲击力的效果都是不同的,而且是呈递减趋势。

  但这个公式依然偏向于理想状态,因为实际情况下,绳索与线路上的石头等物体也发生了摩擦,具体削减因数得通过实际试验才能得出。

  此外,这里也能反映出为什么越靠近攀爬者的那段绳索越容易受到磨损,最先起毛。

  这里要防止一个误区,摆荡≠坠落。摆荡在很大程度上能减小对绳索的冲击,但到最低点时速度会最大。如果你不介意撞在墙上了话,当坠落的瞬间你可以猛推一下墙壁,减小对绳索的冲击。

  工业领域:

  别以为你在高空穿着安全带就很安全。大部分高空作业者的安全绳索都是半静力绳,而且没有安装势能吸收装置。所以即使你使用50cm的半静力绳发生坠落系数为2的坠落时,依然会要了你的命。

  关于更多个人保护装备和绳索救援技术的信息,欢迎关注雪鸟新浪官方微博:@雪鸟-绳索技术及装备评论

 

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