Полиспасты: от расчетов до запасовки

Полиспаст – переносная блочная система, предназначенная для подъема и перемещения грузов разной степени тяжести. Это устройство применяется в строительной сфере, логистике, альпинизме и во время спасательных работ. Чтобы изготовить полиспаст своими руками, нужно знать конструктивные особенности этого приспособления, способы крепления канатов к грузоподъемнику и технологию проведения запасовки.

Общие сведения о полиспастах

Полиспаст состоит из 2-х и более шкивов (блоков), связанных при помощи веревочных канатов или цепей:

1. Неподвижный шкив. Этот блок крепится к крепким статичным элементам или спецтехнике. Он включает в себя несколько роликов. По каждому из них проводятся веревки, металлические канаты или железные цепи. Неподвижный шкив распределяет давление между элементами конструкции. Величина давления на каждый канат определяется числом роликов.
2. Подвижный шкив. Этот блок прикрепляется к грузу и используется для поддержания работоспособности грузоподъемного механизма. Он оборудован крюком, карабином и магнитом. Подвижный шкив, прикрепляясь к грузу, способен выиграть в усилиях.

Простые полиспасты могут состоять из 1 шкива и веревки. В них ролик располагается над грузом: на потолке, балке или опоре. Первый конец веревки связан с крюком и спускается к поднимаемому грузу. Человек тянет второй конец веревки, поднимая тяжелый объект. Сложные устройства для подъема груза включают в себя несколько простых блоков и дают больший выигрыш в силе.

Принцип действия полиспастов основан на правиле рычага. Через неподвижный шкив перекидывается веревка. Груз поднимается на высоту посредством прикладывания усилий, соразмерных с весом поднимаемого объекта. Длина каната или цепи должна быть сопоставима с высотой, на которую поднимается груз. Для снижения количества затрачиваемых усилий необходимо, чтобы подвижный блок осуществлял движение параллельно грузу.

Существуют следующие разновидности полиспастов:

1. По предназначению: силовые и скоростные. Силовые механизмы предназначены для транспортировки тяжелых объектов. Они обеспечивают выигрыш в силе за счет потерь в расстоянии и скорости. Скоростные полиспасты позволяют ускорить процесс транспортировки легких грузов за счет уменьшения прикладываемых усилий.
2. По сложности схемы. В простых схемах подъема груза при помощи блоков все ролики соединены последовательно при помощи 1 цепи или каната. Сложные системы отличаются высокой производительностью. Выигрыш в силе обеспечивается при меньшем количестве блоков.

Полиспасты используются для следующих операций:

1. Для натяжения кабелей, силовых линий и подвесных конструкций.
2. Совместно с лебедкой для вытаскивания автомобиля или иного вида транспорта, застрявшего в грязи или грунте.
3. Для проведения такелажных работ при транспортировке тяжелых конструкций.

Полиспастами оснащаются различные виды кранов, гидравлические и электрические приводы. Они также применялись в старых прототипах лифтов.

Расчет полиспаста

Перед изготовлением полиспаста требуется рассчитать основные технические характеристики грузоподъемной конструкции. Расчеты требуется для составления чертежей и производятся согласно параметрам рабочего помещениями и весом груза.

Для определения нагрузок, влияющих на блочную систему в ходе эксплуатации, нужно рассчитать параметры, действующие на отдельные блоки:

1. Силу воздействия поднимаемого груза (S_C).
2. Тяговую силу двигателя (S_M).
3. Угол отклонения (α). При расчете параметров полиспаста этой характеристикой можно пренебречь, потому что у современных устройств угол отклонения отсутствует.
4. Диаметр блока (D).
5. Диаметр втулки (d).

Уравнение, использующееся для нахождения моментов силы, имеет следующий вид: S_M * R = S_C*R + l*S_C*R + N* g*d/2, где:

1. S_M * R – момент силы, с которой груз оказывает влияние на блочную систему.
2. l – коэффициент, характеризующий жесткость ручного веревочного каната при огибании ролика. Он зависит от структуры витков троса и определяется экспериментальным методом.
3. Нагрузка на ось шкива. Она определяется по формуле: 2*S_C*R.
4. g – коэффициент, характеризующий силу трения втулки шкивов.

Коэффициент полезного действия полиспаста определяется по следующей формуле: η = S_C/S_M. На этот параметр влияют качество изготовления блоков и сложность схемы. Существует следующие уровни КПД блочной системы:

1. 97% — используется в качестве среднего значения, если в элементах грузоподъемного устройства присутствуют подшипники качения и втулки из бронзы.
2. 95% — используются подшипники скольжения.
3. 93% и ниже – при работе грузоподъемного механизма в суровых природных условиях или в помещениях с высокой температурой.

При расчете также рекомендуется определить КПД остальных обводных роликов, в зависимости от конструктивных особенностей грузоподъемного механизма.

Способы крепления веревки к грузоподъемному механизму

Грузовая веревка позволяет автоматически фиксировать поднимаемый груз, что сказывается на проходе узлов. Ее нужно заправить так, чтобы исключалась возможность перетирания из-за частых контактов с остальными частями грузоподъемной конструкции. Выделяют 3 основных метода крепления веревки к полиспасту:

1. С помощью схватывающих узлов, изготавливающихся из репшнуров диаметром до 8 мм. Они обладают высокой прочностью и начинают сползать с веревки только при нагрузке 10 – 13 кН. Схватывающие узлы не подвергает канат деформации. При длительной эксплуатации они оплавляют оплетку и прилипают к веревке, становясь предохранителями.
2. С помощью зажима общего направления. Его рекомендуется применять на влажных и обледенелых веревках. Зажим начинает сползать без возникновения деформаций при нагрузке 6-7 кН.
3. При помощи личного зажима. Он сползает при нагрузках от 4 кН, разрывая оплетку.

Для фиксации канатов кранов требуется закрепить 1 конец веревки запреткой или тросовым зажимом. На лебедках трос фиксируется на специальных креплениях при помощи клина и прижимной планки.

Простейший подъемный механизм своими руками

В домашних мастерских можно изготовить простой полиспаст из подручных материалов. Он способен поднимать легкие грузы и может использоваться только для разовых работ. Чтобы сделать полиспаст своими руками, нужно приобрести следующие комплектующие:

1. Шпильки с резьбой, изготовленные из металлических материалов.
2. 2 ролика.
3. Подшипники.
4. Веревка или трос.
5. Крюк.

На стальную шпильку устанавливают подшипник, накручивают гайку и стопорят. К шпильке присоединяется крюк для снижения усилий, требующихся для прокручивания самодельного вала. Первый конец веревки располагается на статичной платформе. Для поднятия груза требуется потянуть второй конец троса вверх. Для удобства работы рекомендуется сделать дополнительный блок и пропустить через него веревку. Это позволит соединить канат с лебедкой и фиксировать транспортируемый объект в промежуточном положении.

Запасовка полиспастов

Запасовка – процедуру изменения местоположения шкивов и дистанции между ними. Целью этой операции является регулирование скорости и высоты подъема грузов в соответствии с определенной схемой прохождения троса по блокам грузоподъемного механизма. Существуют следующие разновидности запасовки:

1. Однократная. На крюке закрепляется 1 веревка, которая проводится через все неподвижные блоки и наматывается на барабан.
2. Двукратная. Первый конец каната крепят на головке поворотного элемента крана, второй – на лебедке. Этот способ запасовки может применяться на кранах стрелового типа.
3. Четырехкратная. 2 рабочих ветви троса проводятся через шкивы рабочей стрелы. Соседние полиспасты скрепляются между собой при помощи статичного блока, устанавливаемого на стойке платформы. Этот метод запасовки используется для устройств с большой грузоподъемностью.

Существует также переменная запасовка. Она бывает как двукратной, так и четырехкратной. Подвижные ролики устанавливаются на нескольких подвижным обоймах, удерживаемых при помощи каната. Кратность запасовки изменяется посредством опускания подвески крюка на опору при сматывании веревки.

Полиспасты и их использование, ч.1

Как собрать и использовать не очень сложный полиспаст?

Основное о полиспастах

Полиспаст — система верёвок и блоков, позволяющая выигрывать в силе за счёт проигрыша в длине верёвки.

При этом, во сколько раз мы выигрываем в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии подъёма груза , то есть в длине верёвки. Например, при подъёме груза с выигрышем в силе в 6 раз, для подъёма груза на 1 метр, нам придётся вытянуть 6 метров верёвки.

Бывают простые, сложные и комплексные, чётные и нечётные полиспасты .

Кратность полиспаста — коэффициент теоретического выигрыша в силе. Если говорят «кратность полиспаста равна 4», то это значит, что данный полиспаст даёт теоретический выигрыш в силе в 4 раза.

У полиспаста есть 2 конца — один закреплен на опоре (неподвижный), а другой на перемещаемом грузе (подвижный).

Выигрыш в силе дают только подвижные блоки (закреплённые на подвижном конце системы). Неподвижные блоки служат лишь для изменения направления движения верёвки.

В промышленном альпинизме, как правило, полиспасты используются для подъёма грузов или натяжения веревок (например, гибких анкерных линий).

Простые полиспасты

Простые полиспасты получаются при добавлении блоков на груз и опору.

При этом, если конец верёвки закреплён на опоре — то полиспаст получится чётный, если на подвижной точке (грузе) — то нечётный.

Каждый подвижный ролик (блок) даёт +2 к кратности, подвижная точка закрепления веревки +1 к кратности.

На рисунке 1 изображён полиспаст (1) «один к двум» (дающий двухкратный выигрыш в силе, кратность полиспаста равна 2). Конец верёвки закреплён на опоре, использован один ролик, закреплённый на грузе. Это чётный полиспаст.

На рисунке 2 изображён полиспаст (2) «один к трём» (дающий трёхкратный выигрыш в силе). Конец верёвки закреплён на грузе, использованы 2 ролика, закреплённые один на грузе, другой на опоре. Это нечётный полиспаст.

На рисунках 3 и 4 изображены полиспасты, соответственно на 4 и на 5, образованные соответственно из полиспастов (1) и (2) путём добавления одного ролика (блока), закреплённого на подвижной точке (грузе) и 1 ролика (блока), закреплённого на опоре.

Простые полиспасты с бо́льшим выигрышем образуются аналогично.

Для расчёта выигрыша в силе можно пользоваться простым правилом: сколько прядей полиспаста (верёвок) идёт от груза, такой и будет теоретический выигрыш в силе.

Основное преимущество простых полиспастов: нет необходимости что-то переставлять или менять в системе до окончания подъёма, простота расчёта и сборки.

Основной недостаток: для создания простого полиспаста нужно много веревок и при больших кратностях сильно падает эффективность всей системы. Обычно считают, что не целесообразно применять простые полиспасты при кратности больше, чем 1:5.

ПОЛИСПАСТЫ

Теория полиспастов из «альпинистского» снаряжения.
Практическая адаптация под специфику роупджампинга.
Очень много картинок — чтобы было понятно.

Просьба к читателям, разбирающимся в полиспастах:
Найти возможные ошибки. Дать советы по теме.

Просьба к тем, кто мало понимает в полиспастах:
Оценить доступность материала и в целом способ изложения. Помогла ли вам статья разобраться в вопросе?

Публикуется впервые. Автор — Сергей Сумберг (Нефёдов).

Откуда ноги растут

Этот материал — глава из большой Энциклопедии Роупджампинга, которую я пишу много лет. В 435-страничном черновике тема «Полиспасты» в нынешней версии занимает страницы 259-273.

Когда финальная версия материала будет выложена в Энциклопедии, с отрисованными художником рисунками — я напишу об этом в комментариях под статьёй.
Скорее всего, это будет в конце года или в 2019 году. Значит, это будет один из последних или последний комментарий, в самом низу.

Картинки в этой версии — временные. Нарисованы в Paint «на коленке». Прошу строго не судить.

Содержание статьи

• Правила полиспаста
• Элементы полиспаста
• Рабочая длина полиспаста
• Рабочий ход полиспаста
• 6 полиспастов для роупджампинга
• Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки
• Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки
• Трение между ветвями полиспаста
• Перезарядка полиспаста
• Готовый полиспаст как элемент снаряжения
• Миниполиспаст
• Ролики для полиспастов
• Зажимы для полиспастов
• Выводы

Полиспасты

Polyspastos (греч.) — от «polys»-многий, и «spao»-тащу.

Полиспаст – (в роупджампинге) — это метод сборки и работы снаряжения, позволяющий в несколько раз увеличить усилие при натяжении верёвки или при перемещении груза.

Я уверен, что многим захочется предложить своё определение полиспаста. Это очень интересный вопрос — с удовольствием вступлю в дискуссию.

Полиспаст работает по принципу рычага — выигрывает в силе за счёт потери в расстоянии.
Для создания полиспаста используется огибающая ролики или карабины верёвка, зажимы и страховочно-спусковые устройства.

Указанная в энциклопедии сила полиспаста — это его теоретически возможный выигрыш в усилии. В реальной работе неизбежны потери на трение, поэтому на практике полиспаст всегда слабее теоретического значения.

Правила полиспаста

Правило полиспаста №1
Выигрыш в усилии дают только движущиеся ролики, закреплённые на грузе

Неподвижные ролики служат лишь для изменения направления движения верёвки и выигрыша в усилии не дают.

Если закрепить верёвку на грузе, перекинуть её через неподвижный, закреплённый на станции ролик и потянуть вниз, то для поднятия груза необходимо приложить усилие, равное массе груза:

Выигрыша в усилии нет. Чтобы поднять груз на 1 метр, кончик верёвки также должен пройти 1 метр. Это — схема 1:1
В этой схеме нагрузка на станцию — 200 кг.

Если закрепить верёвку на станции и пропустить её через ролик на грузе, для поднятия груза необходимо усилие в 2 раза меньшее, чем его масса:

Выигрыш в усилии — 2:1.
В этой схеме ролик подвижный, потому что он движется вверх вместе с грузом.
Чтобы поднять груз на 1 метр, кончику верёвки необходимо переместиться на 2 метра. Это — схема самого простого полиспаста 2:1
Растяжение верёвки в расчёт не берётся.
В этой схеме нагрузка на станцию — 50 кг.

Правило полиспаста №2
Во сколько раз выигрываем в усилии — во столько же раз проигрываем в расстоянии

Если в полиспасте 2:1 на каждый метр подъёма груза нужно протянуть через систему 2 метра верёвки, то в полиспасте 6:1 – 6 метров верёвки. Чем «сильнее» полиспаст, тем медленнее поднимается груз. Уточнить

Правило полиспаста №3
Фактор тяги не должен быть выше 12

Фактор тяги полиспаста — число, полученное умножением теоретического выигрыша полиспаста на количество тянущих полиспаст человек.

Это значит, что полиспаст 3:1 должны тянуть не более 4 человек, полиспаст 2:1 – не более 6 человек. Следование этому правилу помогает предотвратить появление чрезмерной нагрузки на элементы снаряжения, задействованные в работе полиспаста.
При правильном проектировании прыжковых систем нет необходимости выходить за пределы, или даже приближаться к значению фактора тяги 12.

Элементы полиспаста

Станция
Место крепления неподвижных роликов или фиксаторов обратного хода:

На рисунках — полиспасты 3:1
Правила подсчёта силы любого полиспаста можно изучить по ссылкам в конце этой статьи.

Ролик
Элемент полиспаста, огибаемый верёвкой.

Фиксатор обратного хода
Устройство, фиксирующее выбранную полиспастом верёвку в неподвижном состоянии.
В роупджампинге самые популярные фиксаторы — Grigri и Pro Traxion.
Если в качестве фиксатора работает Grigri, то это – «гришевый полиспаст».
В теме «Страховочно-спусковые устройства» оговаривалось, что во всей энциклопедии употребление слова Grigri означает возможность использования Rig, ID и аналогичных устройств.
В роупджампинге с помощью «гришевого полиспаста» совершается большинство действий, требующих использования полиспаста.
Нюансам работы с «гришевым полиспастом» в энциклопедии посвящена целая тема. Например, там есть интересная модернизация под названием «Гришевая уздечка»

Зажим
Средство присоединения подвижного ролика к верёвке:

В качестве груза здесь может выступать как сам груз, так и обратная реакция натягиваемой верёвки.
В энциклопедии под словом «груз» подразумеваются оба варианта.

Рабочая длина полиспаста

Рабочая длина полиспаста — это расстояние от станции до ближайшего к грузу подвижного ролика.

В варианте с зажимом, рабочая длина полиспаста зачастую ограничена размерами рабочей площадки:

Даже если размер площадки не ограничен, существует оптимальное расстояние, на которое имеет смысл отодвигать зажим от станции.
Если отодвинуть зажим слишком далеко, то при вытягивании полиспаста ощутимая часть усилий будет уходить на растяжение верёвки между тянущими людьми и станцией. Верёвка пружинит, люди зря тратят силы. «Дубовая статика» диаметром 11 мм пружинит меньше, новая верёвка 9-10 мм или репшнур — больше.
Если зажим отодвигается недалеко от станции – полиспаст придётся слишком часто перезаряжать.

В итоге, оптимальное расстояние отодвигания зажима от станции зависит от свойств верёвки и от размера площадки.
Если нагрузка небольшая, удобнее растянуть полиспаст на большое расстояние и одним заходом вытянуть много верёвки.
Когда натяжение увеличивается — потери пружинящей верёвки становятся ощутимы. В таком случае рабочую длину полиспаста стоит сократить — не отодвигать его далеко.

Рабочий ход полиспаста

Рабочий ход полиспаста — это расстояние, которое пройдёт ближайший к грузу подвижный ролик, пока ближний к тянущему человеку ролик не упрётся в станцию.

На это же расстояние продвинется и груз (растянется верёвка).

В «гришевом полиспасте» 3:1 всего один ролик. Он является и ближайшим к зажиму роликом, и ближайшим к тянущему человеку роликом. Поэтому в «гришевом полиспасте» рабочий ход равен рабочей длине. Такой полиспаст складывается полностью – ролик вплотную подойдёт к станции:

В полиспасте 6:1 ролик, находящийся ближе к человеку, тянущему за верёвку, и ближайший к грузу ролик – не одно и то же. Зелёный ролик упрётся в станцию раньше, чем к ней подойдёт красный ролик:

Расстояние, которой прошёл красный ролик — и есть рабочий ход полиспаста.
Чем сложнее полиспаст, тем меньше его рабочий ход.

Полиспасты для роупджампинга

Разновидностей полиспастов очень много. Я отобрал 6 вариантов, перекрывающих практически все потребности роупджампинга:

Простые полиспасты 2:1 и 3:1
Складываются за один рабочий ход. Дают самый быстрый подъём с минимальным количеством перезарядок полиспаста:

Сложный полиспаст 6:1
Сложный полиспаст – это система, в которой один простой полиспаст тянет за другой простой полиспаст.

Сила сложного полиспаста рассчитывается умножением сил простых полиспастов.

Чтобы из полиспаста 3:1 сделать полиспаст 6:1, к нему добавляется простой полиспаст 2:1. Полиспаст 2:1 можно сделать с использованием дополнительного отрезка верёвки или из хвоста той же верёвки, которую тянут:

В работе с полиспастами часто приходится переходить от слабого полиспаста к сильному полиспасту и наоборот. Например, при натягивании длинной базы. Вначале её легко тянуть полиспастом 3:1, а дотягивать приходится полиспастом 6:1.

В таком случае начинают со схемы 3:1. Добавлением одного ролика, одного зажима и карабина получают схему 6:1.
Полиспаст 2:1 — это «палочка-выручалочка», которая в нужный момент приходит на помощь полиспасту 3:1. Комбинация этих двух вариантов — самый практичный и часто применяемый полиспаст в роупджампинге.

При добавлении ещё одного ролика и карабина получается полиспаст 9:1

Сложный полиспаст 9:1
Здесь один простой полиспаст 3:1 тянет второй простой полиспаст 3:1. Вариант, сделанный из одной верёвки:

Перейти от полиспаста 3:1 к полиспасту 9:1 и обратно можно напрямую, минуя стадию 6:1

В моей практике роупджампинга ни разу не возникла надобность в использовании такого сильного полиспаста. Всегда хватало людей, чтобы вытянуть даже очень длинные базы полиспастом 6:1. Но если вы оказались один, 9:1 может пригодиться.

Улучшение «складываемости» сложного полиспаста
Чтобы сложный полиспаст плотнее складывался на каждом рабочем ходе и требовал меньше циклов перезарядки, необходимо разнести друг от друга станции простых полиспастов, входящих в состав сложного. Вариант для полиспаста 9:1:

В полиспасте 6:1 на дальнее дерево устанавливается «палочка-выручалочка» 2:1.

Комплексный полиспаст 5:1, который можно тянуть от станции
Рассмотренные выше 4 варианта подразумевают вытягивание полиспаста по направлению к станции. Иногда это не удобно.
Например, на висячей станции, где силы полиспаста 3:1 уже не хватает.

Добавлением «палочки-выручалочки» 2:1 можно перейти к полиспасту 6:1. Вися на самостраховке, передвинуть ведущий зажим без специальных приспособлений можно только на длину вытянутых рук — поэтому полиспаст приходится очень часто перезаряжать.
И перезаряжать, и тянуть полиспаст приходится в неудобном положении, вполоборота от стены:

Если применить комплексный полиспаст 5:1, во время вытягивания верёвки можно не оборачиваться. Ценность такого варианта — возможность себе помогать, отталкиваясь ногами от поверхности объекта или работая корпусом:

Отличительная особенность комплексных полиспастов – наличие в системе роликов, движущихся навстречу грузу.
Недостатки комплексных полиспастов подобны недостаткам сложных полиспастов: они не складываются полностью, имеют малый рабочий ход и требуют частой перезарядки.

Если нагрузка приходит не сбоку, а снизу — тянуть снизу-вверх и часто перезаряжать полиспаст 6:1 совсем не удобно:

При использовании комплексного полиспаста 5:1, помимо удобства вытягивания верёвки вниз, появляется вариант использовать вес тела. Можно встать ногой на петлю из верёвки или поставить на верёвку ещё один зажим с лесенкой:

Вместо выбирания руками получится выбирание ногами и весом тела.

Полиспаст 5:1 с использованием тандем-ролика
Во время навески прыжковой системы, в полиспастах можно использовать тандем-ролики, которые в будущем будут завешены в каретку:

Тандем-ролики имеют два колёсика. С их помощью можно собрать полиспаст 5:1.
Для этого верёвку нужно пропустить отдельно через каждое колёсико и добавить второй неподвижный ролик:

Чтобы при сборке полиспаста не протаскивать кончик верёвки последовательно через три колёсика, верёвку можно вынуть из «нижнего» отверстия тандем-ролика:

Преимущество этого полиспаста перед полиспастом 6:1 в том, что для перезарядки нужно передвигать только один зажим.

Проблема может возникнуть, если использовать жёсткую или «распухшую» 11-мм верёвку. Расстояние между колёсиками тандем-ролика невелико — внутри ролика ветви такой верёвки могут тереться друг об друга.

Полиспасты из грузовой верёвки и полиспасты из отдельной верёвки

Полиспаст из грузовой верёвки — полиспаст, собранный из той же верёвки, которую нужно тянуть.

Полиспаст из отдельной верёвки тянет грузовую верёвку. Выбранная часть грузовой верёвки удерживается фиксатором обратного хода:

Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из грузовой верёвки

• Автоматическая фиксация верёвки, если включить в систему фиксатор обратного хода Grigri или Pro Traxion.

• Легко избежать использования дополнительной верёвки. Пример — полиспаст 6:1 с задействованием хвоста той же верёвки.

• Для организации полиспаста большой силы нужно задействовать длинный отрезок верёвки. Если верёвки впритык, полиспаст не собрать.

• Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Pro Traxion, в случае необходимости будет сложно перейти от выбирания верёвки к её выдаче.
Если в качестве фиксатора обратного хода использовать Grigri, при выбирании верёвки присутствуют сильные потери на трение.

• Сложно пропустить через полиспаст узел, завязанный на верёвке. Или место соединения двух верёвок друг с другом.

Плюсы и минусы полиспастов, сделанных из отдельной верёвки

Полиспаст из отдельной верёвки прикрепляется к верёвке, которую нужно тянуть, с помощью зажима:

• Если полиспаст собран заранее, можно очень быстро подключить его к верёвке и начать тянуть.

• Можно использовать более короткую вытягиваемую верёвку — её излишки не нужны для работы полиспаста.
Иногда длины ненатянутых базовых верёвок хватает только на то, чтобы протащить их от станции А до станции Б.
Излишки появятся потом, после натяжения базовых верёвок.

• Если в качестве фиксатора обратного хода используется Grigri — получается простой переход от выбирания верёвки к её выдаче и обратно. Потери на трение внутри Grigri не имеют значения, потому что верёвка проходит через устройство без нагрузки.

• Простое прохождение узлов через полиспаст. Выбранная верёвка фиксируется в Grigri. Зажим полиспаста переставляется за узел и подъём продолжается.

• Фиксатор обратного хода, установленный на вытягиваемую верёвку, придётся обслуживать вручную. Для этого нужен отдельный человек.

Трение между ветвями полиспаста

Чтобы верёвки внутри полиспаста не тёрлись друг об друга, они должны идти параллельно. Чтобы верёвку не клинило, ролики не должны вжиматься друг в друга.

Беспроблемный полиспаст получается с помощью разнесения неподвижных роликов в сторону друг от друга. Для этого можно использовать такелажную пластину, закреплённую на станции:

Можно использовать особенности элемента объекта. Например, вешать разные ролики на разной высоте ствола дерева; на ровной плоскости крепить ролики к разным анкерам:

Перезарядка полиспаста

После того как полиспаст сложился, его нужно растянуть обратно.

Перезарядка полиспаста – это манипуляции со снаряжением, необходимые для растяжения полиспаста на его рабочую длину.

Для перезарядки простого полиспаста нужно передвинуть только ведущий зажим.
Чтобы передвинуть ведущий зажим в сложном полиспасте, нужно снять или расслабить второй зажим.

При растягивании сложного полиспаста, множество ветвей верёвки, двигающихся через ролики, делают передвижение зажима трудозатратным. Перезаряжать сложные полиспасты долго. Если есть возможность – пользуйтесь простыми.

Перезарядка вручную
Человек берёт зажим в руку и отходит с ним на нужное расстояние; оставляет там зажим и возвращается обратно к станции. Нужно много ходить:

Если людей хватает, удобно поручить перезарядку отдельному человеку. Он не тянет полиспаст, а только его перезаряжает. Распределение ролей повышает общую скорость.

Перезарядка с помощью дополнительной верёвки
Если в качестве ведущего зажима используется жумар или кроль, процесс можно ускорить.

В ближнее к грузу отверстие зажима карабином вщёлкивается конец репшнура или верёвки. Перезаряжающий человек находится в нужном месте и тянет зажим к себе:

Когда люди около станции начинают тянуть полиспаст, перезаряжающий человек выдаёт верёвку обратно. Теперь ему не нужно ходить.

В качестве зажима может использоваться любая модель, способная работать подобным образом. Благодаря своей форме, лучше всего для этой цели подходит Croll.

Автоматическая перезарядка на наклонной верёвке
Если верёвка, которую нужно вытягивать или натягивать, от края объекта уходит вниз под большим углом, процесс перезарядки можно автоматизировать.

К верхнему отверстию Croll подвешивается груз. Это может быть связка стальных карабинов или молоток. Вес груза должен быть достаточным для того, чтобы зажим поехал вниз:

Чтобы зажим легче сползал, ему можно помочь верёвкой, отправляя в сторону зажима волну. Как минимум, нужно сделать так, чтобы верёвка зажиму не мешала.

Этот способ хорошо работает при натяжении наклонной базы после спуска человека выдачей базы. Его можно применять в начальной стадии натяжения горизонтальной базы, пока она висит с сильным провисом.

Перезарядка с помощью шеста
Если полиспаст нужно перезаряжать за краем объекта, но способ с грузом не работает, можно использовать шест. В качестве шеста подойдёт любая длинная палка:

Если пользоваться шестом приходится часто, лучше приспособить для этой цели разборную алюминиевую конструкцию. Например, часть каркаса туристической палатки или лавинный щуп:

На конец щупа нужно приделать крючок, который будет легко зацепить за зажим при его отталкивании от края объекта.

Готовый полиспаст как элемент снаряжения

Полиспаст 3:1 с фиксатором обратного хода Grigri II, сделанный из 6-метровой верёвки диаметром 8-9 мм, заранее собранный и в увязанном виде переносимый на обвязке:

В карабин на зажиме можно одновременно вщелкнуть и ролик, и узел на конце верёвки. Так экономится один карабин.

Готовый полиспаст применяется для быстрого снятия нагрузки с верёвки. После совершения с этой верёвкой нужных манипуляций, с помощью Grigri полиспаст легко растягивается обратно, снимается с верёвки, увязывается и возвращается на обвязку.
Готовый полиспаст полезен на больших объектах. Именно он – основной инструмент технологичной навески (в энциклопедии здесь ссылка на одноимённую тему).

Миниполиспаст

Другое название миниполиспаста — «аварийный полиспаст».

Для создания миниполиспаста нужно очень мало снаряжения. Он используется альпинистами в спасательных работах до прихода профессиональных спасателей. Применяется для снятия нагрузки с основной верёвки и для подъёма груза или человека на небольшую высоту.

Оговорюсь сразу — временно нарисованы не самые лучшие формы карабинов

Для сборки миниполиспаста нужны два карабина и отрезок репшнура.
Форма карабинов — HMS, грушевидная или D-образная.
Оптимальная длина репшнура — 5-7 метров. Диаметр 7 мм. Это — параметры стандартного кордалета из альпинистского снаряжения. Cordalette — по-французски значит «шнурочек, верёвочка».

Завязанный на конце репшнура узел встёгивается в один из карабинов, а свободный конец пропускается через оба карабина, по кругу. Витки репшнура должны идти параллельно друг другу и не пересекаться. В результате получается компактный простой полиспаст, но с большими потерями эффективности за счёт сильного трения в карабинах.

Карабин с узлом – условно, неподвижная станция. Согласно правилу полиспаста, каждый оборот репшнура вокруг карабина без узла даёт дополнительный двукратный выигрыш в силе. Один оборот – получится полиспаст 2:1, два оборота – 4:1, три – 6:1. Тянуть репшнур нужно из карабина, в котором нет узла. Тянуть репшнур из карабина с узлом бессмысленно. Последнее прощёлкивание репшнура в карабин с узлом не даёт выигрыша в усилии, но увеличивает трение.

Сказать, что карабин с узлом всегда должен быть вщёлкнут в станцию, нельзя. Иногда удобно тянуть сверху вниз, иногда — наоборот:

Количество оборотов репшнура в карабинах зависит от необходимой силы полиспаста. Оптимально делать два — три оборота. Большее количество оборотов почти не даёт преимущества, так как пряди репшнура сжимают друг друга и начинают пересекаться, ещё больше увеличивая трение в системе. В карабинах трапециевидной формы пряди начинают пересекаться при любом количестве оборотов, поэтому форма карабина имеет большое значение.

Ролики для полиспастов

КПД ролика
Главная характеристика ролика в полиспасте – это его Коэффициент Полезного Действия, или КПД.
КПД ролика зависит от качества подшипника и от диаметра ролика. При одинаковых подшипниках, чем больше диаметр ролика, тем выше его эффективность.

КПД самых эффективных роликов составляет 90-95%. Это значит, что потери на трение при работе такого ролика составляют не более 10%. КПД большинства стандартных роликов колеблется в пределах 70-80%. То есть, потери на трение составляют 20%-30%.

При использовании в полиспасте 2:1 одного ролика с КПД 90%, фактический выигрыш в усилии составит 1.9:1.
В полиспасте 3:1, сделанному из двух роликов с КПД 90%, выигрыш в усилии будет равен 2.7.
Если в полиспасте 3:1 вместо одного из роликов находится Grigri, потери на трение значительно возрастают.

Карабины вместо роликов
Когда вместо роликов используются карабины, фактическая сила полиспаста уменьшается очень сильно. Потери на трение для карабинов в среднем составляют 50%. Выигрыш в силе для полиспаста 2:1 составит 1.5:1, а для полиспаста 3:1 выигрыш будет равен всего 1.75:1.

Чем больше диаметр прутка карабина и чем плавней радиус перегиба верёвки, тем лучше. Снизить потери на трение помогает установка рядом двух одинаковых карабинов:

Куда ставить самый лучший ролик
Иногда для организации полиспаста есть несколько карабинов и всего один ролик. Или несколько роликов разного качества, из которых один гораздо лучше остальных.

В любом полиспасте самый эффективный ролик нужно ставить на место ролика, ближайшего к тянущим людям. То есть, на выходе верёвки из полиспаста:

Двойные ролики
Двойные ролики имеют два колёсика на одной оси. Чаще всего они нужны для создания компактного простого полиспаста 4:1

В роупджампинге, кроме как при создании полиспастов, применять их негде. При этом, легко обойтись без полиспаста 4:1. Используя только одно колёсико двойного ролика, придётся постоянно носить с собой лишний вес второго колёсика и вес увеличенной скобы ролика.

Во время навески прыжковой системы, для создания полиспастов можно использовать тандем-ролики, которые в будущем будут установлены в каретку. Одинарные эффективные ролики (например, Rescue и Pro от Petzl) удобно применять в «гришевом полиспасте». Получается, что двойные ролики — не нужны.

Эффективность ролика и вертлюг
Паспортная эффективность ролика измерена при его идеальном положении, когда верёвка движется ровно по центру ложа колёсика.
На практике бывают ситуации, когда ролик не способен подстроиться под направление нагрузки, которое задаёт верёвка. Верёвка может касаться щёчек ролика.

В таком случае поможет установка вертлюга:

Вертлюг способствует самовыравниванию ролика по направлению приходящейся на него нагрузки.
В Энциклопедии, в теме «Ролики» описаны вертлюги, конструктивно совмещённые с роликами. Нет лишнего звена — карабина.

Зажимы для полиспастов

Самый безопасный зажим при работе с полиспастами — репшнур, завязанный на верёвке схватывающим узлом Прусика в три оборота.

Использование схватывающих узлов — отнюдь не архаизм. Схватывающий узел из 8-мм репшнура, завязанный на 11-мм верёвке, начинает ползти при нагрузке 10-11 kN (1000-1100 кг). Сползание узла – это сигнал STOP для людей, тянущих полиспаст. Пополз узел — значит, система перегружена.

В начале сползания схватывающий узел практически не травмирует верёвку. Только после длительного движения он начинает плавиться, «прикипать» и портить оплётку. При подъёме тяжёлых грузов нужно внимательно следить за поведением схватывающих узлов. Если груз застрял, а люди продолжают тянуть на «эй ухнем», можно повредить верёвку.

Зажим из репшнура
8-мм репшнур хорошо работает на 11-мм верёвках.
Для верёвок диаметром 9-10 мм лучше использовать 7-мм репшнур. Если 7-мм репшнур мягкий, он неплохо «хватает» и 8-мм верёвку.

Специальный ролик «прусик-блок» в комбинации с зажимом из репшнура позволяет сделать безопасный для верёвки фиксатор обратного хода. Пример прусик-блока — Petzl Minder.

Во время подъёма груза, узел репшнура упирается в щёчки ролика и ослабляется. Для этого щёчки имеют специальную выступающую форму. Верёвка проходит через ролик свободно:

Если верёвка пошла обратно, схватывающий узел отходит от ролика и зажимается на верёвке:

Прусик-блоки имеют стандартный размер. Длина петли для работы с ними тоже имеет стандартный размер — 40 см. Петля такого размера делается из отрезка репшнура длиной 135 см, связанного узлом грейпвайн:

Если использовать более длинную петлю, её придётся укорачивать дополнительным узлом. Излишки репшнура в районе ролика могут помешать его правильной работе.

При производстве конкретной модели прусик-блока стандарты могли не соблюдаться. Любые стандарты могут измениться в будущем.
В соотношении размера петли и размера ролика главное, чтобы в момент затяжки схватывающего узла он не отходил слишком далеко от ролика. Иначе, после перезарядки полиспаста, в начале выбирания верёвки придётся ещё раз выбрать уже когда-то выбранную часть верёвки. Чем дальше от ролика уходит узел из длинной петли, тем больше лишней работы. Узел должен находиться как можно ближе к ролику.

Для использования в полиспасте должны применяться только сертифицированные репшнуры. 7-мм репшнур должен выдерживать не менее 9.8 kN (980 кг).

Разрешённые механические зажимы
Самый популярный механический зажим для полиспастов — Rescucender фирмы Petzl.

Если верёвка загрязнена землёй, к тому же ещё и мокрая, схватывающие узлы из репшнуров забиваются грязью и перестают работать. Очистка узла или не помогает, или помогает ненадолго. Грязь проникает в волокна репшнура и сильно снижает трение.
Rescucender в таких условиях тоже может проскальзывать, но его можно очищать многократно.
Новая модель устройства устанавливается на верёвку быстрее схватывающего узла.

Запрещённые зажимы
Стандартами, принятыми в спасательных службах Канады, США и Новой Зеландии, категорически запрещены для использования в полиспастах зажимы с «агрессивными» кулачками.
Это жумар, Croll и их аналоги. При внезапной перегрузке полиспастной системы верёвка будет серьезно повреждена. Большинство «зубастых» зажимов не рассчитаны на нагрузку свыше 4 kN (400 кг). Примерно в этом диапазоне они начинают рвать оплётку. И никакого сигнала STOP не будет!

Зажимы для полиспастов в роупджампинге
Во время спасательных работ самый частый груз – пострадавший человек. Иногда — с сопровождающим спасателем.
В спасработах, при подъёме тяжёлых грузов и при натяжке длинных троллеев возможны большие нагрузки. В этих целях, в качестве ведущего зажима или в качестве всех зажимов полиспаста, должны применяться схватывающие узлы.

В роупджампинге большие нагрузки возможны при подъёме на экзит тяжёлого тестового груза или мостика-трапа. Большие нагрузки возможны и при натяжении «в струну» мокрых базовых верёвок длиной более 500 метров. В этих случаях лучше перестраховаться и пользоваться репшнурами.

Когда полиспастом преднатягиваются базовые верёвки длиной до 700 метров, критически больших нагрузок не возникает. В моей практике использования жумара или кроля в качестве ведущего зажима, не было ни одного случая даже минимального повреждения оплётки верёвки. Мы никогда не превышали фактор тяги 12.

Причины непопулярности Rescucender у роупджамперов:

• Petzl Rescucender почти в два раза дороже жумара Petzl и в три-четыре раза дороже жумаров отечественного производства.

• Это не универсальный зажим, поэтому нет смысла покупать в команду несколько штук. Когда в команде один Rescucender, и нужно тянуть полиспаст, он редко оказывается под рукой.

• Старая модель имеет подпружиненный штифт, который сложно вставлять в отверстие в корпусе устройства. Особенно в перчатках.

• Новая модель устанавливается быстро, но остальные недостатки никуда не делись.

Зажимы из репшнура
Зажимы из репшнура дешёвые. Можно сразу сделать много и выдать каждому члену команды. Компактный и лёгкий репшнур висит на задней полочке обвязки и не мешает.
Но, когда тянешь полиспастом базу и видишь, что нагрузка небольшая — трудно заставить себя и других вязать узлы. За пару секунд можно прищелкнуть к верёвке жумар или кроль. Механические зажимы не затягиваются — их гораздо легче передвигать при перезарядке полиспаста.
Репшнуры используют, когда кончается лишнее «железо».

Чтобы выбрать правильный ведущий зажим полиспаста, нужно трезво оценить обстановку. Если есть сомнения — используйте репшнур.
Ещё лучше – купить новую модель Rescucender и следить, чтобы он оказывался там, где будут натягивать длинные базы.

Полиспасты. Выводы

Если можете тянуть простым полиспастом – тяните простым
У них больше рабочий ход, а значит меньше циклов перезарядки.

Уменьшайте трение всеми возможными способами