מקדם נפילה

מתוך Climbing_Encyclopedia
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
האורכים לחישוב מקדם הנפילה

מקדם הנפילה (באנגלית: Fall Factor, מסומן לעיתים גם FF) הוא מדד מעשי, אם כי לא מדוייק, להערכת חומרה של נפילה פוטנציאלית בהובלה. מקדם הנפילה (Fall Factor או בקיצור [math]FF[/math]) מוגדר כיחס שבין אורך הנפילה לאורך החבל שבולם את הנפילה. אם נסמן את אורך הנפילה ב-[math]h[/math] ואת אורך החבל הנמתח בבלימה ב-[math]L[/math] נקבל כי מקדם הנפילה: [math]FF=\frac {h}{L}[/math]

התהליכים המתרחשים בחבל, והכוחות הפועלים על החבל, על העגינות ועל גוף המטפס בזמן נפילה מתוארים במאמר על דינאמיקה של נפילות

חומרה של נפילה

חומרת הנפילה היא הנזק שהיא יכולה לגרום לנופל. הנזק גדל ככל שהכוח, המאיט את הנופל עד לעצירה, גדל. בכוח בלימה גדול מספיק עלול המטפס להפגע, העגינה עלולה להישלף, או אלמנט במערכת האבטחה עלול לכשול. מתייחסים, לכן, לכוח הבלימה כמציין לחומרת הנפילה.

על כוח הבלימה, ועל חומרת הנפילה, משפיעים מספר גורמים: אורך הנפילה, אורך החבל הבולם את הנפילה, סוג החבל, החיכוך במערכת ומשקל הנופל. כדי להשוות בין נפילות מקבעים את כל הגורמים האפשריים: סוג החבל, משקל המטפס והחיכוך.

הגורמים הנותרים מתוארים במידת אורך: אורך הנפילה (המרחק אותו נופל המטפס) ואורך החבל הבולם את הנפילה (אורך החבל בין המטפס למאבטח). השפעתם של גורמים אלו על חומרת הנפילה (שוב, על הכוח הפועל על המטפס) היא הפוכה, כלומר, ככל שאורך הנפילה גדול יותר תהיה הנפילה חמורה יותר, ולעומת זאת ככל שאורך החבל הבולם את הנפילה גדול יותר תהיה הנפילה חמורה פחות.

כדי להקל על היכולת להעריך את כוח הבלימה ואת חומרת הנפילה הוגדר מקדם הנפילה.

דוגמאות לחישוב מקדם נפילה

דוגמה א דוגמה ב דוגמה ג
המטפס עלה 10 מטר מעל המאבטח ולא שם נקודות עגינה. המטפס עלה 10 מטר מעל המאבטח ושם נקודת עגינה אחרי 5 מטר. המטפס עלה 40 מטר מעל המאבטח ושם נקודת עגינה אחרונה אחרי 35 מטר.
אורך הנפילה – 20 מטר אורך הנפילה – 10 מטר אורך הנפילה – 10 מטר
אורך החבל – 10 מטר אורך החבל – 10 מטר אורך החבל – 40 מטר
מקדם הנפילה - 20/10=2 מקדם הנפילה - 10/10=1 מקדם הנפילה - 10/40=0.25
Ff2.jpg Ff1.jpg Ff0 25.jpg

דגשים:

  1. הכוח הפועל במערכת בזמן הנפילה תלוי במקדם הנפילה ולא באורך הנפילה, לפיכך למרות שאורך הנפילה בדוגמה ב' זהה לזה שבדוגמה ג' – 10 מטר, יהיה הכוח המופעל בדוגמה ב' גדול בהרבה מזה שבדוגמה ג'.
  2. כאשר מתחילים לטפס מהקרקע, [math]FF=1[/math] משמעו פגיעה בקרקע, וזהו הערך המירבי האפשרי בפיץ' ראשון.
  3. הערך המירבי האפשרי למקדם הנפילה בטיפוס הוא 2. זה לא יכול לקרות בטיפוס של מסלול עם פיץ' אחד, או בפיץ' ראשון. זה קורה כאשר המוביל מטפס מתחנה (פיץ' שני או יותר), ונופל לפני שהוא מקליף את העגינה הראשונה.
  4. ככל שהמרחק של המטפס מהעיגון האחרון קטן יותר יהיה אורך הנפילה קטן יותר והנפילה חמורה פחות.
  5. ככל שהעגינה האחרונה תהיה בנקודה גבוהה יותר לאורך הפיץ', או רחוקה יותר מהמאבטח, יהיה אורך החבל שסופג את הנפילה גדול יותר והנפילה חמורה פחות.
  6. בנפילה באבטחה מלמעלה (טופ-רופ או נפילת שני בהובלה) תמיד מתקבל [math]FF=0[/math].

נפילות שונות ומקדם הנפילה

ערכי מקדם הנפילה במצבים שונים

מקדם נפילה בהובלה - איבטוח מהרצפה

בהובלה מן הרצפה, בפיץ' ראשון או במסלול עם פיץ' אחד בלבד, מקדם הנפילה המקסימאלי הוא 1. זה קורה כשהמוביל נופל ובדיוק מגיע לרצפה. מקדם הנפילה המינימאלי הוא 0, בנפילה אחרי הקלפה, כשהעגינה האחרונה עדיין מעל המוביל (שאז זה בדיוק כמו טופ-רופ.

מקדם נפילה בהובלה - איבטוח מתחנה

בהובלה בפיץ' שני, שלישי וכו', במסלול מולטי-פיץ', כאשר תיתכן נפילה אל מתחת למאבטח, מקדם הנפילה המקסימאלי הוא 2. זה יכול לקרות כשהמוביל נופל לפני שהספיק לשים עגינה, והוא נופל על התחנה (בעצם, על המאבטח). גם כאן, מקדם הנפילה המינימאלי הוא 0, בנפילה אחרי הקלפה, כשהעגינה האחרונה עדיין מעל המוביל.

מקדם נפילה בהובלה - מקדם נפילה אפקטיבי

החיכוך הנוצר ממעבר החבל בטבעות בזמן נפילה בהובלה גורם לכך שעל קטעי חבל שונים יש מתיחות שונה. ניתן להעריך את ההפרש בין הכוח שמרגיש המטפס (כוח הבלימה) לבין הכוח שמרגיש המאבטח. הפרש זה יהיה כוח החיכוך המתפתח בכל הטבעות של כל הראנרים יחד. את הכוח הזה ניתן לחשב על ידי חיבור הזויות של החבל בכל העגינות והצבת הזווית הכללית בנוסחה, לפי העיקרון המתואר במאמר המסביר איך עובדים אמצעי חיכוך?.

מכאן ברור שאם הזוית בעגינה מסויימת חדה, לא רק שלמוביל יהיה דראג (חיכוך על הסלע ובטבעות), אלא גם שבמקרה של נפילה, זוית חדה בעצם "מפרידה" בין שני קטעי חבל. מקבלים שבמקום מקדם הנפילה שרגילים לקחת כהערכה לכוח הבלימה, במקרה כזה יש מקדם נפילה אפקטיבי שהוא גדול יותר מזה התיאורטי.

מקדם נפילה בטופ-רופ

בטופ-רופ, העגינה תמיד מעל המטפס, לכן בהנחה שהחבל מתוח במידה סבירה, אורך הנפילה הוא 0, וכך גם מקדם הנפילה.

מקדם נפילה בויה פראטה

במקרה של ויה פראטה, החבל שמשתתף בבלימת הנפילה הוא קצר (כארכו של זנב הפרה). הכבל סטאטי מאד, וכמעט שאינו מתארך ולכן התרומה שלו לדינאמיות של המערכת היא זניחה. הוא אינו תורם לספיגת האנרגיה בזמן נפילה. לכן, מקדם הנפילה מחושב עם אורך נפילה מסדר גודל של המרחק בין העיגונים של הכבל, ועם אורך חבל כארכו של החבל שבין הרתמה לכבל (זנב הפרה). ניתן להגיע למקדמי נפילה של [math]FF=10[/math].

בויה פראטה עם קטעים תלולים וקטעי סולמות משתמשים בסופגי אנרגיה כמו kisa, המיועדים למטרה זו בדיוק.

קריאה נוספת


תרמו לדף זה: מיכה יניב, דורון נצר, ארנון נצר ואחרים...