看指标，选绳索（3）——冲击力

宝石蓝狮子

在挑选绳索时有一个重要指标：首次冲击力，这个指标对绳索来说是非常重要的指标，今天咱们就说说冲击力是怎么回事。

要想了解冲击力，就先要知道坠落系数，那么什么是坠落系数呢？
理论坠落系数的定义：
坠落系数标示一次坠落的强度，坠落系数越大，坠落强度就越大。坠落系数的数值通常在0~2之间，计算方法为坠落高度除以有效保护绳长。所以说坠落系数无法以坠落高度来衡量，而决定于坠落高度与有效保护绳长的比值，因为绳索越长，坠落缓冲的距离也就越长。
理论坠落系数假定—— 保护者与最高保护点之间不存在任何磨擦；坠落产生的全部冲击力完全由绳索吸收。
*坠落系数（f）计算公式：
        坠落高度
  f = --------------
        有效绳长


实际坠落系数定义：
实际攀登作业中，绳索与保护点挂锁以及与岩壁之间的磨擦会减弱最终传递到保护者身上的拉力。所以，是攀登者与最高保护点之间的绳索L0以及最高保护点与相邻保护点之间的绳索L1承载着大部分的冲击力。而越靠近保护者的绳索承载的冲击力越小。这就是说，并非绳索的所有部分都很好地发挥了缓冲作用，因此实际坠落系数通常会大于理论坠落系数。



   理论    实际
*保护点距离攀登线路不是很远实际坠落系数
坠落高度H
坠落系数f=---------------------------------------
L0+0.62L1+0.59L2+0.56L3+0.53L4+0.50L5


*绳索与岩壁之间有摩擦实际坠落系数
坠落高度H
坠落系数f=---------------------------------------
L0+0.52L1+0.41L2+0.32L3+0.23L4+0.17L5

结论：实际坠落系数＞理论坠落系数

那么什么是冲击力呢？
当攀登者坠落时，冲击力将被整个保护系统吸收，尤其是被绳索吸收。如果您的绳索拥有较好的吸收能量的能力，将减少作用于攀登者自身的力，保护者身上的力及保护点上的力，从而增加安全系数。攀登者此时受到的力，我们称之为冲击力。冲击力的数值取决于坠落系数、攀登者的重量以及绳索吸收能量的能力。

国际上有对冲击力的标准要求:
•单绳: 80公斤物体在坠落系数为1.77时坠落，绳索作用于物体的冲击力必须小于12KN（人体所能承受的安全极限）。
•双绳: 55公斤物体在坠落系数为1.77时坠落，绳索作用于物体的冲击力必须小于８ＫN（单股双绳测试）。
•对绳：80公斤物体在坠落系数为1.77时坠落，绳索作用于物体的冲击力必须小于12KN（两股对绳测试）。

什么是最大冲击力呢？
每条绳索的性能都由它的最大冲击力来决定。经实验室测试出的绳索冲击力实际是一种极限数值，因为在实际攀登作业中，安全带、锁具、岩锥等保护器材都会吸收部分能量。产品技术指南中标示的数值以实验室测试数值为准。
实验室测试数值代表最大限度情况，此时几乎所有能量都被绳索吸收。这个数值表示坠落运动对人体所造成冲击力的极限。

绳索使用过程中冲击力的递增
攀登作业过程中，随着坠落次数的增加，绳索的弹性将逐渐减弱，因而对人体所造成的冲击力将逐渐增加。

滑轮效应
坠落过程中，绳索保护点承受着来自两方面的力—— 攀登者坠落时所产生的冲击力和保护者的拉力。这两股力的叠加，我们称之为滑轮效应。来自保护者的拉力小于来自攀登者坠落的冲击力，因为绳索与保护锁之间有磨擦力。而顶端保护点所受拉力约为攀登者坠落时所产生的冲击力的1.6倍。


实验室测试坠落系数为1.77


所谓首次冲击力就是指80公斤物体在坠落系数为1.77时坠落时绳索作用于物体的冲击力。
首次冲击力越低，那么人体在发生坠落时，人所受到的力就越小，对保护点的作用力也就越小，其安全系数也就越大。

实际攀登中顶端保护点受到的冲击力
有人认为在实际攀登中坠落系数较小，所选用绳索的最大冲击力数值对于顶端保护点和攀登者来说并没有多大影响。科学论证，这种说法是完全错误的！
意大利高山俱乐部对不同攀登类型的坠落状况进行测试并拍摄记录，并对整个安全链条所受到的冲击力进行测量。
根据这些数据，Bedogni博士对不同攀登类型的坠落冲击力进行了科学图表分析，以便清晰地显示出绳索最大冲击力数值与顶端保护点所承受的冲击力数值之间的关系。
从下列图表分析中不难看出，攀登者所选用绳索的最大冲击力数值对顶端保护点造成的冲击力影响非常大！

Example 1
顶端保护点以下无任何摩擦，坠落高度8米



Example 2
绳索与顶端保护器以下5个快挂有摩擦，与岩壁无摩擦。坠落高度8米



Example 3
绳索与顶端保护器以下5个快挂有摩擦，并且与岩壁有摩擦。坠落高度8米



Example 4
岩石边缘上有一个直接接触的摩擦点。坠落高度8米




BEAL忠告
攀登过程中绳索经受多次坠落冲击后，其最大冲击力数值会逐渐增高。所以具有较低冲击力指标的绳索将具有更长的使用寿命。
攀岩和攀冰运动中使用具有较低冲击力指标的绳索会更安全，因为它可以有效降低顶端保护点攀登者的冲击力。
为使绳索更好地发挥其吸收冲击力的能力，使用者应尽可能地降低绳索与岩壁、绳索与保护锁之间的磨擦力

咱们看一下下面这款绳索：
品牌：BEAL
产地：法国
产品名称：TOP GUN II
产品规格：10.5MM
图片：

性能参数：
单绳- UIAA – CE                          
细轴数                                       48
每米重量                                    68 g
首次冲击力实验室数据                  7.35-7.40 kN
首次冲击力BEAL标准                    7.40 kN
坠落次数实验室数据                     13-14
坠落次数BEAL标准                       11
外皮滑动率                                 0 mm
首次冲击延展率                           37 %
静力延展率                                 9,5 %
是否经受超强切割测试                  

大家可以从数据中了解到，BEAL的这款TOP GUN II绳索他的首次冲击力为：7.35-7.4kN，这款绳索的首次冲击力的数值是目前市场上所有同等直径下的绳索中数值最低的一款绳索，也就是说这款绳索无论是对于作用于攀登者自身的力，保护者身上的力及保护点上的力都是最低的，这款绳索所能提供的安全系数也是最高的。