ТАРИФЫ КУРСА

2. Спасательный трос монтажника

Когда монтажники-верхолазы работают на высоте, они применяют страховочный трос, который удержит монтажника в случае падения.

Здесь существует такая проблема: если трос достаточно длинный, возникает сильный рывок, который может травмировать человека. Конечно, можно трос сделать упругим, тогда рывок значительно смягчается. Но возникает эффект шарика на резиночке верхолаз может сильно удариться об элементы конструкции.

Вопрос: Как защитить монтажника от сильного рывка страховочного троса, исключив использование упругого троса?

        • Остановленный монтажник

        • Монтажника останавливает прикреплённый к его поясу трос.

        • Монтажник травмируется.

        • Компоненты конструкции, крюк, пояс, трос

        • Элементы конструкции удерживают крюк. Крюк удерживает трос. Трос передаёт усилие на пояс. Пояс останавливает монтажника.

        • Пояс останавливает монтажника.

        • Трос сильно дёргает обратным рывком пояс. Возникает вредный продукт — травмированная поясница монтажника.

        • В районе поясницы монтажника.

        • Сразу после полной остановки падающего монтажника.

        • Почему пояс сильно дёргает монтажника? 

          1. Большая скорость падения до остановки. 
          2. Пояс жёсткий. 
          3. Трос жёсткий.
          1. Уменьшить высоту падения. 
          2. Сделать мягкую подвесную систему как на парашюте. 
          3. Сделать трос упругим.

          Чтобы реализовать первые две гипотезы, нужно сильное преобразование устройства. Поэтому это можно сделать только на новом тросе. 

          На основе третьей гипотезы сформулируем задачу.

        • Упругий трос останавливает падение монтажника. Но возникает обратный рывок и раскачивание монтажника, которые следует исключить. 

          Вопрос: как устранить обратный рывок упругого троса?

      • Выбор модели задачи

        Критерии выбора модели: 

        1. Если не до конца понятно, как преобразовать зону конфликта, чтобы получить требуемые условия, выбираем модель «Условия в ОЗ».
        2. Если существуют проблемы с выполняемым действием, выбираем модель «Действия в ОЗ».
        3. Если понятно, как можно сформулировать техническое противоречие, выбираем модель «Техническое противоречие».
        4. Если просматриваются противоречивые требования к одному компоненту системы, выбираем модель «Физическое противоречие».

        Модель "Физическое противоречие"

            • Трос должен быть упругим, чтобы не вызывать сильного рывка. 

              Трос должен быть жёстким, чтобы удержать падающего монтажника. 

              • Вокруг крюка, пояса и троса

              • Время от начала натяжения троса до полной остановки монтажника

              • 1. Крюк 2. Трос 3. Пояс 4. Тело монтажника 5. Компоненты конструкции 6. Легкодоступные вещественные ресурсы.

              • 1. Энергия падения монтажника 2. Легкодоступные полевые ресурсы

            • Противоречивые требования можно разделить во времени.

              Пускай сначала в дело вступит упругий трос, который будет мягко удерживать и тормозить монтажника при падении.  

              Смягчив энергию удара, упругий трос должен стать жёстким и прочным, и окончательно удержать монтажника.

            • Найти конструкцию троса, который был бы упругим до некоторой нагрузки, и становился жёстким после её превышения.

              1. Упруго деформироваться под весом монтажника до определенного предела. 
              2. После достижения какого-то порога нагрузки становиться жёстким.
              3. Не давать обратного рывка.
              4. Быть легким.

            • Трос или его часть представляет собой цепь, выполненную из легко  деформируемого металла, например, алюминия или мягких сортов стали.  При падении монтажника цепь деформируется, вытягивается с сопротивлением и гасит энергию удара. Растянутая цепь окончательно удержит падающего  человека.

            • Устройство простое по конструкции и в применении, работает достаточно надёжно, дополнительных проблем ни с изготовлением, ни с применением не возникает.  

              Недостаток заключается в том, что необходимо привлекать ресурсы из надсистемы.

              Продолжим решение задачи с другой моделью.

        Модель "Действие в оперативной зоне"

            • Упругий трос плавно останавливает монтажника, но возникает обратный рывок.

              Тип недостатка: слишком сильное обратное действие.

              Представим упругий трос, как модель из маленьких человечков.

              Человечки расположены цепочкой и держатся друг за друга – руками за ноги.  

              Они довольно сильные, и руки держат согнутыми в локтях, чтобы плавно  остановить монтажника. После первого рывка они инстинктивно сгибают  руки, и получается обратный рывок.

            • Недостаток можно устранить, если трос будет слабым и разорвётся под нагрузкой падающего монтажника.

              Применим моделирование маленькими человечками. Посмотрим, чем они нам могут помочь.  

              Нарисуем цепочку – трос, пусть эти человечки будут слабыми и при некоторой  нагрузке просто отпустят руки – разорвут цепочку. А параллельно им мы  расположим другую цепочку из сильных человечков, которые не отпустят  руки ни при каких обстоятельствах.

              Получается вот такая картина:

              Однако это нам пока ничего не даёт, условия работы троса не изменятся. Похоже, что функции этих двух цепочек – различные. Слабые человечки должны  сработать первыми, удерживать вес монтажника до какого-то предела,  а затем – отпустить руки, разорвать цепочку. Только после этого в дело  вступают сильные человечки.

              Это может выглядеть как-то вот так:

            • Ввести в систему Х-компонент, который расположен параллельно тросу и разрывается под определённой нагрузкой.

              1. Удерживать нагрузку до некоторого значения, а потом разрываться.
              2. Быть лёгким.
              3. Быть дешёвым и недефицитным (изготовленным из пояса, троса или крюка).

            • Х-компонент – тонкий разрывной трос, шнур.

              Основной трос складывается и прошивается тонким разрывным шнуром. При падении монтажника шнур разрывается и плавно замедляет падение монтажника.

            • Устройство простое по конструкции и в применении, работает достаточно надёжно, дополнительных проблем ни с изготовлением, ни с применением  не возникает.

      • Основной трос складывается и прошивается тонким разрывным шнуром. При падении монтажника шнур разрывается и плавно замедляет падение монтажника.