Узел — это преднамеренное усложнение веревки [1] , которое может носить практический или декоративный характер, либо и то, и другое . Практические узлы классифицируются по функциям, включая зацепки , изгибы , петлевые узлы и сращивания : зацепка прикрепляет веревку к другому объекту; изгиб скрепляет два конца веревки друг с другом ; петлевой узел — любой узел, образующий петлю; под сращиванием понимается любой многопрядный узел, включая изгибы и петли. [2] В самом строгом смысле узел может также относиться к стопору или ручке на конце веревки, предотвращающей выскальзывание этого конца через люверс или проушину. [3] Узлы вызывали интерес с древних времен из-за их практического использования, а также их топологической сложности, изучаемой в области математики, известной как теория узлов .
Узлы и завязывание узлов использовались и изучались на протяжении всей истории. Например, китайское плетение узлов — это декоративное ремесленное искусство, которое зародилось как форма китайского народного искусства во времена династий Тан и Сун (960–1279 гг. Н.э.) в Китае, а затем было популяризировано в эпоху Мин. Теория узлов — это недавнее математическое исследование узлов.
К узлам древнего происхождения относятся бутылочная стропа , булинь , кошачья лапка , гвоздичная сцепка , коровья сцепка , двойной рыбацкий узел , эскимосский булинь , узел восьмерка , рыбацкий узел , полунавеска , калмыцкая петля , односторонний навесной изгиб , навесной узел , петля сверху , узел «риф» , бегущий булинь , одинарная зацепка , узел «вор» , узел «голова турка» и две полузацепки .
Одиннадцать основных узлов китайского вязания — это узел с четырьмя цветками, узел с шестью цветками, китайский узел на пуговицах , узел с двойным соединением , узел с двойной монетой , агэмаки, крестовый узел , квадратный узел, узел-плафон , узел Пань Чанг и узел удачи . морской узел .
Узлы более позднего происхождения включают узел дружбы китайского завязывания. [ нужна цитата ] Узел овчины возник в 1627 году [ нужна цитата ], тогда как соединение Western Union возникло с самого начала телеграфии . [5]
Существует большое разнообразие узлов, каждый из которых обладает свойствами, делающими его пригодным для решения широкого круга задач. Некоторые узлы используются для прикрепления веревки (или другого связующего материала) к другим объектам, таким как другая веревка, планка , кольцо или кол. Некоторые узлы используются для связывания или сжатия предметов. Декоративные узлы обычно связываются сами с собой, образуя привлекательные узоры.
В то время как некоторые люди могут посмотреть на схемы или фотографии и завязать иллюстрированные узлы, другие лучше всего учатся, наблюдая, как завязывается узел. Навыки завязывания узлов часто передаются моряками , разведчиками , альпинистами , каньонерами , спелеологами , арбористами , спасателями , рабочими сцены , рыбаками , лайнерами и хирургами . Международная гильдия узловязателей — это организация, занимающаяся популяризацией завязывания узлов.
Дальнобойщики, которым необходимо закрепить груз, могут использовать сцепку дальнобойщика , получая механическое преимущество . Узлы могут спасти спелеологов от погребения под камнями. Многие узлы также можно использовать в качестве подручных средств, например, булинь можно использовать в качестве спасательной петли, а сцепку-мунтер - для страховки . Ромбовидная сцепка широко использовалась для привязывания вьюков к ослам и мулам .
В опасных условиях, таких как горы, узлы очень важны. В случае падения кого-либо в овраг или на подобный рельеф местности при наличии соответствующего оборудования и знания узлов можно установить систему спуска, чтобы спустить спасателя к пострадавшему, и установить систему подъема, позволяющую третьему человеку спуститься вниз. вытащить из оврага и спасателя, и пострадавшего. Дальнейшее применение узлов включает разработку высокой веревки, похожей на зиплайн, которую можно использовать для перемещения припасов, раненых или неподготовленных людей через реки, расщелины или овраги. Обратите внимание, что упомянутые системы обычно требуют карабинов и использования нескольких соответствующих узлов. К таким узлам относятся булинь, двойная восьмерка, сцепка-мунтер, сцепка-мунтер, прусик, автоблок и гвоздичная сцепка. Таким образом, любой человек, который отправляется в горную местность, должен иметь базовые знания об узлах и системах узлов, чтобы повысить безопасность и способность выполнять такие действия, как спуск по веревке.
Узлы можно применять в сочетании для создания сложных объектов, таких как ремешки и сетки . В веревочной работе изношенный конец веревки скрепляется узлом, называемым узлом для взбивания . Во многих типах текстиля для устранения повреждений используются узлы. Макраме , один из видов текстиля, создается исключительно за счет использования узлов, а не вязания спицами , крючком, переплетения или валяния. Из макраме можно создавать самонесущие трехмерные текстильные конструкции, а также плоские работы, и его часто используют в декоративных целях.
Узлы ослабляют веревку, из которой они сделаны. [6] Когда завязанная веревка натянута до точки разрыва, она почти всегда выходит из строя в самом узле или рядом с ним, если только она не неисправна или не повреждена в другом месте. Силы изгиба, сжатия и истирания, которые удерживают узел на месте, также неравномерно нагружают волокна веревки и в конечном итоге приводят к снижению прочности. Точные механизмы, вызывающие ослабление и отказ, сложны и являются предметом постоянного изучения. Разрабатываются специальные волокна, цвет которых меняется в зависимости от напряжения, и они используются для изучения стресса в зависимости от типа узлов. [7] [8]
Относительная прочность узла , также называемая эффективностью узла , представляет собой прочность на разрыв веревки с узлом, пропорциональную прочности на разрыв веревки без узла. Определить точное значение для конкретного узла сложно, поскольку на проверку эффективности узла могут повлиять многие факторы: тип волокна , стиль веревки , размер веревки, влажная она или сухая, как узел одевается перед загрузкой и т. д. насколько быстро он нагружается, нагружается ли узел повторно и так далее. Эффективность обычных узлов колеблется от 40 до 80% от первоначальной прочности веревки. [9] [10]
В большинстве ситуаций формирование петель и изгибов с помощью обычных узлов гораздо более практично, чем использование сращиваний веревки , даже несмотря на то, что последние могут поддерживать почти полную прочность веревки. Предусмотрительные пользователи допускают большой запас прочности веревки, выбранной для конкретной задачи, из-за ослабляющего воздействия узлов, старения, повреждений, ударных нагрузок и т. д. Предел рабочей нагрузки веревки обычно указывается со значительным коэффициентом запаса прочности, до 15:1 для критически важных приложений. [11] В случае опасных для жизни применений в игру вступают и другие факторы. [ нужна цитата ]
Даже если веревка не порвется, узел все равно может не удержаться. Говорят, что узлы, которые прочно держатся в различных неблагоприятных условиях, более надежны, чем те, которые этого не делают.
В следующих разделах описаны основные причины, по которым узлы не держатся.
Нагрузка создает натяжение, которое тянет веревку обратно через узел в направлении нагрузки. Если это продолжится достаточно далеко, рабочий конец пройдет в узел, и узел распутается и выйдет из строя. Такое поведение может ухудшиться, если узел неоднократно натягивается и ослабевает, его тащат по пересеченной местности или неоднократно ударяют о твердые предметы, такие как мачты и флагштоки .
Даже при использовании надежных узлов может произойти проскальзывание, когда узел впервые подвергается сильному натяжению. Это можно смягчить, оставив достаточное количество веревки на рабочем конце за пределами узла, а также тщательно завязав узел и затянув его как можно сильнее перед погрузкой. Иногда использование стопорного узла или, что еще лучше, резервного узла может помешать прохождению рабочего конца через узел; но если замечено, что узел проскальзывает, обычно предпочтительнее использовать более надежный узел. Жизненно важные приложения часто требуют резервных узлов для обеспечения максимальной безопасности.
.jpg/1280px-Bowline_(PSF).jpg)
Опрокинуть (или расплести) узел — значит изменить его форму и переставить его части, обычно потянув определенным образом за определенные концы. [9] При неправильном использовании некоторые узлы имеют тенденцию легко или даже самопроизвольно опрокидываться. Зачастую опрокинутая форма узла практически не оказывает сопротивления соскальзыванию или распутыванию. Рифовый узел , если его неправильно использовать в качестве изгиба, может опасно опрокинуться.
Иногда узел намеренно переворачивают, чтобы завязать другой узел, как в случае с «методом молнии» завязывания булина . Некоторые узлы, такие как «Каррик-бенд» , обычно завязываются в одной форме, а затем переворачиваются, чтобы получить более прочную или стабильную форму.
В узлах, предназначенных для захвата других объектов, отказ можно определить как перемещение узла относительно захваченного объекта. Пока сам узел не развязан, он перестает выполнять нужную функцию. Например, простая подвижная сцепка , привязанная к перилам и натянутая параллельно перилам, может выдержать определенное натяжение, а затем начать скользить. Иногда эту проблему можно решить, затянув узел перед тем, как подвергать его нагрузке, но обычно проблема требует либо узла с большим количеством витков, либо веревки другого диаметра или материала.
Узлы различаются усилием, необходимым для их развязывания после загрузки. Говорят, что узлы, которые очень трудно развязать, такие как водяной , «застревают» или застревают . Узлы, которые развязываются с меньшим трудом, такие как изгиб Цеппелина , называются « незаклинивающими ».
Список узлов обширен, но общие свойства позволяют создать полезную систему категоризации. Например, петлевые узлы обладают общим свойством: на стоящем конце имеется своего рода опорная точка (например, петлевой или верхний узел), к которой рабочий конец легко подсоединяется с помощью круглого поворота . Примером этого является булинь . Сжимающие узлы часто основаны на трении, чтобы плотно затянуть свободные связки; примером является узел Миллера . Узлы могут относиться к более чем одной категории.
Трюковые узлы — это узлы, которые используются как часть фокуса , шутки или головоломки . Они полезны для этих целей, поскольку имеют обманчивый вид: их легче или труднее завязать или развязать, чем можно предположить по их внешнему виду. Самый простой трюковый узел – это скользящий узел . [13] Другие известные хитрые узлы включают:
Коксамбинг — декоративное плетение узлов, исполнявшееся моряками в эпоху парусного спорта .
Общая цель заключалась в том, чтобы одеть, защитить или помочь идентифицировать конкретные предметы и части кораблей и лодок.
Его до сих пор можно найти в некоторых хлыстах и намотках лески небольшого диаметра на румпелях лодок и корабельных колесах для улучшения сцепления или для обозначения руля направления на миделе корабля.
Узлы, используемые в фаховстве, включают туркский узел на голове , фламандский , французский узел для кнута и другие.
Теория узлов — это раздел топологии . Он занимается математическим анализом узлов, их структуры и свойств, а также взаимосвязей между различными узлами. В топологии узел — это фигура, состоящая из одной петли с любым количеством пересекающихся или завязанных элементов: замкнутая кривая в пространстве, которую можно перемещать, пока ее нити никогда не проходят друг через друга. Будучи замкнутым контуром, математический узел не имеет собственных концов и не может быть распущен или развязан; однако любой физический узел на веревке можно рассматривать как математический узел, соединяя два конца. Конфигурация из нескольких узлов, обвивающихся друг вокруг друга, называется звеном . Для классификации и различения узлов и звеньев используются различные математические методы. Например, полином Александера связывает определенные числа с любым узлом; эти числа различны для узла-трилистника , узла-восьмерки и узла (простой петли), что показывает, что один узел не может перейти в другой (без прохождения нитей друг через друга). [15]
Простая математическая теория заминок была предложена Бэйманом [16] и расширена Мэддоксом и Келлером. [17] Он делает прогнозы, которые примерно верны при эмпирической проверке. [18] Для узлов в целом не было разработано столь же успешной теории.
Завязывание узлов состоит из техник и навыков, используемых при завязывании узлов на веревке , нейлоновой ленте или других предметах. Правильное завязывание узла может стать решающим фактором между привлекательным узлом и неряшливым, а иногда и жизнью и смертью. Важно понимать зачастую тонкие различия между тем, что работает, а что нет. Например, многие узлы «рассыпаются» или вытягиваются, особенно если они не «подкреплены», обычно с помощью одинарного или двойного узла сверху, чтобы убедиться, что конец веревки не проходит через основной узел, в результате чего все силы потерять.
Завязывание узла может быть очень простым (например, узлом сверху ) или более сложным, например, узлом «кулак обезьяны» . Правильное завязывание узлов требует понимания типа завязываемого материала (веревка, шнур , моноволоконная леска , веревка с сердечником или нейлоновая тесьма). Например, хлопчатобумажная веревка может быть очень маленькой, и ее легко завязать с большим внутренним трением, чтобы она не развалилась после завязывания, в то время как жесткую веревку с сердечником толщиной 5/8 дюйма будет очень трудно завязать, и она может быть настолько гладкой, что ее можно будет повредить. развалиться после привязки.
Форма материала также будет влиять на завязывание узла. Веревка имеет круглое поперечное сечение и мало зависит от способа завязывания материала. Нейлоновая лента, с другой стороны, плоская и обычно «трубчатая» по конструкции, что означает, что она сплетена спиралью и имеет полую сердцевину. Чтобы сохранить как можно большую прочность лямки, материал должен быть связан «плоско» так, чтобы параллельные секции не пересекались и чтобы секции лямки не перекручивались, когда они пересекаются друг с другом в узле.
Пересечение прядей важно при работе с круглой веревкой в других узлах; например, петля в виде восьмерки теряет прочность, когда пряди перекрещиваются, пока узел «заканчивается» и затягивается. Более того, стоячий конец или конец, с которого будет производиться подъем, должен иметь больший радиус кривизны готового узла, чтобы максимизировать прочность узла.
Иногда для отделки или развязывания узла используются инструменты, такие как фид , конический кусок дерева, который часто используется при сращивании. С появлением троса для завязывания «узлов» стали использовать множество других инструментов. Однако для веревок и других неметаллических приборов используемые инструменты обычно ограничиваются острыми краями или лезвиями, такими как лезвие «овчина», иногда тонкой иглой для правильного взбивания уложенной веревки, горячим резаком для нейлона и других синтетических волокон и (для веревок большего размера) башмак для разглаживания крупных узлов путем их катания по земле.
Известно , что миксина счищает слизь со своей кожи, завязывая себя в простой узел и перемещая свое тело, чтобы узел переместился к хвосту. Он также использует это действие в обратном порядке (хвост к голове), чтобы вырвать плоть после укуса туши. [19]
Слово «узел» в общеупотреблении имеет три различных значения. В самом широком смысле это относится ко всем усложнениям веревок, за исключением случайных, таких как завязывания и перекручивания, и усложнений, приспособленных для хранения, таких как мотки, мотки, мотки, клубки и т. д.
Во втором смысле он не включает в себя изгибы, зацепки, соединения и синнеты, а в третьем и самом узком смысле этот термин применяется только к шишке, привязанному веревкой для предотвращения разматывания, обеспечения опоры или (в небольших только материал) для предотвращения истирания.
