Веревка — это группа нитей , слоев , волокон или прядей, которые скручены или сплетены вместе в более крупную и прочную форму . Веревки обладают прочностью на разрыв , поэтому их можно использовать для перетаскивания и подъема. Веревка толще и прочнее, чем шнур, веревка и шпагат аналогичной конструкции .
Веревка может быть изготовлена из любого длинного, вязкого, волокнистого материала, но обычно она состоит из определенных натуральных или синтетических волокон. [1] [2] [3] Канаты из синтетического волокна значительно прочнее, чем их аналоги из натурального волокна, имеют более высокую прочность на разрыв , более устойчивы к гниению, чем канаты, изготовленные из натуральных волокон, и их можно заставить плавать на воде. . [4] Но синтетические веревки также обладают определенными недостатками, в том числе скользкостью, а некоторые из них легче повредить ультрафиолетовым светом . [5]
Обычными натуральными волокнами для изготовления веревок являются манильская конопля , конопля , лен , хлопок , кокосовое волокно , джут , солома и сизаль . Синтетические волокна, используемые для изготовления веревок, включают полипропилен , нейлон , полиэфиры (например , ПЭТ , LCP , вектран ), полиэтилен (например , Dyneema и Spectra ), арамиды (например , Twaron , Technora и Kevlar ) и акриловые волокна (например, Dralon ). Некоторые веревки состоят из смесей нескольких волокон или из сополимерных волокон. Трос изготавливается из стали или других металлических сплавов. Веревки изготавливаются из других волокнистых материалов, таких как шелк , шерсть и волосы, но такие веревки обычно недоступны. Вискоза — это регенерированное волокно, используемое для изготовления декоративных веревок.
Скручивание прядей в скрученной или плетеной веревке не только удерживает веревку вместе, но и позволяет веревке более равномерно распределять натяжение между отдельными прядями. Без какого-либо скручивания веревки самая короткая прядь всегда будет выдерживать гораздо большую долю общей нагрузки.
Поскольку веревка имеет долгую историю, для определения размера веревки использовалось множество систем. В системах, использующих дюймы ( имперская и обычная системы измерения США ), большие канаты диаметром более 1 дюйма (25,4 мм), например те, которые используются на кораблях, измеряются по их окружности в дюймах; веревки меньшего размера имеют номинальный диаметр, основанный на длине окружности, разделенной на три (грубое приближение числа Пи ). В метрической системе измерения номинальный диаметр указывается в миллиметрах. В настоящее время предпочтительным международным стандартом размеров канатов является указание массы на единицу длины в килограммах на метр. Однако даже источники, использующие метрические единицы измерения, могут по-прежнему указывать «номер веревки» для больших веревок, то есть длину окружности в дюймах. [6]
Веревка использовалась с доисторических времен. [7] Это имеет первостепенное значение в таких разнообразных областях, как строительство , мореплавание , исследования, спорт, театр и коммуникации. Было разработано множество типов узлов для крепления веревок, соединения веревок и использования веревки для получения механического преимущества . Шкивы могут перенаправлять тяговую силу веревки в другом направлении, умножать ее подъемную или тяговую силу и распределять нагрузку на несколько частей одной и той же веревки, чтобы повысить безопасность и уменьшить износ.
Лебедки и кабестаны — это машины, предназначенные для натягивания канатов.
Использование веревок для охоты, натягивания, крепления, крепления, переноски, подъема и лазания восходит к доисторическим временам. Вполне вероятно, что самые ранние «веревки» представляли собой естественные отрезки растительных волокон, таких как лозы, за которыми вскоре последовали первые попытки скручивания и сплетения этих нитей вместе, чтобы сформировать первые настоящие веревки в современном смысле этого слова. Самым ранним свидетельством предполагаемой веревки является очень маленький фрагмент трехслойного шнура с стоянки неандертальцев, датируемый 50 000 лет назад. [8] [9] Этот предмет был настолько маленьким, что его обнаружили и описали только с помощью мощного микроскопа. Он немного толще среднего ногтя большого пальца и не растягивается от края до края по ногтю мизинца. Существуют и другие способы, которыми волокна могут скручиваться в природе, без преднамеренного строительства. [10]
Инструмент возрастом 40 000 лет, найденный в пещере Холе-Фельс на юго-западе Германии, был идентифицирован в 2020 году как инструмент для изготовления веревки. Это полоса бивня мамонта шириной 20 см (8 дюймов) с просверленными в ней четырьмя отверстиями. Каждое отверстие покрыто точными спиральными надрезами. Канавки на трех отверстиях идут по спирали по часовой стрелке с каждой стороны полосы. Канавки в одном отверстии вращаются по часовой стрелке с одной стороны, но против часовой стрелки с другой стороны. [11] Растительные волокна пропускались через отверстия, а инструмент скручивался, образуя однослойную нить. Спиральные разрезы имели тенденцию удерживать волокна на месте. [12] Но разрезы не могут придать никакого скручивания волокнам, протянутым через отверстия. [13] Другие 15 000-летние предметы с отверстиями и спиральными надрезами, сделанные из рога северного оленя, найденные по всей Европе, как полагают, использовались для манипулирования веревками или, возможно, для каких-либо других целей. [14] Первоначально они назывались « дубинками » и, возможно, использовались как знаки отличия. [12] [15]
Отпечатки веревок, найденные на обожженной глине, свидетельствуют о существовании в Европе технологии изготовления веревок и веревок, насчитывающей 28 000 лет. [16] Окаменелые фрагменты «веревки, вероятно, двухслойной свивки диаметром около 7 мм [0,28 дюйма]» были найдены в одной из пещер Ласко , датируемые примерно 15 000 годом до нашей эры . [17]
Древние египтяне, вероятно, были первой цивилизацией, которая разработала специальные инструменты для изготовления веревок. Египетская веревка датируется 4000–3500 годами до нашей эры и обычно изготавливалась из волокон водного тростника. [18] Другая веревка в древности изготавливалась из волокон финиковых пальм , льна , травы , папируса , кожи или шерсти животных. Использование таких веревок, за которые тянули тысячи рабочих, позволило египтянам перемещать тяжелые камни, необходимые для строительства своих памятников. Примерно с 2800 г. до н.э. в Китае начали использовать веревку из конопляных волокон. Веревка и ремесло изготовления веревок распространились по Азии, Индии и Европе в течение следующих нескольких тысяч лет.
Со средневековья до 18 века в Европе веревки строили на канатных переходах , в очень длинных зданиях, где пряди растягивались по всей длине веревки, а затем складывались или скручивались вместе, образуя веревку. Таким образом, длина кабеля определялась длиной доступной веревочной дорожки. Это связано с единицей длины, называемой длиной кабеля . Это позволяло изготавливать длинные веревки длиной до 300 ярдов (270 м) и более. Эти длинные веревки были необходимы в судоходстве, поскольку короткие веревки требовали сращивания , чтобы сделать их достаточно длинными для использования в качестве шкотов и фалов . Самая прочная форма сращивания - это короткое сращивание, которое удваивает площадь поперечного сечения каната в области сращивания, что может вызвать проблемы при прохождении лески через шкивы. Любые соединения, достаточно узкие для обеспечения плавного хода, будут менее способны выдержать требуемый вес. [ нужна цитата ]
Леонардо да Винчи нарисовал эскизы машины для изготовления канатов, но она так и не была построена. Замечательные строительные подвиги были совершены с использованием веревки, но без передовых технологий: в 1586 году Доменико Фонтана воздвиг 327-тонный обелиск на площади Святого Петра в Риме совместными усилиями 900 человек, 75 лошадей, бесчисленных блоков и метров веревки. К концу 18 века было построено и запатентовано несколько рабочих машин.
Некоторые веревки по-прежнему изготавливаются из натуральных волокон , таких как кокосовое волокно и сизаль , несмотря на доминирование синтетических волокон, таких как нейлон и полипропилен , которые становятся все более популярными с 1950-х годов.
Нейлон был обнаружен в конце 1930-х годов и впервые был использован в волоконных канатах во время Второй мировой войны. Действительно, первыми канатами из синтетического волокна были небольшие плетеные парашютные шнуры и трехпрядные буксировочные канаты для планеров, изготовленные из нейлона во время Второй мировой войны. [19]
Свитая веревка, также называемая скрученной веревкой, исторически является распространенной формой веревки, по крайней мере, в современной западной истории. Обычная скрученная веревка обычно состоит из трех прядей и обычно уложена вправо или окончательно скручена вправо. В стандарте ISO 2 используются заглавные буквы S и Z для обозначения двух возможных направлений скручивания, о чем свидетельствует направление наклона центральных частей этих двух букв. Направление поворота — это направление поворотов по мере их удаления от наблюдателя. Таким образом, веревка Z-поворота называется правосторонней , а S-поворот — левосторонней.
Скрученные веревки собираются в три этапа. Сначала волокна собираются и скручиваются в пряжу . Некоторые из этих нитей затем путем скручивания формируются в пряди. Затем пряди скручиваются вместе, образуя веревку. Крутка пряжи противоположна крутке пряди, а та, в свою очередь, противоположна крутке веревки. Именно это встречное скручивание, вносимое при каждой последующей операции, скрепляет последнюю веревку как стабильный, единый объект. [20]
Традиционно трехпрядный канат называется простой или тросовой свивки , четырехпрядный канат называется бандажной свивки , а веревка большего размера, образованная путем встречного скручивания трех или более многопрядных канатов вместе, называется канатной свивки . [21] Веревку, проложенную кабелем, иногда зажимают, чтобы обеспечить плотное обратное скручивание, что делает полученный кабель практически водонепроницаемым. Без этой функции плавание на глубокой воде (до появления стальных цепей и других тросов) было практически невозможно, поскольку веревка любой значительной длины для постановки на якорь или передачи с корабля на судно становилась бы слишком заболоченной – и, следовательно, слишком тяжелой – чтобы ее можно было поднять, даже с помощью шпиля или лебедки.
Одним из свойств свёрнутой веревки является частичное раскручивание при использовании. [22] Это может вызвать раскручивание подвешенного груза, растяжение , перекручивание или скручивание самой веревки. Дополнительным недостатком скрученной конструкции является то, что каждое волокно подвергается многократному истиранию по длине веревки. Это означает, что веревка может распасться на многочисленные фрагменты волокон длиной в несколько дюймов, которые нелегко обнаружить визуально. [ нужна цитата ]
Скрученные канаты имеют предпочтительное направление навивки. Обычную правильно уложенную веревку следует сматывать по часовой стрелке, чтобы избежать перекручивания. Намотка таким образом придает веревке скручивание. Веревку этого типа необходимо каким-либо образом закрепить на концах, чтобы предотвратить раскручивание.
Хотя веревка может быть изготовлена из трех или более прядей, [23] современная плетеная веревка состоит из плетеной (трубчатой) оболочки поверх прядей волокна (они также могут быть плетеными). Некоторые виды плетеных веревок с нескрученными сердечниками имеют особое преимущество; они не создают дополнительной скручивающей силы при нагрузке. Отсутствие дополнительных скручивающих сил является преимуществом, когда груз подвешен свободно, например, когда веревка используется для спуска по веревке или для подвешивания арбориста . Другие специализированные ядра уменьшают шок от остановки падения при использовании в качестве части системы личной или групповой безопасности.
Плетеные канаты обычно изготавливаются из нейлона , полиэстера , полипропилена или волокон с высокими эксплуатационными характеристиками, таких как высокомодульный полиэтилен (HMPE) и арамид . Нейлон выбирают из-за его прочности и эластичных свойств растяжения. Однако нейлон впитывает воду и во влажном состоянии на 10–15 % слабее. Полиэстер примерно на 90% прочнее нейлона, но меньше растягивается под нагрузкой и не боится воды. Он имеет несколько лучшую устойчивость к ультрафиолетовому излучению и более устойчив к истиранию. Полипропилен предпочтителен из-за его низкой стоимости и легкого веса (он плавает на воде), но он имеет ограниченную устойчивость к ультрафиолету , подвержен трению и имеет плохую термостойкость. [ нужна цитата ]
Плетеные веревки (и такие предметы, как садовые шланги , оптоволоконные или коаксиальные кабели и т. д.), которые не имеют скрутки (или собственного скручивания), разматываются лучше, если каждая чередующаяся петля скручена в противоположном направлении, например, в виде восьмерки, где поворот регулярно меняется и по существу нейтрализуется.
Одинарная коса состоит из четного количества прядей (обычно восемь или двенадцать), сплетенных по кругу, причем половина прядей идет по часовой стрелке, а другая половина - против часовой стрелки. Пряди могут переплетаться либо саржей , либо панамой (запеченной), либо, реже, полотняным переплетением . Кёсев ввел немецкую систему обозначений на английском языке, где вместо названий узоров при плетении используются плавающая длина (нем. Flechtigkeit) и количество нитей в группе (нем. Fädigkeit) более естественным образом для процесса плетения. [23] Центральная пустота может быть большой или маленькой; в первом случае иногда предпочитают термин « полая оплетка» .
Двойная оплетка, также называемая оплеткой на оплетке, состоит из внутренней оплетки, заполняющей центральную полость внешней оплетки, которая может быть из того же или другого материала. Часто внутреннее волокно оплетки выбирают из соображений прочности, а волокно внешней оплетки выбирают из соображений стойкости к истиранию.
В сплошной оплетке (квадратной оплетке, прокладочной или фигурной оплетке [24] имеется не менее трех и более групп нитей, переплетающихся в сложную (переплетающуюся) структуру. Эта конструкция популярна для прокладок и канатов общего назначения, но редко встречается в специализированная высокопроизводительная линия.
Веревка Kernmantle имеет сердцевину (керн) из длинных скрученных волокон в центре и плетеную внешнюю оболочку или мантию из тканых волокон. Керн обеспечивает большую часть прочности (около 70%), а мантия защищает керн и определяет ходовые качества веревки (насколько легко ее держать, завязывать узлы и т. д.). В динамичных веревках для лазания волокна сердцевины обычно скручены, чтобы сделать веревку более эластичной. Статические веревки с сердечником изготавливаются из нескрученных волокон сердцевины и более плотной оплетки, что делает их более жесткими, а также ограничивает растяжение.
Плетеная веревка изготавливается путем плетения скрученных прядей и также называется квадратной косой . [25] Он не такой круглый, как скрученная веревка, и грубее на ощупь. Она менее склонна к перекручиванию, чем скрученная веревка, и, в зависимости от материала, очень гибкая, поэтому с ней легко обращаться и завязывать узлы. Эта конструкция также обнажает все волокна, но имеет те же недостатки, что описаны выше. Плетеная веревка представляет собой комбинацию плетеных и плетеных веревок, невращающуюся альтернативу плетеным трехпрядным веревкам. Благодаря отличным энергопоглощающим характеристикам его часто используют арбористы . Это также популярная веревка для якоря, которую можно использовать в качестве швартовой основы. Впервые этот тип конструкции был разработан компанией Yale Cordage.
Бесконечный намоточный канат изготавливается путем наматывания отдельных прядей высокопроизводительной пряжи на два концевых конца до тех пор, пока не будет достигнута желаемая прочность на разрыв или жесткость. Этот тип веревки (часто обозначаемый как трос, чтобы отличить плетеную или сплетенную конструкцию) имеет то преимущество, что не имеет конструктивного растяжения, как в случае с вышеупомянутыми конструкциями. Бесконечная намотка впервые была разработана компаниями SmartRigging и FibreMax.
В скалолазании используется так называемая «динамическая» веревка : эластичная веревка, которая растягивается под нагрузкой, чтобы поглотить энергию, возникающую при остановке падения, не создавая при этом сил, достаточно больших, чтобы травмировать альпиниста. Такие веревки имеют кернмантальную конструкцию, описанную ниже.
И наоборот, «статичные» веревки имеют минимальное растяжение и не предназначены для предотвращения свободного падения. Они используются в спелеологии, спусках по веревке, спасательных операциях и в таких отраслях, как мытье окон.
UIAA совместно с CEN устанавливает стандарты для скалолазания и контролирует испытания. Для лазания подходит любая веревка с биркой сертификации ГВИАНА или CE. Альпинистские веревки легко рвутся под нагрузкой. Крайне важно держать их подальше от острых краев камней. Предыдущие падения, задержанные веревкой, повреждение ее оболочки, а также загрязнение грязью или растворителями ослабляют веревку и могут сделать ее непригодной для дальнейшего спортивного использования.
Веревки для скалолазания предназначены для одиночного, двойного или двойного использования. Одинарная веревка является наиболее распространенной и предназначена для использования отдельно. Их толщина варьируется от примерно 9 до 11 мм (от 0,35 до 0,43 дюйма). Веревки меньшего диаметра легче, но изнашиваются быстрее.
Двойные веревки тоньше одинарных, обычно 9 мм (0,35 дюйма) и меньше, и предназначены для использования парами. Они дают больший запас прочности от перерезания, поскольку маловероятно, что обе веревки будут перерезаны, но усложняют как страховку , так и проводку. Двойные веревки можно закреплять в чередующихся элементах защиты, что позволяет каждому оставаться более прямым и уменьшать как индивидуальное, так и общее сопротивление веревки.
Двойные веревки — это тонкие веревки, которые необходимо прикрепить к одному и тому же защитному элементу, фактически рассматривая их как одну прядь. Это повышает безопасность в ситуациях, когда веревка может быть перерезана. Однако новые более легкие веревки с большей безопасностью практически заменили этот тип веревок. [ нужна цитата ]
Катушки «бабочка» и «альпийские катушки» — это способы намотки веревки для переноски.
Веревку из конопли , хлопка или нейлона обычно хранят в сухом прохладном месте для надлежащего хранения. Чтобы предотвратить перекручивание, его обычно скручивают. Чтобы предотвратить перетирание или распутывание, концы веревки связывают шпагатом ( хлесткой ), лентой или термоусадочной трубкой. Концы веревок из пластикового волокна часто плавятся и сплавляются; однако эксперт по веревкам и узлам Джеффри Будворт предостерегает от этой практики следующим образом: [26]
Запечатывать концы веревки таким способом лениво и опасно. Однажды оператор буксира порезал себе ладонь до сухожилий после того, как затвердевший (и очевидно острый ) конец веревки, запаянной термосваркой, протянул ему через руку. Ничто не заменит правильно сделанную порку.
Если несущая веревка подверглась резкому или внезапному толчку или на веревке появились признаки износа, рекомендуется немедленно заменить веревку и выбросить ее или использовать только для задач, не несущих нагрузку. [27] [28]
Средний срок службы каната составляет 5 лет. После этого момента леску следует подвергнуть серьезной проверке. [ нужна цитата ] Однако использование веревки влияет на частоту проверок. Веревку, используемую в критически важных приложениях, таких как швартовые тросы или спусковой такелаж , следует регулярно проверять в гораздо более короткие сроки, а веревку, используемую в критически важных для жизни приложениях, таких как альпинизм, следует проверять гораздо чаще. до и включительно перед каждым использованием.
Не наступайте на альпинистскую веревку, так как при этом мелкие кусочки камня могут пройти через оболочку, что в конечном итоге может привести к повреждению сердечника веревки.
Веревки могут быть свернуты в бухты на палубе для обеспечения безопасности, внешнего вида и чистоты.
Многие типы нитей в веревках ослабляются под воздействием агрессивных жидкостей, растворителей и высоких температур. Такие повреждения особенно коварны, поскольку зачастую они незаметны глазу. [29]
При использовании веревок общего назначения следует избегать ударных нагрузок, так как это может привести к их повреждению. [30] Все канаты следует использовать в пределах безопасной рабочей нагрузки, которая намного меньше их прочности на разрыв.
Натянутая веревка, особенно если она обладает большой эластичностью, может быть опасной, если ее разорвать. Следует соблюдать осторожность в отношении линий, находящихся под нагрузкой.
«Веревка» — это и материал, и инструмент. Когда ему назначают определенную функцию, его часто называют «линией», особенно в морском использовании. Линия может иметь дополнительные различия, например, линии управления парусом называются «шкотами» (например, стаксель- шкот ).
Фал — это трос , используемый для подъема и опускания паруса, обычно с скобой на конце паруса. Другие морские примеры «линий» включают якорный канат, швартовочный канат , рыболовную леску , марлин. Обычные предметы включают бельевую веревку и меловую веревку .
В некоторых морских целях термин «веревка» сохраняется, например, «человеческая веревка», «болтовая веревка» и «колокольная веревка».
.jpg/1280px-Hawser-laid_rope_(Seaman's_Pocket-Book,_1943).jpg)
