По этим значениям определяется полная глубина удлинения вдоль второй системы. Её значение отличается от глубины торможения в простой комбинированной амортизации. Она состоит из растяжения второй системы плюс удвоенное перемещение соединения V-плеч вдоль неё (в соответствии с механическим свойством скоростного полиспаста):
Для идеального блок-ролика это удлинение Xполное равно глубине падения Sполное.
Геометрически это видно на рисунке схемы. Здесь следующие новые обозначения:
S1 – перемещение по вертикали оси блок-ролика от положения в начале торможения;
S2 – координата груза по вертикали, меняющаяся от начала до завершения торможения;
Sstop – координата стопорной анкерной точки линейного демпфера;
S2нач – координата груза в начале торможения.
Таким образом:
Расчет основных параметров блочной комбинированной системы
Как и в линейной комбинированной системе, применяется ограничение: значение F2 должно быть не более 3920 Н.
После выбора обоих верёвок торможения, расстояния 2*l для V-системы с её начальным натяжением F0, расчетные данные блочной системы представляются в аналогичной общей таблице. Выполняют её тоже в виде Excel-файла, где меняя параметры, подбирается оптимальный результат.
Отличается файл от расчетной таблицы линейной комбинированной амортизации только вычислением X2 и Xполн.
Применение для определения параметров системы аналогично. Определив массу прыгуна m и задав глубину падения, методом математического моделирования, определяем скорость V до начала торможения. Далее фиксируем значение кинетической энергии прыгуна mV²/2. Для каждого расчётного значения Xполн будет определяться потенциальная энергия mgXполн прыгуна. Просуммированная с кинетической, она даёт значение полной энергии, которая должна быть амортизирована. В таблице находим ближайшую строчку, где значение полной работы амортизации A больше полной энергии прыгуна.
Применение таблицы блочной комбинированной системы
В примере представлена блочная комбинированная система с использованием двойной динамической верёвкой 10 мм, у которой:
расстояние между анкерными точками V-образной амортизации 2*l=46 метров,
длина второй, линейной, части системы l2=35 метров. Для скорости 15 м/с и массы прыгуна 70 кг находим максимальную силу натяжения второй системы F2=2680 H. Что удовлетворяет нормативам безопасности. Максимальная перегрузка G=3,90. Глубина торможения Xполное=26,076 метра. Максимальная сила натяжения V-системы F1=5974 H. Что соответствует 2987 Н на одну верёвку – допустимая рабочая нагрузка для динамической верёвки 10 мм. Вывод – блочная комбинированная система может применяться для безопасной остановки падения при данных условиях. И обеспечивает меньшее значение перегрузки для прыгуна при тех же длинах подсистем, как в комбинированной системе. Как следствие, больше глубина торможения.
Проанализируем оптимальность распределения длин между подсистемами.
Для выяснения этого вопроса, сохраняя суммарную расчетную длину обоих подсистем, просчитаем при различных соотношениях и определим по таблице, когда перегрузка минимальна.
При соотношении длин двойных верёвок между подсистемами V-системы и линейной:
Итак, данные свидетельствуют, что блочная комбинированная система останавливает торможение с минимальными значениями перегрузок. Вывод из данной зависимости означает, что и для блочной комбинированной системы использование веревки в подсистеме V-образной амортизации эффективнее, чем в линейной подсистеме. Таким образом, предпочтительнее максимизация использования V-образной подсистемы для остановки падения в составе блочной комбинированной.
Аналогично простой комбинированной системе, блочная комбинированная амортизация уменьшает, причём ещё более, зависимость значения максимальной перегрузки от массы прыгуна.