Що таке кілоньютон?

Кілоньютон – величина, розуміння якої критично важливе для забезпечення безпеки при роботі на висоті.

На всьому спорядженні для висотних робіт, чи то карабіни, спускові та страхувальні пристрої, анкерні петлі чи навіть мотузки, присутнє одне або кілька числових значень з приміткою “kN”, що відповідає кілоньютону. Щоправда, не завжди зрозуміло що той кілоньютон таке.

Кілоньютон (кН чи kN) – це кратна (10³ N) величина від Ньютона (Н чи N), що визначається як сила, яка змінює за одну секунду швидкість тіла масою 1 кг на 1 метр за секунду в напрямку дії сили. Звучить науково, але від цього стає не надто зрозуміліше, правда? Тому пропоную зробити кілька кроків назад, та я спробую пояснити простіше.

Коли ми переходимо в вертикальне середовище, де рух можливий у всіх трьох напрямках, нам доводиться брати до уваги сили, вплив яких на площині був для нас менш суттєвим. Говорячи про сили, я думаю ви вже знаєте, що:

Сила = маса * прискорення

Маса вимірюється в кілограмах, а прискорення в метрах за секунду. Відповідно одиниця вимірювання сили, якою є Ньютон, буде дорівнювати:

1 Н = 1 кг · 1 м/с²

Цей приклад мало про що говорить, тому підшукаймо щось більш життєве. На Землі прискорення вільного падіння є константною величиною, що дорівнює 9,81 м/с²., але для полегшення побудових та інженерних розрахунків зазвичай округляється до 10 м/с².

Ви певно знаєте точну масу свого тіла, але задля ілюстративності прикладу прирівняймо масу альпініста з усім одягом, взуттям та індивідуальним висотним спорядженням до 100 кг. Що ми отримаємо якщо використаємо ці два значення:

100 кг · 10 м/с² = 1000 Н

Як можете бачити, сила, що генерується нашим тілом при падінні з висоти всього один метр доволі значуща, а 1000 Н (10³ Н) як раз і дорівнює одному кілоньютону (кН чи kN). Якщо винести з нашого прикладу прискорення вільного падіння, то також можна сказати, що у статичних умовах 1 кілоньютон = 100 кілограмів.

Виходячи з цих міркувань висотне спорядження перевіряють в лабораторних умовах на динамометрах, поступово збільшуючи навантаження. Встановивши критичні показники, елемент спорядження отримує безпечний рейтинг, і відповідне значення в kN, яке наноситься на нього виробником.

Для карабінів проводиться навіть три заміри: навантаження в поздовжньому положенні, навантаження в поперечному положенні (cross loaded), і навантаження в поздовжньому положенні з відчиненою муфтою. Зверніть увагу, що при правильному позиціюванні карабіни здатні витримувати близько 20 kN навантаження, а при неправильному це значення моментально знижується до третини від вихідного значення.

Задля загального уявлення можете порівняти показники розривних навантажень різних типів висотного спорядження: жумар\кроль – 4 kN, френди – 6-11 kN, закладні – 9 kN, вісімки – 20 kN, відтяжки та анкерні петлі (з матеріалу dyneema) – до 22 kN, блоки – 20-32 kN, статична мотузка 10 мм. – 24-31 kN тощо.

Для динамічної мотузки показник kN взагалі не пов’язаний з розривними навантаженнями, а відповідає силі, яка транслюватиметься на людину при розтягуванні самої мотузки, і чим нижчий показник kN – тим більш плавним буде згладжування звиву, й відповідно м’якше він буде сприйматися.

Тож сподіваюся тепер вам стало трошки зрозуміліше, що таке кілоньютон, як сприймати показники на висотному спорядженні, й на що варто звертати увагу при його виборі.

Джерела та пов’язаний контент

Ньютон – wikipedia.org

Fall Factors and kN Ratings: What They Actually Mean – vdiffclimbing.com