LEZENÍ VELKÝCH VERTIKÁL(9)

Ve výši asi 60 m Simeon vystoupil z koše, po námořnickém způsobu sevřel lano nohama a za pomoci brždění rukama přes onen kus hadice začal sjíždět dolů. Brzy se ale zastavil a zůstal nehybně na laně viset, dokud balón nedosáhl výše téměř 460 metrů ! Teprve potom začal vlastní sjezd: nejdříve pomalu, postupně ale stále rychleji, až se započal prudce otáčet okolo lana. Rychlost “klouzání” přitom ale plně kontroloval, neboť se mohl i zcela zastavit - to tehdy, když si potřeboval na hadici přehmátnout. Během těchto zastávek - zakloněn dozadu “vypadal, jakoby seděl doma na židli” !

Toto ale nebyl prvý obdivuhodný kousek odvážného námořníka. Osm let předtím - v roce 1894 – sjel po ocelovém laně průměru tři palce (7,6 cm) do šachty dolu Silver King mine v Britské Kolumbii. Z důvodů přetržení nosného lana zůstala v hloubce 1160 m (sic ! - v originálu: "thirty-eight hundred feet"...) vězet klec plná horníků. Bylo nezbytně nutné, aby ještě před vlastní záchrannou akcí někdo sestoupil dolů a provedl nejzákladnější opravu. Simeon se na tuto nebezpečnou věc dobrovolně přihlásil a podařilo se mu přetržené lano zapletením spojit !! (V původní práci není vyloženě zdůrazněno, že by námořník sestoupil až k uvízlé těžní kleci – v k a ž d é m případě je však jeho výkon jistě obdivuhodný...)

Přesto se ale truchlivé anály shrnující jeskyňářské nehody přímo hemží popisy tragických následků slézání propastí ručkováním po laně. Analytický přehled "vertikálních" speleologických nehod na severoamerickém subkontinentu za období 1967 - 81 např. uvádí /2/: "Studované případy se výrazně liší pokud jde o předchozí zkušenosti obětí incidentů a obecně jejich odpovědnost k vertikální práci". Nehody typu "Dufus" jsou typické téměř žádnými znalostmi zúčastněných o jeskyňářské technice; páchají se pak věci vysloveně stupidní ! Nejoblíbenější formou těchto šílených nápadů je lezení do propastí prostým šplháním - "hand over hand" - po nějakém právě dostupném laně kvality často velice pochybné. Tento typ tvoří 76% (!) všech “Dufus” nehod; zbytek pak jsou monotónní variace na téma: "Až sem to nějak šlo, nyní ale nevím, co dělat dál"... Nakonec někdo musí přijít a (v nejlepším případě !) nešťastnému prosťáčkovi pomoci".(Konec citátu.) Poznámka autora seriálu A.Z: který není mocen přeložit výraz "Dufus", navrhuje český ekvivalent: "nehody z vlastní blbosti obětí samých"...

Na druhé straně však citlivě a inteligentně realizovaná myšlénka brzdit sestup po laně třením vyvolaným pouze jeho nedestruktivním stiskem může přinést žádané ovoce. Určitým důkazem toho nechť je i následující pojednání o zajímavém typu slaňovací brzdy nazývané "Squeeze brake". Předem je nutno zdůraznit, že se jedná o výtah pouze z jedné původní práce /3/, která může být zatížena subjektivními názory vynálezce slaňovátka. Popisovaná konstrukce má jistě své "mouchy", nedostatky a nedodělky: použití brzdy je rozsahem omezené a speciální ! Berte, prosím , další povídání pouze jako určité seznámení s principem pomůcky a inspirativní podnět těm, kteří by se chtěli dalším vylepšováním tohoto slaňovátka zabývat.

Ve slaňovátkách dochází k brzdění průchodu lana v důsledku jeho tření o nehybné kovové součásti. Ve většině případů je lano v brzdě nějakým způsobem stočeno či omotáno ("xylofony, osmičky, "petzly", vidlice atd.); ve zvláštním a poněkud kuriózním slaňovátku, o kterém si budeme povídat dnes, je nosné lano vedeno zcela rovně a tření potřebné k brždění sestupu je realizováno jeho bočním stiskem. Tím je brzdná síla de facto nezávislá na napětí lana a "SQUEEZE BRAKE" (dále jen "SB" nebo "skvízr") se stává ideální, byť poněkud neohrabanou slaňovací pomůckou např. pro následující případy:

• sestup zvláště dlouhými vertikálami,
• tandémová slanění (vhodné pro horního lezce !),
• záchranné akce: sestup zachránce po laně zatíženém "obětí"
• kontrolovaný sjezd vypnutými ukloněnými tyroláky.

Lano použité na expedici MT. THOR 1982 /4/ mělo statickou nosnost změřenou ihned po vyrobení okolo 7.000 liber, tj. asi 3.175 kp. O rok později, po expedici, byla nosnost téhož vzorku použitého "superlana" pouze 4.000 liber (1.814 kp)...!! Není přesně známa příčina tohoto dramatického jevu - nelze ovšem zcela vyloučit, že vinnou (mimo přirozeného stárnutí?) je trojí slanění pomůckou "SB"... Do konečného vyřešení tohoto problému je nezbytné, aby každý, kdo zkouší a používá toto slaňovátko prováděl průběžné testy používaných lan.

Brzda zde dále popsaná a dosti "netechnicky" načrtnutá na obrázcích 1 a 2 jest pouhým funkčním prototypem poměrně narychlo zhotoveným pro kilometrové slanění hory Mt. Thor: pevnost jednotlivých součástí nebyla ověřena výpočty ani praktickými zkouškami; podstatnější práce nebyla konána ani na vylepšení jejich designu. Pokud si chcete postavit vlastní "SB", použijte následujícího popisu p o u z e jako principiálního vodítka !

Úvodem se podíváme trochu do historie: Leonardo da Vinci prý navrhl mj. i pomůcku pro sjíždění do menších hloubek; byla to kožená trubice, která se na lano navlékla a sevřela oběma rukama. V padesátých letech používal v Malajsku speciální pluk britského letectva dosti "vymakanou" a přitom jednoduchou pomůcku umožňující výsadkářům zachyceným v džungli ve větvích stromů dostat se na zem. Byla to 46 cm dlouhá hadice bezpečně přišitá na zesílenou část kalhot výsadkáře na stehně. Horní asi decimetrová část byla z kůže, aby se tak zvýšilo tření s povrchem použitého lana. Určitá optimální zásoba speciálního lana ukotveného jedním koncem k padákovému "postroji" byla již předem protažena výše popsanou hadicí. Ve větvích stromů uvězněný parašutista se odepnul ze sedacího úvazu, jednou rukou sevřel přes horní koženou část brzdy lano, druhou se ho přidržoval, aby se nezvrátil dozadu, sjížděl dolů; rychlost mohl regulovat event. i sevřením lana nohama. Pokud výsadkář v důsledku nárazu při dopadu či zranění při sjezdu omdlel a zvrátil se hlavou dolů, stočilo se lano v brzdě do tvaru "S" a zvýšené tření prý sestup značně zpomalilo nebo až zcela zastavilo.

"Asi od roku 1967 jsem se snažil zkonstruovat jednoduchou pomůcku pro dlouhá slanění, která by se na nosné lano snadno nasazovala, jejíž brzdná síla by nebyla závislá na napětí lana a kterou by se rychlost sestupu dala snadno a bezpečně /!/ kontrolovat. Hlavou se mi neodbytně honila představa dvou kovových destiček sevřených okolo lana pomocí jakéhosi "pantu" na jedné a šroubového mechanizmu na druhé straně.

Prvý malý model jsem zkonstruoval v lednu 1968 a testoval ho na různých lanech; přitom jsem (mincířem ?) měřil sílu stisku lana potřebnou k tomu, aby model právě ještě udržel zátěž dvaceti liber (9 kg) a také zjišťoval míru zploštění lana pod různým tlakem kovových destiček. Ze zjištěných údajů si bylo možno utvořit základní představu o rozměrech funkčního prototypu "SB". Tento jsem vyrobil z duralu za účinné pomoci Waltera Chlebeka; prozatím to byly ale jenom ony dvě přítlačné destičky - "louskáček", pružina i spojovací ocelová lanka byly přidány až roku 1982. Historické první slanění se konalo 26. října 1968. Pro každý případ jsem se nechal shora jistit – udělal jsem dobře, neboť to byl skutečně zážitek /!/: rychlost sestupu se měnila nečekaně a skokem .. brzo jsem toho nechal.

V polovině sedmdesátých let pracovalo na konstrukci této brzdy ještě několik dalších jeskyňářů. Jeden z jejich výtvorů zkoušela na hloubce 31 metrů Sara Corrie - prudce při tom narazila na zem a vážně se poranila ! Příčinou nehody bylo zřejmě to, že lano v dolejší části mělo hladší a klouzavější oplet, nebo zde bylo celkově měkčí.

Sara nestačila dost rychle utáhnout šroub brzdy a tak včas zmírnit rychlost. Tato nehoda znamenala konec prvé fáze vývoje slaňovátka. Ke starému problému jsem se vrátil až se svými přípravami na expedici Mt. Thor 82. Napadlo mne, že náhlé skokové změny v rychlosti sjezdu mohou být způsobovány nehomogenitami v průměru lana, v jeho celkové tuhosti a ve kvalitě povrchu opletu. Pokusil jsem se zjemnit "tvrdé" přitlačování kovovými destičkami vložením silné pružiny pod matici šroubu; pomohlo to, ale jenom málo.

Během těchto testů jsem konečně dostal nápad přidat k brzdě pro citlivou korekci rychlosti tzv. "louskáček" (- v originálu "nutcracker"). Prvé zkoušky s kompletním slaňovátkem byly provedeny 12. června 1982: v propasti Bon Echo (stát Ontário) jsem pětkrát slanil šedesátimetrovou studnou. Prototyp fungoval bezvadně, umožňoval i náhlá kontrolovaná zastavení a opětná rozjetí; čas sestupu se pohyboval okolo 13 sekund. Na laně nebyly zjištěny žádné stopy poškození."(konec citátu).

Nejprve si stručně popíšeme konstrukci "skvízru" - viz obr 1 a 2. Tvoří ji dvě hlavní části, které se společně podílejí na stisku lana: přítlačné destičky a "louskáček". Duralové desky jsouObr.1

 1 - louskáček, 2 - přítlačné destičky, 3 - ocelové lanko průměru 2,4 mm, 4 - pantový šroub průměru 3/8 palce - tj. 9,5mm, 5 - mosazná matice, 6 - držák matice, 7- ocel. lanko průměru 3,2 mm, 8 – připnutí k sedacímu úvazu lezce, 9 - pružina, 10 - přítlačný ocel. šroub, 11 - klika šroubového mechanizmu, 12 - páka, 13 - pantový šroub průměru 1/4 palce tj. 6,4 mm, 14 - zajišťovací matice, 15 - vodicí lišty. “Rope” = lano.

OBR.2 (dole) Squeeze brake – pohledy shora. Nahoře pouze “louskáček”, dole zachyceny jenom přítlačné destičky se šroubovým mechanizmem.

jsou na jedné straně spojeny jedním šroubem průměru 3/8 palce (9,5 mm) na způsob jakéhosi "pantu", na druhé straně je přítlačný mechanismus: šroub, pružina a klika. "Louskáček" tvoří dvě symetrické pákové rukojeti na jednom konci opět spojeny "pantovým šroubem" průměru 1/4 palce, tj. 6,4 mm. Poloha lana mezi destičkami je vymezena dvěmi vodícími kovovými lištami; v "louskáčku" prochází mezi dvěmi příčnými polokruhovými drážkami. Ocelová lanka spojují "louskáček" s deskami (průměr 2,4 mm) a také umožňují zavěšení lezce pod tělo brzdy (průměr 3,2 mm). Hmotnost tohoto modelu byla 3,5 libry, tj. cca 1.590 gramů.

Při přechodu přes hranu horního převisu nutno optimálně koordinovat ovládání šroubového mechanizmu a "louskáčku". Lze se tomu snadno naučit, ale pro nováčky je rozhodně lepší se nechat ze začátku jistit ! Právě na převisech se projevují určité nedostatky "SB"; ukazuje se nutnost zabudování vodicích lišt, které zabrání lanu vyklouznout z optimální dráhy mezi destičkami (viz. Způsob udržení lana v optimální poloze).

Při citlivém využívání korekčních možností "louskáčku" není nutnost vřazení pružiny tak kritická – MacGregor ji však přidal jednak ve snaze zvýšit plynulost sjezdu, jednak kvůli měření síly stisku destiček: ze silové charakteristiky pružiny udané výrobcem s přesností ± 10%, ze stupně jejího stlačení a geometrie konstrukce brzdy určil sílu stisku; odtud pak lze vypočítat koeficient tření (dále též i "frikční koeficient" ) s přesností cca 20%. Výsledky takových stanovení shrnuje tabulka I. Použitý "dural" je blíže nespecifikovaná slitina - získáno odříznutím z jakéhosi nosníku; "měkká ocel" je plech z konzervy zbavený pocínování a převlečený přes frikční místa přítlačných destiček/!/·

3. Závislost mezi silou stisku a frikčním koeficientem na jedné a rychlostí slanění na druhé straně není sama o sobě lineární; navíc závisí i na kvalitě obou povrchů, tzn. na stáří lana a druhu kovu přítlačných destiček. Určitou roli zde hraje zřejmě i teplota ! V praxi se to odráží v tom, že k úplnému zastavení sestupu je třeba lano dosti silně stisknout - brzda má tendenci k "ujíždění".

Na zde popsaném modelu najezdil jeho vynálezce 11.000 stop (3.350 m); většinou na čistém "kernmantlu", ale dvakrát též slanil velice zabahněnou šachtu "Outhouse Drop" (26 m) v jeskyni My Cave v Západni Virginii. Hmotnost lana pod brzdou někdy dosahovala až 350 liber, tj. 159 kg ! Nikdy nebyly potíže s kontrolou rychlosti - tu bylo možné měnit v širokém intervaÍu od velmi nízké až po hodnotu 275 m.min-1 ! Při pokusech, kdy se střídavě na lano pod slaňujícím zavěšovaly dvě osoby (150 kg), se rychlost sestupu měnila jen velice málo /!/; na některých lanech se po jejich zatížení brzda nepatrně zrychlovala, na jiných zpomalovala.

"Squeeze brake" je výrobně dosti náročná a drahá; bylo by proto nerozumné již výběrem nekvalitního materiálu snižovat její životnost ! Když se destičky v místě styku s lanem opotřebují natolik, že se po silném sevření šroubem navzájem dotknou vodicími lištami, je další používání brzdy nebezpečné. POZOR - tento kritický okamžik může nastat i v průběhu j e d n o h o dlouhého slanění po znečištěném laně ! Řešení tohoto problému je buď volba vysoce kvalitního materiálu s minimální abrazí, nebo možnost výměny kriticky opotřebovaných součástí brzdy. Při výběru konstrukčních materiálů jsme ovšem limitováni faktem, že u kovů s vysokou abrazní odolnosti (kvalitní oceli) má koeficient tření pro styk kov-nylon velmi nízkou hodnotu (0,03 ?). Brzdu bychom museli vyrobit neúměrně velikou a lano tisknout velkou silou - poroste tím nutně hmotnost slaňovátka i nebezpečí poškození lana.

Druhou nabízející se alternativou je vyrobit části kriticky ohrožené abrazí z kovu sice měkčího, ale s vyšším koeficientem tření; ty by se po opotřebení daly v těle destičky vyměnit za nové. Zvýšení brzdicí schopnosti můžeme v principu dosáhnout i rozumnou texturou (zvrásněním) povrchu kovu v místech chodu lana; v žádném případě /!/ však není možno dopustit jakékoli poškození opletu. Vyřešení této otázky by asi umožnilo používat na výrobu přítlačných destiček tvrdé oceli. V současnosti se zdá být nejlepším materiálem k v a l i t n í dural: dostatečná pevnost, únosná hustota i hodnota frikčního koeficientu, ucházející odolnost proti abrazi.

Naproti tomu "skvízr" je na tuto skutečnost extrémně citlivý a samotný šroubový mechanizmus nepostačuje – je příliš pomalý ! Proto před vmontováním "louskáčku" byly jednoduché modely prakticky neupotřebitelné; tento se ukazuje pro takto realizovanou ideu "stiskávací brzdy" nezbytný ! Proč je výhodnější umístění "louskáčku" n a d destičkami než sestava opačná vysvětluje Kirk takto: Pokud by byl až p o d tělem brzdy, přicházelo by lano do hlavního brzdícího elementu odspodu již jím poněkud zdeformováno. To by event. mohlo být příčinou dalších fluktuací rychlosti slaňování.

Pro každý jednotlivý model "SB" existuje určitá horní hranice zatížení, s kterou brzda umožňuje právě ještě kontrolovatelný sestup; nad ní již slaňovátko klouže po laně neovladatelnou rychlostí. Hodnota tohoto limitu může být stěží překročena, neboť u "SB" jsou běžně užívané způsoby přídavného brzdění málo účinné (jako např. vřazení dalšího válečku u "xylofonu", nebo omotání lana okolo stehna či jeho vedení další karabinou pod "petzlem").

- vyrobit slaňovátko s a priori dostatečnou brzdicí schopností,

Přítlačný šroubový mechanizmus

Velice důležité je účinně se pojistit proti následkům eventuálního prasknutí pružiny - její destrukce způsobí náhlé a nečekané /!/ vyřazení brzdicí činnosti destiček ... Musíme proto použít pouze v y s o c e kvalitní pružinu a nenamáhat ji nad únosnou míru. Výhodné možná bude použít několik pružin paralelně; prasknutí jedné z nich nebude již mít tak dramatické následky. Pokud by už k destrukci jediné pružiny došlo, je třeba silně a rychle /!/ stisknout páky "louskáčku" a v zárodku tak zastavit počínající pád. Druhou rukou pak "natvrdo" dotáhneme hlavní šroub a opačným povolením stisku "louskáčku" pokračujeme v sestupu.

Diskutabilní je i tvar kliky šroubového mechanizmu; snad by stejně dobře posloužila i prostá rukojeť na způsob kliky od dveří. Při vlastním stabilizovaném slanění se ostatně možnosti hrubé korekce využívá minimálně. Pozor ! Během dlouhých slanění s těžkým rancem se v důsledku silného utažení šroubu může ze závitů vytlačit vazelína. Tím se další regulace rychlosti "nahrubo" stává obtížnou a probíhá za nepříjemného vrzání a skřípotu. Stačí ale šroub dole znovu namazat kvalitním mazivem.

V prvých modelech byly přítlačné desky spojeny č t y ř m i "pantovými" šrouby. Kirk se ale domnívá, že použití pouze jednoho je výhodnější; poskytuje deskám určitou "volnost pohybu", čímž se snižuje citlivost brzdy na nehomogenity v laně. Na druhé straně lze oprávněně namítnout, že porucha tohoto jediného spoje nutně znamená destrukci slaňovátka ! Zřejmým optimem bude inteligentní zabudování d v o u "pantových" šroubů.

Způsob udržení lana v optimální dráze

Pokud je slaňovátko v normální pracovní poloze, tzn. svisle nasazeno na vertikálním laně, postačí k vedení lana buď vodicí lišty (obr. 1 a 2), nebo polokruhové drážky na vnitřních stranách obou přítlačných destiček. Nesmí být ale příliš hluboké, protože při použití měkkých a slabých lan by mohly silně přitisknuté desky na sebe dosednout - tím okamžikem končí možnost dalšího zvyšování brzdicí schopnosti slaňovátka ! Je třeba také uvážit, že hloubka drážek se bude stále zvyšovat abrazí kovu lanem.

Větší potíže nastanou při překračování skalních hran a převisů, nebo na ukloněných přemostěních: brzda pak není ve svislé poloze a lano z ní vycházející svírá s její podélnou osou velký úhel. Má značnou tendenci vyklouznout z normální pracovní dráhy a je nutné ho n á s i l n ě udržovat v optimální poloze např. vodícími kolíky (čepy) u horního i dolního okraje destiček.

Tento požadavek lze splnit v principu dvěma způsoby: buď nějaký rnechanizmus zaznamená ztrátu schopnosti lezce kontrolovat průběh sestupu a tento automaticky zastaví ( tak by měl fungovat např. blokant "Shunt" fy PETZL !), nebo slaňovací pomůcka sama svojí "zbytkovou" (reziduální) brzdicí silou zajistí nikoli sice zastavení sestupu, ale jeho plynulé pokračování rychlostí dramaticky nezvýšenou...

V původní práci /3/ je uvedena ještě analýza silových poměrů v "louskáčku". Autor seriálu, pouhý technický samouk zabývající se především používáním - nikoli výrobou - vertikálního "vercajku", vyrozuměl pouze tolik, že při zde koncipovaném převodu sil 11 : 1 se na starším laně (koeficient tření cca 0,20) udrží jenom na "louskáčku" normálně rostlý jeskyňář celkem bez potíží. Kirk dále tvrdí, že kdyby si stavěl novou "SB", udělá si pákový převod 15 : 1 ; další zvyšování (20:1 a více) považuje za zbytečné, neúčelné, ba škodlivé.

Záležitostí zcela principiální jest objektivní zjištění, zda tento typ slaňovátka poškozuje lano, či nikoli ! Teprve po dořešení tohoto i dalších dílčích problémů se ukáže, zda "SB" může v odůvodněných případech plnohodnotně nahradit jiná slaňovátka, nebo zda myšlénka "skvízrů" je zcestná.