Z-rigit, osa 1: hyötysuhde

No niin, perusasioilla liikenteeseen! Viimeinen sysäys tämän blogin perustamiseen tuli siitä, kun sain superystävälliseltä herra T:ltä voima-anturin lainaan. Sellainen on kutkutellut mieltä jo aikoja, ja olen yrittänyt katsoa josko jollain vaa'alla tai itse rakentelemalla voisi korvata oikean, kiipeilykäyttöön tarkoitetun anturin. Ei voi. Mutta siis nyt oli yhden viikonlopun ajan käytössä Rock Exotica enForcer, jippii!

Kaikki ne ideat, joita tätä tilaisuutta odotellessa päähäni oli kertynyt, patoutuivat hirvittäväksi sumaksi. Onneksi sain poimittua seasta ehkä ihan perustellun ensimmäisen labrailun aiheen: z-rigin "hyötysuhde", kun muuttujana on pidättävä taljapyörä (tai sen sijainen). Z-rig on epäilemättä perustavanlaatuisin taljasysteemi, jota kiipeilyssä käytetään. Nimellisesti sen voimakerroin on 3:1, ja käytännön kerrointa olisi nyt tarkoitus kokeilla. En tiedä onko sitä oikein kutsua hyötysuhteeksi, koska sellaisen kai pitäisi olla 0-1, mutta menköön otsikossa tiiviyden nimissä.

Koska z-rig on kevyt ja minimimäärällä tarvikkeita rakennettavissa oleva taljasysteemi, siinä myös luultavimmin joudutaan käyttämään ei niin ihanteellisia tarvikkeita. Esimerkiksi pidättävänä taljapyöränä ("progress capturing device") saattaa olla varmistuslaite, jos joudutaan auttamaan ylhäältä varmistettavaa kakkoskiipeilijää. Muutenkin varmistuslaitteessa on paljon hyvää tuossa tarkoituksessa: se ei riko köyden manttelia, se on helppo vapauttaa kuormitettuna sekä vaihtaa laskumoodiin ja se on (ainakin melkein) käyttöohjeen mukaisessa käytössään kun sen varassa roikkuu ihminen.

Tässä käytettyjä termejä. Olen kiitollinen, jos joku kertoo "traktorin" tilalle yleisemmin hyväksytyn vaihtoehdon.

Tutkitaan kahta asiaa. Ensin mitataan, kuinka suuri voima liikkumattomaan köyteen saadaan taljaa vakiovoimalla vetämällä. Vakiovoima saadaan vakaasta kädestä ja Clas Ohlsonin matkalaukkuvaa'asta. Nauru seis, tämä on vakava paikka! Tuo vaaka on köyhän miehen enForcerini. Ja sitä paitsi kuvasta poiketen harmaa. Mutta myönnän, tässä on paljon satunnaistekijöitä.

Toiseksi mitataan, nyt ihan enForcerilla, kuinka suuri voima tarvitaan vakiomassan nostamiseen. Edelleen voima tulee vakaasta kädestä, ja koska kiihdytys vaikuttaa ihan samalla tavalla kuin painovoima, tässä on vähintään yhtä paljon satunnaistekijöitä. En nyt tähän hätään keksi parempaakaan tapaa saada vakiokuorma taljan läpi liukuvaan köyteen tai vetää köyttä vakionopeudella.

Tutkittavat pidättävän köysipyörän virkaa hoitavat laitteet ovat:

1. Petzl Microtraxion
2. CT RollNLock 
3. Petzl Grigri 2
4. Petzl Reverso 4, reverso-moodissa + Petzl Attache
5. DMM Pivot + Petzl Attache
6. Petzl Rig
7. Petzl I'D S
8. Kuulalaakeroitu köysipyörä (Camp Big pulley mobile) + prusik
9. Petzl OK + Petzl Tibloc

Köysi vaikuttanee paljon. Rigillä ja I'D:llä ei käyttöohjeen mukaan voi käyttää kuin paksuja työköysiä, kun taas sporttilaitteet on suunniteltu ohuemmille dynaamisille. Ihan vain että nähtäisiin mitä eroja tällä akselilla saadaan, otetaan mittaukset kahdella skaalan eri reunoja edustavalla köydellä:

1. Beal Access 11 mm unicore (työköysi)
2. Beal Cobra II 8.6 mm unicore (dynaaminen puoliköysi)

"Traktorina" toimii 6 mm prusik-narun, sulkurenkaan ja pienen mutta kuulalaakeroidun Petzl Partner -köysipyörän yhdistelmä.

Tähän asti oli suunnitelmaa. Kuvat kertokoot mitä todella tapahtui:

Liikkumattoman kuorman järjestely, testattavana Rig.

Painoa on tarpeeksi, ei nouse. Tästä vedin 30 kg Clasun luotettavaan puntariin (no en tuolla otteella sentään). Sitten luin enForcerin mittaaman maksimivoiman.

On se ihana!

DMM Pivot pidättävänä laitteena

Camp Big Pulley Mobile ja prusik

OK ja Tibloc

Tulokset olivat osittain hyvinkin yllättäviä. Koeasettelun kysymyshän kuuluu: "Kun vedetään 30 kg vastaavalla voimalla z-rigillä kiinteä köysi kireälle, kuinka kireälle köysi tulee?". No näin kireälle.

Köytenä Access:

• Microtraxion: 0,76, 0,76, 0,74 kN
• RollNLock: 0,74, 0,8, 0,74 kN
• Grigri 0,64, 0,64, 0,62 kN
• Rig 0,6, 0,58, 0,6 kN
• I'D 0,58, 0,6, 0,58 kN
• Pivot 0,58, 0,6, 0,62 kN
• Reverso 0,62, 0,62, 0,62 kN
• Big Pulley 0,76, 0,74, 0,72 kN
• OK+Tibloc 0,66, 0,68, 0,66 kN

Kappas vaan. Ensinnäkin eniten prot laitteet olivat kehnoja, käytännössä yhtä huonoja kuin tuubimaiset laitteet Pivot ja Reverso "guide-moodissa". Jos katsoo ylempää Pivotin kuvan, on vaikea ymmärtää miten tämä on mahdollista. Luultavasti siten, ettei missään näistä laitteista kovinkaan iso osa voimasta tule laitteen "toisiopuolelta", eli iso tai vähän vähemmän iso kitka, voima tulee lähestulkoon kokonaan traktorista.

Tähän viittaavat tietysti voimien suuruusluokatkin. Todellinen 3:1 tarkoittaisi että 30 kg vastaavalla voimalla vetämällä (karkeasti ottaen 300 N) pitäisi taljan antaa 0,9 kN. Nämä arvot ovat lähellä 2:1 eli 0,6 kN. Tässä vielä keskiarvot paremmuusjärjestykseen laitettuna:

Köytenä Access, liikkumaton kuorma

Sitten liikkuvan kuorman testi. Nyt koeasettelun kysymys kuului: "Kun taljalla nostetaan tasaisesti 60 kg massaa, kuinka iso voima tarvitaan?". Kuva selittää:

Liikkuvan testin järjestely. Vaihdoin suuntaa Camp Tethys Pro -köysipyörällä, joten mittaustulokset eivät ihan tarkalleen kerro z-rigin voimakerrointa. Massa on 60 kg. Vedin ensin rauhallisesti mustasta slingistä kuorman irti maasta, hellitin ja otin ensimmäisen lukeman (maksimivoima), Sitten kaksi kertaa nollasin laitteen, vedin kuormaa muutaman sentin ylöspäin ja otin lukeman.

Tulokset:

Köytenä Access, liikkuva kuorma

Sitten samat mittaukset Cobralla vedellen:

Köytenä Cobra, liikkumaton kuorma

Köytenä Cobra, liikkuva kuorma

Eipä saa ohutkaan köysi sporttilaitteita loistamaan. Sillä ei tässä niinkään ole merkitystä, että yleisesti ottaen tulokset ovat paremmat. Cobra on paitsi ohuempi, myös "golden dry" -käsitelty, eli melko liukas mato.

Huomioita tuloksista: Mitä isompi epäkesko kahvallisessa laitteessa, sen huonompi se vaikuttaa olevan köysipyöränä. Ehkä se voi johtua siitäkin, että I'D:ssä ja Rigissä on paljon Grigriä syvempi ura jossa köysi juoksee. On myös kiinnostavaa, miten iso köysipyörä ei ole selvästi parempi kuin Microtraxion, joka kylläkin on tunnettu hyvin laakeroituna. OK-Tibloc-kombon sijoittuminen noin ylös on yllätys. Ehkä haluan vielä palata asiaan tutkimalla pelkkää kitkaa jollain fiksummalla menetelmällä, sitten saadaan vahvistus.

En malta olla lisäämättä klassikkokoetta loppuun! Jätetään traktorista köysipyörä pois, niin että köysi juoksee sulkurenkaan läpi, näin:

Traktori ilman köysipyörää

 Tulokset parilla pidätinlaitteella verrattuina alkuperäisiin mittauksiin:

Traktori köysipyörällä vs. ilman (*), liikkumaton kuorma

Traktori köysipyörällä vs. ilman (*), liikkuva kuorma

Klassikkokokeelle klassikkotulos: Huonoin laite niin että traktorissa on hyvä köysipyörä on parempi kuin paras laite niin että traktorissa on vain sulkurengas kääntöpisteenä. Nättiä!

Jätetään tämä tarinan opetukseksi: hyvänkin taljan pystyy pilaamaan turhalla kitkalla lähellä vetopäätä. Siis parhaat köysipyörät lähelle kättä, siinä nyrkkisääntö!