哈利根的前世今生 丨原理篇
第三部分：用杠桿可以創(chuàng)造奇跡
通過前兩章，我們學習了哈利根的歷史、工具的品質，以及我們可以選擇使用的不同工具。現(xiàn)在可以轉向真正令人興奮的內容了-- 數(shù)學！我只是在開玩笑，這可能是最無聊的部分。除了了解我們日常使用的工具的由來以及如何高標準的生產(chǎn)出來，真正重要的是應該了解你的工具是如何發(fā)揮作用的。有了對杠桿原理（levers）和機械利益（mechanical advantage）的基本理解，我們就能更好地學習這個工具本身以及如何應用它。
哈利根的來龍去脈：
在我們深入探討杠桿原理和機械利益之前，我想花點時間談談如何調整你的哈利根。
對哈利根的調整可以是很簡單的也可以是很復雜的。在使用的時候，你可以把它平行于地面以插入到狹窄空間里；你也可以把叉子的豁口卡在門把手，從而把門鎖拉出以破拆進入室內。
我想說的很簡單，那就是你可以通過設置限位標記線（gap and set lines）來進行調整，標記線在破拆使用的時候能給你提供直觀的視覺參考，它們幫助你確保不會把工具插入得太淺，但也確保你不會浪費時間把工具插入的過深。叉子和扁斧上的最淺限位線設置在1.75英寸（4.45厘米）處，為什么？因為一般的門是1.75英寸（4.45厘米）厚，通常是破拆向外開合頁門時用到它。
最深限位線是在用叉子破拆向內或向外開的合頁門時使用的，叉子上的最深限位線設置在5英寸（12.7厘米）處，這使得叉子插入的足夠深而不至于滑出來，但也有助于確保你不會因為插入得過深而無法拔出。在扁斧上的最深限位線卻不同，它被設置在3.25（8.26厘米）英寸處，它只在向外開合頁門上使用，3.25英寸（8.26厘米）可以確保你的工具插進門后不會滑出。
照片1-4展示了限位標記線的設置，將Pro Bar的扁斧和叉子分隔成不同的部位。對限位標記線的理解將幫助你之后了解它們如何使用。
圖1 Gap and set lines marked on forks
在叉上標記的限位標記線
圖2 Gap and set lines marked on adz
在扁斧上標記的限位標記線
圖3 Gap and set lines cut on forks
在叉子上標記的限位標記線
圖4 Gap and set lines cut on adz
在扁斧上標記的限位標記線
圖5 Overall length
總長度
圖6 Adz measurement
扁斧的尺寸 
圖7 Pick measurement
鎬的尺寸
圖8 Adz/pick triangle measurement
扁斧/鎬形成的三角形的尺寸
圖9 Fork measurements
叉子一端的尺寸
第一種分類法
是動力F和有用阻力W分別在支點的兩邊。這類杠桿既有省力杠桿也有費力杠桿。例如，剪金屬片用的剪刀，刀口很短，它的機械利益遠大于1。這是因為金屬板很硬，刀口短，刀把長，即動力臂大于阻力臂，可以少用力。家庭裁衣剪布用的剪刀，把與刃基本是等長的，即動力臂等于阻力臂，屬于不省力也不費力的類型。因為布的厚度較薄，不需太大的力，剪布要直故刀口要長些，為此用力不大，布剪的也直。屬于這種類型的還有物理天平。又如理發(fā)用的剪刀，刀口很長，即動力臂小于阻力臂，它的機械利益小于1。這是因為剪發(fā)本來不需要多大的力，刀口長一些，能夠剪得快一些和齊一些。
II是支點和動力點分別在有用阻力點的兩邊。這類杠桿的動力臂大于阻力臂，其機械利益總是大于1，所以總是省力的。例如，用鍘刀鍘草、獨輪車等都是這類杠桿。
是支點和有用阻力點分別在動力點的兩邊，這類杠桿的動力臂小于阻力臂，其機械利益總是小于1，所以總是費力的。例如，縫紉機的腳踏板、夾食品的竹夾子都屬于這類杠桿。
第二種分類法
I類杠桿：是省力的杠桿，即動力臂大于阻力臂。例如，羊角錘、木工鉗、獨輪車、汽水扳子、鍘刀等等。
II類杠桿：是費力的杠桿，即動力臂小于阻力臂。如鑷子、釣魚桿、理發(fā)用的剪刀。
III類杠桿：不省力也不費力的杠桿,即平衡杠桿.即動力臂等于阻力臂。其機械利益等于1。如天平、定滑輪等。
本文所講的杠桿分類是按照第一種分類法講的，對于使用哈利根而言，我們只使用其中的兩種類型即I類和II類。
現(xiàn)在我必須先告訴大家，我不是一個工程師，我看過一些不同的文章，這些人在這個話題上都有不同意見。我將會告訴你我的理解，以及我如何在破拆課程中講授它。
有三個重要的術語需要理解:動力、支點和阻力。動力是指作用于哈利根末端的力。支點是哈利根繞之旋轉的中心;對我們而言，支點就是門框或是門擋。阻力是需要挪動的物體，對我們而言就是門。
I類杠桿(圖10)是哈利根最常見的用法。它適用于所有向外開的合頁門，以及用扁斧使向內開的合頁門形成缺口。你可以把它想象成一個蹺蹺板。阻力在一端，另一端受力，而支點則位于中間。
II類杠桿(圖11)是用在用叉子破拆時作用在外開的合頁門上，和需要在向外開的合頁門上得到壓迫的空間時。你可以把它想象成手推車。負載位于中間，作用力被應用在一端，而另一端則是它旋轉的支點。
韋氏詞典所定義 “機械利益”為：“在力傳遞的過程中使用機械所獲得的利益”。“機械利益是由一個特定的公式來計算的。機械利益=力到支點的距離（動力臂）/支點到阻力的距離（阻力臂）。給出的數(shù)學公式根據(jù)哈利根的位置、阻力(門)和支點(柱)的位置來改變。同樣也可以看成，它會隨著金屬在力的作用下彎曲和擠壓而改變。
圖12 Crushing outward-swinging doors
擠壓向外開的合頁門
在向外開的門上使用扁斧應用杠桿進行破拆時，具有15:1的機械優(yōu)勢，這時運用的是I類杠桿。作用力到支點的距離是30英寸。從支點到負載的距離是2英寸。所以，30/2=15(圖13)。
圖13 Outward-swinging with the adz.
用扁斧破拆向外開的合頁門
用叉子破拆向外開的門時能獲得12.5:1的機械利益，這時運用的是I類杠桿。從作用力到支點的距離是25英寸。從支點到門的距離是2英寸。所以，25/2=12.25(圖14)。
圖14 Outward-swinging with the forks
用叉子破拆向外開的合頁門
用扁斧破拆一扇向內開的門時，具有15:1的機械利益，這時運用的是I類杠桿。從作用力到支點的距離是30英寸。從支點到門的距離是2英寸。所以，30/2=15(圖15)
圖15 Inward-swinging with the adz
用扁斧破拆向內開的合頁門
用叉子破拆向內開的門時有兩種方式:向門傾斜或向門框傾斜。向門傾斜是被書本廣泛傳播的破拆方式。當你向門框傾斜施壓時，你就會因為斧子撞到門而無法伸展，然而，當你面對一扇緊閉的門時，叉子自然的曲線可以幫助你找到破拆的途徑。這兩種方式的機械利益是相同的，都是13.5:1，屬于II類杠桿。從作用力到支點的距離是27英寸。從支點到門的距離是2英寸。因此，27/2=13.5(圖16和17)。
圖16 Inward-swinging with the forks, bevel to door
用叉子破拆向內開的合頁門，向門傾斜
圖17 Inward-swinging door with the forks, bevel to frame
用叉子破拆向內開的合頁門，向門框傾斜
重要的是要記住這只是一個簡單的概述。為了最大化你的機械利益，你必須抓住這個工具的最遠的一點。如果你握住工具，就會縮短動力臂，從而降低機械利益。通過與一個6尺鉤或另一個哈利根連用，可以在破拆向外開的合頁門上增加機械利益。最后要說的是，機械利益越大，工具需要展開距離的越短，反之亦然。
嗯,就是這樣。從哈利根的歷史到它如何工作。重要的是，尤其是在消防工作中，要知道我們從哪里來，我們的工具來自哪里，以及為什么它們是這樣的標準。這不僅能幫助消防員使用它們，還能讓你明白它們?yōu)槭裁雌鹱饔谩δ愕墓ぞ哂懈钊氲牧私?，可以使你在使用它們時擁有更好的應用知識。
Clay Magee是Magic市消防車學院的一名教員，也是伯明翰(AL) 和切爾西消防與救援局的一名消防員兼急救員。他目前在伯明翰第20救援隊工作。2004年，克萊在密西西比州立大學上學時，在東奧克迪比哈消防隊開始了自己的職業(yè)生涯。自2013年以來，他一直在伯明翰消防局工作。他對破拆和高層建筑滅火很有研究。他擁有密西西比州立大學工商管理學士學位，哥倫比亞南部大學的消防科學學士學位，以及阿拉巴馬州消防學院的多項認證。