איך פועל המצנח?

חננאל אוהב לחלום מדי פעם. הוא מביט לשמים, מתבונן בציפורים וחושב לעצמו כמה טוב היה אם גם הוא יכול היה לעופף כך בין ארץ לשמים...

יש אנשים שאכן מרחפים באוויר, ועושים זאת באמצעות מצנח. מה זה מצנח? מי המציא אותו ומתי? ממה הוא עשוי וכיצד הוא פועל?

מבנה המצנח

מַצְנֵחַ הוא מתקן העשוי חופה – דומה למטריה גדולה. המצנחים הראשונים היו עשויים מעור או מבד. כיום מייצרים את המצנחים מחומר דק, חזק וקל- משי או סוג מסוים של ניילון חזק.  לכיפת המצנח הנפרש מחוברים חבלים ארוכים שבקצותיהם רתמה מיוחדת. זו נקשרת לגוף כבד- האדם הצונח או חומר מוצנח.

פעולת המצנח

פעולתו של המצנח קשורה בעקרון פשוט. כאשר עצם נופל באוויר פועלים עליו שני כוחות מנוגדים: כוח הכובד- כוח המשיכה של כדור הארץ שמושך אליו כל גוף נופל וכוח ההתנגדות של האוויר.  כוח המשיכה- כוח הכובד הוא קבוע. כוח ההתנגדות של האוויר, לעומת זאת, משתנה ומשפיע על קצב הנפילה. ככל שכוח ההתנגדות של האוויר מתגבר כך תהיה מהירות הנפילה קטנה יותר.

אפשר לשנות את כוח ההתנגדות של האוויר. כאשר הגוף הנופל פרוש יותר ויש לו צורה של כיפה – גדל כוח ההתנגדות של האוויר. המצנח שהוא בצורת כיפה גדולה בקוטר של כשבעה מטר עושה את הפעולה הזו. הוא מגביר את כוח ההתנגדות של האוויר וגורם לגוף שקשור בו ליפול באופן איטי יותר כחמשה מטרים לשנייה. במהירות כזו מגיע הצנחן לקרקע מבלי להינזק. 

סוגי מצנחים

המצנחים נבדלים בצורתם, בגודלם ובמידת השליטה שיש לצנחן על פעולתם לפי מטרתם.

מצנח מבצעי - מטרתו של המצנח המבצעי לקצר את שהותו של הצנחן באוויר כדי למנוע ככל שניתן את מידת פגיעותו. אבל מהירות נפילה גדולה מדי עלולה לסכן את חייו או בריאותו של הצנחן. במצנח המבצעי הצניחה מבוצעת באמצעות פתיחת מצנח אוטומטית. המצנח מחובר לגוף המטוס ברצועה בעלת חוזק ידוע, הקטן משמעותית ממשקלו של הצנחן. כאשר הצנחן קופץ מן המטוס, ועל גבו המצנח, נמתחת הרצועה המחוברת למצנח. בעוד הצנחן נופל נפילה חופשית, המצנח נמשך מתוך אריזתו. כאשר מסתיים תהליך פתיחת המצנח, נשאר הצנחן תלוי לשבריר שנייה על רצועה זו, עד שמשקלו של הצנחן קורע אותו והוא משתחרר. בשעה שהצנחן פוגע בקרקע במהירות גדולה או עלול להיפגע, לכן מתאמנים הצנחנים לתנועת גלגול בנחיתה, כדי שהחבטה לא תתרכז במקום אחד. קיימים סוגים שונים של מצנחים מבצעיים, בעלי חופות בגדלים שונים.

מצנח אמריקני - מהירות הנפילה בהגעה לקרקע היא כ-5 מטר לשנייה. למצנח ארבע רצועות תליה וכיוון. מצנח צרפתי – מהירות פגיעה בקרקע של כ-6 מטר לשנייה. מצנח רזרבי - מצנח נוסף, המקופל על בטנו של הצנחן. הצנחן פותח אותו ידנית במקרה חירום, כלומר כאשר המצנח הראשי אינו נפתח. מהירות הפגיעה בקרקע כ-7 מטר לשנייה. למצנח שתי רצועות תלייה וכיוון.

מצנח רחיפה - דומה בצורתו למצנח, אבל הוא כעין כנף רכה שמייצרת כוח עילוי תוך תנועתה באוויר בדומה לכנף מטוס. הכנף במצנח רחיפה עשויה מבד סינתטי שמאפשר חדירה נמוכה של אוויר.

קיפול מצנחים

מי שאחראי על קיפול מצנחים חייב להיות זהיר וקפדן במיוחד. ברתמת צניחה מצויים 2 מצנחים, ראשי ורזרבי. את המצנח הראשי יכול לקפל הצנחן שעומד להשתמש במצנח או מקפל מצנחים מוסמך. את המצנח הרזרבי יכול לקפל רק מקפל מצנחים המוסמך לקיפול מצנחים רזרביים. קיפול של מצנח מחומרי ניילון מתקדמים (בניגוד למשי) מחזיק 120 יום. לאחר הזמן הזה יש לפתוח ולקפל את המצנח שנית לפני הקפיצה. קיפול מצנחים הוא מקצוע בפני עצמו, שאין לו קשר לצניחה. קיפול מצנח על ידי אדם לא מנוסה יכול לקחת אפילו שעה וחצי ולאחר שצוברים ניסיון סביר ניתן לקפל את המצנח בכ-20 דקות.

שימושים למצנח

אתם, בודאי, תמהים מדוע בכלל קופץ אדם ממטוס לקרקע. הרי קיימות דרכים מסוכנות פחות לעשות זאת. אלא שעיקר שימושו של המצנח בתחום הצבאי. בעת מלחמה או מצבעים צבאיים, כאשר יש צורך להצניח צנחנים וציוד אל מעבר לקווי האויב, כדי שיוכלו לפעול בעומק שטחו.

שימוש נוסף כשמטוסי קרב נפגעים תוך כדי טיסה, הטייסים משתמשים במצנחים כדי להימלט מהם. מצנחים משמשים גם להצנחת אספקה של מזון, מים, ותרופות לאזורים שבהם התרחשו אסונות או שורר רעב. וכן לכבאים וציוד כיבוי ביערות שהגישה אליהם קשה.

תחום אחר שבו מסתייעים במצנחים הוא להצנחת חלליות, לוויינים וכלי טיס בלתי מאוישים לקרקע, ובסיוע לבלימה של מטוסים בעת הנחיתה במסלולים קצרים. קיימות גם מערכות נשק שנעזרות במצנח כדי להאט את הפגיעה במטרה.

המצאת המצנח

כבר לפני יותר מ-500 שנה שורטט מצנח. אך, הוא  מעולם לא נבנה. לפני 400 שנה בנה איטלקי מצנח שהיה נראה כמו סדין גדול ומרובע מחובר למקלות. החופה  הייתה קשיחה, ונועדה להציל מבניינים בוערים. לפני יותר ממאתיים שנה הופיע בצרפת המצנח הראשון בצורה דומה למצנחים של היום. לפני יותר ממאה שנה צנחו לראשונה עם מצנח שהיה מקופל לתוך תיק נשיאה. כמעט מאה שנים חלפו מאז קפץ ממטוס הצנחן הראשון.