חבל הוא אביזר ארוך וגמיש העשוי מסיבים ומשמש למטרות רבות. חבלים מאפשרים להעביר כוח על פני מרחק רב, אבל בכיוון משיכה בלבד ובמסלול לא ישר (זאת לעומת מוט, המאפשר להעביר כוחות משיכה וגם דחיפה, אבל רק במסלול ישר, וכבל, המאפשר לדחוף במרחקים קצרים בלבד). חבלים משמשים להידוק, קשירה, מתיחה או משיכה, ובנויים לרוב מאלמנטים דקים יותר (סיבים, גדילים ועיקרים) כדי לקבל חוזק רב ואורך גדול מאלו שמספקים האלמנטים הללו בעצמם. במקור יוצרו חבלים מסיבים טבעיים (פשתן, קנאביס ועוד) בטכניקות של שזירה ופיתול. כיום נפוצים גם חבלים מסיבים סינתטיים.
ישנם כמה סוגי חבלים אשר משמשים לצרכים שונים כגון חבל בד, חבל קש, לאסו (חבלית),חבל מתכת (המשמש לאבטחת מתקנים) וכו'.
היסטוריה.
השימוש בחבלים למשיכה, קשירה, הרמה והידוק מוכר עוד מתקופות פרהיסטוריות, וקשור קשר חזק להתקדמות טכנולוגית. החבלים הקדומים ביותר, היו כנראה קנוקנות של צמחים מטפסים או סיבי צמחים שפשוט "היו" במקום. די מהר התחילו לנסות לחבר כמה מהם יחד, קודם בשימוש פשוט, ללא חיבור, ואז בשיטות של פיתול ושזירה. כך נוצרו החבלים הראשונים על פי ההגדרה המקובלת כיום, שמורכבים ממספר אלמנטים דקים יותר.
בין הכלים המוקדמים של האדם הקדמון היו גם כאלה שהיו בנויים משני חלקים או יותר. בכלים אלה נעשה שימוש בחבלים לחיבור החלקים. כלים כמו פטיש, חץ או חנית, נוצרו על ידי אבן ומקל שנקשרו (למעשה - נכפתו) בעזרת חבל. בתקופות מאוחרות יותר נבנו גם כלים ומכשירי ציד בעזרת חבלים: קשתות ורשתות דיג למשל.
קטעי חבל מאובנים בני כ-16000 שנה, נמצאו במערות לאסקו, בדרום צרפת. אלה חבלים בקוטר 7 מ"מ, במבנה של שזירה כפולה.
המצרים הקדמונים השתמשו בחבלים מסיבים של גומא הפפירוס לגרירת אבנים גדולות לבניית הפירמידות ומבנים נוספים. המצרים הקדמונים היו כנראה התרבות הקדומה ביותר שייצרה חבלים בעזרת מכשירים ייעודיים שפותחו במיוחד לצורך זה. מכשירים כאלה, וחבלים ממצרים, מתוארכים לשנים 3500-4000 לפנה"ס.
חומרים נוספים מהם ייצרו חבלים בעולם העתיק היו: סיבי דקלים ועלי דקלים, עשב, שער חיות ועור.
בשנת 2800 לפנה"ס, לערך, השתמשו בחבלי קנבוס (hemp) בסין. הטכנולוגיה והאומנות לייצור חבלים התפשטו לכל אסיה, הודו ואירופה במהלך מספר אלפי שנים.
שימושים עתיקים מוכרים לחבלים היו גם בבארות, ברתימת חיות משק למשא, לעבודה ולתחבורה ועוד.
באמצעות חבלים לא מודרניים, לא קלים ולא חזקים כלכך הושגו הישגים ארכיטקטוניים מרשימים כמו ההעמדה של אובליסק בן 327 טון ברחבת הקתדרלה של סנט-פיטר ברומא בשנת 1586. מבצע זה הצריך מאמץ משולב של 900 איש, אבל הוא הצליח. לאונרדו דה וינצ'י השתמש להמצאותיו הרבה בחבלים, ואפילו תכנן מכונה מיוחדת לייצור חבלים, שכמו הרבה המצאות אחרות שלו, מעולם לא נבנתה.
עם התפתחות ציי הימאות במהלך ימי הביניים (המאה ה-16 עד המאה ה-18) והתפתחות השימוש בספינות גדולות, עם תרנים גבוהים ומפרשים בעלי שטח גדול, נוצר הצורך, ואיתו התפתחו החבלים כך שיהיו ארוכים יותר וחזקים יותר. המשקל לא מהווה בעיה גדולה בספינות, וגם לא היו חומרים קלים, לכן החבלים בימאות הם גדולים, עבים וכבדים.
בנוסף, החבלים בספינות נדרשים לעבור דרך גלגלות, מסילות ואמצעי חיכוך ועליהם להיות בקוטר אחיד למדי. זה עודד את ייצור החבלים בעלי חתך עגול ואחיד. גם הקליעה, אומנות חיבור החבלים ללא קשרים, התפתחה בתקופה זו.
חומרים.
סיבים טבעיים.
חבלים מסיבים טבעיים יוצרו מחלקים שונים של צמחים: קליפה, עלים, קנוקנות וכו' או מחלקי חיות: פרווה, צמר ושערות. גם מחלקים פנימיים של חיות יוצרו חבלים, בעיקר מגידים, רצועות עור או דפנות מעיים (Catgut). אורך הסיבים תמיד מוגבל וקוטרם אינו אחיד ותלוי בשיטת הייצור וההפקה.
כותנה, קנאביס (hemp), פשתה (חבלי פשתן), אָגָבַת סִיזָל (Agave sisalana), תמר מצוי, גומא הפרקים, גומא צפוף, סוף מצוי, מתנן שעיר, יוטה. קיימים צמחים רבים אחרים המשמשים לייצור חבלים באזורים אחרים בעולם.
חבלים כאלה, בעיקר ממקור צמחי, רגישים ביותר ונפגעים ממגוון של גורמי סביבה:
בעיה מרכזית בשימוש בחבלים מסיבים טבעיים היא היחס הנמוך בין חוזק למשקל. חבלים מסיבים טבעיים הם כבדים ביותר ביחס לחזקם. סיבה עיקרית לכך היא אורך הסיבים המרכיבים את החבל. כיוון שהחבלים עשויים מסיבים המופקים ממקור טבעי, עצים למשל, הרי שאורך מקור הסיבים, העץ, למשל, מגביל את אורך הסיבים המיוצרים ממנו. כדי ליצור חבל ארוך, יש צורך בהרבה סיבים קצרים מחוברים יחד. ניתן לחבר סיבים או על ידי קשירה או על ידי חיכוך. ברור שכל חיבור כזה הוא נקודה חלשה בחבל. כדי ליצור חבל חזק יש צורך בחיבור וליפוף של סיבים רבים מאוד שיוצרים בסופו של דבר חבל עבה ולא נוח לשימוש.
סיבים סינתטיים.
סיבים סינתטיים מיוצרים באקסטרוזיה (שיחול) מחומר מותך הנמשך דרך חריר קטן (דיזה) בקצב קבוע. גודל החריר ומהירות המשיכה של הסיב קובעים את קוטרו. בדרך זו ניתן לקבל סיבים בקוטר אחיד ביותר ובאורך בלתי מוגבל (תמיד ניתן להוסיף חומר למכל) ולכן בחבלים סינתטיים (כשהם חדשים) כל סיב מתמשך לכל אורך החבל, זאת בניגוד לסיבים טבעיים, כפי שהוזכר כבר, שאורכם מוגבל על ידי גודל הצמח ממנו הם מופקים.
השיטות מודרניות לבניית חבלים מבוססות על השיטות המסורתיות, אבל עברו שינוי כך שיוכלו להשתמש בתכונה החשובה של סיבים סינתטיים - האורך. בגלל אורך הסיבים והכמויות הגדולות הייצור נעשה על ידי מכונות גדולות, המוזנות במספר גדול של גלילים של סיבים שממוקמים על טבעות מסתובבות. מקובל שילוב בין פיתול ושזירה כדי לחזק או להחליש תכונות מסוימות. החבלים כיום מיוצרים על ידי מכונות.
מבנה.
שזירה.
חבל מלופף (twisted rope או laid rope) נבנה על ידי פיתול כל אחד ממרכיבי החבל (סיב, גדיל או עיקר) סביב עצמו וסביב כל האחרים. יצירת החבל נעשית בשני שלבים: א. פיתול כל סיב סביב עצמו, בנפרד מהאחרים. ב. פיתול כל הסיבים יחד בחזרה (בכיוון ההפוך) כך שכולם מתלפפים סביב כל האחרים. בצורה זו ניתן ליצור ממספר סיבים גדיל, ממספר גדילים - עיקר ומספר עיקרים - חבל.
מספר הסיבים בכל גדיל יכול להיות גדול, אך לרוב, נוח ביותר לעבוד עם שלושה. בייצור עצמי ניתן להניח שלושה סיבים על כף יד אחת, לגלגל אותם לכיוון אחד בין שתי כפות הידיים ולתת להם להתפתל חזרה יחד. זה עובד מצוין עם סיבים של קליפה של מתנן שעיר.
וריאציה אחרת של שיטה זו היא בשימוש בשני סיבים: לוקחים סיב ארוך, מפתלים אותו ומקפלים לשניים. מתקבלים שני סיבים צמודים המנסים לחזור למצבם המקורי ומתפתלים זה סביב זה.
פיתול.
או קליעה, היא שיטה שונה המבוססת על שילוב חלקי החבל זה בזה, בדומה לקליעת צמות. בניגוד לצמה, שהיא שטוחה, כאן יוצרים חבל שזור (braided rope) בעל פרופיל עגול על ידי שימוש בארבעה עיקרים ושילובם זה בזה. אם נמספר את העיקרים על פי הסדר, 1 2 3 4, השזירה תיעשה בסדר : 1 3 2 4 1 3 וכו'. מתקבל חבל בעל פרופיל שבין עגול לריבועי. ניתן לקבל חבל עגול וחלק יותר בשיטה זו, אם משתמשים במספר רב של גדילים דקים ושזירתם כמעטפת סביב ליבה מלאה (כפי שמקובל בחבלי טיפוס) או ריקה (כמו בחבל פלזמה). (נראה כי ראוי להשתמש במונח אריגה כאשר מדובר במספר גדול של גדילים).
גם בחבל שזור, העיקרים נעשים בדרך כלל בליפוף (מסיבים, או גדילים).
ליבה ומעטפת.
חבלי ליבה ומעטפת הוצגו בפעם הראשונה על ידי חברת Edelrid מגרמניה, בשנת 1953. חבלים אלו נחשבים אב הטיפוס של החבלים המודרניים, והם מראים חלוקה ברורה של תפקידים בין שני חלקי החבל:
ההפרדה בין הליבה למעטפת היא עיקר הטכנולוגיה הזו. ההפרדה מאפשרת שליטה מצוינת על תכונות החבל על ידי שילוב של חומרים, שיטות אריגה וליפוף ומידת הצפיפות של הליבה והמעטפת.
ישנו סוג נוסף של חבל ליבה ומעטפת שבו הליבה והמעטפת מודבקות, הדבקה זו מחזקת את החבל ומונעת בעיה של החלקת המעטפת על הליבה במקרה של פגיעה קשה במעטפת.
ליבה חלולה.
חבלי ליבה חלולה (חבלי פלזמה) מיוצרים בדרך כלל מחומרים קלים וחזקים כמו . הם פשוטים יותר לייצור ואינם דורשים קשירה, כי הם מאפשרים איחוי קליעה פשוט על ידי הכנסת החבל אל תוך עצמו (הליבה הרי חלולה).
שימושים.
ספורט ומשחקים.
קפיצה בחבל.
חבל קפיצה, או דלגית, הוא משחק ילדים. חבל הקפיצה הוא חבל אשר מצויד בדרך כלל בידיות החזקה קלות, שעשויות להיות מחוברות באופן רופף בלבד לחבל, ולהתיר את סיבובו בתוכן, ורק איתו ניתן לשחק משחקים כאלו. ניתן לקפוץ בו לבד במטרה לא ליפול, לקפוץ בשיתוף פעולה כששניים מעלים ומורידים את החבל והאחר קופץ ובעוד מספר וריאציות.
משיכת חבל.
משיכת חבל היא סוג של תחרות ספורט שבו מעמתים שתי קבוצות אחת כנגד השנייה במבחן חוזק.
הקבוצה המנצחת בו היא הקבוצה שמושכת את חבל אל מעבר לקו הנקבע מראש, קרוב למקום בו הקבוצה נמצאת.
טיפוס.
טיפוס הוא ענף ספורט ופעילות פנאי המשלב פעילות גופנית מאתגרת בטבע או בקירות טיפוס מלאכותיים. המטפס משתמש באחיזות שעל הקיר או על הסלע (בטיפוס חפשי), או בציוד (בטיפוס מלאכותי) והוא מאובטח על ידי חבל או זוג חבלים הקשורים לרתמתו. חבלים משמשים גם בטיפוס הרים ובגלישת מצוקים. חבלי טיפוס וגלישת מצוקים במבנה של ליבה ומעטפת וקוטרם נע בין 8 ל 11 מ"מ. קיימים גם חבלים דקים יותר במבנה דומה שמשמשים כחבלי עזר.
חבל (אקרובטיקה).
חבל הוא מכשיר המשמש לוליינים במופעי אקרובטיקה, יחד עם טרפז. בעזרת החבל הלוליינים מבצעים מספר תרגילים, כגון סלטות, היפוכים וגלגולים. החבל הוא האלמנט הראשון הנלמד באקרובטיקה אווירית.
הוצאה להורג בתליה.