 |
Спортивно-охотничьи стрелы
|
|
|
|
Все спортивно-охотничьи стрелы являются составными. Стрела состоит из следующих частей:
· Наконечник стрелы. Бывают спортивные и охотничьи наконечники. Первые это просто пулеподобные обтекатели, которые служат для улучшения аэродинамических качеств стрелы и для того, чтобы стрела легко втыкалась и извлекалась из мишени. Целью вторых является нанесение максимального урона жертве, потому они выполняются из нескольких острых лезвий. Все наконечники делаются из твёрдойстали. Спортивные наконечники выпускаются комплектами с одинаковым весом как правило с возможностью изменения веса наконечника кратно 10 гранам.
· Древко. Древко это тело стрелы. Древко современной стрелы изготавливается в виде трубки. К ней с одного конца крепится наконечник, с другого хвостовик. Трубка делается из алюминия, карбона, металуются тонкие трубки из-за лучших аэродинамических качеств, а для спортивной стрельбы на коротких дистанциях и охоты — толстые, из-за того что большая трубка имеет большую вероятность «зацепить» круг на мишени с большим количеством очков и из-за большей прочности. Большинство трубок имеет фиксированный диаметр по всей своей длине, но самые эффективные и дорогие спортивные трубки имеют бочкообразную форму из-за лучшей аэродинамики. Правда, бочкообразные трубки значительно сложнее в подборе, а потому используются только высококвалифицированными спортсменами и вообще не используются охотниками.
· Хвостовик — маленький пластиковый оконечник стрелы. Он удерживает стрелу на тетиве во время натяжения. Для предотвращения уничтожения дорогой трубки, если одна стрела попала в другую на одной мишени используют вставки-переходники или вставки муфты (nock insert).
|
|
|
· Оперение. Оперение состоит из 3 перьев, наклеиваемых по кругу в конце трубки, чтобы стабилизировать стрелу в полете. На лучные стрелы оперение клеится с правым винтом. Другой задачей оперения является различимость стрелы, каждый лучник выбирает для себя собственную расцветку оперения, часто выбирая самые пёстрые сочетания. Благодаря этому если в одну мишень стреляют несколько стрелков, что бывает достаточно часто на соревнованиях, стрелы разных участников можно легко различить. Обязательным на любом соревновании является подписывать древки стрел, так как оперение может отлететь при выстреле или остаться в мишени.
Современные производители выпускают специализированное ПО для подбора компонентов стрелы по длине, типу и силе лука, весу наконечника. Затем компоненты стрелы склеиваются с помощью термоклея. Готовые покупные стрелы используются только для простых моделей арбалета или для совсем уж «зелёных» новичков в луке. По традиции охотничьи стрелы, выпускаемые американскими изготовителями, состоят их трубки с уже установленным хвостовиком.
Стрелы в мишени для полевой стрельбы
Традиционные стрелы
Эти стрелы предназначены для стрельбы из обычного лука и делаются из дерева с железным, реже стальным, наконечником. Для оперения обычно используется перо дикой птицы, как правило совы. Но последнее время от этого отошли под давлением защитников дикой природы, хотя для того чтобы у птицы «забрать» несколько перьев, её не требуется убивать.
Выбор и подгонка стрел[
Для каждого лучника очень важна подгонка стрел. Они должны удовлетворять очень многим индивидуальным качествам, в первую очередь длине рук. Арбалеты не так требовательны к индивидуальному подбору стрел. Также все стрелы одного комплекта должны быть строго одинаковы, а потому их выверяют до миллиметров и миллиграммов.
|
|
|
Современные стрелы с бочкообразной трубкой
Для того, чтобы определить длину стрелы, стрелку следует встать по стойке «смирно». Затем повернуть голову налево, слегка приподняв подбородок. Потом поднять левую руку и вытянуть её в левую сторону. Расстояние от подбородка до кончика большого пальца и будет требуемой длиной стрелы, если стрельба ведётся от подбородка. В древности это расстояние у коронованных особсчиталось эталонной мерой длины, в частности именно такое происхождение имеет ярд.
После выбора длины на трубки устанавливают наконечники и хвостовики, наклеивают оперение. На одну стрелу из комплекта оперение не наклеивается, она называется подгоночной (голой) и служит для эталонных целей в подгонке лука. Подгоночную стрелу утяжеляют в районе хвоста, чтобы компенсировать вес оперения. Грубая подстройка выполняется по подгоночной стреле, с тем чтобы подгоночная стрела и оперенные стрелы летели вместе и наиболее кучно.
Баллистика стрелы[
Интересно поведение стрелы для олимпийского лука в полёте. (Здесь и далее рассматривается поведение от выстрела правши, для левши все эффекты зеркально противоположны.) Дело в том, что при выстреле из него стрела «смотрит» не вперёд в мишень, а немного влево. В момент выстрела, когда тетива скатывается по пальцам, она получает поперечный вращательный момент, и хвост немного смещается внутрь к стрелку. Сильный удар тетивы в начале выстрела только усиливает такой нежелательный эффект. В результате даже очень жёсткая карбоновая стрела начинается выгибаться как змея. Для гашения этого эффекта служит специальное устройство — плунжер, который представляет собой небольшую пружину, закреплённую на рукоятке и направленную внутрь. Оперение стрелы тоже снижает этот эффект, закручивая стрелу вдоль оси полёта, что снижает относительную величину поперечного вращательного момента по отношению к продольному и стабилизирует полёт.
Этих отрицательных качеств в значительной мере лишены блочные луки и арбалеты, из-за того что спуск производится за счёт спускового механизма, а не с руки, используются центральное расположение стрелы.
Скорость лучной стрелы варьируется от 50 до 100 м/с, арбалетная может достигать скоростей 150 м/с. Скорость стрелы зависит от её веса, натяжения лука, внутренней баллистики. При выстреле под углом в 45 градусов к горизонту стрела сначала теряет скорость при подъёме и из-за сопротивления воздуха. В начале спуска возникает баланс между сопротивлением воздуха и силой тяжести, после этого стрела начинает ускоряться. Это происходит из-за того, что оперение и длинная трубка создают эффект планирования. Пуля и болт таким эффектом не обладают из-за отсутствия оперения и меньших размеров.
|
|
|
Серьёзным минусом таких аэродинамических качеств является сильная подверженность негативному влиянию атмосферных явлений, как-то: ветер,дождь, град. Сильный порыв ветра может унести стрелу далеко мимо мишени.
Несмотря на широко распространённое заблуждение, энергия стрелы от массы стрелы зависит очень мало, а определяется в первую очередь натяжением лука и продольной жёсткостью стрелы[ источник не указан 660 дней ]. При фиксированном натяжении более лёгкие стрелы будут лететь быстрее и потому импульс, передаваемый ими в цель, остаётся постоянным. Продольная жёсткость определяет долю полного импульса стрелы, переданного цели, и чем выше жёсткость, тем большая часть полного импульса будет затрачена на пробитие мишени, а не на деформацию самой стрелы.
В полете стрела совершает поперечные колебания с частотой от 50 до 100 Гц. Характерное шипение в основном идет от оперения.
Катапульта
Современная реконструкция катапульты
Катапульта (греч. καταπέλτης, лат. tormentum, catapulta[1]) — греческий термин, которым обозначается любая метательная машина.
Древнеримские авторы называли катапульты «tormentum», от слова скручивать, то есть машинами сторсионным принципом действия. В римское время катапультой (catapulta) назывались именно стреломёты, но к закату Римской империи стреломёты стали называться баллистами, а название катапульт распространилось на все метательные машины с торсионным принципом действия.
Общие сведения
В узком смысле, возникшем у римлян, катапульта обозначает двухплечевой торсионный стреломёт, где в отличие от баллисты, стреляющей камнями навесом, стреловидные снаряды запускались по настильной траектории. Буквально слово катапульта, или на древнегреческом катапелтес, переводится как «против [κατα (ката)] щита [πέλτη (пелте)]» [2]. То есть катапульта является оружием, способным пробивать защиту воина на расстоянии. Плутарх сообщал как о некой диковине о специальном доспехе из железа, способным выдержать выстрел катапульты.[3] Александр Македонский при осаде Газы был тяжело ранен в плечо стрелой из катапульты, пробившей насквозь щит и панцирь.[4] Сам Александр применял катапульты в полевом бою. Хотя количество катапульт не было большим, они оказывали сильное психологическое воздействие на противника:
|
|
|
«Машины по данному знаку стали метать стрелы в скифов, скакавших на лошадях по берегу. Некоторые были ранены; одному стрела пробила насквозь щит и панцирь, и он упал с лошади. Скифы испугались стрел, летящих на такое большое расстояние, и того, что богатырь их убит, и отошли немного от берега.» [5]
Такой стреломёт назывался также эвтитон у греков (то есть стреляющий горизонтально, хотя иногда авторы трактуют значение греческого слова как элемент конструкции стреломёта) в противоположность палинтонону (стреляющему навесом камнемёту), также скорпион у римлян. В более широком смысле катапульта обозначала у греков и более поздних авторов все виды античных метательных машин. Диодор (17.26), рассказывая об осаде Галикарнаса в 334 до н. э., упоминает о катапультах, стреляющих дротиками. Однако в рассказе об осаде Тира Диодор более широко использует термин:
«Александр установил камнеметные катапульты в соответствующих местах и заставил стены содрогаться от валунов, которые они метали. При помощи стрелометов на деревянных башнях он поддерживал постоянный обстрел всеми видами снарядов и причинял тяжелый урон защитникам стен.»[6]
У греков слово катапульта обозначала просто метательное оружие, и к слову катапульта они добавляли другое слово, обозначающее вид снаряда (стрела или камень). У римлян значение слова катапульта приобрело вполне определённый смысл. Древнеримский автор I в. до н. э. Витрувий четко относит катапульты к стреломётным машинам, а баллисты к типу камнемётов.
Древнеримский историк Полибий писал о 7 тоннах волос, посланных союзниками в осажденный Синоп для изготовления катапульт.[7] Применялся конский волос, но в случае крайней нужды торсионы плели из женских волос. В основном метательные машины применялись при осаде городов. Когда Сципион взял Новый Карфаген в Испании, то захватил там 75 баллист и 400 катапульт.[8] Видимо из-за более широкого распространения стреломётов название катапульта перешло на все виды метательных машин.
|
|
|
Римский стреломёт, именуемый во времена поздней империи карробаллистой, так как устанавливался на повозке.
Однако во времена поздней Римской империи стреломёты стали называть баллистами, и с тех пор царит путаница — часто баллистами называют стреломёты (катапульты), и наоборот, катапультами называют камнемётные машины типа онагров. Согласно автору IV века Вегецию на штатном вооружении римского легиона состояло 55 карробаллист, которые представляли собой не что иное, как установленные на повозку стреломёты:
«Обычно каждая центурия имеет свою „карробаллисту“, к которым приписываются мулы для перевозки и по одном человеку из каждой палатки, то есть 11 человек, для ее обслуживания и наводки. Чем эти баллисты больше, тем дальше и сильнее они бросают стрелы. Они не только защищают лагерь, но и в поле они ставятся позади тяжеловооружённой пехоты. Силе их удара не может противостоять ни вражеский всадник, одетый в панцирь, ни пехотинец, защищенный щитом. Таким образом, в одном легионе обычно бывает 55 карробаллист.»[9]
Изобретение катапульты
Диодор приписывает изобретение катапульты в 399 до н. э. сиракузскому тирану Дионисию I, который собрал ремесленников в Сиракузах на Сицилии, чтобы те изготовили ему передовое оружие.[10] Дионисий положил ремесленникам высокое жалованье, щедро одарял и приглашал к столу, а те в ответ создали катапульты разных видов, изготовили комплекты доспехов, построили новые мощные типы весельных судов. Уже в 397 до н. э. Дионисий применил стреломёты с берега против кораблей Карфагена.[11] Новое оружие нанесло немалые потери и оказало большой психологический эффект на карфагенян. Плутарх в «Изречениях» приводит восклицание современника Александра Македонского, спартанского царя Архидама, при виде стрелы катапульты, недавно изобретённой на Сицилии: «Великий Геракл! Вот и конец воинской доблести!»
Иногда встречается утверждение, что первые катапульты изображены на ассирийских барельефах IX в. до н. э. из Нимруда, однако на барельефах из метательной техники показаны только пращи и луки. В энциклопедической книге об Ассирии автора George Rawlinson «The Seven Great Monarchies Of The Ancient Eastern World» приводится изображение сооружения с барельефа, которое по словам автора напоминает прообраз катапульты, но с такой трактовкой изображения трудно согласиться.
Библия приписывает изобретение катапульт древнееврейскому царю Озии в VIII в. до н. э.: «В Иерусалиме Озия сделал машины, которые были изобретены умными людьми. Эти машины стояли на башнях и на углах стен. Машины метали стрелы и большие камни.»[12] Немецкий историк Дильс предположил, что автор жил приблизительно около 300 г. до н. э. и добавил в предшествующий период современную ему технику эллинистической эпохи.[13] Подтверждений о существовании катапульт до IV в. до н. э. со стороны письменных источников или археологических свидетельств не поступало.
Александр Македонский в походах широко использовал дальнобойные катапульты. Вероятно, его отец, македонский царь Филипп II, впервые применил катапульты в Греции для осады городов Византия и Перинфа, однако и сами эти города оборонялись с помощью катапульт. Уже около 350 до н. э. вафинском арсенале хранился боезапас для катапульт согласно античному списку предметов в хранилище.
Баллисты для метания камней появились несколько позднее катапульт, впервые упоминаются в походе Александра Македонского.
Принцип действия
Средневековая катапульта для обороны крепости (фантастическая реконструкция, включающая многие черты, появившиеся не ранее XIX века, включая конструкцию станка).
Основные сведения об устройстве катапульт и других метательных машин оставили авторы I в. до н. э. римлянин Витрувий, греки Герон Александрийский («Belopoeica») и Филон из Византия.
В отличие от лука, где кинетическая энергия обеспечивается упругостью согнутых плеч лука, в катапультах и баллистах энергия запасается в скрученных пучках (жгутах) малоэластичных волокон. Рычаг, вставленный одним концом в закрученный жгут, стремится раскрутиться, разгоняя другой конец рычага до большой скорости. Таким образом каждое плечо катапульты состоит из горизонтального рычага, вставленного в закрученный с определённым усилием жгут, а также основания или рамы, куда вертикально крепится жгут. Оба плеча катапульты соединены тетивой, оттянуть которую возможно только с помощью лебедки. Между рычагами установлена направляющая балка для направленного полета метательного снаряда: камня в баллисте и стрелы в катапульте.
Древнеримский автор I в. до н. э. Витрувий в своем трактате «Десять книг об архитектуре» приводит данные о конструкции катапульт:
«Пропорции катапульты и скорпиона зависят от длины стрелы, для которой предназначено орудие. Размер квадратного отверстия, через которое проходят торсионные жгуты, должен составлять одну девятую от этой длины… Жгуты скрученны либо из женских волос или кишок…
Закрутка жгута осуществляется до такой степени, когда жгут после удара по нему рукой издает ровный мелодичный звук по всей длине, такой же звук должен быть в другом жгуте…»[14]
У греков Герона и Филона все размеры катапульты также привязаны к длине стрелы:[15]
| Длина стрелы | Поперечный размер жгута | Вес стрелы | Вес катапульты | Расчёт |
| 70 см | 7.6 см | 225 г | 38 кг | 2-3 чел. |
| 90 см | 10.1 см | |||
| 114 см | 12.7 см | |||
| 137 см | 15.2 см | 1.8 кг | 262 кг | 5 чел. |
Катапульта стреляет по настильной траектории относительно легкими стрелами, обеспечивая высокую точность попадания; баллиста предназначена для поражения групповых целей методом навеса, то есть под высоким углом возвышения, чтобы послать тяжелый снаряд как можно дальше. Из сообщений античных авторов можно сделать вывод, что из катапульты удавалось прицельно поражать одиночных людей на большой дальности.
Наконечники стрел для катапульт длиной от 4 до 7 см (III—I вв. до н. э.)
Некоторые подробности по устройству катапульт, называя их балистрами, приводит ранневизантийский (VI в.) автор Прокопий Кесарийский: направляющая сделана из железной штанги; стрела вкладывается в выдолбленную деревянную колодку, которая приводится в движение тетивой.
«Когда из этой машины хотят стрелять в неприятелей, то, натягивая при помощи короткого каната, заставляют сгибаться деревянные части, которые являются краями лука, а в ложбинку колодки кладут стрелу длиною в половину тех стрел, которые пускаются из обыкновенных луков, толщиною же больше в четыре раза. Перьями, как у обычных стрел, они не снабжены, но вместо перьев у них приделаны тонкие деревянные пластинки, и по внешнему виду они совершенно похожи на стрелу. К ней приделывают острый наконечник, очень большой и соответствующий её толщине; стоящие по обе стороны при помощи некоторых приспособлений с великим усилием натягивают тетиву, и тогда выдолбленная колодка, двигаясь вперед, выкидывается и с такой силой выбрасывает стрелу, что её полет равняется минимум двойному расстоянию полета стрелы из простого лука.»[16]
В работе Афинея Механика, автора I века, цитируются достижения древнегреческого инженера Агесистрата, который послал 70-см стрелу (наименьший калибр стреломёта) на 3 с половиной стадии, то есть за 600 м, а тяжелая катапульта послала стрелу в 177 см за 700 м.
Германский артиллерийский офицер Шрамм в начале XX века строил и испытывал античные метательные машины. Ему удалось метнуть 88-см стрелу катапульты, построенной в соответствии с описанием Витрувия, на 370 м. Эти стрелы пробивали деревянный щит толщиною в 3 см, обитый железом, и проникали на половину своей длины.[13] По опубликованной информации других энтузиастов для стрел длиной от 0.7 до 1.2 м удавалось достигнуть дальнобойности в 300 м.
Современные катапульты
В настоящее время катапульты применяются для запуска снарядов и самолётов с авианосцев. Ведутся разработки по созданию катапульт для запуска грузовых космических кораблей с поверхности планет. Запускать пилотируемые корабли не представляется возможным ввиду слишком большого ускорения для живого организма.
Различают следующие виды современных катапульт:
· Гидравлическая катапульта — применялась для запуска самолётов с авианосцев до 1950 года.
· Паровая катапульта — применяется в настоящее время в артиллерии и ВВС. Снаряд или самолёт разгоняется под действием сжатой парогазовой смеси.
· Электромагнитная катапульта — Проходит испытания в ВВС США. Также возможно в будущем будет применяться для запуска грузовых космических кораблей с поверхности планет. Объект разгоняется под воздействием электромагнитного поля.
· Рельсотрон - Разновидность электромагнитной катапульты.
Баллиста
Балли́ста (лат. balistarum [1], от греч. βαλλιστης, от βαλλειν — «бросать») — античная двухплечевая машина торсионного действия для метания камней. Позднее в первых веках нашей эры под баллистами стали подразумевать стреломёты.
Общие сведения
Греки именовали подобные камнемёты «палинтонами», то есть стреляющими по навесной траектории, или «катапелтай петроболос», то есть буквально — камень против щита (пронзающий щит камнемёт?). Наиболее широко употребляется римское название данного орудия — «баллиста» (лат. ballista). Баллисты по конструкции мало чем отличаются от катапульт, различия возникают из-за метода стрельбы. В то время как катапульты стреляют стрелами (дротиками) почти горизонтально, баллиста предназначена для стрельбы камнями под большим углом возвышения.
Катапульты появились примерно в 399 до н. э.[2], о применении баллист достоверно известно с времени Александра Македонского. Видимо баллисты появились на 50—60 лет позже катапульт как их модификация. Если катапульты применялись против живой силы противника, то баллиста предназначена прежде всего для разрушения оборонительных или осадных сооружений. В рассказе об осаде Тира Диодор по-гречески так именует баллисту: «Александр установил камнеметные катапульты в соответствующих местах и заставил стены содрогаться от валунов, которые они метали.»[3]
Тяжелые типовые баллисты метали камни весом в 26 кг, в то время как вес дротика даже тяжелой катапульты не превышал 2 кг (см. статью Катапульта). Понятно, что баллиста была гораздо массивнее и сложнее катапульты. Однако и эффект от концентрированного применения десятков тяжелых баллист бывал сокрушителен для стен городов. Необходимо отметить, что баллиста использовалась для разрушения оборонительных сооружений по верхнему гребню стен — навесов, башен, метательных машин, защитных зубцов и для уничтожения защитников стены.
Калибр баллисты зависел от веса камня, как правило ограненного по форме ядра. Античными историками упоминаются баллисты, способные метать камни весом в пол-таланта (~13 кг) и талант (~26 кг) [4]. Как исключение приводятся сведения о более мощных баллистах под камни в 3 таланта (~78 кг).[5]Древнеримский автор I в. до н. э. Витрувий в своем труде перечисляет калибры баллист, начиная от 0.6 кг и до веса в 3 таланта. В византийском словареСуде упомянут камнемёт калибром в 2 таланта. [6]
|
|
|
