Базовая физика меча⁠⁠

Знакомьтесь! Пикабу, это Меч. Меч, это Пикабу.

Казалось бы, все мы знакомы со словом "меч" и имеем некое представление о том, что это слово значит.

Но знают ли современные люди в действительности о чём идёт речь?

На самом деле - нет. И это не удивительно, ведь мечами мы не пользуемся, а большая часть популяции черпает свои знания из произведений массовой культуры, которые порой... не очень реалистичны.

*где-то вдали слышится бесконечная пистолетная очередь и взрыв автомобиля*

И даже люди, владеющие чем-то-вроде-мечей, могут иметь заблуждения, поскольку физические характеристики объекта определяются его назначением.

Мечи для сценического фехтования вместо лезвия имеют широкие ударные кромки (больше площадь соприкосновения - меньше опасность) и упоротое сечение, из-за чего мечи становятся очень тяжёлыми; а мечи реконструкторов, участвующих в турнирах вроде Battle of Nations, из-за специфики могут иметь ещё и смещённый центр тяжести, так что больше похожи на дубинки; всякая же декоративная фигня вообще не должна иметь никаких специальных характеристик, её задача - соответствовать представлениям покупателя о красоте.

Я же буду рассказывать о параметрах боевых мечей. Мечей, задача которых состоит в защите владельца и уничтожении противника в заданных условиях. Это их суть и смысл существования, это то, что определяет все их характеристики.

И начнём с самого простого: как вы думаете, сколько весит меч, изображённый на вступительном изображении?

Скорее всего вы ошиблись в большую сторону. Это Барон от Albion Swords, длинный меч (двуручный, полутораручный, называйте как хотите) типа XIIa по типологии Оукшотта, и при общей длине 120 см, а длине клинка 95 см, он весит 1670 грамм. Почему не больше? Потому что он из стали, а не из свинца, у него есть остриё, дол, лезвия, нет странных фэнтезийных украшений и т.д.

(но на самом деле это и так довольно массивный меч, бывают и полегче)

А ещё у него центр тяжести расположен не впереди как у топора, а гораздо ближе к гарде. Не очень похоже на дубинку для нанесения дробящих ударов, не правда ли? (@Cosmosnash и @MaxixAx, привет). Однако, если вы хотите выяснить, как сражались мечами, то лучше посмотреть средневековые фехтовальные манускрипты (сайт, увы, на английском), а этот пост о распределении массы, узлах вибрации и точках опоры.

И чтобы было понятно дальнейшее, следует разобраться с терминологией, потому что разные части меча можно называть по-разному и следует сразу пояснить, какую терминологию использую я.

Терминология

(на самом деле там есть больше всякого разного, но в данном посте оно не нужно)

Меч состоит из Клинка и Эфеса.

Эфес включает в себя:

1. Рукоять, за которую меч держат руками.

2. Гарду, которая защищает руки.

3. Навершие, которое круглое (иногда) и тяжёлое (часто).

Клинок, это та длинная узкая стальная херня, которая торчит из эфеса и включает в себя:

1. Лезвия, режущие кромки меча (на самом деле весьма острые).

2. Дол, углубление на клинке, которое ближе выглядит так:

и нужно для снижения веса без снижения прочности.

3. Остриё, которым колют. Европейский меч не только для рубки, да.

Клинки бывают разных типов сечения и это крайне интересная тема, но данный пост про чуть более простую физику. Например, про

Центр тяжести и распределение массы

Про центр тяжести, наверное, многие знают. Это та точка, в которой оружие находится в равновесии. Найти её просто: положите меч на палец или что-то такое. Если меч не падает ни в какую сторону, то он лежит точно на искомой точке.

У сабель он обычно дальше от рукояти, а у рапир ближе к ней. Чем дальше центр тяжести, тем мощнее получается рубящий удар, а чем он ближе, тем слабее, но зато управлять клинком становится проще, да и оружие кажется легче. Возьмите, например, топор и полапайте его сначала за один конец, а потом за другой.

Меч потому и не имеет баланс топора, что должен двигаться быстро и точно (а ещё при ударе скорость важна не меньше массы, так что надо умудриться меч хорошо разогнать, да).

Помимо центра тяжести важно и распределение массы в целом. Ведь масса важна не сама по себе, а дело в эффективной массе.

Представьте два куска стали, одинаковой длинны, одинакового веса и с одинаковым центром тяжести. Первый как гантеля с большими концами, а второй наоборот имеет острые концы и увеличен в центре. Если мы попытаемся придать им вращение, то обнаружим, что гантель требует больше усилий, а остроконечный более подвижен.

Чем больше массы, тем большее нужно приложить усилие чтобы отправить часть в движение или остановить её.

Точки опоры

Определение точек опоры поможет получить более точную информацию о распределении массы, особенно если вы используете Weapon Dynamics Computer чтобы рассчитать параметры своего меча.

Опустите меч острием вниз, легко возьмите его двумя пальцами за рукоять у гарды и начните горизонтально раскачивать. Вы заметите, что на клинке есть точка, которая не двигается. Вот она нам и нужна.

(чисто теоретически она может быть вообще за пределами меча, но тогда вам, вероятно, следует его выкинуть).

Теперь следует точно так же взять меч за рукоять у навершия и проделать всё то же самое. Точка тоже должна сместиться выше. Можно дополнительно полапать и в других местах рукояти, но нас больше всего интересуют именно эти места, потому что в бою именно к этим частям рукояти прикладывается усилие.

Как правило, полученные точки располагаются рядом с узлом вибрации на клинке.

Узлы вибрации.

Скорее это узлы не-вибрации, на самом деле.

При ударе меч вибрирует. Да вообще в принципе что угодно при ударе вибрирует. Иногда настолько сильно, что, например, стуча плохим молотком, вполне можно отбить себе руку.

А в случае с мечом это плохо ещё и потому, что вибрирующий клинок рубит как-то не очень хорошо.

Но на мече, к счастью, есть точки нулевой вибрации. Одна находится на клинке, в той точке, которой наносится удар, а другая где-то под руками (у разных мечей чуть по-разному, но если она вообще хрен знает где, то у вас проблемы).

Если бить по цели правильной областью меча, то и рубится лучше, и руки не отваливаются.

Чтобы найти эти точки... рубаните что-нибудь.

Ну или можно постучать по мечу и глазами посмотреть где он не вибрирует.

На гифках, к сожалению, это видно очень плохо и нет смысла их вставлять, но, в общем, это будет где-то здесь:

Помимо этого, у меча существует множество других важных параметров и свойств, но пост уже и так стал слишком длинным, да и вообще там формулы сложные, а я художник.

Надеюсь, мне удалось показать вам хоть небольшую часть истинной функциональной красоты настоящих мечей.

Люди прошлого определённо не были идиотами. Да, они мыслили немного иначе, жили в условиях ограниченного доступа к информации, не обладали современными методами исследования и проектирования, но совершенно точно не были глупее современных людей.

Мечи это не тупые дубинки, которыми лишь бы замахнуться и с криком "А-А-А-А-А!!!" заебашить во что-нибудь посильнее. Это сложные и тщательно спроектированные инструменты, способные действовать в заданных условиях максимально эффективно. Может быть, даже произведения искусства, потому что некоторые из них по пропорциям очень близко подходят к золотому сечению, а вся конструкция мечей сводится к попыткам сочетать противоположности, из чего и рождается Гармония.