Устройство и классификация метательных машин.
Прототипы: праща и лук
Самым первым метательным устройством была праща. Как все знают, праща представляет собой кожаную или веревочную вроде бы авоську. В эту авоську вкладывали поначалу камень, а позднее стали использовать и небольшие свинцовые слитки. Потом авоську искусно раскручивали над головой, отпускали веревочку – и смертоносный предмет летел в лоб противнику.
Предмет летел, конечно, не очень прицельно. Однако за счет увеличения линейной скорости камня при отрыве от авоськи по сравнению с простым броском рукой, это был прогресс, первый шаг вперед на нелегком пути человечества к нейтронной бомбе.
Позднее, но никак не позже 1500 г. до н.э., появился лук. Называя столь позднюю дату, я не имею в виду, что именно тогда появился первый лук – ясно, что история метательных устройств подобного типа насчитывает многие тысячи, если не десятки тысяч лет. Я имею в виду лишь неоспоримо достоверную датировку массового применения луков в военном деле.
Вначале лук делался из цельного куска подходящего дерева. (В Средние Века самым подходящим считался испанский тис, а как обстояли дела с военными материалами в Египте или в Ассирии мне неизвестно.) Такой цельнодеревянный лук у современных исследователей называется простым.
Потом был изобретен лук композитный. Это уже своего рода HiTec. Композитный лук изготавливался по меньшей мере из трех частей:
1. Одной центральной, как правило прямой, за которую, собственно, лучник держал лук при стрельбе.
2. Двух "плечей" или "рогов", которые являлись упругими метательными элементами и изготавливались из дерева, из кости (рога крупных животных) или по более сложным технологиям, например выклеивались во много слоев из различных пород древесины.
Конструкция лука могла усиливаться дополнительными элементами, костяными или бронзовыми пластинами, металлическими или роговыми наконечниками в местах крепления тетивы и т.д.
Первыми композитный лук достоверно применили скифы в VI в. до н.э., но как любые "первые" они были наверняка по меньшей мере вторыми. В частности, у Гомера тоже описаны композитные луки. Другой вопрос, что датировка самих "Одиссеи" и "Илиады" по сей день остается под большим вопросом, а потому относить изобретение композитного лука ко временам Троянской войны (XII в. до н.э.?) было бы опрометчиво.
Забавно, что эти два вида ручного метательного оружия – праща и лук – по сути исчерпывают физические принципы, на которых работали серийные метательные машины Античности. Эти принципы таковы: использование потенциальной энергии согнутого/скрученного упругого элемента (как в луке) и удлинение плеча броскового рычага при вращательном движении для увеличения линейной скорости снаряда (как в праще).
Исследователи архаической военной техники на второй принцип обычно закрывают глаза, поскольку в любой метательной машине Античности в конечном итоге главным являлась энергия сгибания/скручивания. До принципа пращи дошли только в онаграх, а до этого все метательные машины представляли собой импровизации на тему лука или, если угодно, арбалета.
С этих импровизаций и начнем.
Гастрафет
Есть мнение, что метательные машины были изобретены ассирийцами приблизительно в VII в. до н.э. и позднее через персов и финикийцев заимствованы греками. Это вполне вероятно, однако за полным отсутствием конкретной информации муссировать тему ассиро-финикийской артиллерии я не буду, а перейду сразу к греческому гастрафету.
Гастрафет. Общий вид
Гастрафет ("брюшной лук") представляет собой по существу примитивный арбалет. Арбалет настолько тугой, что его для заряжания одним концом упирали в землю, а на другой конец, уперев его предварительно в живот, наваливались всем весом тела, отчего и происходит название "гастрафет". Наличие гастрафета в греческой армии начиная с IV в. до н.э. опровергает расхожее мнение о том, что арбалеты были изобретены не то китайцами в II в. до н.э. (как от вольной масти уверял Л.Гумилев), не то европейцами в X в. (как обычно утверждают поверхностные научно-популярные источники).
Гастрафет стрелял сравнительно короткими (40-60 см) стрелами с гранеными металлическими наконечниками.
Гастрафет в плане и его заряжающее устройство
Естественным развитием гастрафета стало увеличение его размеров, использование более тугого лука и появление заряжающего механизма с воротом.
Это были уже достаточно внушительные и тяжелые механизмы, которые использовались стационарно, а именно при осадах и обороне крепостей. Это были первые полноценные метательные машины, которые принято именовать станковыми луками .
Станковый лук (оксибелес)
Следующим шагом был переход от стрельбы стрелами по настильной траектории к метанию камней по облической или, если угодно, баллистической траектории. По этой причине такие машины принято называть баллистами, хотя в некоторых книгах подпись "баллиста" можно встретить и под стрелометом. Нет в научном мире порядка, нет стандартов и совершенства...
Для того, чтобы метать камни, тонкую тетиву заменили широкой полотняной/кожаной полосой, ложе расширили и придали ему значительный угол возвышения. Благодаря этим усовершенствованиям супостата можно было достать "навесом", через крепостную стену.
Тенсионные и торсионные машины
Мы подходим к еще двум весьма важным дистинкциям. Во-первых, к переходу от не-торсионных (англ. non-torsion) машин к торсионным (англ. torsion). (Вместо неблагозвучного термина "не-торсионные" иногда используют другой термин – тенсионные (англ. tension), однако это не вполне одно и то же, поскольку есть еще гравитационные машины, которые рассматриваются ниже.) Во-вторых, мы подходим к разделению на эвтитоны и палинтоны.
Не-торсионными называют либо те метательные машины, принцип действия которых основан на сгибании плечей лука, являющегося основой конструкции метательной машины (тенсионные машины), либо те, которые используют энергию поднятых на высоту противовесов и/или мускульную силу обслуги (гравитационные машины). Торсионными – машины, в которых произошел переход к использованию энергии скручивания толстых канатов из пучков жил животных, конского волоса или человеческих волос. Второй принцип более эргономичен и надежен.
Для того, чтобы использовать энергию скручивания, потребовалось изменить конструкцию метательных механизмов. Основой торсионных машин становится не лук, а рычаг, вставленный в канат из воловьих жил / человеческих волос. На цветном изображении палинтона оба рычага, на которые натянута тетива, видны хорошо, а сами пучки жил просматриваются неважно.
Мощный греческий палинтон
Зато на схематичной иллюстрации отлично видны оба пучка жил и оба рычага.
Рама двухплечевой торсионной машины
Обязательным атрибутом новых метательных машин становится рама, к которой крепятся торсионные элементы (жилы/волосы), и которая в свою очередь прикреплена к ложу, служащему направляющей для камня, стрелы или другого метательного снаряда.
В это же время возникает жесткое разделение торсионных метательных машин на палинтоны (palintonon, греч. камнемет) и эвтитоны (euthytonon, греч.стреломет).
Скорпион
Онагры
Венцом развития античной артиллерии исследователи называют онагр. Он появляется в римской армии в III в. до н.э. и не исчезает из военных сводок вплоть до падения Римской империи.
Онагр (схема)
По существу, онагр представляет собой одноплечевой палинтон. Упругий элемент в нем один и, в отличие от двухплечевых машин, расположен горизонтально . В конструкции онагра наконец-то происходит полный отказ от миметического следования внешней форме лука и своеобразный откат к принципу пращи.
"Классически"-голливудская катапульта "с ложкой" является скорее упрощенческой фантазией реквизиторов, нежели данью исторической истине. Снаряд настоящего, исторического онагра размещался обычно не в "ложке", а в праще, подвешенной к верхнему концу метательного плеча на достаточно длинных веревках . Когда метательное плечо ударялось о стопорную балку, влекомая инерцией праща выводила снаряд в верхнюю точку дуги, что придавало ему дополнительную кинетическую энергию.
Онагр (общий вид)
Конечно, не исключено использование и "ложечных" онагров. Из общих механических соображений следует, что при прочих равных условиях онагр с "ложкой" должен был иметь меньшую дальность выстрела, но более крутую траекторию полета снаряда и несколько большую техническую надежность.
Основные направления развития античной артиллерии
Если онагры представляли собой аналог тяжелой осадной артиллерии XX в., то скорпионы можно сравнить со скорострельной полевой артиллерией, предназначенной для стрельбы прямой наводкой . Скорпионы были достаточно компактными и технически совершенными двухплечевыми стрелометами и широко использовались в римской армии со времен I Пунической войны (середина III в. до н.э.).
Скорпион и хиробаллистра в плане
Скорпионы также использовались римлянами и в качестве корабельной артиллерии. Онагры на кораблях устанавливались значительно реже; мне известен только один случай, а именно осада Марцеллом Сиракуз, когда римские корабли были использованы в качестве носителей осадной техники и, в частности, онагров.
Дальнейшее развитие метательных машин в Античности шло по следующим направлениям:
– облегчение конструкции, повышение точности, стандартизация деталей;
– замена некоторых деревянных частей бронзовыми или железными; в частности, как в хиробаллистре Герона ;
– создание многоствольных скорпионов и псевдоавтоматических многозарядных камне- и стрелометов (полиболы).
Хиробаллистра Герона (общий вид)
Полибол Дионисия (схема)
Метательные машины в Средние Века
В Средние Века к торсионным и не-торсионным машинам в Европе прибавились машины с противовесами и машины, использующие мускульную силу от нескольких до нескольких тысяч солдат. Этими машинами стали требюше и перрье (перьеры). В них вообще не было упругих элементов.
Вместо упругих элементов в требюше применялась потенциальная энергия противовесов, поднятых на большую высоту мускульной силой обслуги. Во всем остальном требюше представляли собой громоздкие и мощные одноплечевые камнеметы. Требюше имели сравнительно низкую скорострельность, но зато их калибр мог достигать 1000 фунтов (400 кг). Свои снаряды требюше могли метать на дальность 50-400 м.
Перрье же являлись уменьшенными по физическим размерам требюше, в которых, однако, отсутствовал противовес. Метание снарядов осуществлялось обслугой, которая резко и согласованно дергала за канаты, прикрепленные к основанию плеча (рычага) перрье. Такие требюше можно назвать "мускульными" или "ручными". Бриколи представляли собой ручные требюше, в которых, однако, все-таки имелся небольшой дополнительный противовес.
Также в Средневековье появились спрингалды. Это было своеобразное не-торсионное оружие, использующее для метания стрелы энергию оттянутой назад упругой доски. С классификаторной точки зрения такой спрингалд можно назвать одноплечевым гастрафетом, хоть и звучит это дико.
Наряду с тенсионными спрингалдами существовали спрингалды торсионные, представляющие собой вариации на темы античных скорпионов.
Тогда же, в Средние Века, в Германии был изобретен эйнарм – своеобразная метательная машина, по принципу действия сходная с тенсионным спрингалдом, но предназначенная для метания камней.
Возможно, встречались – правда, весьма редко – гибридные камнемёты, использующие один вертикальный рычаг, который, отводясь назад, натягивал лук. Такое сооружение следовало бы по логике вещей именовать двухплечевым гастрафетом-онагром, но этот диковинный классификационный гибрид может служить разве что иллюстрацией к абсурдности стремления быть наукообразным.
Римская легионная баллиста
Автор статьи А. Зорич
http://xlegio.ru/throwing-machines/antiquity/engines-design-...
(с.) сайт http://xlegio.ru