С древних времен арбалет известен как очень точное и убойное оружие дальнего действия. Арбалет представляет собой деревянное ложе, к которому присоединили сложносоставной или стальной лук.
Благодаря специальному зацепному механизму, его тетива легко фиксируется, что дает стрелку возможность сосредоточиться на прицеливании. Особая конструкция этого оружия позволяет использовать даже тяжелые стрелы, которые поражают цель с той же точностью, что и обычные стрелы.
История арбалета
Изначальная концепция арбалета возникла примерно в 400-м году до н.э. В ту пору оружие имело название «гастрафет», которые могло запускать двухметровые стрелы на дальность до двухсот метров. Таким образом, гастрафет был более дальнобойным оружием, чем стандартный лук.
В основном арбалет использовался как охотничье оружие, и до одиннадцатого века его никто не рассматривал как эффективный способ устранения противников на поле битвы. Однако воины с Ближнего Востока, уже успевшие по достоинству оценить преимущества арбалета во время многочисленных боев за контроль над землями, вновь популяризировали это оружие среди европейцев.
Арбалеты во время битвы при Гастингсе
Например, во время битвы при Гастингсе в середине одиннадцатого века норманны активно применяли арбалеты против своих саксонских противников. Кроме того, это оружие приобрело немалую популярность и среди крестоносцев.
Стрельба из арбалета не оставила равнодушным и самого Ричарда I Львиное Сердце. Считается, что он великолепно умел обращаться с этим оружием, лично застрелив из него ни один десяток людей.
Интересно, что и сам король погиб от арбалетной стрелы во время осады крепости Шалю-Шаброль.
В конце двенадцатого века арбалеты поступили на вооружение флота и пехоты. Начали формироваться специальные отряды арбалетчиков, все чаще становившиеся важными участниками сражений. Некоторые отряды входили в состав многих армий и воевали за деньги.
К примеру, мятеж английских баронов в начале тринадцатого века был успешно подавлен, в том числе, с помощью трехсот арбалетчиков, моментально уничтоживших конные войска противников. Конечно же, арбалетчики находились по обе стороны боя.
В том же 1215 году капитуляцию объявил гарнизон мятежников, сдавшийся в Рочестере. Согласно указу Иоанна Безземельного, все пленные рыцари могли получить свободу за выкуп. Однако это распоряжение не касалось особо опасных арбалетчиков, которых отправляли на виселицу без каких-либо исключений.
Довольно скоро отряды арбалетчиков приобрели особый статус в составе оборонительных сил крепостей. Например, в гарнизоне замка Сафет, который располагался на Святой земле, числилось около трехсот арбалетчиков. Примерно то же количество арбалетов (и почти 267 тысяч прилагающихся к ним стрел) было обнаружено при осмотре оружейных запасов в тридцати французских замках домена Капетингов.
А в арсенале нормандской крепости Паси-сюр-Эр наличествовали пять больших арбалетов, 25 арбалетов со стременем и почти 40 арбалетов, зарядить которые можно было только при помощи ног.
Конструкция арбалета
Самые первые модели арбалетов обладали простейшей конструкцией: деревянный лук прикрепляли к ложе, а натягивание тетивы происходило вручную. Стрела, выпущенная из такого оружия, имела скромную дальность стрельбы (около ста метров) и могла убить лишь воина без доспехов.
Чуть позже участники Крестовых походов узнали о конструкциях сложносоставных луков, а также о разных материалах для их изготовления. Например, с внутренней стороны лук проклеивался специальными пластинками из китового уса - они работали на сжатие.
На фото арбалет со сложносоставным луком
Сухожилия, проклеенные с внешней стороны, работали на растяжение. Для варки клея использовали сушеные рыбьи пузыри.
Просушка изделия длилась как минимум один год. По окончании этого процесса рога лука изгибались в обратную сторону и имели сильное напряжение. Натягивание тетивы подобного арбалета было весьма непростой задачей, поэтому довольно быстро были придуманы механические приспособления.
В начале тринадцатого века появился механизм, известный как «поясной крюк». Для натягивания стрелку требовалось повернуть арбалет луком вниз и зацепить стальной крюк за центральную часть тетивы. Затем стрелок вставлял одну ногу в стремя, находящееся в передней части оружия, распрямлял тело и тянул арбалет вниз, прикладывая существенные усилия для натяжки тетивы.
Заряд арбалета с помощью ноги
В четырнадцатом веке в Европу попал новый ближневосточный вид натяжного крюка - так называемая «козья ножка». Это был специальный поворотный рычаг, оснащенный с двойной вилкой, конец которого упирался в поперечный штифт на ложе оружия. Вилка же зацепляла тетиву, и с помощью рычага натягивала ее до зацепного механизма. Стрелок мог без особого труда приложить усилие в двести килограмм, и натянуть даже самые убойные арбалеты тех времен.
Арбалет с механизмом натяжения тетивы «козья нога».
К началу пятнадцатого века было налажено изготовление луков из стали. Сохранив их прежние размеры, мастера обеспечили подобным лукам куда большую убойную силу и долговечность. Для натяжки тетивы подобного арбалета использовали «кранекин», т.е. съемный реечно-редукторный ворот. Ременная петля закрепляла его механизм к арбалетному ложу, а тетива зацеплялась крючками, соединенными с зубчатой рейкой. С помощью кранекина арбалетчик мог приложить усилие в 1100 килограмм. Однако натягивание тетивы требовало около тридцати оборотов рукоятки, на что уходило порой до сорока секунд.
Одновременно с этой системой появился и съемный ворот, в состав которого входили промежуточные блоки и рукояти, закреплявшиеся к ложу оружия. С помощью данного ворота арбалетчик мог приложить усилие примерно в 800 килограмм, что давало возможность тратить на взвод оружия максимум полминуты. Тем не менее этот громоздкий ворот был весьма неудобен в бою, поскольку его нужно было постоянно присоединять к арбалету.
Арбалет с механизмом натягивания «кранекин».
Арбалетный зацеп представлял собой простой и надежный механизм, где тетива закреплялась за выступ бронзового или костяного «ореха». На выступе обычно делали специальный вырез, служивший прицелом.
Для изготовления тетивы применяли лен повышенной прочности, пеньковый жгут, а также шнур из воловьих жил или сыромятных ремешков. Поскольку тетива постепенно растягивалась, ее подвергали регулярной замене. Тетива также портилась и при воздействии воды на нее, поэтому для хранения арбалетов использовали специальные кожаные чехлы.
Арбалетные стрелы, именуемые «болтами», изготавливались из дерева. Они обладали длиной до 40 сантиметров, толщиной около полутора сантиметров и весом около 70 грамм.
Для того чтобы стабилизировать траекторию полета, к стрелам часто прикрепляли «крылышки» из древесины или кожи. Наконечники обладали черешковой конструкцией и головкой в форме пирамид.
Прицельная дальность арбалета
В пятнадцатом веке наиболее убойный арбалет, оснащенный луком из стали, мог запустить стрелу на расстояние до 400 метров. Прицельная дальность арбалета с составным луком была примерно 250 метров - столько же могла пролететь стрела, выпущенная из традиционного лука. Однако такая стрела, во-первых, была не в состоянии поразить цель на своем излете, а во-вторых, ее движение по определенной траектории могло мгновенно прерваться из-за ветра.
Арбалетный болт же радовал стрелков куда более боеспособными аэродинамическими параметрами.
На расстоянии прицельной стрельбы по одиночным мишеням (около 90 метров) арбалетный болт успешно пробивал любую вражескую броню, будь то кольчуга, пластинчатые доспехи или рыцарские латы.
Благодаря этой особенности арбалетчики имели возможность удерживать лучников вражеской армии на достаточном расстоянии, запуск стрел с которого был фактически бесполезен.
И все же у арбалета был один недостаток перед луком - низкая скорострельность. За одну минуту достойный лучник мог успеть запустить около десяти стрел, тогда как арбалетчик за это же время успевал выстрелить всего лишь пять раз из легкого арбалета или два раза из тяжелого.
Помимо этого, арбалетчик должен был стараться убивать противников с первого выстрела, иначе во время длительной перезарядки оружия цель могла покинуть зону поражения.
При взводе арбалета стрелок становился легкой мишенью для врагов, поэтому его зачастую прикрывал второй воин со специальным щитом.
СОВРЕМЕННЫЕ АРБАЛЕТЫ - ОСНОВЫ, ТЕРМИНОЛОГИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ
Часть 1
Популярность этого оружия растёт, всё больше людей хотят прикоснуться к этому прекрасному образцу людского прогресса. Ведь человечество всегда стремилось поражать цели более быстро, более точно, с большего расстояния. Кто-то хочет прикоснуться к мечте детства, кто-то охотится, кто-то изготовить арбалет собственными руками, а кому-то нравится просто пострелять по мишени. У большинства новичков в арбалетном деле возникает множество вопросов по поводу, какой арбалет купить или изготовить, что такое «колодка», «направляющая», «кивер», «кабель», чем «блочник» отличается от «классики» и многие другие вопросы.
Действительно, бывшее мощное метательное оружие древних армий испытывает некую «эпоху Возрождения» в наше время, теперь оно доступно практически всем. Любой гражданин, достигший 18-тилетнего возраста и имеющий при себе паспорт, может приобрести арбалет с силой дуги до 43 кг, у которого есть соответствующий сертификат. Естественно имеются и ограничения – в нашей стране арбалеты с силой натяжения свыше 43 кг считаются оружием, и охота с ним запрещена. То есть, даже имея охотничий билет, поохотится с арбалетом пока не судьба. Возможно, через какое-то время, в нашем законодательстве что-то в этом плане изменится, и охотник сможет ощутить, что такое быть один на один с мощным зверем, когда заряжена одна стрела и нет права на ошибку, так как перезарядка арбалета, даже с взводным рычагом, занимает достаточно много времени. Естественно, на охотнике с арбалетом лежит больше ответственности, так как возможности произвести повторный выстрел и добить подранка - нет. Выстрел должен быть произведён с небольшой дистанции и наверняка в области, несовместимые с жизнью животного.
Смысл данной статьи не в том, чтобы рассказать, откуда и как появился арбалет (самострел), а объяснить, из каких частей состоит арбалет, какие арбалеты бывают, какие аксессуары используются к ним, типы боеприпасов, натяжные устройства и т.п.
1. Основные части арбалета и основные термины
Современный арбалет, конечно, принципом работы (выброс метаемого снаряда тетивой, удерживаемой спусковым механизмом, посредством спускового рычага (крючка), за счёт запасённой энергии упругого элемента (дуги, плеч), расположенного поперёк ложа) не отличается от своего, более старшего собрата, однако конструкция претерпела достаточно сильные изменения.
Вначале рассмотрим основные части арбалета на примере аппарата, так называемой, «классической» компоновки (рис. 1). Самым заметным отличием ее от обычной старинной схема арбалета, будет лишь наличие раздельных плеч вместо цельной дуги. Но так как подавляющее большинство современных арбалетов имеет такие раздельные плечи, то они фактически и есть «классика» нашего времени.
Рис.1. Основные части арбалета.
Рис.2. Арбалет с единой ложей-направляющей
Все части арбалета крепятся на едином профиле – направляющей. Есть арбалеты, в которых все детали крепятся непосредственно к ложу и такая деталь, как таковая отсутствует. В таком случае – направляющей называют жёлоб, в котором помещается стрела. Пример такого арбалета на рис.2. Обратите внимание – представленный на последнем рисунке арбалет, имеет также более простые – прямые плечи. Направляющая не должна иметь никаких изгибов и кривизны, ведь по сути – это «ствол» арбалета. Сами понимаете, какова будет стрельба из оружия с кривым дулом. Направляющая, в той части, по которой будут ходить тетива и стрела, полируется для лучшего скольжения снаряда и меньшего износа обмотки тетивы. Так же, дополнительно используют смазку. Тетиву натирают воском (пчелиным или специальным для тетивы).
Как упоминалось выше, в большинстве современных арбалетов дуга сделана разрезной, то есть фактически мы имеем два отдельных плеча. Во-первых, это позволяет поднять плечи так, чтобы они располагались на уровне верхнего края направляющей без наклона, что позволяет уменьшить трение тетивы о направляющую; во-вторых, это позволяет располагать плечи более параллельно направляющей; и, в третьих, для удобства транспортировки. Очень важно, чтобы оба плеча имели одинаковые характеристики по геометрическим параметрам и по физическим свойствам.
Плечи крепятся к направляющей или непосредственно к ложу с помощью колодки – к этой детали, несущей серьёзную нагрузку, предъявляются достаточно жёсткие требования по прочности и по геометрии. Ведь от точности ее изготовления будет зависеть синхронность работы плеч, а от прочности – надёжность и здоровье стрелка. Вообще, в арбалете, для правильной работы и для точной стрельбы – точность изготовления механизмов должна быть на достаточно высоком уровне.
Рис.3. Арбалет-пистолет с отдельной надстройкой над замком
Тетива - важная и очень ответственная часть арбалета. Она должна отвечать нескольким требованиям – быть прочной, лёгкой, гибкой, не тянуться и хорошо держать рывок. Преимущественно, на современных арбалетах плетётся тетива из синтетического волокна дайнема (Dyneema). Из этих же волокон делается и рыболовная плетёнка, которая, из-за её большого выбора и доступности, является одним из лучших материалов для самостоятельного плетения тетивы. На тетиве, в местах трения о направляющую и на петлях, накидываемых на концы плеч, делается обмотка, к примеру, из капроновой нити. Такую обмотку перематывают по мере её истирания – в основном это касается боевой части, где тетива изнашивается сильнее всего.
В задней части направляющей монтируют спусковой механизм (СМ), который также ещё называют замком. Этот механизм удерживает тетиву во взведённом состоянии и позволяет легко отпустить ее при нажатии на спусковой крючок (рычаг). Он может быть собран прямо в направляющей или иметь отдельный корпус, монтируемый в неё. Если направляющая, как отдельная деталь отсутствует, то замок врезается непосредственно в ложе. Корпус СМ-а арбалета в верхней части обычно имеет надстройку, на которую монтируются прицельные приспособления или планки, типа «ласточкин хвост», планка Вивера или Пикатинни, под всевозможные оптические или коллиматорные прицелы. Так же на надстройке крепят прижим для стрелы, который представляет собой пластинчатую пружину, удерживающую стрелу от выпадения в заряженном арбалете. На некоторых арбалетах, надстройка не является частью замка, а крепится отдельной деталью к арбалету над СМ-ом (рис.3). Существуют надстройки, которые могут регулироваться – у них меняется угол наклона, что даёт приспособить прицельные приспособления арбалета к более дальним дистанциям, ведь полёт стрелы по настильности (прямолинейности) сильно уступает огнестрельному оружию. Хотя, по моему скромному мнению, это не имеет особого смысла, так как скорость стрелы с расстоянием достаточно сильно падает, и время, за какое она пролетит, к примеру, 200 м – достаточно большое. Естественно, и убойность на таком расстоянии невелика.
Рис.4. Сборка основных частей арбалета
Немного о ложе арбалета. В принципе, больших отличий от лож огнестрельного оружия, в нём нет. Единственно, за счёт надстройки и высоко поднятых прицельных приспособлений, линия приклада располагается выше. Направляющая в сборе с остальными частями арбалета крепится в ложе или, как говорилось уже выше – все части арбалета монтируются на самом ложе. Пример сборки основных частей арбалета показан на рис.4.
2. Классификация арбалетов
По государственными стандартами РФ [Изменение № 1 ГОСТ Р 51905-2002 Арбалеты спортивные, арбалеты для отдыха и развлечения и снаряды к ним. Технические требования и методы испытаний на безопасность], арбалеты принято делить на:
арбалеты универсальные спортивно–охотничьи и матчевые спортивные, являющиеся метательным оружием и предназначенные для использования на спортивной охоте, в учебно–тренировочном процессе и при проведении соревнований;
арбалеты спортивные (традиционные, полевые и др.), не относящиеся к метательному оружию, являющиеся спортивным инвентарем, предназначенным для использования в учебно–тренировочном процессе и при проведении соревнований;
арбалеты для отдыха и развлечения, не относящиеся к метательному оружию, являющиеся изделиями хозяйственно–бытового назначения, предназначенными для проведения досуга и занятий массовым спортом;
арбалеты, изготовленные самодельным способом (в части определения их принадлежности к метательному оружию при проведении криминалистических экспертиз).
Основным критерием градации является сила дуг арбалета (табл.1).
Таблица 1
По этому же госту существует следующая ниже таблица классификации (табл.2). Это то, что касается законодательства и стандартов РФ.
Таблица 2
Рис.5. Спортивный матчевый арбалет.
Но мне хотелось бы предложить несколько другую классификацию современных арбалетов.
Классификация по назначению:
1. Спортивные матчевые арбалеты
2. Копии, реплики старинных арбалетов
3. Арбалеты для развлечения и отдыха
4. Охотничьи арбалеты.
С матчевыми арбалетами (рис.5), в общем-то, всё ясно – это обособленный класс арбалетов, являющихся спортивным снарядом и одновременно, по криминалистическим требованиям РФ – оружием. На них мы подробно останавливаться не будем.
Рис.6. Реплика средневекового арбалета (автор "Dirty" Burdwood)
Дальше, вторым классом, идут копии и реплики старинных арбалетов - боевых, спортивных и охотничьих арбалетов, изготовлявшихся до XX в. То есть - это и греческие гастрафеты, и аркебузы (арбалет со стволом), и шнепперы с балестрами (арбалеты, стреляющие пулями), а также классические арбалеты, с совершенствуемыми на протяжении веков взводными устройствами – с поясным крюком, с «козьей ногой», с английским воротом, с кранекином. Естественно, по тем же криминалистическим требованиям, большинство копий, особенно аутентичных, будут являться оружием. А вот реплики старинных арбалетов имеют сходство с оригиналами только внешнее, да и то, часто и внешние отличия столь существенны, что только полностью неискушённому в арбалетах человеку, такие изделия могут показаться копией (рис.6). Материалы для изготовления могут быть любыми, включая разнообразные полимеры. Вот такие самострелы вполне могут укладываться в рамки законных 43-х кг. Копии и реплики старинных арбалетов, в основном, являются сувенирно-музейной продукцией, а так же стезёй фанатов-реконструкторов этого оружия. Хотя, за границей имеется достаточно большое количество арбалетных союзов, которые специализируются именно на старинных арбалетах, проводят встречи, выставки и соревнования по стрельбе. Но всё же, такие арбалеты мало подходят для развлекательной стрельбы, особенно это касается копий, в силу их мощи (опять пресловутые «43 кг»), сложности изготовления боеприпасов (форма старинных болтов в основном веретенообразная), которые часто просто разлетаются в щепу при ударе о мишень.
Позволю себе некое сравнение – увлечение старинными арбалетами сродни курению трубки. Это проявление некого эстетизма, вот послушайте, как такие люди отзываются о своём увлечении: «…чтобы получить удовольствие от курения трубки, нужно время. Это сигарету Вы можете курить на бегу, на работе, в туалете. Трубка - это ритуал. Выберите часок - другой, расслабьтесь. Пусть суета оставит Вас на время. Медленно и аккуратно забейте трубочку. Удобно откиньтесь в любимом кресле. Любовно прикурите ее и наберите полный рот ароматного дыма. Выпустите клуб дыма и почувствуйте, как в нем растворяются все Ваши проблемы. Вашу руку греет нежная и преданная подруга, а в красоте ее, в извилинах узоров дерева и плавных линиях, Вы каждый раз будете открывать для себя что - то новое. Такую красоту и преданность в женщинах иногда найти сложнее, чем в трубках…» (http://voffka.com/archives/2006/09/19/029976.html
).
Перейдём, к так называемым, арбалетам для развлечения и отдыха. Большинство, представленных на рынке арбалетов, именно этого класса. Сюда входят арбалеты-пистолеты и арбалеты винтовочного типа всех конструкций, не превышающие пикового усилия взведения тетивы в 43 кг. Многие арбалеты в этой группе из следующего - охотничьего класса, но с ослабленными по стандартам нашей страны плечами. Хотя и с 43-х килограммовыми плечами, особенно это касается блочных арбалетов, в силу их конструктивных особенностей, можно поохотиться на мелкую дичь и птицу. К примеру, один из рекордсменов по скорости стрелы Bowtech "Desert Stryker" (рис.7), комплектовался для РФ ослабленными плечами в 43 кг.
Рис.7. Bowtech "Desert Stryker"
Никаких серьёзных конструктивных отличий в охотничьих арбалетах нет. Главное – это их мощные плечи - до 80 кг в блочниках и до 150 и более в классических арбалетах. Что позволяет с хорошей энергией отправить тяжёлую стрелу с наконечником типа «бродхед» (трёх-четырёх лезвийные охотничий наконечник) в цель. Естественно, охотничьи арбалеты – это всегда самые дорогие и наиболее хорошо укомплектованные аппараты.
Классификация по конструкции силовой части.
1. Арбалеты с классическими плечами:
a) с простыми плечами;
b) с рекурсивными плечами.
2. Арбалеты блочной конструкции:
a) с полиспастной системой в 2, 4, 6 и 8 роликов;
b) с круглыми эксцентричными блоками;
c) с овальными эксцентричными блоками;
d) с бинарными эксцентриками.
3. Арбалеты с неклассическим расположением плеч:
a) с обратными плечами;
b) с другим расположением плеч и с системой роликов (блоков).
Разберём по порядку выше перечисленные конструкции. Простые плечи в свободном состоянии без тетивы представляют собой прямую или немного выгнутую к стрелку пластину (монолук) или пару таких пластин (разрезные плечи). Большинство старинных арбалетов имели монолук, в современных же арбалетах большее распространение получили разрезные плечи. Пример простых раздельных плеч - модель канадской фирмы «Excalibur» для подросткового поколения (рис.. Так же, такие плечи не редки у самодельщиков по причине доступности материала (рессоры от автомобилей, а так же другие пружинные элементы – пилы, торсионы) и простоты изготовления. Пример самоделки автора с плечами из диска от циркулярной пилы приведён на рис. 2.
Рис.8. Арбалет Excalibur «Apex Light»
Основное же количество современных арбалетов «классической» компоновки комплектуется рекурсивными плечами. Такие плечи, отличаются от прямых тем, что имеют на концах характерный и довольно заметный изгиб вперед. В свободном состоянии, без тетивы, законцовки таких плеч, как правило, уходят вперед дальше линии тетивы и даже дальше середины лука, образуя выгнутую от стрелка дугу (рис.10). Степень рекурсивности может варьироваться в широких пределах. Практически все арбалеты, выпускаемые той же фирмой «Excalibur» имеют такие плечи (рис.9, 10).
Рис. 9. Арбалет Excalibur «Equinox» с рекурсивными плечами.
Рис. 10. Передняя часть арбалета Excalibur «VIXEN» с плечами без тетивы.
Рекурсивные плечи также могут быть моно (рис. 11) или разрезными.
Рис.11. Арбалет Barnett «Commando» с рекурсивной моно дугой.
И простые, и рекурсивные плечи делаются с заужением от корня к концам. Часто и по ширине - и по толщине. Это сделано для того, чтобы плечи изгибались при натяжении равномерно по всей длине, или даже чуть сильнее к законцовкам, что способствует повышению КПД работы плеч – снижается масса, возрастает скорость распрямления плеч.
Рекурсивность помогает достичь ещё большей эффективности работы. Изогнутые законцовки плеч дают дополнительный рычаг, который по мере натягивания тетивы как бы увеличивает длину плеча, изменяя расстояние от центра поворота (от центра лука) до тетивы.. То есть, по мере увеличения сопротивления дуги, также увеличивается рычаг за который мы преодолеваем это сопротивление. Благодаря этому рекурсивный лук тянется равномернее, его усилие по всему рабочему ходу меньше изменяется, и при равном с обычным (простым) луком натяжении, рекурсивный лук имеет гораздо больший преднатяг*, что даёт ему возможность до самого конца толкать стрелу с большим усилием. Фактически происходит частичное изменение «передаточного числа» усилия дуги на тетиву.
(*Лук с установленной тетивой, но в невзведённом состоянии предварительно напряжён, то есть имеет преднатяг. Величина преднатяга подбирается таким образом, чтобы материал, из которого изготовлены плечи, имел запас прочности на требуемом рабочем ходе тетивы. То есть, находится компромисс между мощью дуги и свойствами материала, из которого она изготовлена. Говоря простыми словами, укорачиваем тетиву – увеличиваем преднатяг, соответственно изменяется мощь лука в большую сторону, но и увеличивается шанс его поломки с вытекающими последствиями возможной травмы стрелка.)
Следующей ступенью развития арбалетов стали системы с полиспастом. Полиспаст представляет собой обоймы с одним или несколькими круглыми подвижными роликами (рис 12). В теории, в зависимости от кратности (количества ветвей троса и количества роликов) полиспаста, можно добиться снижения усилия натяжения тетивы от двух до четырёх раз (системы с двумя, четырьмя, шестью, восьмью роликами) и увеличить скорость движения тетивы при выстреле в такое же количество раз.
Рис.12. Принцип действия блока и полиспаста. а – одиночный блок (с одним тросом, протянутым по желобу единственного шкива); б – комбинация из двух одиночных блоков с единым тросом, охватывающим оба шкива; в – пара двужелобковых блоков, по четырем спаренным желобам которых проходит единый трос.
Так же, система с полиспастом позволяет уменьшить поперечные габариты арбалета, так как ход конца плеча в них значительно меньше при обычной длине рабочего хода. На практике же кроме плюсов имеются и минусы этой системы: потери на трение троса о ролики, на трение их осей, на перемещение массы серёг плеч (серьги – это обоймы роликов на конце плеч), не параллельность ветвей троса (тетивы, которая в полиспастных системах значительна).
На рис. 13 представлен пример, как при добавлении пары роликов и одинаковом ходе концов плеч, увеличивается ход тетивы.
Рис.13. Сравнение полиспастной системы с простыми плечами.
На большинстве полиспастных арбалетов заводских конструкций восемь роликов (рис. 14). С двумя роликами арбалеты чрезвычайно редки (рис.15), как и с шестью – могу в пример привести только прекрасный самодельный арбалет «Рысь» от Zmeelink’а (рис.16). С четырьмя роликами встречается много самодельных аппаратов (рис.17), есть и заводские (рис.1.
Рис.14. Арбалет Интерлопер «Чёрный питон».
Рис.15. Арбалет от Ralph’а
На заводских и на многих самодельных арбалетах, средние ролики связаны со следующей парой тягой, как на рис. 14, 17, 18, но практика показала, что лучше их делать жёстко закреплёнными на направляющей, что даёт опустить их ниже уровня роликов на концах плеч, не мешая свободному ходу тетивы и распрямлению плеч (рис. 16, 19).
Рис. 16. Арбалет «Рысь» от Zmeelink’а
Рис. 17. Арбалет от daf13
Рис. 18. Арбалет-пистолет Интерлопер «Аспид».
Рис. 19. Арбалет с восьмью роликами, средние закреплены жёстко
Для оптимальной работы полиспастных систем, плечи, относительно направляющей, должны располагаться как можно более параллельно к ней, так как тетива воздействует на концы плеч посредством роликов, которые стремятся изгибать плечи не к стрелку, а друг другу. То есть, чем острее угол между плечом и направляющей, тем лучше. Конечно же, если плечи поставить параллельно, то это значительно уменьшит поперечные габариты арбалета, но и увеличит продольные. Поэтому здесь стоит искать «золотую середину» - и плечи редко располагают под меньшим, чем 45 градусов углом к направляющей. Хорошее решение предложил на http://forum.arbalet.info/viewtopic.php?t=2802&postdays=0&postorder=asc&start=960
igora - псевдопараллельные плечи (рис. 19).
Рис. 19. Псевдопараллельные плечи, автор igora
Как это описал сам автор: «Суть предложеного 2-го метода - сделать так, чтобы плечи обычного цельного монолука работали так-же как параллельные ложу (к чему все производители и стремятся) оставаясь при этом обычной дугой и даже вообще без изгиба. Попутно увеличивается передаточное число используемого полиспаста. Причем, например, на рисунке, полиспаст во 2-м варианте даст передаточное число примерно как у 8-ми роликового, а реально при этом добавлено их только два. Ну и (и главное!) выправится направление сил прилагаемых к плечу). Самый большой косяк что вижу - длинная тетива, но не длиньше ведь чем у 8-и роликового».
Плечи полиспастных арбалетов делаются короткими и жёсткими, часто без заужения по ширине и толщине, ведь ход конца плеча в этих системах небольшой, а усилие, которое должны создавать плечи в разы выше, чем в «классических» системах. Материал заводских плеч - однонаправленный стеклопластик. Самодельных, чаще всего, - рессоры от автомобилей,
Полиспаст передает усилие от плеч на тетиву через некоторое передаточное число (которое обычно понижает усилие и увеличивает ход). Но поскольку это передаточное число постоянное, то с возрастанием, по мере изгиба, усилия на дуге – оно аналогично возрастает на тетиве. Чтобы избавится от этого, и ещё более улучшить стрелковые качества арбалетов, появились, так называемые блоки. Они позволяют передавать усилие от плеч на тетиву с переменным передаточным числом, обеспечивая этим, вне зависимости от степени изгиба дуги и усилия на ней, на тетиве всегда желаемое усилие. Одни из самых простых блоков - круглые эксцентрические блоки. Это уже более сложная по сравнению с полиспастом система – каждый блок состоит из двух, закреплённых вместе, роликов, ось, на которой он вращается смещена относительно центра (рис. 20). Тетивы две – одна, из двух частей, соединяющая силовые ролики блоков и противоположные концы плеч, называется силовой или технической тетивой (синяя с жёлтой развилкой на рисунке), и вторая – боевая или скоростная тетива, которая непосредственно разгоняет стрелу (белая с красной обмоткой, рис. 21).
Рис.20. Круглые эксцентрические блоки (отверстие под ось выделено)
Рис. 21. Система с круглыми эксцентрическими блоками
Схема расположения и запасовки тетив в системах с круглыми эксцентрическими блоками показана на рис. 22. Также, концы силовых тетив могут крепиться не на ролики на концах осей блоков (рис. 21), а посредством переходной детали под блоком, крепящейся к оси (рис. 23).
Из-за того, что силовая тетива проходит не на много ниже скоростной, возникла необходимость её несколько опустить, чтобы она не мешала нижнему оперению стрелы. Поэтому во всех арбалетах с эксцентриками имеется характерная прорезь под силовую тетиву, с бегающей внутри неё по направляющей деталью с двумя прорезями под левую и правую силовые тетивы (рис. 22).
Рис.22а. Расположение блоков, тетивы и отжимающей детали (вид сверху)
Рис.22б. Расположение блоков, тетивы и отжимающей детали (вид снизу)
Ещё одна особенность эксцентриков - в конце натяга, работой блока обеспечивается так называемый, сброс – резкое уменьшение усилия натяга. Поэтому у таких арбалетов сила натяжения меряется по пиковому усилию, а не при доведении тетивы до срабатывания замка, как при простой и рекурсивных дугах или в полиспастных системах.
Рис. 23. Арбалет Barnett «Lightning» с круглыми эксцентриками.
Следующей ступенью развития арбалетов стало применение вместо круглых блоков – овальных эксцентриков (рис. 24.). Форма этих блоков только напоминает овал, но на самом деле она более сложная. Дело в том, что в таких блоках, управление усилием на тетиве осуществляется не только простым смещением оси блока, но и изменением самой формы роликов образующих блок. Это позволяет формировать на тетиве абсолютно любое желаемое усилие на всем ее рабочем ходе. Небольшая иллюстрация работы овального эксцентрика (рис. 25 (автор andrey 74)) показывает, как меняется передаточное число между силовой и скоростной частью блока в процессе его раскручивания.
Комбинируя формы и размеры силовой и скоростной части блока, а так же их соотношение друг с другом, можно подобрать оптимальные характеристики усилия, скорости и ход тетивы для конкретных плеч. Примеры арбалетов с овальными эксцентриками на рис. 26, 27, 28.
Рис. 24. Овальные эксцентрические блоки
Рис. 25. Иллюстрация работы овального эксцентрика (автор andrey 74)
Рис.26. Ten Point «Phantom»
Рис. 27. Darton «Serpent»
Рис. 28. Арбалет Parker «SAFARI CLASSIC»
На некоторых моделях арбалетов с овальными эксцентриками блоки устанавливаются в противоположном направлении и тетива ложится с противоположной от стрелка стороны – это, так называемые, «зеркальные блоки» (рис.29). В таком случае, арбалет становится несколько компактнее в продольном направлении, чем при обычном расположении эксцентриков.
Рис. 29. Арбалет Parker «Cyclone»
В последнее время наметилась тенденция увеличения блоков практически до размеров лучных. За счёт сматывания большего количества тетивы с блоков, мы получаем больший ход тетивы, а значит, что поперечные габариты арбалетов можно ещё уменьшить. При том, что с такими большими эксцентриками ход тетивы арбалетов приблизился к 45 см! Самми яркими представителями нового поколения арбалетов и рекордсменами по скорости стрелы, являются арбалеты PSE «TAC-15» (рис. 30) и Bowtech "Stryker" (рис.32). Оба арбалета по-своему уникальны.
Остановимся чуть подробнее на TAC-15. За счёт его огромных эксцентриков, ширина от оси до оси блоков в невзведённом состоянии составляет 42.5 см, а в взведённом – 29.8 см. А ход тетивы рекорден для арбалета – 45 см! При пиковом усилии в 77.2 кг, он способен посылать стрелу, весом 425 гран (26.44 г) со скоростью 125.6 м/с. В данное время – это абсолютный рекорд для арбалетов. Развиваемая при этом кинетическая энергия до 217 Дж, достаточна для охоты на любое крупное животное. Ещё арбалет необычен тем, что задняя часть арбалета от автоматической винтовки AR-15 (М16) – как известно, эта винтовка имеет модульную конструкцию (рис. 31). Поэтому любое оружие на основе М16, можно легко превратить в арбалет. TAC-15 имеет встроенное устройство взведения лебёдочного типа. Ещё один момент – стрела у этого арбалета не лежит на направляющей, а как у лука – опирается передним краем на полочку. Да и стрелы, рекомендованные производителем, так же имеют рекордную длину для арбалетов – 26.25 дюйма (~66.7 см)!
Рис. 30. Арбалет PSE «TAC-15».
Рис. 31. Винтовка AR-15
Рис. 32. Арбалет Bowtech "Stryker"
Арбалет Bowtech "Stryker" имеет немного более скромные характеристики, он запускает стрелу, массой в 425 гран, со скоростью 123.4 м/с, имея при этом кинетическую энергию в 210 Дж. Ширина его от оси до оси блока в ненатянутом состоянии составляет 69.2 см, а в натянутом – 61.6 см, пиковая сила натяжения – 79.45 кг при ходе тетивы в 432 мм. Но есть у "Stryker" одна особенность – бинарные эксцентрики, что относит его к следующему подклассу блочных арбалетов.
В чём же их отличия бинарных эксцентриков от обычных овальных? Постараемся разобраться. У всех блочных арбалетов есть одна нехорошая особенность – центр их тетивы (упор стрелы) может смещаться в левую или правую сторону из-за того, что каждый вращается независимо, вследствие чего точность стрельбы падает. В бинарных системах же на блоках имеется дополнительный третий шкивчик, на который наматывается другой конец силовой тетивы правой или левой стороны, за счёт чего и происходит синхронизация (рис.33. (автор igora)). На рис. 34 приведён для наглядности пример бинарного эксцентрика блочного лука.
Рис. 33. Иллюстрация работы бинарных эксцентриков от igora
Рис. 34. Бинарный эксцентрик блочного лука
Ещё гениальный Леонардо да Винчи придумал схему арбалетов с обратными плечами (рис. 35), и только в недавнее время арбалеты такой схемы стали производить серийно. Первой ласточкой стал арбалет Armcross "LeoPro", созданный российскими конструкторами (рис.36). Основными преимуществами таких арбалетов являются: компактность (уменьшенные продольные и поперечные габариты), более удачная развесовка, сниженная отдача выстрела, ведь плечи при стрельбе двигаются не от стрелка, а как бы друг другу и немного «в плечё». На рис. 37 видно, насколько компактен "LeoPro". Из недостатков арбалета можно выделить острый угол натягивания тетивы (рис. 3, из-за которого арбалет удобно взводить только при помощи взводного устройства, а так же, чисто гипотетически, можно предположить, что излишне близко расположенные к лицу стрелка плечи при поломке, могут его травмировать.
Рис. 35. Схемы Леонардо да Винчи
Рис. 36. Арбалет Armcross "LeoPro"
Рис. 37. Арбалет Armcross "LeoPro" с созданным специально для него разгрузочным жилетом
Рис. 38. Взведение арбалета Armcross "LeoPro" при помощи натяжного устройства (показано ниже правее)
Рис. 39. Арбалет Horton “Recon 175”
Ещё один арбалет с обратными плечами выпускает компания Horton – «Recon 175» (рис. 39). Обратите внимание, что оба самых известных арбалета с обратными плечами имеют круглые эксцентрики, что не мешает им показывать весьма неплохие характеристики – начальная скорость стрелы доходит до 99 м/с.
Такие арбалеты нецелесообразно делать классической компоновки, то есть без блоков, так как плечи будут «убегать» в противоположную от натяжения сторону и КПД, относительно арбалетов с классически расположенной дугой, будет значительно ниже.
Недавно появился ещё один игрок в стане арбалетов с обратными плечами – “Scorpyd “ (рис. 40). Согласно новым тенденциям, блоки у него бинарные и имеют большие размеры. Заявленная начальная скорость стрелы – 425 футов в секунду, что соответствует 129.5 м/с! Ход тетивы этого компактного арбалета достигает рекордных 52 см!
Рис. 40. Арбалет “Scorpyd “ SLP
Среди самоделок также встречаются арбалеты подобной конструкции. Практически все имеют подобную «LeoPro» конструкцию, но в основном с полиспастной системой в два или четыре ролика (рис.41, 42, 43).
Рис.41. Арбалет от OLEKS
Рис.42. Арбалет от sa1982
Рис. 43. Арбалет от френка
Итак, пришла пора коснуться последнего типа арбалетов с неклассическим расположением плеч – это арбалет, который выпустила швейцарская фирма Swiss Crossbow Makers – “Twinbow II” (рис. 44). Этот арбалет необычен не только расположением и работой плеч, но и своеобразным устройством взведения (рис.45). При компактных размерах (длина 875 мм, ширина 420 мм) и ходе тетивы всего 197 мм, он обладает очень хорошей мощностью – с натяжением в 180 кг, скоростью стрелы до 113 м/с и энергией в 145 Дж! При натяжении тетивы, плечи становятся практически параллельно, работают через систему роликов оба конца каждого плеча. Вследствие, отдача при стрельбе из столь мощного арбалета практически не ощущается.
Рис.44. Арбалет “Twinbow II”
Рис.45. Взведение арбалета “Twinbow II”
Имеется несколько самодельных арбалетов, сделанных по схеме “Twinbow II”. На арбалете gunsmith111 (рис.46) реализована твиновская система без взводного рычага. А вот на арбалетах shushai реализована главная фишка швейцарцев – взвод рычагом (рис. 47 и 4.
Рис. 46. Арбалет от gunsmith111
Рис. 47. Арбалет «Сумрак» от shushai
Рис. 48. Арбалет «Циклон» от shushai
ЧАСТЬ 2
3. Спусковые механизмы современных арбалетов.
Как уже говорилось выше, спусковой механизм (замок) арбалета может быть неотъемлемой частью конструкции направляющей (ложа) или может монтироваться в отдельном корпусе. Последние встречаются значительно чаще как у производителей арбалетов, так и у самодельщиков, в силу удобства монтажа уже готового спускового механизма (СМ) в любое место.
При всём разнообразии современным арбалетных спусковых механизмов, замки можно разделить на три основных типа:
а) с нижним зацепом (орехом, сухарём) (рис. 49а);
б) с верхним зацепом (рис. 49б).
в) с неподвижным зацепом (штырьевой замок) (рис. 49в)
а)
б)
Рис. 49. Спусковые механизмы с нижним (а) и верхним (б) зацепом
Внимание: при использовании материалов данной статьи ссылка на сайт , а так же указание автора статьи ОБЯЗАТЕЛЬНЫ!
В Европе, начиная примерно с XI в. и на протяжении 500 лет арбалет был чрезвычайно широко распространенным оружием. Его (в станковом варианте) использовали в основном для защиты различных объектов, например замков и кораблей. Ручные арбалеты повсеместно использовались в полевых сражениях. Кроме того, арбалет сыграл значительную роль в познании свойств различных материалов (поскольку при его изготовлении приходилось учитывать действие многих сил) и законов движения в воздушной среде (ведь стрела арбалета должна была обладать определенными летными качествами). К изучению принципов, лежащих в основе стрельбы из арбалета, не раз обращался Леонардо да Винчи.
Мастера, изготовлявшие луки, арбалеты и стрелы, не знали математики и законов механики. Тем не менее проведенные в Университете Пардю испытания образцов старых стрел показали, что этим умельцам удалось достичь высоких аэродинамических качеств.
С виду арбалет не кажется сложным. Его дуга, как правило, укреплялась впереди, поперек деревянного или металлического станка – ложи. Специальное приспособление удерживало натянутую до отказа тетиву и отпускало ее. Направление полета короткой арбалетной стрелы задавалось либо желобом, вырезанным наверху ложи, в который закладывалась стрела, либо двумя упорами, закреплявшими ее спереди и сзади. Если дуга была очень упругой, то для натягивания тетивы, на ложе устанавливалось специальное устройство; иногда оно было съемным и его носили вместе с арбалетом.
Конструкция арбалета имеет два преимущества по сравнению с обычным луком. Во-первых, арбалет в среднем дальше стреляет, и вооруженный им стрелок в поединке с лучником остается недосягаемым для противника. Во-вторых, конструкция ложи, прицела и спускового механизма во многом облегчала обращение с оружием; оно не требовало от стрелка особой подготовки. Зацепные зубья, которые удерживали и отпускали натянутую тетиву и стрелу, являются одной из ранних попыток механизировать некоторые функции человеческой руки.
Единственно, в чем арбалет уступал луку, – это в скорости стрельбы (не совсем так, есть еще 1 параметр по которому лук превосходит арбалет - это цена. Лук намного дешевле в производстве, естественно это касается ординарного оружия). Поэтому использовать его в качестве боевого оружия можно было только при наличии щита, за которым воин укрывался во время перезарядки. Именно по этой причине арбалет в основном был распространенным видом
вооружения крепостных гарнизонов, осадных отрядов и судовых команд.
Классический средневековый арбалет с композитной дугой из Южного Тироля 1475 года.
АРБАЛЕТ был изобретен задолго до того, как получил широкое распространение. Относительно изобретения этого оружия существуют две версии. По одной считается, что впервые арбалет появился в Греции, по другой – в Китае. Примерно в 400 г. до н. э. греки изобрели метательную машину (катапульту) для метания камней и стрел. Ее появление объяснялось стремлением создать оружие более мощное, чем лук. Первоначально некоторые катапульты, по принципу действия напоминающие арбалет, по-видимому, не превосходили его по размерам.
В пользу версии о происхождении арбалета в Китае говорят археологические находки спусковых механизмов из бронзы, датируемые 200 г. до н. э. Хотя факты, свидетельствующие о первом появлении арбалета в Греции, являются более ранними, письменные китайские источники упоминают об использовании этого оружия в сражениях в 341 г. до н. э. Согласно другим данным, достоверность которых установить сложнее, арбалет был известен в Китае еще на одно столетие раньше.
Археологические находки говорят о том, что арбалет в Европе применялся на протяжении всего периода от античной эпохи до XI-XVI вв., когда он стал наиболее распространенным. Можно предположить, что повсеместному его использованию до XI в. препятствовали два обстоятельства. Одно из них заключается в том, что вооружение войска арбалетами обходилось значительно дороже, чем луками. Другая причина – малое количество замков в тот период; исторически важную роль замки стали играть лишь после завоевания Англии норманнами (1066 г.).
С повышением роли замков арбалет стал незаменимым оружием, используемым в феодальных распрях, которые не обходились без яростных схваток. Фортификационные сооружения в до-норманнский период обычно были очень простыми и служили главным образом убежищами для живших поблизости людей. Поэтому за крепостными стенами необходимо было держать оружие, чтобы отражать нападения завоевателей. Норманны осуществляли власть на завоеванных территориях с помощью небольших тяжеловооруженных военных отрядов. Замки служили им для укрытия от коренных жителей и отражения нападений других вооруженных отрядов. Дальность стрельбы из арбалета способствовала надежной защите этих убежищ.
В течение столетий после появления первых арбалетов неоднократно предпринимались попытки усовершенствовать это оружие. Один из способов, возможно, был заимствован у арабов. Арабские ручные луки относились к тому типу, который назывался составным, или сложным.
Их конструкция полностью соответствует этому названию, поскольку они изготовлялись из различных материалов. Составной лук обладает явными преимуществами по сравнению с луком, сделанным из одного куска дерева, поскольку последний имеет ограниченную упругость, определяемую природными свойствами материала. Когда лучник натягивает тетиву, дуга лука с внешней (от лучника) стороны испытывает натяжение, а с внутренней – сжатие. При чрезмерном натяжении древесные волокна дуги начинают деформироваться и на внутренней ее стороне появляются постоянные "морщины". Обычно лук держали в согнутом состоянии, и превышение некоторого предельного натяжения могло вызвать его поломку.
В составном луке к внешней поверхности дуги крепится материал, способный выносить большее натяжение, чем дерево. Этот дополнительный слой принимает на себя нагрузку и уменьшает деформацию древесных волокон. Чаше всего в качестве такого материала использовали сухожилия животных, особенно ligamentum nuchae – большой эластичный узел, проходящий вдоль позвоночника и над плечами у большинства млекопитающих. Испытания показали, что такой материал, если он правильно обработан, выдерживает натяжение до 20 кг / кв. мм. Это примерно в четыре раза больше, чем может выдержать самое подходящее дерево.
Для внутренней стороны лука использовали материал, работающий на сжатие лучше, чем дерево. Турки для этих целей использовали бычий рог, допустимое усилие сжатия которого около 13 кг / кв. мм. (Дерево выдерживает сжимающие нагрузки в четыре раза меньше.) О необычайно высокой осведомленности лучных дел мастеров о свойствах различных материалов можно судить и по тому, какие клеи они использовали при изготовлении луков. Самым лучшим считался клей, приготовленный из неба волжского осетра. Разнообразие необычных материалов, применявшихся в лучном деле, говорит о том, что многие конструктивные решения достигались опытным путем.
Итальянский арбалет 16 века, со стальной дугой. Натянуть тетиву в боевое положение на таком "монстре"
вручную было невозможно, для этого использовались специальные приспособления, о которых рассказано будет ниже.
АРБАЛЕТЫ с составными дугами были распространены в средние века, включая эпоху Возрождения. Они были легче арбалетов со стальной дугой, которые начали изготовлять в начале XV в.; при одинаковом натяжении тетивы они стреляли дальше и были более надежными (здесь скорее всего неточность перевода: стальная дуга была явно мощнее композитной). Действие составных дуг интересовало Леонардо да Винчи. Его рукописи свидетельствуют о том, что с их помощью он изучал поведение различных материалов под нагрузкой.
Появление стальной дуги в средние века было зенитом в развитии конструкции арбалета. По своим параметрам он мог бы уступить только арбалету, изготовленному из стеклопластика и других современных материалов. Стальные дуги обладали такой гибкостью, какую прежде не мог обеспечить ни один из органических материалов. Спортсмен викторианской эпохи Ральф Пейне-Гэллви, написавший трактат об арбалете, провел испытания большого военного арбалета, натяжение тетивы которого равнялось 550 кг, посылавшего 85-граммовую стрелу на расстояние 420 м. Э. Хармут, специалист по истории арбалета, утверждает, что существовали дуги с натяжением в два раза большим. Однако в средние века наиболее распространенными были арбалеты с натяжением менее 45 кг. Даже специальными облегченными стрелами они стреляли не далее 275 м.
С достижением более высоких натяжений стальные дуги перестали выигрывать в эффективности. Увеличение массы дуги ограничивало ее способность сообщать стреле большее ускорение. Из-за трудностей получения стальных слитков большого размера арбалетные дуги, как правило, сплавляли из многих кусков металла. Каждое место сплавления понижало надежность арбалета: в любой момент дуга в этом месте могла сломаться.
Более мощные арбалеты требовали надежных спусковых механизмов. Следует отметить, что спусковые механизмы, использовавшиеся европейцами и обычно состоявшие из поворачивающегося зуба и простого рычажного спуска, уступали китайским, которые имели промежуточный рычажок, позволявший производить выстрел коротким и легким нажатием на спусковой рычаг. В начале XVI в. в Германии начали использовать многорычажные спусковые механизмы более совершенной конструкции. Интересно, что несколько раньше Леонардо да Винчи придумал такую же конструкцию спускового механизма и расчетным путем доказал ее преимущества.
Швейцарский арбалет с композитной дугой. Около 1470 года. Во вставке слева-вверху разрез дуги этого арбалета. В нижней части уложены роговые пластины, которые на снимке получились оранжевыми. Поверхность пластин покрыта насечками, благодаря которым они идеально подходят друг к другу. Неизвестно, какой клей использовался для соединения роговых деталей, но в целом технология была весьма успешной, так как арбалет получался симметричным, сбалансированным и способным выдерживать большую нагрузку «Спина» дуги арбалета выполнена из сухожилий, снаружи рога обтягивали пергаментом, берестой или, как здесь, плотной бумагой с узором.
АРБАЛЕТНАЯ стрела также видоизменялась с течением времени. Перед тем как проследить его эволюцию, рассмотрим силы, действующие на стрелу лука. При стрельбе из обычного лука стрела в момент прицеливания должна быть расположена между центром груди лучника и пальцами его вытянутой руки. Относительное расположение этих двух точек определяет направление полета стрелы после отпускания тетивы.
Силы, действующие на стрелу в момент ее отпускания, однако, не совсем совпадают с линией прицела. Отпущенная тетива толкает торец стрелы по направлению к центру лука, а не в сторону. Следовательно, чтобы стрела не отклонялась от заданного направления, она должна слегка прогнуться в момент пуска.
Требуемая гибкость стрелы для традиционного лука налагает ограничение на количество сообщаемой ей энергии. Например, было установлено, что стрела, предназначенная для лука с натяжением до 9 кг, при стрельбе ею из арбалета с натяжением 38 кг может изогнуться так сильно, что ее древко переломится.
В связи с этим в античную эпоху, когда стали использоваться арбалеты и катапульты, были придуманы стрелы новой конструкции. Благодаря тому что поверхность ложи арбалета обеспечивала совпадение направления движения тетивы с первоначальным направлением полета стрелы, а специальное направляющее устройство позволяло без помощи рук удерживать ее в определенном положении, стало возможным делать арбалетные стрелы более короткими и менее упругими. Это в свою очередь облегчило их хранение и ношение.
О конструкции стрел, появившихся в то время, можно судить по двум дошедшим до наших дней основным типам. Стрела одного типа в два раза короче обычной, лучной стрелы. Она резко расширяется к заднему концу и имеет несколько лопаток, или оперение, которые слишком малы, чтобы стабилизировать стрелу в полете. Торцевая часть стрелы захватывается зацепными зубьями.
Стрелы другого типа не имеют лопаток. Их металлическая передняя часть составляет треть их длины, а деревянное древко сокращено до минимума. Эти стрелы также имеют расширяющуюся к хвостовой части форму. Общая их длина менее 15 см.
Конструктивные особенности этих стрел говорят о том, что мастерам Древнего Рима, которые первыми изобрели их, были знакомы летные качества тел различной формы. Сегодня нам понятно, что оперение, которое предотвращает вращение стрелы в полете, является основной причиной ее торможения. Уменьшение его размеров позволило бы увеличить дальность полета стрелы при условии, что она не поворачивается в сторону, что еще больше затормозило бы ее полет. Этого можно избежать, заострив древко, т. е. сделав его в передней части уже, чем в задней. Если стрела с таким древком начнет поворачивать в сторону, то давление воздуха на более широкую заднюю часть будет выше, чем на переднюю; за счет этого направление полета стрелы выравнивается.
Можно также предположить, что древко имеет центр давления (точка равновесия всех действующих на него аэродинамических сил), расположенный за центром тяжести. На цилиндрической стреле без оперения эта точка будет находиться примерно посередине древка. У расширяющейся стрелы центр давления смещается к задней части. Поскольку центр давления расположен за центром тяжести, устойчивость стрелы с расширяющимся древком выше, чем с цилиндрическим, а за счет отсутствия оперения ее лобовое сопротивление меньше.
Расширяющееся древко способствует также более равномерному распределению давления воздушной массы на его поверхность. Используя терминологию современной аэродинамики, можно сказать, что пограничный слой менее подвержен разрушению. Уменьшение длины стрелы также улучшает ее летные качества, поскольку с увеличением длины турбулентность воздушного потока, параллельного цилиндрической поверхности, увеличивается, поглощая большую энергию.
ДРУГИМ фактором, от которого зависит эффективность стрельбы стрелами с расширяющимся древком, является конструкция оперения. Для удержания болта захватывающими зубьями спускового механизма в его оперении делалась специальная выемка. Как и расширяющаяся форма древка, наличие выемки способствует более равномерному обтеканию стрелы воздухом, уменьшению энергопоглощающей турбулентности позади нее.
В раннее средневековье мастерам, изготовлявшим луки и арбалеты, не были знакомы законы движения воздуха и силы, возникающие на поверхности тел при их движении в воздушной среде. Такие понятия, как воздушный поток и лобовое сопротивление, появились только во времена Леонардо да Винчи. Нет сомнения, что арбалетные стрелы были созданы главным образом методом проб и ошибок. Вероятно, их создатели руководствовались стремлением достичь максимальной дальности полета и наибольшей силы удара.
Тем не менее конструкция арбалетных стрел отличается совершенством. Испытания в аэродинамической трубе, проведенные нами в лаборатории аэродинамических исследований Университета Пардю, подтверждают это. Испытаны были обычная стрела для боевого лука, какими пользовались в средние века, относящаяся к тому же периоду арбалетная стрела и два типа стрел для катапульты. Полученные результаты следует интерпретировать с некоторой осторожностью, так как размеры исследуемых объектов, особенно самого малого, приближались к порогу чувствительности измерительной аппаратуры. Но даже при этих предельных условиях эксперимента удалось получить весьма интересные данные. Во-первых, самая маленькая стрела, которая целиком сохранилась, если не считать небольших повреждений в оперении, судя по полученным данным стабильно сохраняла свое положение при всех допустимых углах полета.
Во-вторых, сравнительный анализ отношений лобового сопротивления к массе для всех четырех типов стрел показал, что стрела для лука значительно уступала по своим летным качествам трем остальным. Массу стрелы можно рассматривать как меру ее способности сохранять кинетическую энергию. Если бы все эти стрелы были запущены с одной и той же скоростью, то масса каждой из них определяла бы запас энергии стрелы в начальный момент. Скорость расходования энергии зависит от лобового сопротивления. Малое значение отношения лобового сопротивления к массе означает вероятность того, что дальность полета стрелы будет большой.
У стрелы для лука это отношение примерно в два раза больше, чем у арбалетных стрел. Можно допустить, что если бы средневековым и более ранним мастерам в создании стрел для лука удалось преодолеть конструктивные ограничения, то они могли бы разработать более оптимальную конструкцию. Существующая же конструкция стрелы настолько хорошо соответствовала имеющимся в то время материалам, что ее геометрия не совершенствовалась на протяжении того периода, пока лук считался основным оружием.
ВСЕ ЭТИ усовершенствования диктовались острой потребностью в арбалетах. Часто в мирное время на территории замков размещались гарнизоны, состоящие в основном из стрелков, вооруженных арбалетами. На хорошо защищенных аванпостах, таких, как английский порт Кале (на северном побережье Франции), в запасе находилось 53 тыс. арбалетных стрел. Владельцы этих замков обычно закупали стрелы большими партиями – по 10-20 тыс. штук. Подсчитано, что за 70 лет с 1223 по 1293 г. одна семья на территории Англии изготовила 1 млн. арбалетных стрел.
На основании этих фактов можно сказать, что начало массовому производству было положено задолго до промышленной революции. Подтверждением этому может служить использовавшееся в то время простое приспособление из двух скрепляемых деревянных брусков, образующих нечто похожее на тиски: в имеющиеся в деревянных брусках углубления вставлялась заготовка стрелы для последующей обработки. Для изготовления лопаток оперения использовались металлические пластины с пазами, в которые вставлялись заготовки. Такое приспособление давало возможность получить нужные размеры и симметричную форму лопаток.
Другое устройство – строгальная машина, которая, вероятно, предназначалась как для обточки древка стрелы, так и для прорезания пазов, в которые вставлялись лопатки оперения. Стержни из деревянных заготовок небольшого диаметра было нелегко изготовить на примитивных токарных станках того времени, так как при обработке режущим инструментом заготовки изгибались. В строгальной машине режущий инструмент из металла закреплялся в деревянном бруске с двумя зажимами на противоположных сторонах.
Брусок передвигался вдоль зажимного устройства, которое прочно удерживало заготовку стрелы. Режущий инструмент снимал стружку до тех пор, пока брусок не доходил до поверхности зажимного устройства. Таким образом достигался автоматический контроль толщины срезаемого слоя и направления резания. В результате стрелы получались почти одинакового размера.
НА СМЕНУ арбалету пришло огнестрельное оружие. Популярность древнего арбалета стала падать. Однако им еще продолжали пользоваться в морских сражениях. Причина заключалась в том, что арбалет не имел запала, и для стрелка он был безопасным в отличие от огнестрельного оружия, которое в первое время нередко поражало самого стрелка. Кроме того, фальшборт на судне служил хорошим прикрытием, за которым можно было спокойно перезаряжать арбалет. Более тяжелые арбалеты продолжали использовать в китобойном промысле. Огнестрельное оружие постепенно вытеснило арбалет и в охоте на суше.
Исключение составляли арбалеты, которые стреляли камнями или пулями. Этот вид оружия в охоте на мелкую дичь применяли вплоть до XIX в. То, что эти арбалеты, стрелявшие дробью или пулями, имели много общего с огнестрельным оружием, свидетельствует о взаимном влиянии двух видов вооружения в процессе их эволюции. Такие элементы огнестрельного оружия, как ложа, спусковой крючок, требующий слабого нажатия, и прицельное приспособление, были заимствованы у арбалетов, и в первую очередь у спортивных. Такие арбалеты и сейчас еще не вышли из употребления.
Появление в XX в. стекловолоконных материалов привело к созданию составных арбалетов нового поколения. Стеклянные волокна по своим свойствам не уступают натуральным жилам, а их клеточная структура так же прочна, как бычий рог. Хотя в возрождении лучной стрельбы арбалет еще во многом отстает по своей популярности от лука, у него тоже есть немало приверженцев. Современный стрелок из арбалета имеет в своем распоряжении "оружие" намного более совершенное по сравнению с тем, каким оно было в средние века.
АНГЛИЙСКИЙ АРБАЛЕТ. На его деревянной ложе указана дата изготовления – 1617 г. Пластина из слоновой кости с инкрустацией говорит о том, что этот арбалет был охотничьим; военный арбалет вряд ли имел бы такую художественную отделку. Для натяжения тетивы арбалета требовалось усилие, превышающее сто килограммов, поэтому арбалетчик использовал специальный механизм с зубчатой передачей. В ложе арбалета имеется гнездо, которое, вероятно, предназначалось для этого механизма. Тетива показана в натянутом состоянии. В таком положении она удерживалась зацепными зубьями, которые отпускали ее при нажатии на спусковой крючок, располагавшийся снизу ложи. Выпущенная из арбалета короткая стрела длиной 30,5 см пролетала расстояние около 400 м. Дуга арбалета крепилась к ложе с помощью кольца и жгутовой обвязки. Рисунок сделан с арбалета из коллекции музея Военной академии США в Вест-Пойнте (шт. Нью-Йорк).
ТРИ АРБАЛЕТА изображены на картине итальянского художника XV в. Антонио дель Поллайоло "Св. Себастьян". Один стрелок целится из арбалета, два других натягивают тетиву, используя арбалетное "стремя", поскольку для натяжения тетивы требовалось большое усилие. Картина хранится в Национальной галерее в Лондоне.
ФРАНЦУЗСКИЙ БОЕВОЙ АРБАЛЕТ XIV в. и две стрелы к нему из коллекции музея Военной академии США в Вест-Пойнте (шт. Нью-Йорк). Натянуть тетиву такого арбалета вручную было невозможно, поэтому на заднем конце станка, или ложи, устанавливался ворот. Ложа имеет длину 101 см, ширина арбалетной дуги 107 см, длина стрел примерно 38 см.
АРБАЛЕТ состоит из изогнутой дуги, тетивы, зацепного зуба (за который цеплялась тетива) и спускового рычага. При нажатии на рычаг зуб отпускал тетиву, и стрела вылетала из арбалета. Упор фиксировал положение механизма натяжения, с помощью которого тетива отводилась назад. Конструкция механизма натяжения – один из ранних примеров использования зубчатой передачи.
ПАРАДОКС СТРЕЛКА частично объясняет, почему при стрельбе из арбалета использовали короткие стрелы. Парадокс демонстрируется для случая, когда стрелок использует стрелу от обычного лука. Во время прицеливания (1) стрела расположена по одну сторону лука. Линия прицела проходит вдоль стрелы. Однако, когда стрелок выпускает стрелу (2), сила, с которой тетива действует на нее, заставляет двигаться хвостовую часть стрелы к центру лука. Чтобы стрела сохранила свое направление на цель, она должна изогнуться в полете (3). На первых нескольких метрах полета стрела вибрирует, но в конце концов ее положение стабилизируется (4). Необходимость в гибкости лучной стрелы ограничивает количество энергии, которую можно ей сообщить. В отличие от нее арбалетная стрела должна быть более короткой и жесткой, поскольку арбалет сообщает ей значительную энергию. Такие стрелы обладали также лучшими аэродинамическими свойствами.
СПУСКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ арбалетов имели различную конструкцию. В Китае 2000 лет назад использовался механизм (a) с зубом для зацепления тетивы, который крепился на той же оси, что и спусковой крючок. Изогнутый промежуточный рычаг соединял обе детали, за счет чего спуск производился легким и коротким нажатием. Справа показано направление движения тетивы при спуске. На Западе спусковые механизмы впервые стали применяться в катапультах (b). В этих механизмах при отпускании тетивы зуб не опускался, а поднимался. В средневековой Европе самым распространенным был механизм со спусковым колесиком (c); его положение фиксировалось простым спусковым рычагом, который зацеплял за выемку внизу колесика. При нажатии на такой рычаг арбалет мог смещаться с прицельного положения. Со временем во всех конструкциях спусковых механизмов стал использоваться промежуточный рычаг, облегчавший спуск.
ТИПЫ СТРЕЛ для луков и арбалетов: обычная стрела для боевого длинного лука (a); использовавшаяся римлянами стрела (b) для катапульты, похожей на арбалет; типичная стрела для средневекового арбалета (c) и две разновидности стрел для катапульты другого римского образца меньшего размера (d). Под изображениями стрел приведен их вид со стороны хвостового оперения и вид со стороны острия.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ в аэродинамической трубе пяти типов стрел, изображенных на верхнем рисунке. Испытания проводились при участии автора статьи в лаборатории аэрокосмических исследований Университета Пардю. В расчетах, выполненных У. Хикамом, принималось, что начальная скорость каждой стрелы составляла 80 м/с. Хотя такую скорость вряд ли имели стрелы для длинного лука, принятое значение было удобно для проведения сравнительного анализа.
Рассказ об арбалетах и арбалетчиках, наверное был бы не полон, без обзора павез - специфических щитов стрелков из арбалета.
Что такое павеза - ПАВЕЗА (павез, павиза, павиз, павезе) - тип щита, широко применявшийся пехотой в XIV-XVI веках. Щит был прямоугольной формы, нижняя часть могла иметь овальную форму. Павеза часто снабжалась упором, иногда на нижнем крае делались шипы, которые втыкались в землю. Обычно через середину щита проходил вертикальный выступ (изнутри - жёлоб) для усиления конструкции. Ширина павезы составляла от 40 до 70 см, высота - 1-1,5 м. Щит изготавливался из лёгкого дерева и покрывался тканью или кожей. Павезы часто расписывались эмблемами с геральдическим или религиозным содержанием.
Одна из самых известных павез - павеза из музея Клюни (Париж). Середина 15-го века, нарисованы Давид и Голиаф.
Павеза швейцарского арбалетчика с изображением герба г. Берн - медведем.
Конец 14 века. Хранится в историческом музее г. Берн.
В зависимости от способа применения существовали ручные и стоячие павезы (последние часто применялись арбалетчиками ввиду длительного времени перезарядки оружия во время осады замков и городов). Ручные павезы были четырёхугольными, часто сужающимися книзу. Они использовались как пехотой, так и рыцарской конницей. Павезы широко использовались гуситами во время Гуситских войн.
Традиционно считается, что название щита происходит от итальянского города Павии, в котором он был изобретён в XIII веке. Также отмечается, что классический пехотный вариант павезы оформился во время Гуситских войн.
Необычная бельгийская (фламандская) павеза 15 века, с бойницей для ведения огня по центру
щита и двумя шипами для вбивания в землю, из собрания Брюссельского Исторического Музея.
Позднейшие исследователи пришли к выводу, что павеза могла попасть в Западную Европу через балтийских крестоносцев, заимствовавших этот тип щита от местного балтского населения. В качестве места возникновения павезы называются земли Руси (XII век) или литовско-мазовецкий регион (XIII век). На рубеже XIII-XIV веков павезы распространились в Мазовии, на землях под властью Тевтонского ордена, в Западной Руси и, вероятно, в остальной Польше. Белорусский археолог Николай Плавинский отмечает, что примерно в XIV веке ареал распространения павезы охватил весь балтийско-польско-русский регион
Этих щитов сохранилось очень много (как ни странно, гораздо больше, чем современных им арбалетов), поэтому обзор может быть бесконечным.
Прочность и удобство щитов такого типа, быстро привела к их повсеместному применению рыцарским сословием и простыми воинами (не арбалетчиками) по всей Западной Европе. Естественно, в основном, в ручном варианте.
Век павезы закончился с распространением ручного огнестрельного оружия.
Как и много веков назад, конструкция арбалета остается практически неизменной
Блочный лук с раздельными плечами
Фиберглас и алюминий — идеальные материалы для арбалетных стрел, болтов. Нередко болты имеют на переднем срезе древка резьбовую вставку, которая позволяет менять наконечник со спортивного на охотничий и наоборот. Охотничий наконечник чаще всего оснащен тремя или более стальными лезвиями
1.Замок
Замок фиксирует тетиву арбалета во взведенном состоянии. Принцип его действия основан в том или ином виде на конструкции, придуманной еще древними китайцами: тетива при взведении защелкивает «орех» на подпружиненном спусковом крючке. В дальнейшем эта конструкция непрерывно модернизировалась, усложнялась, обрастала регулировками, предохранителями, дополнительными деталями для облегчения спуска. На дорогих спортивных моделях не редкость даже электронный спусковой механизм.
В отличие от огнестрельного спускового механизма, в котором для удержания «бойка» много силы не требуется, на детали арбалетного замка приходится вся мощь его плеч, поэтому для их изготовления чаще всего применяют высокопрочную сталь, реже — титан или композитные материалы. Хотя некоторые «умельцы» пытаются сделать замки из алюминия — они долго не живут и, как правило, кроме травм, других радостей своим хозяевам не доставляют.
2.Ложа
Ложа — основа арбалета. Именно конструкцией и материалами ложи определяются удобство, комфорт и внешний вид всего арбалета. Для охотника ложа будет легкая и прикладистая, для спортсмена — длинная и тяжелая, с многочисленными регулировками, в подарочном исполнении — дорогая и красивая, с резьбой и инкрустацией, а для детей — маленькая и безопасная, пистолетного типа. Наиболее подходящий материал — дерево или склеенный шпон. Пластик не приветствуется. Но и не любое дерево подойдет для создания ложи, лучше всего для этих целей использовать орех, дуб, махагон, то есть прочные и вязкие сорта древесины.
3. Плечи (дуги)
Плечи арбалета — это упругие элементы лука, которые накапливают механическую энергию человека, произведенную во время натяжения для последующего выстрела. Плечи крепятся непосредственно к ложе, на мощных арбалетах — к ложе через металлическую колодку (5). Конструкции арбалетных луков подразделяются на традиционные и блочные.
В свою очередь плечи могут быть прямыми или изогнутыми (рекурсивными), иметь монолитную или раздельную конструкцию.
Традиционная конструкция представляет собой обычный лук в нашем понимании, концы которого связаны тетивой. В блочной конструкции на концах плеч закрепляются блоки (круглые или эксцентриком), через которые пропущена тетива. За счет этих блоков существенно упрощается процесс взведения арбалета, при том что мощность выстрела остается прежней.
Наиболее распространенные материалы для производства плеч — армированный стеклопластик, углепластик с карбоном, дюраль. Раньше, когда с материалами была «напряженка», в качестве заготовки для лука использовали старые рессоры от «Москвича». Мало того что такой арбалет был невероятно тяжел и массивен, он был травмоопасен, так как сталь имела свойство лопаться в самый неподходящий момент, разлетаясь острейшими осколками в разные стороны. Поэтому впоследствии на такие луки стали надевать предохраняющий бандаж, а затем и вовсе отказались от этого материала.
4. Стремя
Стремя арбалета предназначено для облегчения процесса взведения. Стремя бывает петлеобразным и Т-образным. И в том и в другом случае ноги стрелка удерживают арбалет за стремя, в то время как осуществляется процесс натяжения тетивы.
5. Колодка
Колодка — второй по значимости узел арбалета после замка. Этот элемент играет связующую роль между плечами и остальной конструкцией арбалета. Именно на колодку приходится вся нагрузка дуг в чистом виде. Именно колодка должна выдерживать огромные нагрузки во время выстрела. Именно на колодку приходится вся энергия так называемой «обратной отдачи», когда стрела уже вылетела, а плечи продолжают с огромной скоростью распрямляться дальше. Поэтому именно колодке уделяется столь много внимания. Обычно для колодки используется высокопрочная сталь, на дорогих арбалетах — титан. Хотя мне иногда встречались безумные горе-конструкторы, которые ставили на свои 80-килограммовые арбалеты колодку из алюминиевого профиля. А потом удивлялись, почему после десятка выстрелов ее выворачивало наизнанку.
6. Тетива
Тетива современных арбалетов представляет собой сложенную в несколько раз нить с последующей оплеткой трущихся частей. Наилучшим образом для тетивы подходит прочная и малорастягивающаяся нить, такая как дакрон, лавсан, арамидная нить (в простонародье — кевлар) или зарубежный аналог Fast-Fligh. На мощных арбалетах, а также на вспомогательных тетивах блочных арбалетов используется стальной тросик.
7. Направляющая
Направляющая арбалета, как это следует из названия, предназначена для удержания стрелы и направления ее в цель. У средневековых арбалетов желоб выполнялся или непосредственно в ложе, или в виде костяной накладки с желобом. На простейших современных арбалетах направляющая из пластика наклеивается прямо поверх ложи. На более «продвинутых» — направляющую пластину изготавливают из материала, обладающего достаточными антифрикционными свойствами, чтобы стрела двигалась по ней легко и равномерно, а тетива истиралась бы как можно медленнее. В системах с большим усилием натяжения рекомендуется даже применять масло для смазки направляющей. Такую направляющую неподвижно крепят к корпусу арбалета либо используют две направляющие пластины, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Что касается расстояния между направляющими (паза), то его размеры зависят от диаметра используемых стрел, а также высоты оперения. Как правило, ширина паза (со снятыми фасками) должна быть такова, чтобы ось стрелы пересекала центр тетивы, которая в свою очередь должна лежать (без вертикального усилия) на верхней поверхности ложи и при выстреле двигаться параллельно ей.
8. Прицельное приспособление
Из-за крутой траектории стрелы установка и устройство арбалетных прицельных приспособлений имеют свои особенности. Используемые прицелы подразделяются на три категории: открытые, диоптрические и оптические.
Ниже мы рассмотрим каждый из них по отдельности вкупе с особенностями конструкции подробнее.
Открытые. Эта конструкция является развитием идеи лучного прицела. Неподвижный целик дополняется консолью, монтирующейся рядом с луком, на которой крепится набор (три-пять штук) горизонтальных мушек (каждая имеет возможность регулировки по горизонтали и вертикали) для разных дистанций стрельбы (так называемая «гребенка»). При прицеливании стрелок выбирает нужную по высоте мушку в зависимости от дистанции стрельбы.
Диоптрические. В основном эти прицелы ставятся на спортивных арбалетах и по конструкции совпадают с прицелами для пулевого спорта. Все различия лишь в мушке: она имеет широкий диапазон регулировок и может быть снабжена нивелирным уровнем для контроля «завала» оружия. Кроме того, обычно предусматривается возможность продольного наклона самого диоптра и его мушки для устранения эллипса намушника при их несовпадении по высоте. С другой стороны, имеется тенденция ухода от огнестрельной идеологии прицеливания. Сейчас предпочитают все микрометрические регулировки осуществлять на мушке, в то время как сам диоптр остается неподвижным.
Оптические. Имеющиеся разработки для пулевого оружия вполне подходят для установки на арбалеты. Надо лишь помнить о том, что крепление имеет скос в сторону цели порядка одного-двух градусов.
Материал подготовлен при содействии арбалетного центра «Интерлопер»
