Стрелы
Боекомплект лучника в походе обычно составлял от 20 до 100 или 200 стрел. Скифы, арабы или монголы возили их все с собой, лучники остальных наций чаще держали стрелы в обозе, в этом случае носимый боекомплект составлял от 10 до 40 стрел.
Наконечник был костяной (у варварских народов и в Европе до 11-13 века), из твердого дерева (в древнем Египте), из бронзы или твердой стали. Часто он бывал плоским и листовидным, повторяющим форму кремневых наконечников, но еще скифами был изобретен более совершенный граненый наконечник, ставший стандартом сначала в Азии, а затем и в Европе. Оперение у стрелы присутствовало не обязательно. В целом, хорошая стрела, пригодная для дальней и точной стрельбы, была довольно технологичным изделием, ее изготовление требовало мало материала, но много труда. Ручной труд в средневековье не ценился, но сделать хорошую стрелу в походе лучник собственными силами не мог.
Чтобы выдержать ускорение под воздействием тетивы, натянутой с такой силой, стрела должна была обладать известной гибкостью. Как показывают современные исследования, при выстреле стрела, наложенная на лук, под воздействием тетивы несколько изгибается, а затем, в первые секунды полета, выпрямляясь совершает колебательные движения. Проще говоря, дрожит, отклоняясь от осевой траектории на сторону стрельбы. Стрелок обязан учитывать этот фактор при прицеливании. Стабильность свойств древесины из которой изготавливалась стрела была обязательным условием точного выстрела.
Арбалетные стрелы испытывали при выстреле гораздо большие нагрузки. Так, даже древнегреческие арбалеты, применявшиеся начиная с IV в. до н. э. в греческой армии и именуемые «гастрафет» стреляли стрелами длиной 40-60 см с гранеными металлическими наконечниками и имели силу натяжения тетивы до 90 кг. Натягивали гастрафет, упирая его приклад себе в живот, что объясняет название. Гибкая стрела для лука при таком ударе просто ломалась, что и вынудило делать арбалетные стрелы более толстыми, жесткими и короткими.
Чтобы сохранить энергию стрелы на расстояниях обычных для военных действий того времени, превосходящих по крайней мере 100 ярдов в условиях боя, необходимо использовать тяжелые и медленно летящие стрелы. Тяжелая, медленно летящая стрела теряет меньше энергии на протяжении определенного расстояния чем стрела с большей скоростью при одинаковых начальных кинетических энергиях. Вспомните спортивный лук в начале нашей статьи. Сможет ли 20 граммовая стрела, выпущенная из него со скоростью 300 метров в секунду (это около 1000 км/час!!!) пробить доспех? В упор, возможно, а на расстоянии боевого выстрела нет. Сила сопротивления воздуха движению стрелы пропорциональна квадрату скорости. Разумеется, этот аэродинамический закон верен не для всех скоростей. Но, начиная со скорости 10 метров в секунду и вплоть до 100 метров в секунду он верен с очень большой точностью.
Было обнаружено, что при весьма незначительных скоростях, подобных скоростям движения маятника часов, сопротивление воздуха возрастает пропорционально первой степени скорости. При возрастании скорости движения сопротивление воздуха начинает увеличиваться пропорционально более высокой степени скорости и при скорости движения тела, равной 10 м/сек достигает в точности квадрата этой скорости. Это соотношение сопротивления воздуха и скорости движения с весьма большой точностью остается постоянным вплоть до скорости в 100 м/сек. Лишь после этого оно начинает расти заметно быстрее квадрата скорости, особенно при приближении к скорости звука, равной 333 м/сек. Несколько выше ее, а именно при 425 м/сек, отклонение увеличения сопротивления воздуха от точки квадрата скорости достигает наибольшего значения.
Значит лёгкая и быстрая современная спортивная стрела очень скоро будет остановлена сопротивлением воздуха и на излёте траектории будет иметь скорость не намного выше скорости тяжелой стрелы, поскольку она будет испытывать большее сопротивление воздуха. Но и это ещё не всё. Способность лука отдавать стреле энергию, как мы уже видели, зависит от веса стрелы. Лёгкая стрела сорвётся, почти не затормозив сокращения тетивы и тела лука. Тяжелая, напротив, отберёт большую энергию того же самого лука. Итак, для данной силы лука существует некоторый оптимальный вес стрелы и этот вес должен быть достаточно высок. Мы должны рассмотреть здесь ещё один важный момент, - траекторию полета стрелы. Чтобы сделать выстрел из лука тяжелой стрелой на максимальное расстояние нужно стрелять по баллистической траектории. Стрела будет лететь по параболе со значительным набором высоты. В начальный момент времени энергия стрелы, выпущенной под углом может быть представлена как сумма двух составляющих: вертикальной и горизонтальной. По мере повышения траектории, вертикальная составляющая скорости за счёт противодействия силы притяжения земли и сопротивления воздуха падает и, в верхней точке полета, становится нулевой. Затем стрела «клюёт» вниз и движется дальше со снижением, - набирая скорость! И чем больше вес стрелы, тем большую скорость она наберёт за счёт земного притяжения. Тяжелая стрела брошенная с высоты нескольких километров, набрала бы некоторую конечную скорость за счет выравнивания силы притяжения и силы сопротивления воздуха, как это происходит, например, с парашютистом. Значит техника метания стрелы, существенно зависит от её веса. Лёгкая, современная спортивная стрела, выпущенная из лука с огромной начальной скоростью, летит подобно пуле под небольшим углом к горизонту по настильной траектории и существенно тормозится сопротивлением воздуха, что и ограничивает дальность выстрела примерно 100 – 150 метрами. Тяжелая средневековая стрела с кованым наконечником, взмывает в облака, и, повернувшись, бьёт в цель практически сверху. Вы задумывались почему некоторые средневековые шлемы похожи на шляпы с полями от солнца? Эффективность лука возрастает по мере того, как стрела становится тяжелее и усиливает особенности, указанные выше. Поэтому в средние века не особенно заботились об уменьшении веса стрелы, разве что для развлекательных целей. По современным меркам наконечники были чрезвычайно массивными и древки изготавливались чаще из тяжелых пород дерева. Вес древка дошедших до нас стрел составляет 30-80 грамм. К ним нужно прибавить вес шипа – кованого острого наконечника. Хорошая стрела весила больше 150 грамм. Как уже говорилось, создание более мощных луков привело к использованию более тяжелых стрел, позволяющих вполне использовать возросшую энергию отдачи этих луков. Этот процесс стартовал задолго до средневековья. Обнаруженное в могильниках снаряжение для стрельбы из лука помогает археологам понять требования использовавших его людей. Например, скифы делали наконечники стрел из бронзы; показанные здесь наконечники длиной 25-50 мм (верхний ряд) изготовлены в III в. до н. э. С появлением доспехов возникла необходимость в более тяжелых и крупных железных наконечниках, которые могли бы пробивать их. Такие наконечники появились у гуннов (нижний ряд). Справа от каждого наконечника показан его профиль, если смотреть с острого конца.
Стрела - не пуля, она существенно тяжелее. Это значит, что запасенная ей энергия выше. И если пуля (весом 9 грамм) на излете баллистической траектории иногда не может пробить ватник (падает вам на ботинки, пролетев два-три километра), то стрела, с её более крутой траекторией, даже набирает на спуске скорость при сверхдальнем выстреле. Просто бросьте 9 граммовую пулю и 200 граммовую острую стрелку с балкона – пуля даже в землю не воткнется, а стрела пробьёт кому-нибудь голову. А если шлема нет? Или рука наплечником не закрыта? Были даже такие специальные стальные стрелки в первую мировую войну для сбрасывания их целыми кучами с самолета по скоплениям пехоты и, особенно, кавалерии.
Вражеские воины оделись в брони. Стрелы с наконечником типа «сухой лист», известным с каменного века, перестали быть эффективными против латной пехоты и кованой конницы. По мере совершенствования воинских доспехов, охотничьи стрелы, – «срези», с широким и острым плоским наконечником, сменялись более массивными гранеными, а затем шиповидными наконечниками, предназначенными для пробивания металлического доспеха. На рисунках представлены известные археологам наконечники стрел, добытые на территории русского государства.
Отчетливо видно отличие охотничьих стрел с наконечником в виде листка, часто раздвоенного или плоской «лопатки» от узких, длинных, шиловидных или граненых бронебойных наконечников. Первые применялись против не защищенных лошадей либо против слабо бронированных воинов, вторые могли пробить с небольшого расстояния самый серьезный панцирь.
Наиболее известны и хорошо документированы в средневековой Европе битвы с массовым участием английских лучников. Английский лучник носил с собой связку из 24-30 стрел (пук). Остальные перевозились в обозе. В отличие от современных спортивных и даже охотничьих стрел, английские боевые стрелы того времени носили куда более утилитарный характер. Древко стрелы представляло из себя достаточно толстую (до 12 мм. в самой широкой) части палку переменного сечения, длиной 75-90 см. (Представляете сколько весит такая стрела, даже без наконечника?) С одного конца стрелы находилась прорезь под тетиву, за которой шло оперение. Оперение состояло из 3 перьев. Длина оперения достигала 25 см., что было необходимо для стабилизации тяжелого наконечника. Для изготовления оперения использовались преимущественно гусиные перья т.к. в них не было недостатка. С другого конца древка стрелы крепился наконечник. Хотя существовало много разновидностей наконечников, в военных действиях использовали в основном два: широкий с отогнутыми усами (broadhead) и узкий, иглообразный (bodkin). Бродхэд использовался для стрельбы по малозащищенным пехотинцам и по лошадям. Бодкин имел трехгранное иглообразное острие и использовался для поражения тяжеловооруженных солдат, в том числе и на больших расстояниях. Иногда для улучшения пробивного действия лучники вощили наконечники стрел. Кстати, наконечники на боевые стрелы были втульчатого типа – т.е. древко вставлялось в наконечник. Это делалось по нескольким причинам. Во-первых, при ударе стрелы о доспех, втульчатый наконечник предохранял древко стрелы от расщепления и стрелу можно было использовать повторно. А стрелы, как мы уже говорили, нельзя было просто срезать в соседнем лесочке. Для стрел требовалась специально отобранная и выдержанная древесина. Стрелок из лука и мастер по изготовлению стрел были сравнимыми по сложности профессиями. Во-вторых, наконечник закреплялся не жестко и при выдергивании стрелы он мог оставаться в ране. В-третьих, съемный наконечник существенно облегчал транспортировку связок стрел лучниками. Кстати, английские лучники никогда не носили колчанов со стрелами за спиной. Стрелы переносились либо в специальных мешках, либо за поясом. В бою лучники чаще всего втыкали стрелы в землю перед собой, что облегчало процесс стрельбы и увеличивало скорострельность. Дополнительным "эффектом" подобного обращения со стрелами были серьезные (часто летальные) осложнения, вызываемые попаданием земли в раны, что служило поводом в обвинении англичан в использовании отравленных стрел.
