Максимальная скорость стрелы выпущенной из лука. Скорость стрелы и кинетическая энергия
От редакции: данная статья написана с учетом особенностей вертикальных луков. Некоторые примеры и таблицы отражают особенности блочных вертикальных луков. Однако основные принципы верны в отношении арбалетов и арбалетных стрел.
Скорость… Это мы любим!
Гоночные машины, суперкомпьютеры, широкополосные ресиверы, быстросохнущая краска, мгновенно действующие гербициды… Нам нравится, когда все, что работает быстро. И когда дело доходит до снаряжения для стрельбы из лука, мы видим то же самое. Покажи большинству стрелков лук абсолютно новой марки, первым вопросом будет, а с какой скоростью он стреляет? Правильно это или нет, скорость – основой критерий выбора для многих лучников. И это здорово, видеть, как помощью новейших достижений науки и технологии современные блочные луки делаются все лучше, быстрее и удобнее для стрельбы.
Конечно, в общей стае всегда отыщется несколько белых ворон, которые уверенно провозгласят, что им плевать на скорость лука. Но они не делают погоды. Лучники раскупают высокопроизводительные луки и устройства для увеличения их скорости буквально как горячие пирожки. И ничто не обеспечит такого предсказуемого и заметного прироста в скорости, как переход на легкие карбоновые стрелы. Поэтому мы рассмотрим все за и против стрельбы легкими карбоновыми стрелами. Давайте поймем, в каких случаях такие стрелы помогут стрелку, а в каких навредят, а где не принесут ни пользы, ни вреда.
Как масса стрелы влияет на ее скорость
Если все остальные переменные принять за константу, то скорость стрелы находится в обратной зависимости от ее массы. То есть, по мере того как масса стрелы возрастает, ее скорость уменьшается и наоборот. Любой лук способен произвести ограниченное количество энергии (при данной настройке), и он использует эту энергию, чтобы заставить стрелу перемещаться. Чем меньше весит стрела, тем большее она приобретает ускорение. А чем она тяжелее, тем меньшим будет это ускорение. Интересно, что лук более эффективно передает энергию тяжелой стреле, а не легкой. Тем не менее, упомянутое выше правило действует. Более легкие стрелы летят быстрее, чем более тяжелые.
Масса стрелы и тестирование скорости с помощью хронографа
Чтобы проиллюстрировать данный пункт, мы приготовили 9 стрел весом от 250 до 650 гран с разницей в весе в 50 гран. Каждой стрелой стреляли из одного и того же лука (60#/28" Bowtech Patriot) через хронограф и заносили результаты в таблицу. Для большей достоверности результатов каждой стрелы было проведено по пять выстрелов, полученные результаты были усреднены. Испытание проводилось на открытом стрельбище, где условия освещения и погодные условия удается поддерживать неизменными на протяжении всего испытания.
Как можно видеть, по мере увеличения массы стрелы ее скорость падает. С математической точки зрения эта зависимость не вполне линейна, но достаточно близка к линейной.
ОК. Но значит ли это, что быстрее – обязательно лучше?
Возможно и так. Если говорить о точности стрельбы, вы можете обнаружить, что легкие стрелы преподнесут вам приятный сюрприз. С того самого момента, как стрела срывается с тетивы, у нее начинается падение траектории. Как только на нее начинают действовать сила тяжести и сопротивление воздуха, траектория полета меняется и стрела устремляется к земле. Стрелы, которые летят более быстро, лучше сохраняют траекторию, чем медленные стрелы. Поэтому лучникам, стреляющим более легкими и более быстрыми стрелами, меньше приходится думать о поправках, которые необходимо вводить с учетом дистанции, так как «быстрые» стрелы сохраняют «плоскую» траекторию на всем протяжении заданной дистанции. По факту, быстрые стрелы легче прощают ошибки в оценке расстояния до цели. Если стрелок ошибся и решил, что олень находится от него на расстоянии в 25 ярдов, а в реальности до него 30 ярдов, быстрая стрела попадет ниже намеченной цели, но совсем немного ниже. Взгляните на таблицу с траекториями, находящуюся справа. Более тяжелые стрелы падают быстрее, чем более легкие и более быстрые стрелы. Поэтому, если вы охотник или соревнуетесь в 3Д, вы можете обнаружить, что более легкие стрелы легче прощают погрешности в стрельбе, позволяя делать ошибки в оценке расстояния до цели.
Охотники также могут найти, что легкие стрелы дают животным меньше возможности уйти из-под выстрела. Когда стреляют из лука по дичи, скорость звука спускаемой тетивы оказывается много больше (примерно 330 м/с), чем у стрелы. Поэтому животное, без сомнения, услышит звук от выстрела раньше, чем до него долетит стрела. В течение этого времени у животного есть краткий миг на то, чтобы присесть, отпрыгнуть в сторону, подскочить или каким-то другим способом уйти с траектории перемещения стрелы. К примеру, потревоженный олень часто присобирается перед тем как отпрыгнуть. Благодаря этому кажется, будто олень пытается поднырнуть под стрелу, хотя на самом деле, он просто напрягает мышцы, чтобы подпрыгнуть и унестись прочь. В результате многие охотники-лучники часто промахиваются, а стрела пролетает над спиной оленя или попадает выше зоны смертельного поражения. Конечно, здесь вступают в игру несколько факторов (степень настороженности и физическая сила оленя, расстояние до цели и угол, под которым будет сделан выстрел, уровень шума, издаваемого луком и др.), что может оказать влияние на то, насколько быстро олень отреагирует на звук от выстрела. Поэтому, давайте оценим, насколько быстро преодолевает стрела расстояние до цели, с учетом того, что нам известны дистанция стрельбы и скорость вылета стрелы.
| Вес стрелы, гран | Скорость стрелы, м/с |
|||||
| Измерение №1 | Измерение №2 | Измерение №3 | Измерение №4 | Измерение №5 | Среднее значение | |
| 250 | 89,6 | 89,6 | 89,9 | 89,6 | 89,6 | 89,7 |
| 300 | 83,5 | 82,9 | 83,2 | 83,2 | 83,2 | 83,2 |
| 350 | 78,0 | 78,0 | 78,3 | 77,7 | 78,0 | 78,0 |
| 400 | 73,8 | 73,8 | 73,8 | 74,01 | 73,8 | 73,8 |
| 450 | 70,4 | 70,4 | 70,4 | 70,1 | 70,4 | 70,3 |
| 500 | 67,1 | 66,8 | 67,1 | 67,1 | 66,8 | 63,9 |
| 550 | 64,3 | 64,0 | 63,7 | 64,0 | 63,7 | 63,9 |
| 600 | 61,6 | 61,3 | 61,3 | 61,6 | 61,6 | 61,4 |
| 650 | 59,7 | 59,4 | 59,4 | 59,4 | 59,1 | 59,4 |
Итак, может показаться, что выбор будет простым. Чтобы производительность оружия была максимальной, вам надо стрелять самыми легкими стрелами из имеющихся. Думаю, это понятно? Ну, перед тем как нажать кнопку ускорителя, надо подумать еще о паре-тройке вещей. Почти все в искусстве стрельбы из лука достигается путем компромисса. Вам приходится поступиться некоторыми вещами, чтобы приобрести что-то взамен. Баланс между весом стрелы и скоростью в этом не исключение. Когда вы стреляете суперлегкими стрелами, вы действительно получаете сумасшедшую скорость, но платите за это определенную цену.
Больше скорости = больше шума
Стрельба легкими стрелами может привести к значительному росту шума, издаваемого луком. Этого следует ожидать, поскольку, чем быстрее движется тетива, тем большее возмущение она производит в окружающем ее воздухе, а лук передает энергию легкой стреле менее полно, чем тяжелой. Для вашего личного лука эта разница может оказаться как почти незаметной, так и вполне ощутимой. Если вы стреляете из современного высококачественного лука, который сам по себе стреляет довольно тихо, разница в уровне звука может быть минимальной. Но если ваш лук исходно шумный, то даже когда вы стреляете самыми тяжелыми алюминиевыми стрелами, с переходом на легкие карбоновые стрелы выстрел из лука гарантированно станет напоминать звук от крушения поезда.
Уменьшить шумность любого лука поможет установка хороших глушителей тетивы, глушителей вибрации для плеч и качественного стабилизатора. Однако следует отметить, что повышение скорости обязательно сопровождается увеличением уровня звука. Если вы охотник, шум – это важная проблема, и вам придется взвесить преимущества более плоской траектории выстрела по сравнению с ростом шума. Поэтому охотник, вооруженный современным луком, стремится брать не самые легкие стрелы, а трубки среднего веса («Easton Axis», «Gold Tip Hunter», «Beman ICS Hunter» и т.п.), что позволяет получать готовые стрелы умеренного веса.
А покуда не найдено единой формулы, по которой можно было бы вычислить, какими должны быть стрелы, подходящие для всякого охотника и охотничьей ситуации, в нашей мастерской готовая стрела (во всяком случае, для мужских луков) весит, в среднем, около 400 гран. Если вы не охотник, шум от выстрела вас не будет сильно волновать. Для стрельбы по мишеням или 3D, где шум и глубина проникновения в мишень не важны, лучше использовать более легкие стрелы с более пологой траекторией. Большинство спортсменов-лучников хочет, чтобы их стрелы весили как можно меньше, настолько, насколько это допустимо правилами или летели с максимальной скоростью.
© 2013 Все права защищены.
Любое копирование материалов сайта только с разрешения администрации www.сайт
Очень часто плохо осведомленные продавцы рассказывают об арбалете как о сверхоружии, обладающем какими-то запредельными возможностями. По их заверениям, арбалеты , или могут стрелять очень далеко. Да, современный арбалет выпускает стрелу на 800 метров, но это далеко не прицельная дальность стрельбы из арбалета.
Траектория стрелы при выстреле
Арбалет имеет далеко не самую большую скорость полета стрелы. Однако арбалет вполне справляется со своим предназначением. У самого быстрого арбалета стрела выходит со скоростью 120 метров в секунду. Стрела весит 420 гран - это тройская мера веса (приблизительно в граммах это равно 27-ти граммам). Если мы сравним стрелу для арбалета и пулю, то заметим, что стрела в 3-5 раз тяжелее пули, а длина стрелы варьируется в пределах 20-22 дюймов (или 50-55 см). При полете стрела подвергается влиянию различных природных факторов (ветер, гравитация и т.д.). Уже через 25 метров это чувствуется: каждые последующие 5 метров стрела летит на 3-7 см ниже, также теряется 1-3 м/с скорости (в зависимости от технических характеристик меняется и дальность стрельбы из арбалета).
Дальность стрельбы из арбалета
Ten Point Pro Slider (тестируемый арбалет) с усилием 79,5 и скоростью стрелы 93 м/с показал все преимущества арбалета перед луком. Тестирование проводилось на трех дистанциях в 20, 40 и 60 ярдов (или 18,29м, 36,58м и 54,86м). Замечу, что показатели у лука и арбалета практически одинаковые. По итогам тестирования можно сказать, что сходство сохраняется только на дистанции в 20 ярдов - стрелы ложатся точно в цель. При дистанции в 40 ярдов стрела арбалета потеряла высоту - около 30 см. На дистанции в 60 ярдов потеря возросла вдвое (60 см). Оа всех дистанциях глубина вхождения арбалетной стрелы одинакова, то есть, охота с арбалетом возможна и на 50 метрах, но прицеливаться нужно с корректировкой на потерю высоты. Даже выбрать дистанцию вдвое больше - 100 метров - стрела войдет с такой же силой, но попасть в такую цель сложная задача, с которой справится тренированный стрелок. Конечно, тестируемый арбалет далеко не самый мощный, да и скорость у него средняя, но дальность стрельбы из арбалета такой тест позволил оценить.
Резюме
Опытные охотники поговаривают, что кабана можно завалить и с 75 метров (если в руках будет арбалет Phantom CLS). Для этого надо уметь рассчитать траекторию полета стрелы с учетом потери высоты и с учетом направления и силы ветра. Такие удачные выстрелы случаются нечасто и являются гордостью в резюме охотника. По рекомендациям производителей оптимальное расстояние для охоты составляет 40 ярдов, не больше, это и есть прицельная дальность стрельбы из арбалета. Следует помнить, что в отличии от огнестрельного оружия, охота из арбалета требует еще больше умения и сноровки. По сути, охота с арбалетом подойдет тем, кто не боится трудностей и очень ценит яркие ощущения.
Важное примечание: помните, что Ваша дальность полета стрелы, будет зависеть в основном от веса стрелы/наконечника, а также от технических характеристики Вашего арбалета. Для получения подробного понимания того, как это повлияет, как далеко может стрелять Ваш арбалет смотрите другую статью: падение скорости стрелы в зависимости от расстояния. В ней, Вы узнаете какую скорость теряет стрела при полете от нуля до 50 метров, в зависимости от начальной скорости вылета стрелы
Так …, как далеко?
Ответ будет зависеть от четырех факторов:
- Насколько хорош Ваш stuff (подбор арбалета, стрелы и наконечника)?
- Вы охотитесь или стреляете по фиксированной мишени?
- Какова начальная скорость вылета стрелы Вашего арбалета?
- Насколько хорош Ваш прицел?
Если достижение максимального показателя является главным, то возьмем к примеру популярные модели: арбалет Interloper Стикс или арбалет Man Kung XB 52 , с показателями вылета стрелы от 105 м./с. Если стрелу выпустить под углом 45 градусов, то стрела пролетит более 400 метров. Но мы с Вами должны понимать, что попасть с такого расстояния прицельно никогда не получится, но и в принципе у Вас не должно быть задачи попадания с такого дикого расстояния.
Эффективный диапазон поражения на охоте стрелой из арбалета.
При использовании любого арбалета с начальной скоростью вылета стрелы от 100 м./с и выше, средний эффективный диапазон попадания в мишень равняется 45 до 60 метров. Можно, конечно попробовать сделать выстрел и на 80 и даже на 100 метров, но помните, что с каждым метром скорость стрелы падает и если к примеру, Вы на охоте, то мощности выстрела на больших дистанциях может и не хватить для поражения дичи. Реальный вопрос здесь состоит в том, можно ли поразить животное с совершенной точностью и пробить жизненный орган (ы); большинство людей так и не могут прийти к точному ответу. Именно поэтому, большинство охотников с арбалетами, предпочитают делать выстрел максимум с расстояния в 30 метров. Не потому, что стрела не поразит зверя на большом расстоянии, а потому что они хотят быть уверенными, что стрела попадет именно туда, куда и должна, в противном случае, охотник бы только ранил бы зверя, и он бы мучался. Охотники в 99% это гуманные люди.
Эффективный диапазон тренировочной стрельбы из арбалета.
Тренировочная стрельба, обычно происходит с обычным спортивным наконечникам по изолоновым щитам. Тренировочная стрельба, может проходить на любое удобное для Вас расстояние, но стоит знать, что если Вы собираетесь в лес на охоту, то желательно свой арбалет пристрелять на предполагаемую дистанцию для охоты. Так же помните, что Ваш охотничий наконечник, должен быть такого же веса, как и Ваш спортивный, соответственно стрелы должны быть идентичные на пристрелки на самой охоте. При желании Вы можете попадать и на 80 и на 100 метров, но это потребует от Вас много времени и терпения, чтобы пристрелять арбалет на такую дистанцию, но для охоты это уже будет не эффективный диапазон поражения.
Не забывайте, что стрела, выпущенная даже из самого мощного и быстрого арбалета, начнет снижение буквально уже через 15 метров.
Посмотрите более наглядно: стрела 400 гран, выпущенных из арбалета с начальной скоростью вылета стрелы в 107 м./с. (350 fps), понизятся по вертикали следующим образом:
1.5 см. на 18 метрах
9.67 см. на 27 метрах
27.45 см на 36 метрах
53.67 см. на 45 метрах
похожие материалы:
16.09.18 Падение скорости вылета стрелы в зависимости от расстояния
Поэтому когда кто-то сравнивает огнестрелы с луками, - нужно хотя бы что-то для начала про луки почитать. А если не можете даже потрогать, то лучше и не писать.
Только что 18 августа 2013 года в Великобритании был установлен очередной рекорд дальности стрельбы из компаунда в режиме стрельбы по цели (прицельная стрельба) для слабеньких 45 фунтовых луков - в 733 метра. 60-фунтовые луки прицельно стреляют на дальность более 800 метров.
Поэтому когда я говорю, что 70-фунтовый BEAR MOTIVE-6 пригоден для стрельбы по кабану на дистанциях 100-120 метров - я знаю о чем я говорю. Потому что он и на 150 пригоден, если стрелок хороший.
Если брать применительно к разрешенным в России усилиям для блочных луков, то есть с усилием натяжения не более 27 кгс (+5%), то, как мы видим из таблицы ниже, - они стреляют на дальность более 870 метров.
На сколько стреляет гладкоствольное ружье? Ага, понятно. Но я вам честно скажу, нарезное тоже не всякое и далеко не всяким боеприпасом выстрелит на 870 метров.
Что касается точности стрельбы из лука
, то (меня в этом отношении просто в дикий гогот вводят "снайперы" с Ганзы, которые рассуждают там про МОА и вымеряют микроны в своих трубах ценой по 300 000 р., а потом на соревнованиях выдают такую клиническую картину, что просто называется "ржунемагу") огнестрельщиков наших в олимпийских топах не видать (зато на помойке в Ганзе "спецов" - батальон снайперов сформировать можно на олимпиаду... но нет его в мировых топах этого батальона, трепуны одни языками). Даже в трапе, пожалуй единственной дисциплине доступной нашим олимпийцам, мы скатились вникуда, и при этом всегда стреляем из чужого оружия. Это как в конном спорте - специалистов - как конского навоза, а выше 50 места один пенсионер поднимался за последние 20 лет.
А вот девочки наши в стрельбе из лука нормально себя чувствуют, как и украинки на пьедесталах кубков и чемпионатов мира по стрельбе из лука. Как у себя дома. В том числе и в компаунде, то есть блочном луке.
И Олимпийские медали и недавние Кубка Мира у Логиновой - тому подтверждение.
При просмотре информации далее, следует понимать, что для олимпийского лука размер "яблочка" в центральной части мишени составляет в диаметре 4 см, а для блочного лука - всего 2 сантиметра. И данные по точности даны только для стрельбы на улице, то есть вне помещений.
Что касается стрельбы из блочника на 90 метров (только мужская дисциплина, женщины официально стреляют максимум на 70 м) , то этим летом среди мужчин среднего возраста Майк Шлоссер из Нидерландов показал результат 350 очков, а в разряде пожилых - более 50 лет мужчин его соотечественник Петер Эльзинга 352 очка . Чтобы было понятно - три дюжины стрел, то есть 36 стрел, максимум очков 360. То есть на дистанции 90 метров в кружок 2 см дядечка за 50 лет положил 28 стрел подряд и еще 8 попали в девятку - на 3 см вбок. При этом нужно понимать что никаких оптических прицелов у лучников нет и стреляют они стоя и не с упора.
СтрелыБоекомплект 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, – «срезни», 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.
Испытания стрел
Нам известен ряд испытаний, проводившихся современными авторами с целью выяснения боевых характеристик средневекового лука.
Так, например, группа американских исследователей проводила испытания пробивной способности стрел, используя современные конструкции луков. Стрелы, также использовались спортивные, лишь наконечники были заменены. Во время испытаний стальной пластины в 1 мм, против стрелы с энергией 60 Ft Lb, были получены следующие результаты:
* широкогранный наконечник не пробил пластину, хотя кончик вышел с другой стороны приблизительно на 0,25 дюйма,
* короткий шиповидный наконечник значительно ослабил энергию, но стрела возилась на 6 дюймов (рванные края пробитой дыры охватывали древко стрелы),
* средний шиповидный наконечник полностью пробил пластину, и пригвоздил бы ее обладателя.
Оказалось важным смазывание наконечников воском или маслом т.к. это значительно улучшало проникающую способность. (Вспомнили вощеные наконечники стрел английских лучников.) Использованная стрела весила 30 гр. (очень легкая по средневековым меркам и распространенная в наше время для охоты) и выпущена из лука со скоростью 255 футов/сек. с расстояния в 14 ярдов. Стрела оставила лук с энергией 65 Ft Lbs и на удар пришлось 59 Ft Lbs. (Начальные потери скорости несколько больше за счет «дрожания» стрелы.) На 100 ярдах эта энергия уменьшилась бы до 45 Ft Lbs и на 200 ярдах, вероятно до 40 Ft Lbs. На таких больших расстояниях потеря энергии определяется главным образом весом стрелы и типом используемого оперения. Наконечник стрелы сделан был из стали с небольшим содержанием углерода, но нагретым, а затем, остуженным. Будучи достаточно прочной для мягкой стали, он был явно хуже средневекового наконечника. Был испытан еще один наконечник с концевой вставкой из очень прочной стали. Эта мера значительно улучшила характеристики, уменьшив энергию необходимую для пробоя пластины вероятно на 25%.
Результаты этих экспериментов близки к тем, что опубликованы в книге Питера Н Джоунса "Металлография и относительная эффективность наконечников и защитных доспехов в средние века". В этом исследовании проведена попытка воссоздать средневековую металлообработку доспехов, и были использованы тщательно изготовленные реплики стрел и тисовый лук с натяжением 70 фунтов. Было обнаружено, что шиповидные наконечники пробивали 2 мм сырое железо при попадании под прямым углом, под углом в 20 градусов такие наконечники уже не могли пробить металл толщиной 2 мм, зато пробивали его при толщине в 1 мм. Эти стрелы имели энергию равную 34 Ft Lbs во время удара, но весили в два раза больше современных стрел для 60 фунтового лука. Эти реплики средневековых стрел имели наконечники лучшие, чем те, которые использовались для первых испытаний.
Итак, всегда был риск, что стрела могла пробить пластинчатый доспех. В зависимости от дистанции и угла удара, защищающийся мог рассчитывать на уровень защиты панциря лишь до определенных пределов. Все-таки, шиповидный наконечник намного менее смертельный, чем широкогранный, и шанс выжить у несчастного рыцаря был выше. Конечно, стрелы не летели по одной, а просто быть сбитым с коня, и не способным сражаться, оказывалось фатальным в контексте войны. Более того, небольшие раны могли оказаться смертельными в отсутствие антибиотиков.
В 1918 году англичанин S.T.Pope (книга "Archaelogy by experiment") исследовал дальнобойность и пробивную силу луков, происходящих из разных источников. Были использованы лук апачей из гикори, ясеневый чеенов, африканский из железного дерева, сложносоставные татарский и турецкий (рог, металл, дерево, сухожилия) и английский длинный лук из тиса. Исследовались дальнобойность лука и сила его натяжения, которую измеряли грузиками (натягивание тетивы на 71 см от лука). Выстрелили несколько сотен стрел с разными наконечниками, используя английский способ (три пальца на тетиве) и охотников сиу, когда тетива натягивается четырьмя пальцами, а стрела придерживается между большим и указательным пальцами. Тетивы были разные – сделаны из льняных и шелковых волокон, бараньих кишок и хлопковой пряжи. Самой прочной оказалась ирландская тетива диаметром 3 см из 60 скрученных льняных нитей.
* Лук апачей длинной 1,04 м из гикори, растянутый на 56 см при силе 12,7 кг, забросил стрелу на 110 м.
* Ясеневый лук чеенов 1,14 м, растянутый на 51 см силой 30,5 кг - 150 м
* Татарский 1,88 м, согнутый на 71 см силой в 13,7 кг - 91 м
* Полинезийский из твердого дерева 2 м, на 71 см 22 кг - 149 м
* Турецкий 1,22 м, на 74 см силой 38,5 кг - 229 м
* Английский тисовый 2 м, на 71 см 24,7 кг - 169м
* Английский тисовый 1,83 м на 91 см 28,1 кг - 208 метров.
Это не все проведенные пробы, потому что описывается еще и татарский лук 1,88 м длиной, с тетивой из сыромятной кожи, который натягивало два человека. Один, сидя, упирался ногами в лук, натягивая тетиву обеими руками не дальше 30 см, потому как больше не мог, а другой клал стрелу. Забавно, что выстрелил он только на 82 м, хотя говорили, что его первый хозяин (луку было около 100 лет) стрелял сам, посылая стрелу на 400 м. Лук турецкий был сделан из воловьих рогов, дерева гикори, бараньих кишок и кожи. Среди стрел, использованных Поупом, были бамбуковые стрелы калифорнийских индейцев с передней частью из березы и оперением из индюка. Они имели 63 и 64 см длины, и летели на 10% дальше, чем английские стрелы. Средняя скорость полета стрелы оказалась порядка 36 м/сек.
На небольших расстояниях сила выстрела из лука превосходит силу боя современного охотничьего оружия. Пробы произведенные другими исследователями показали, что сосновая стрела со стальным наконечником, выпущенная из лука с силой натяжения 29,5 кг на дистанцию 7 метров, пробила 140 бумажных мишеней, в то время как охотничий дробовик 14 калибра пробил круглой пулей только 35 мишеней. (Интересно, сколько бы он пробил острой подкалиберной пулей.) Для определения качества наконечников использовали сосновые доски 22 см толщиной и имитацию звериного тела - коробку без боковых стенок, наполненную сырой печенью и обтянутую оленьей шкурой. Стрелы с обсидиановыми наконечниками пробивали коробку, с металлическими – пробивали или прошивали навылет. Следующий эксперимент провели с манекеном, одетым в шестнадцативековую кольчугу из Дамаска. Стреляли с дистанции 75 м луком с силой натяжения 34 кг, стальными наконечниками. Стрела разорвала кольчугу, вызвав дождь искр, и вошла на 20 см вглубь манекена, уперевшись в заднюю часть кольчуги. Затем проверили возможность стрел убивать. С 75 метров убили бегущего оленя - стрела прошила его грудную клетку навылет. Так же убили восемь оленей, трёх взрослых и двух молодых медведей. Двух взрослых медведей убили попаданиями в грудь и сердце с дистанции 60 и 40 метров. В атакующую медведицу выстрелили пять стрел, из которых четыре застряли в теле, а пятая пробила живот и пролетела еще 10 метров. (Ну и живодёры – эти американские исследователи J. Если же говорить серьёзно, то у меня не вызывает доверия происхождение «шестнадцативековой кольчуги из Дамаска». Ни один музейщик или коллекционер, будучи в своём уме, не согласился бы отдать раритет на испытания столь варварским способом. Скорее всего, имела место поздняя реконструкция по образу и подобию древней кольчуги, уступающая ей по характеристикам.)
Конечно все эти эксперименты проводились людьми не делавшими своей целью научиться стрелять и попадать во врага из лука. Они так же далеки от реальных характеристик средневекового воина, как результаты современных профессиональных спортсменов от результатов команды уличных мальчишек. Вместе с тем, они ясно раскрывают боевые характеристики и особенности применения луков.