Метательные машины средневековья

Эйнарм

А. Зорич

Рис. 1. Эйнарм

 

Эйнарм (от нем.Einarm – "одна рука", однорукий) является единственным в своем роде одноплечевым деформационным не-торсионным (тенсионным) камнеметом (подробнее о классификации метательных машин см.здесь).

По внешнему виду эйнарм напоминает римский онагр и, соответственно, средневековый мангонель. Однако, если в онагре в качестве основного упругого элемента использовался внушительный моноблок из жил крупного рогатого скота (или конских/человеческих волос) или мощный композитный лук (как, возможно, в мангонеле), то в эйнарме, как и в бриколе, их заменили длинными досками (см. рис).

Благодаря этому получилось весьма остроумное устройство. Взводя длинный метательный рычаг эйнарма посредством ручного ворота, обслуга машины добивалась того, что две длинных упругих доски выгибались в точности так, как если бы являлись гигантскими не-композитными луками. Затем накопленная потенциальная энергия упругости древесины переходила в кинетическую энергию вышвырнутого пращой камня и грозноразящий снаряд направлялся в стан неприятеля.

Кстати, о праще. Занятной конструктивной особенностью изображенного на рисунке эйнарма является возможность одновременной стрельбы не одним, а двумя снарядами. Как можно заметить, один камень помещен непосредственно в "ложке" эйнарма, а второй – в привешенной к метательному рычагу кожаной "авоське"-праще.

Также следует отметить, что в отличие от традиционных одноплечевых машин торсионного действия эйнарм не имеет характерной стопорной рамы-упора, о которую ударялся бы метательный рычаг при достижении положения в плюс-минус десять градусов от вертикали. Возможно, это объясняется схематичностью миниатюры, по которой была выполнена реконструкция этой редкой метательной машины. А, возможно, поскольку эйнарм использовался для стрельбы сравнительно легкими снарядами, их отрыв от "ложки" и пращи и без того происходил в оптимальной точке траектории метательного рычага.

Интересно провести сравнение эйнарма с другими аналогичными по назначению одноплечевыми камнеметами – мангонелем, требюше и перрье.

Если подойти к вопросу с физической точки зрения, становится очевидным, что наиболее высокотехнологичной из перечисленных машин является мангонель. При сопоставимых с эйнармом габаритах и массе, он был способен метать снаряды большего калибра и, соответственно, представлял большую военную ценность. С другой стороны, из-за сложности изготовления упругого блока (и/или композитного лука), мангонель далеко не всегда можно было собрать непосредственно в своем лагере, перед началом осады неприятельского замка или города. Постройка эйнарма наоборот, судя по всему, не представляла особых сложностей и могла быть проведена менее квалифицированным персоналом практически в любых условиях.

Требюше – тяжелая осадная артиллерия Средневековья – был заведомо крупнее эйнарма. Он мог на порядок превосходить эйнарм по габаритам и почти на два порядка – по массе. Он проигрывал эйнарму в скорострельности, требовал многочисленной обслуги, зато заведомо превосходил и эйнарм, и мангонель по разрушительному воздействию на укрепления противника. Наконец, за счет того, что в требюше вообще не использовался принцип упругости тех или иных материалов, следует предположить, что его техническая надежность и ресурс конструкции были выше, чем у мангонеля и эйнарма.

Перрье, будучи в целом аналогичен требюше по внешнему виду, но при этом не используя гравитационных принципов, по авторитетному мнению экспертов из датского Middelaldercentret (Центр изучения технологии Средних Веков) является наиболее скорострельной из перечисленных метательных машин. По этому параметру он превосходит и эйнарм. Однако, если для производства выстрела даже из малокалиберного перрье требовалось по меньшей мере 6-8 человек, то для обслуживания небольшого эйнарма со всей очевидностью достало бы и двух. Также следует подчеркнуть, что импульс p₁=mv₁ снаряда, выпущенного из эйнарма, был больше, чем импульс p₂=mv₂ того же самого снаряда, выпущенного из перрье с аналогичной длиной метательного рычага, поскольку в случае высвобождения потенциальной энергии согнутой доски имеем более высокую начальную скорость v₁ по сравнению со скоростью v₂, отвечающей усредненной эффективной скорости сокращения мышц руки. (В противном случае метание стрел руками было бы эффективнее, чем, например, стрельба из лука.)

Подробнее о приложении физических соображений к теории метательных машин можно прочесть здесь.

Тенсионный спрингалд

А. Зорич, Ральф Пейн-Гэллвей (Перевод: А. Зорич)

Ralph Payne-Gallwey. Chapter LIX. The Spring Engine.

Рис. 1. Тенсионный спрингалд

На этой иллюстрации представлено наиболее адекватное изображение тенсионного спрингалда. Спусковой механизм (англ. sleep-hook) изображен отдельно. Дернув за веревку, воин из обслуги освобождал метательный рычаг, который с силой бил по тыльной части дрота (стрелы). Источник: Виолле-ле-Дюк (Viollet-le-Duc)

 

Попытки установить точную терминологию, относящуюся к метательным машинам Средних Веков, неизменно встречают серьезные трудности. Эти трудности проанализированы Д. Уваровым в статьях "Торсионный спрингалд" и "Требюше".

В научной литературе мне встречались три различных наименования метательной машины тенсионного принципа действия, которая рассматривается в данной статье.

Это, во-первых, "пружинная машина" (англ. spring engine), как называет ее известный исследователь средневековой осадной техники Пейн-Гэллвей (Payne-Gallwey).

Во-вторых – "бриколь". Термин использован в "Советской военной энциклопедии" (1988 г.), которая во многих вопросах, связанных с военной техникой Античности и Средних Веков, демонстрирует завидное легкомыслие. (На самом деле "бриколем" в Средневековье называли небольшие ручные требюше с дополнительным противовесом.)

В-третьих – "рутта" (нем. Rutta?). Так, по сообщению Д. Уварова, определяет это устройство "Иллюстрированная история оружия" (Минск, 2000).

Поскольку все три названия не кажутся удачными, видится наиболее разумным остановиться на средневековом термине "спрингалд" (нем. Springolf, фр. espringale, англ. springald). Под "спрингалдом" применительно к реалиям XI-XV вв. предлагается понимать любой стреломет вообще вне зависимости от принципа действия (торсионный, тенсионный).

Таким образом, все известные спрингалды можно разделить на три категории:

1. Спрингалды торсионные двухплечевые, использующие энергию упругих торсионов из веревок или жил (Подробнее см. "Торсионный спрингалд").

2. Спрингалды тенсионные одноплечевые, использующие упругость деревянной доски.

3. Спрингалды тенсионные двухплечевые, являющиеся вариациями на темы станковых луков (арбалетов).

В данной статье рассматривается устройство тенсионного одноплечевого спрингалда.

 

Судя по всему, тенсионный спрингалд изобретен в эпоху Ранней Готики, в XI-XII вв. Античность подобных метательных машин не знала.

 

Спрингалд предназначен для прицельной настильной стрельбы тяжелыми стрелами. Представлял собой станок с вертикальной стойкой, в верхнем части которой имелся желобок для вкладывания стрелы. Рядом с основной стойкой, тоже вертикально, укреплялась упругая доска. Свободный верхний конец доски взводился (т.е. оттягивался назад) канатом при помощи ворота. При освобождении спускового устройства верхний конец доски с силой ударял по хвостовой части стрелы.

 

По сообщению "Советской военной энциклопедии", тенсионный спрингалд метал стрелы массой 400 г на 900 метров и более (!). Короткие, толстые, с четырёхгранными наконечниками стрелы "карро" пробивали 150-мм бревна. Эта информация вызывает известный скепсис, поскольку экспериментальные данные Пейн-Гэллвея (см. ниже) значительно скромнее. Впрочем, Пейн-Гэллвей работал с уменьшенной моделью устройства.

Ниже приводится вольный, но передающий основное содержание оригинала перевод главы "The Spring Engine" ("Пружинная машина") из книги сэра Ральфа Пейн-Гэллвея.

 

Пружинная машина

 

Я назвал это устройство "пружинной машиной", поскольку мне неизвестно ее точное наименование. (Из всех старинных метательных машин эта видится наиболее примитивной с точки зрения принципа действия и устройства механизма, посредством которого производится запуск снаряда.) Возможно, она называлась "Espringale", "Espringfold" или "Springald", но нет возможности со всей уверенностью показать, что пружинная машина называлась именно так и, даже, что она вообще имела какое-либо специфическое название.

По средневековым источникам машина представляется весьма примитивным устройством, хотя и не возникает сомнений, что она являлась вполне эффективным оружием. Все доступные мне изображения этой машины являются очень грубыми и, хотя передают ее общую идею, зачастую не оставляют надежды разобраться в деталях устройства.

Принцип действия пружинной машины станет ясен, если вы положите спичку на край стола таким образом, чтобы она выходила за пределы столешницы примерно на полдюйма (12,7 мм), а затем оттянете пальцем лезвие ножа и отпустите его так, чтобы верхняя часть лезвия ударила по спичке.

В данном эксперименте спичка представляет собой дрот, выпускаемый машиной, а нож – упругую доску (метательный рычаг).

Метательный рычаг этой машины имел столь значительную длину, что его было невозможно согнуть без помощи лебедки. Возможно, что рычаг был наборным и состоял из большого числа тонких планок эластичного дерева, склеенных и связанных вместе. Рычаг из стальной пластины был бы слишком жестким, как мне кажется, чтобы подойти для этой машины.

Рычаг жестко закреплялся в массивной станине и отводился назад веревками. Затем крюк-фиксатор (англ. sleep-hook, см. рис. 1) освобождался и верхний конец метательного рычага со страшной силой бил по тыльной части дрота, заряженного в машину.

Рычаг во взведенном положении удерживался крюком-фиксатором. Стрелу (или дрот) помещали в вертикальный пропил по центру деревянного бруса. Траекторию полета стрелы можно было регулировать при помощи подвижных шарнирных подпорок, нижние концы которых крепились к тому же вертикальному брусу, в котором был сделан пропил для стрелы.

Не вызывает сомнений, что большая пружинная машина была полезным боевым устройством, хотя ее убойная сила и дальность стрельбы остаются под вопросом. При помощи построенной мною модели мне удалось запустить арбалетный болт на 160 ярдов (прибл. 144 м). Композиционный деревянный метательный рычаг модели имел длину 5 футов (1,5 м) и был набран из восьми планок шириной 3 дюйма (76 мм) и толщиной 1/4 дюйма (5,6 мм).

 

Рис. 2. Тенсионный спрингалд

Рисунок носит в высшей степени средневековый характер (very medieval character). Но, по крайней мере, передает общий принцип устройства орудия. Ложе стрелы может отклоняться вверх или вниз и фиксироваться в этих положениях при помощи подпорок. Это сделано для управления траекторией полета стрелы и, соответственно, изменения дальности стрельбы. Источник: Издание Вегеция 1607 г.

 

Рис. 3. Тенсионный спрингалд

Сложное и притом фантастическое устройство. Три нижних стрелы, вместо того, чтобы вылететь вперед, по законам механики останутся на месте и будут сломаны в хвостовой части метательным рычагом. Источник: Издание Вегеция 1607 г.

Баробаллисты

В. Каминский

Краткие сведения

 

 Рычажно-пращевой противовесный камнемет ¹ – это метательная машина, использующая потенциальную энергию тяжести противовеса и метающая снаряд с помощью рычага с закрепленной на нем пращей. Именно в использовании противовеса заключается основное отличие этого типа машин от древних греко-римских торсионных машин (невробаллист), использовавших потенциальную энергию деформации волокон закрученного жгута, и от машин на основе лука (аркбаллист), а также на основе гибкого метательного рычага, использовавших потенциальную энергию изгиба стержня. Снарядами барабаллист были обычно камни подходящей формы, а также зажигательные сосуды; иногда метались и иные предметы.

 Устройство баробаллисты ² показано на рис.1. Взвод и выстрел производились следующим образом. С помощью ворота и натяжной веревки орудийная прислуга опускала метательное плечо рычага вниз. При этом противовесное плечо с противовесом поднималось вверх. Этим создавался необходимый запас потенциальной энергии. Затем рычаг закрепляли с помощью спусковой веревки на раме, а тяговую веревку отматывали обратно, чтобы она не мешала движению рычага при выстреле. На пращевой крюк, расположенный на конце метательного рычага надевалось кольцо пращи, затем праща со снарядным гнездом (называемым также сумкой) укладывалась на лоток (расположен внизу между опорами станины, на рисунке не виден) и в гнездо закладывался снаряд. После этого баробаллиста была готова к выстрелу. Чтобы выстрелить, нужно было освободить спусковую веревку (например, с помощью чеки или другого приспособления). Освобожденный рычаг под действием противовеса резко поворачивался, его метательное плечо с большой скоростью поднималось вверх. Увлекаемая рычагом праща сначала скользила своей сумкой по лотку, затем взлетала вверх, поворачиваясь вокруг конца рычага. При определенном взаимном положении рычага и пращи ее кольцо сдергивалось с крюка, позволяя сумке раскрыться. Приобретший к этому моменту определенную скорость и направление снаряд покидал раскрывшуюся сумку. Снаряд мог вылетать по навесной или настильной траектории – это зависело от сочетания различных параметров метательного механизма.

 Несколько слов о названиях этих машин. В немецкоязычной литературе XIX – XX веков преобладает термин "блида"(Blide), в англоязычной – требуше (trebuchet) ³. В русскоязычной литературе используется в основном термин "камнемет". В средневековой литературе разных стран и народов применялось огромное количество названий, даже перечислять которые в этой работе нет необходимости.

 

Рис. 1. Баробаллиста

 

 Термин "баробаллиста"иногда используется в литературе на русском, польском и немецком языках. Этот термин я считаю довольно удачным, так как он органически включается в удобную при исследованиях механики классификацию метательных машин по типу накопителя потенциальной энергии.

 Большинство авторов, занимающихся историей метательных машин, полагает, что баробаллисты появились у европейцев в XII веке, во времена крестовых походов. Возможно, эти машины были заимствованы у противника. В конце XIII века отмечается применеие подобных машин в Китае ⁴, где они назывались "мусульманскими камнеметами".

 Эти машины применялись в Европе по меньшей мере до начала XV века включительно, а их рисунки, описания и рекомендации по применению встречаются в военных справочниках до второй половины XVI века ⁵.

 Еще в XIII в. Эгидий Романский дал довольно подробную классификацию и описание конструктивных схем основных разновидностей рычажно-пращевых камнеметов ⁶.

 Согласно этому автору, насчитывается четыре вида орудий для метания камней. Различаются орудия с противовесами (неподвижным или подвижным или обоими) и такие, где рычаг приводится в движение силой человеческих рук.

 Орудие с противесом, неподвижно установленным на метательном рычаге, называется trabucium. Оно стреляет, по словам автора, точнее всех остальных, поскольку противовес всегда действует однообразно. Из этого орудия можно попасть в гвоздь.

 

Рис. 2. Метательная машина с гибким рычагом

Приводится в действие непосредственно человеческой силой с помощью веревок. (Фрагмент миниатюры из Бернской рукописи Петра Эболи, репродуцирован из книги А.Н.Кирпичникова "Метательная артиллерия древней Руси".)

 

 У орудия, называемого Biffa противовес свободно висит на метательном рычаге и вращается относительно него. Из-за этих качаний оно действует сильнее, но не так равномерно, стреляет, правда, дальше, но попадает не так точно и однообразно.

О своем третьем орудии, называемом tripantium, Эгидий говорит, что оно имеет оба противовеса, один из которых установлен на метательном рычаге неподвижно, а другой подвешен свободно и вращается вокруг рычага. Благодаря жестко установленному противовесу оно стреляет точнее, чем biffa, а благодаря свободному и вращающемуся противовесу мечет камень дальше, чем trabucium. Приводя эти сведения, В.Гольке полагает, что это мнение должно было бы в действительности не оправдаться; меткость и дальнобойность у этого гермафродита были бы заметно слабее, чем у единообразно сделанной машины.

 Четвертый тип орудия, которому Эгидий не дает имени, приводится в действие тяговыми веревками и человеческой силой ⁷, и имеет преимущество быстрого заряжания, однако мечет лишь камни малого веса.

 В военных справочниках позднего средневековья встречается еще один интересный тип баробаллисты, так называемый Niederes Gewerf (рис. 3.). Его противоввес выполнен в виде платформы с грузами, которая имеет отдельную опору на общей станине и через собственный рычаг давит на короткое плечо метательного рычага. Гольке отмечает, что высота такой баробаллисты значительно ниже обычной и она менее уязвима от обстрела противником

 

Рис. 3. Niederes Gewerf

 

 Боевые качества и применение баробаллист

 

 Р.Пэйн-Гэлви ⁸ писал о боевых качествах баробаллисты, что преимущество ее было в том, что она могла метать камни весом 300 фн (135 кг) и более или в 5-6 раз тяжелее, чем катапульта.

 "Камни в 50-60 фн (22,5-27 кг), метаемые катапультой, не могли разрушить башни и укрепления, кроме как в результате постоянного и сосредоточенного обстрела из множества машин. Один огромный камень в 300 фн, выстреленный из требуше, мог потрясти крепчайшую защитную каменную кладку и легко пробить верхнюю часть стены крепости."

 

 

Рис. 4. Каменные ядра у стены замка Визбург

Репродуцировано из журнала "Visier", 1987, N11, S.24

 

 А.Н.Кирпичников ⁹ о применении баробаллист пишет:

"При осаде городов действие метательной артиллерии было направлено главным образом на разрушение оборонительных сооружений и одновременно на подавление фронта активной обороны. Лишенные укрытия бойцы крепости попадали непосредственно под обстрел лучников и чаще всего не были в состоянии отражать штурмы. Выстрелы камнеметов направлялись обыкновенно либо на укрепления для того, чтобы пробить в них бреши, либо на заборола стен для подавления стрельбы защитников. ... Обстрел через крепостную стену велся обыкновенно вслепую, поэтому он был малоэффективным и оказывал больше моральное воздействие. Подобным образом в город могли метаться также зажигательные снаряды, трупы животных и пр."

 "Снарядами для орудий служили обыкновенные камни. Их вес был различен, но достаточно тяжел для того, чтобы делать пробоины в стенах. Источники упоминают часто большие снаряды ". Речь идет о камнях в "подъем человеку"(40-50 кг) и о камнях "яко ще можаху 4 человеки силнии подъяти "(120-160 кг) ¹⁰.

 Однако вес найденных при раскопках каменных ядер соответствующего времени не превышает 30 кг ¹¹.

 Появившиеся в 70-е годы XIII в. в Китае "мусульманские камнеметы" ¹², которые Марко Поло называет trebuchia, а Рашид ад-Дин – manganik, метали снаряды весом около 90 кг, "все, чего достигали снаряды, было разрушено".

 Стоит заметить для сравнения, что наиболее мощные камнеметы с гибким метательным рычагом традиционного китайского типа применялись для стрельбы снарядом весом около 60 кг на дальность около 80 м. Для натяжения рычага требовалось 250 человек. Видимо это был уже предел возможностей машин такого типа ¹³.

 О дальности и точности стрельбы, массе снарядов и разрушающей способности немецких блид конца XIII в. можно судить по результатам раскопок замка Визбург (Wysburg, Weisbach, Kreis Lobenstein, ex-DDR) летом 1985 г. Здесь были найдены несколько десятков каменных ядер диаметром 30 – 35 см и весом до 76 кг. Ими в 1291 г. при осаде замка с расстояния примерно 300 м была разрушена каменная стена (судя по приведенному в журнале фото стена была сложена из колотого камня размером в среднем несколько более современного кирпича) толщиной 1,5 м ¹⁴.

 

Рис. 5. Схема нахождения ядер камнемета при раскопках замка Визбург

Скопирована из журнала "Visier", 1987, N12, S.25. Масштаб нанесен мною исходя из наибольшего диаметра ядер. Баллистическая интерпретация также моя – В.К..

 

 Судя по фото (рис. 4) и схеме раскопок (рис. 5), камни лежат вдоль внешней части стены на протяжении примерно 5 м, местами кучей друг на друге. На мой взгляд, это говорит о том, что, во-первых, обстреливался участок стены по меньней мере в трех различных точках. По-видимому вначале была пробита брешь справа, где ядра образуют большую кучу, а затем направление стрельбы пренесли влево, по меньшей мере еще в две точки. При этом для разрушения ослабленной предыдущими ударами стены потребовалось меньше попаданий и кучи ядер у подножия стены в этих местах меньше. По моей весьма приблизительной оценке, исходя из размеров кучи и возможного раскатывания ядер в строны после падения на землю рассеивание их при попадании в стену не превышало одного диаметра ядра в каждую сторону. ¹⁵ Такая кучность стрельбы производит впечатление! Кроме того, расположение ядер говорит о настильности траектории снарядов, т.к. иначе недолеты, перелеты (а возможно и рикошеты) лежали бы в довольно широком диапазане по обе стороны стены. В чисто физическом плане это говорит еще и о неупругом ударе тяжелого камня о стену, сложенную из камней в несколько раз меньшей массы, иначе снаряды после удара не сваливались бы к основанию стены, а отскакивали бы от нее и располагались в результате более рассеянно.

 

Рис. 6. Настильная и навесная стрельба

Масштаб нанесен мною исходя из наибольшего диаметра ядер. Баллистическая интерпретация также моя.

 

 Стоит подчеркнуть вообще, что для разрушения оборонительных сооружений на стене – зубцов, боевых галерей – настильная стрельба предпочтительнее, а для разрушения самой стены этот вид стрельбы просто необходим (рис. 6). Навесная же стрельба приемлема для поражения скоплений живой силы противника, забрасывания на территорию осаждаемого объекта зажигательных снарядов и прочих предметов, разрушения крыш и перекрытий зданий (что осложняло жизнь осажденным) и просто для давления на психику. Однако при навесной стрельбе весьма велика вероятность рикошетирования снарядов от вертикальный стен. Кроме того, заметим, что при навесной стрельбе, когда снаряд падает на цель довольно круто сверху, расстояние до цели близко к расстоянию до точки падения снаряда. При настильной же стрельбе цель может находиться значительно ближе точки падения. Например, если настильная стрельба ведется из некоторого орудия по цели на расстоянии 80 м, то для этого может потребоваться наибольшая горизонтальная дальность, допустим, 140 м. Ведя из того же орудия навесную стрельбу (если конструкция это позволяет), можно получить наибольшую горизонтальную дальность, допустим, 200 м. Средневековые авторы обычно не оговаривают такие подробности, а современные – не вникают в них.

 Весьма интересный пример ¹⁶ применения метательных орудий, хотя и неудачного в целом, дает осада замка Карлштейн (Karlstejn) гуситами в 1422 г. На четырех господствующих над замком высотах были установлены 5 камнеметов и 4 больших пищали. Механические и большие огнестрельные орудия находились на расстоянии 500-750 м от замка, причем на 35-66 м выше. За 163 дня механические орудия выстрелили около 10000 снарядов, делая по 18-20 выстрелов в день. Обстрел не был концентрированным, ему подвергались различные участки стен. Хотя снаряды долетали до замка, ни пробить брешь, ни серьезно повредить замок не удалось.

 В.Гольке ¹⁷ приводит обширную сводку данных из средневековых хроник и других источников о дальности стрельбы и массе снарядов тяжелых блид.

 В анналах Генуи (Genoa) (конец 14 в.) сообщается, что этот город для осады Кипра (Cypern) отправил метательную машину, которая стреляла камнем в 12 центнеров (Stella); хроника Бека (Bekas Chronik) рассказывает, что в 1387 г. замок Монфор (Montford) обстреливали из блиды, которая метала камень в 1300 фунтов (600 кг).

 О дальнобойности орудий сообщается следующее. Архиепископ Конрад Хохштаденский (Erzbischof Konrad von Hochstaden) осаждал в 1251 г. город Кельн и установил большую блиду у Дойца (Deutz); ее камень попал в здание на Краснозамковой улице (Rotenburger Strasse). Расстояние составило здесь 400 м. Тот же архиепископ в союзе с епископом Арнольдом Трирским (Arnold von trier) осаждал замок Турантов у Алькена в долине Мозеля (Burg von Thurant bei Alken im Moseltale). Здесь метательные машины, называемые блидами (Bleiden), были установлены на узком длинном хребте, где теперь лежат развалины маленькой кирхи; гора, удаленная почти на 500 м от замка, до сих пор называется Блидовой горой (Bleidenberg).

 "Такие дальнобойности – достойное внимания достижение, которое не было превзойдено даже пороховыми орудиями в первом столетии их применения" – констатирует Гольке.

 

О конструктивных параметрах баробаллист

 

 Насколько мне известно, средневековые авторы не оставили нам методов определения основных конструктивных параметров баробаллист, разработанных столь же тщательно, как, например, методы Витрувия или других древних архитекторов и механиков, с помощью которых можно было рассчитать размеры основных деталей невробаллист.

 Важные сведения об устройстве рычажных орудий дает Marino Sanuto в книге "Liber secretorum fidelium crucis"(1321).

 Согласно этому источнику, в изложении Гольке, сначала следует установить высоту точки опоры, поскольку по ней определяется крепость стоек, вставляемых в лежни. По длине длинного плеча рычага устанавливается расстояние между лежнями: оно должно составлять две трети этой длины. Для подвески метательного рычага предписано, чтобы у обычного орудия расстояние оси вращения от конца короткого плеча рычага, т.е. от отверстия шкворня противовеса составляло 2/11, а у дальнобойного орудия 1/6 общей длины рычага. При длине рычага, например, 10 м точка вращения отстоит от указанной точки в 1,8 м для обычного орудия, и в 1,67 м для дальнобойного. Рычаг должен сужаться от середины к верху, крюк для пращи искривляется по-разному, и соответственно этому достигается малая или большая дальнобойность.

 О соотношении масс снаряда и противовеса в статье П.Рихтера ¹⁸ говорится, что оно должно было быть по меньшей мере 15-20 кратным. Однако о первоисточнике этих данных не сообщается.

 Пэйн-Гэлви приводит данные Виллара де Онекура (Villard de Honnecourt), военного инженера XIII в., о ящике противовеса длиной 12 фт (3,05 м), шириной 8 фт (2,03 м) и глубиной 12 фт. При этих размерах объем получается 18,9 м³. Даже с учетом толщины стенок и, возможно, некоторого их завала во внутрь в верхней части ящика, масса песчаной засыпки получается около 24-27 т.

 В средневековых хрониках, книгах по военному делу, и даже в сборниках песен миннезингеров имеется немало рисунков баробаллист (рис. 7). Нередко на них зафиксированы интересные конструктивные особенности. Однако пропорции машин и отдельных их частей здесь часто сильно искажены.

 

Рис. 7. Баробаллиста

Миниатюра из средневекового сборника песен миннезингеров

 

 Таким образом при попытках реконструкции средневековых баробаллист остается широкое поле для разного рода предположений и допущений.

 

О реконструкциях и экспериментах

 

 Начиная по меньшей мере с XVIII в. предпринимались теоретические и практические реконструкции противовесных камнеметов и исследования их боевых качеств.

 Пэйн-Гэлви пишет ¹⁹, что в книге J.T.Dessguliers "Experimental Philosophy",1734г., забавной и интересной старинной работе о механических эффектах, автор дает подробный расчет мощности требуше, вместе с чертежами машины как построенной по Витрувию ²⁰. Эти чертежи, по мнению Пэйн-Гэлви, неточны, и, хотя выводы Десагулье точны, он допускает только требуше с противовесом в 2000 фн (около 900 кг), который слишком легок для машины такого рода.

 Пэйн-Гэлви (там же) сообщает и о результатах собственных исследований.

 "На основе экспериментов с моделями приличного (good) размера и других источников я определил, что крупнейшие требуше, имевшие рычаг 50 фт (15,2 м) длиной и противовес около 20000 фн (9000 кг), могли метать камень в 300 (135 кг) фн весом на дистанцию 300 ярдов (275 м), дальность в 350 ярдов (320 м), по моему мнению, превосходила их возможности."

 Этот же автор приводит в своей книге тщательно проработанный рисунок требуше (рис. 8), к сожалению без указания источника, но не собственный, о чем косвенно свидетельствуют критические замечания автора. Какие-либо технические данные по этой машине также отсутствуют ²¹.

 

Рис. 8. Требуше

Из книги Пэйн-Гэлеви "The Crossbow"

 

 В ряде источников, в том числе у Пэйн-Гэлви, приводятся два рисунка Виоллет-ле-Дюка (Violett-le-Duc), тщательно проработанные графически, со многими интересными конструктивными подробностями.

 Первый рисунок (рис. 9) изображает баробаллисту (требуше) тяжелого типа с неподвижным противовесом ²². Натяжной ворот приводится с помощью топчака.; на этом механизме могут работать одновременно 6 – 10 человек (6 изображены на рисунке, еще 4 – по моей оценке – могут работать на внешней части колеса). Кроме того, еще 16 человек могут при выстреле тянуть противовес вниз канатами; хотя доля их работы в общем балансе энергии и не велика, это может быть полезно для небольших изменений траектории снаряда либо для компенсации влияния небольших отклонений массы снаряда от номинала. Кроме того, эти же люди могли бы гасить колебания рычага с противовесом после выстрела. Метательный рычаг снабжен оттяжками, увеличивающими его прочность и жесткость.

 

 

Рис. 9. Требуше

Машина тяжелого типа с неподвижным противовесом по Виолетт-ле-Дюку. Из книги Пэйн-Гэлеви

 

Рис. 10. Требуше

Машина тяжелого типа с неподвижным и подвижным противовесами. Из книги Пэйн-Гэлеви.

 

 Второй рисунок (рис. 10), также хорошо проработанный, изображает баробаллисту, также тяжелого типа, с подвижным противовесом. Натяжной ворот приводится с помощью вставных рычагов (вымбовок); на этом механизме могут работать одновременно 8 – 12 человек, хотя изображены только двое. Праща имеет какое-то приспособление для управления ее раскрытием.

 В 1850 г. во Франции капитан Фаве (Fave) по приказу Наполеона III ²³, тогда еще президента республики, сконструировал метательную машину больших размеров. Весь метательный рычаг имел 10,3 м в длину, короткое плечо до отверстия оси противовеса – 0,3 м (1:34,3). Противовес состоял из жестко привязанной свинцовой части весом 1500 кг и качающегося на оси ящика с грузом в 3000 кг. Длина пращи до пращевого гнезда, куда закладывался снаряд, была 5 м. Машина метала чугунное ядро весом 11,75 кг на 175 м, 27-см и 32-см наполненные песком бомбы (весом примерно от 30 до 84 кг) на 120 м. Первоначально предусматривался противовес в 8000 кг, но от него пришлось отказаться, поскольку опора рычага оказалась слишком слабой для такого веса. Боковые отклонения снарядов были очень малы, они не превышали 3 м. Фаве из соответствующих расчетов сделал вывод, что метательное орудие с длиной рычага 3,30:16,5 м и противовесом в 16400 кг было бы в состоянии метать камень весом в 1400 кг на 75 м и полагал, что машины такого устройства действительно существовали.

 До опытов Фаве (по сведениям того же Гольке) швейцарский полковник Дюфур (Dufour) поставил опыты с маленькими моделями и рассчитал на их основе, что орудие с длиной рычага 2 : 6 м и противовесом в 3000 кг могло бы метать снаряд весом в 100 кг на 75 м.

 Гольке упоминает также большую модель, находящуюся в Armeria Reale в Турине.

 

Рис. 11. Блида

Модель в масштабе 1:20 из Armee-Museum бывшей ГДР. Репродуцировано из "Visier", 1987, N12, S.24.

 

 В Armee-Museum бывшей ГДР имелась модель блиды ²⁴ , выполненная в масштабе 1:20 ²⁵. По-видимому, при реконструкции использовалось изображение блиды из книги Конрада Киезера "Беллифортис"(Konrad Kyeser "Bellifortis", 1405), но соотношение длин плеч метательного рычага, дина пращи и расположение ворота были изменены.

 

Рис. 12. Блида

Изображение из книги Конрада Киезера "Беллифортис" (Konrad Kyeser "Bellifortis", 1405). Репродуцировано из ZHWK, Bd.V, H. 12, S.385.

 

 В СССР в 50-х годах в Артиллерийском музее В.Е.Абрамов и А.Н.Кирпичников реконструировали древнерусское противовесное орудие – порок (см.рис. 13). По-видимому, при реконструкции использовалось изображение ближневосточной баробаллисты – манджаника – из сборника летописей Рашид-эд-Дина (рис. 14.), а также – возможно – изображение блиды (рис. 15.) из Базельской хроники 1404 г. С моделью проводились эксперименты, подтвердившие ее работоспособность, однако об опытных данных, позволяющих судить о ее боевой эффективности мне не известно ²⁶.

 

Теоретическое ислледование механики баробаллист

 Авторы рассмотренных выше моделей, по-видимому, не проводили на них подробных исследований внешней и внутренней баллистики (по крайней мере, мне о таких исследованиях не известно), ограничиваясь подтверждением работоспособности модели. В лучшем случае определялись наибольшая дальность стрельбы и наибольшая масса метаемого снаряда.

 

Рис. 13. Порок

Изображение из книги А.Н.Кирпичникова

 

 Между тем, достоверное и подробное определение боевых возможностей метательных машин различных типов при конкретных конструктивных параметрах было бы весьма интересно для военной истории и для истории военной техники и техники вообще. Также интересно было бы исследование влияния изменения различных конструктивных параметров машины того или иного типа на весь процесс стрельбы из нее.

 Понятно, что продробное исследование движения частей метательной машины при выстреле на физической (существующей материально) модели было в прошлом веке задачей технически неразрешимой, а в 40-50-х годах нашего века – достаточно трудоемкой и дорогостоящей. Подробное исследование влияния изменения конструктивных параметров машины на ее внешнюю и внутреннюю баллистику, очевидно, также было бы трудоемким и дорогостоящим, поскольку требовало бы постоянных переделок модели.

 Однако этот комплекс задач можно решать и теоретически, с помощью методов механики и математики, применяемых обычно при исследованиях механизмов.

 

Рис. 14-15. Блида (слева) и манджаник (справа)

Блида дана по Базельской хронике 1404 г., репродуцирована из ZHWK, Bd. V, S.386. Манджаник – из книги А.Н.Кирпичникова

 

 Те из западных работ по механике метательной техники, которые мне удалось найти в СССР, были посвящены исключительно механике лука ²⁷. В СССР механикой метательных машин занимался только П.Д.Львовский, в частности простым луком и невробаллистами ²⁸. Мне не известно что-либо о существовании работ по механике противовесных камнеметов, камнеметов с гибким метательным рычагам европейско-ближневосточного и китайского (дальневосточного) типов, а также греко-римских невробаллист рычажно-пращевого типа.

 Теоретическое исследование баробаллисты включает следующие задачи:

разработка графической модели ²⁹, а при необходимости – и реконструкция метательной машины;

определение конструктивных праметров основных частей машины;

разработка теоретической модели ³⁰;

разработка математической модели ³¹;

разработка компьютерной модели ³² и вспомогательных программ для обработки различных данных;

исследование с помощью компьютерной модели процесса выстрела из метательной машины для основного (нормального) варианта данных (характеристик машины) исследование влияния изменения характеристик машины на процесс выстрела, а в некоторых случаях и на поведение пучка (снопа) траекторий снаряда после вылета последнего из машины.

 Решение этих задач и описано в следующих главах этой книги.

 

Сноски

 

1. В дальнейшем используется также термин "баробаллиста", в рамках данной работы – как синоним рычажно-пращевого противовесного камнемета, хотя в общем случае баробаллиста может иметь не только рычажно-пращевую, но и иную конструкцию метательного механизма [назад к тексту]

2. Использована реконструкция В.Е.Абрамова и А.Н.Кирпичникова [назад к тексту]

3. С литературой на французском языке по этой теме я не знаком.  [назад к тексту]

4. В Китае существовала самобытная технология камнеметов, основанная на использовании гибкого метательного рычага, приводимого в движение мускульной силой натяжной команды [назад к тексту]

5. Fronsperger, 1573; "Burgundische Kriegsordnung", 1559 [назад к тексту]

6. Aegidius Romanus (Colonna), "De regimine principum", примерно 1280 г.; излагается по W.Gohlke "Das Geschuetzwesen des Altertums und des Mittelalters",ZHWK, V Band, 12 Heft, ss 379-393.Aegidius происходил из семьи неополитанских Colonna, однако обычно по месту рождения его называют Romanus. В молодости он прибыл в Париж, учился у св. Фомы Аквинского и прибрел в XIII в. благодаря своим трактатам и статьям титул "doctor fundamentalissimus". Король Филипп Смелый обратил внимание на этого августинца и поручил ему воспитание своего сына, Филиппа Прекрасного. Для этого Эгидий написал книгу "De regimine principum", изданную в 1280 г., где была глава об артиллерии, в которой были по порядку приведены применявшиеся в то время орудия [назад к тексту]

7. Этот тип машины вообще не рассматривается в данной работе, но я намерен заняться им в дальнейшем [назад к тексту]

8. Sir Ralf Payne-Gallwey, "The Crossbow",Chp. LVIII (Пэйн-Гэлви считал, что невробаллисты (катапульты) применялись и в средние века, однако многие историки считают иначе)  [назад к тексту]

9. А.Н.Кирпичников "Метательная артиллерия древней Руси", стр.26-31 [назад к тексту]

10. В.Н.Татищев; осада Чернигова в 1239 г., ПСРЛ, т.10, стр.114 [назад к тексту]

11. А.Н.Кирпичников, там же [назад к тексту]

12. Школяр С.А. "Китайская доогнестрельная артиллерия", М, 1980, стр.210-228 [назад к тексту]

13. Школяр С.А., там же, стр.369, причем речь идет о "стандартных"орудиях. Кроме того, упоминаются орудия, метавшие снаряды в 120 кг (стр.153) и специальные дальнобойные орудия, стрелявшие примерно на 500 м (стр.133) [назад к тексту]

14. "Visier", 1987, N 11, ss.24-25, N 12, ss.24-25 [назад к тексту]

15. Возможно, профессиональный артиллерист реконструировал бы особенности стрельбы точнее [назад к тексту]

16. "Visier", 1989, N 6, s.24 [назад к тексту]

17. Op. cit [назад к тексту]

18. Visier, N 12, s.25 [назад к тексту]

19. Ralf Payne-Gallwey, op.cit [назад к тексту]

20. Однако у Витрувия вообще не описываются противовесные метательные машины, а только торсионные – К.В.  [назад к тексту]

21. Однако их можно ориентировочно определить, приняв, что расстояние между концами рукояток ворота составляет 45-60 см (эта величина обусловлена анатомией человека). Получается, что машина имела рычаг с метательным плечом длиной 3,1 м, противовесным плечом 0,75 м и противовесом массой немного менее 250 кг. Массу ядра можно оценить по рисунку примерно в 25 кг. При этих параметрах по моим приблизительным расчетам машина работоспособна, но не эффективна в боевом отношении из-за малых скорости снаряда и дальности стрельбы. Приемлемую дальность стрельбы порядка 80 м можно обеспечить лишь при массе ядра порядка 2,5 кг. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в дальнейшем – КВ [назад к тексту]

22. По этому рисунку я построил чертеж машины и определил необходимые конструктивные параметры (подробности описны в следующих главах данной работы). По моим расчетам эта машина при массе противовеса несколько больше 20 т способна метать камень в 200 кг по довольно настильной траектории примерно на 400 м. Машина представляется мне вполне пригодной для разрушения крепостных стен. Похоже на то, что Виолетт-ле-Дюк создал этот рисунок на основе какой-то действующей модели [назад к тексту]

23 Описано в его "Etudes sur l’artillerie"; излагается по W.Gohlke "Das Geschuetzwesen des Altertums und des Mittelalters",ZHWK, V Band, 12 Heft, ss 379-393. Эти данные часто упоминаются многими автрами, однако я еще ни разу не встречал чертежей или рисунков этой машины [назад к тексту]

24. После объединения Германий о ее судьбе мне ничего не известно [назад к тексту]

25. По фотографии, опубликованной в журнале Visier, я попытался ориенировочно определить возможности этой машины. Полагая, что расстояние между концами рукояток ворота составляет около 0,5 м, я определил размеры основных частей блиды. Длина метательного плеча рычага составила 12,5 м, противовесного плеча – 2,2 м. Высота сечения рычага у опоры – 0,84 м, ширина – 0,6 м; у тонкого конца соответственно 0,42 м и 0,3 м. Масса рычага из сухой сосны – 2,16 т, а его центр тяжести находится на расстоянии 3 м от опорной оси в сторону тонкого конца. Размеры полости противовеса: 1,4 на 1,4 м в верхней части и 1,5 на 1,5 м в нижней при глубине 1,3 м. Объем полости – 1,9 м³, при загрузке с "шапкой"– 2,3 м³. При загрузке камнем объемной плотностью 1,7 т/м³ масса груза – 3,9 т. С такими характеристиками машина хотя и работоспособна физически, но при массе снаряда более 1% от массы противовеса стрельба на тактически приемлемую дальность весьма проблематична [назад к тексту]

26. При размерах орудия, определенных согласно указанному на рисунок масштабу длина метательного плеча – 4,4 м, противовесного – 1,6 м, причем рычаг сравнительно с завдноевропейскими машинами довольно тонок, и следовательно гибок. Объем полости противовеса составляет 0,29 м³, что при засыпке камнем с "шапкой"дает груз в 500-520 кг. Машина изобраежна со снарядом диаметром примерно 20 см, что соответствует массе 10-11 кг. При стрельбе таким снарядом можно надеяться на получение наибольшей дальности около 80-100 м. Авторы считают свою машину "тяжелой", однако с такими характеристиками ее следовало бы отнести, наоборот, к легкому типу [назад к тексту]

27. В частности: C.N.Hickman, The Dynamics of A Bow and Arrow, "Journal of Applied Phisics", 1937, V.8, PP 404-409; Burton G. Schuster, Ballistics of the Modern-Working Recurve Bow and Arrow, "American Journal of Phisics", 1969, V.37, PP. 364-373; B.W. Kooi, ’On the Mechanics of the Bow and Arrow", Groningen, 1983. Хикмен в некоторых своих исследованиях пользовался ускоренной киносъемкой, исследования же остальных авторов чисто теоретические, выполненные аналитическими либо численными методами [назад к тексту]

28. П.Д.Львовский. Решение основной задачи баллистики лука. Основания устройства метательных машин. Невробалисты, СИМАИМ, Вып.1, 1940, стр.3-54 [назад к тексту]

29. Графическая модель здесь – изображение машины в ортогональных проекциях (или в ином удобном для исследования виде), выполненное с достаточной подробностью и точностью, чтобы отразить существенные особенности устройства и взаимосвязи ее частей, а также установить размеры и др. характеристики [назад к тексту]

30. Теоретическая модель здесь – способ описания движения метательного механизма и обусловленные этим допущения. Теоретическая модель обычно включает в себя интерпретацию механизма, расчетную схему, перечень параметров, перечень режимов движения и условий перехода между ними. Например, упругий метательный рычаг камнемета можно интерпретировать как совокупность нескольких жестких стержней с упругими шарнирами между ними. Его же можно рассматривать и как один гибкий стержень. Способы описания движения для этих двух случаев разные. В этой работе термин "теоретическая модель"употребляется в основном в связи с движением метательного механизма, но, естественно, возможно и другое его употребление, что бывает ясно из контекста [назад к тексту]

31. Математическая модель здесь – комплекс математического описания движения метательного механизма на основе теоретической модели. В него входит математическое описание мгновенных положений метательного механизма в различных режимах движения, уравнения движения механизма, алгоритм решения этих уравнений и алгоритмы некоторых вспомогательных расчетов [назад к тексту]

32. Компьютерная модель здесь – комьютерная программа на основе математической модели, с помощью которой проводятся ввод данных, вспомогательные расчеты, решение уравнений движения и вывод результатов в удобной форме [назад к тексту]