Відстань польоту стріли з лука. Вага стріли, її швидкість та енергія польоту

Цибуля є одним із найдавніших видів зброї/зброї полювання відомих людству. Цибуля та стріла з'явилися не менше, ніж 10 000 років тому.
Спочатку давайте наведемо визначення що таке лук. Хоч і моветон, але використовуємо "наше фсе" - Вікіпедію. Отже:
Цибуля - різновид кидальної зброї, призначений для стрільби стрілами. Зйомка відбувається за рахунок м'язової сили стрілка, яку цибуля накопичує в пружну енергію зігнутої дуги і потім, розпрямляючись, швидко перетворює на кінетичну енергію стріли.

Сучасні луки
Сучасні луки не набагато ефективніші за давні. Сила їхнього натягу набагато менша, а стріли легші, оскільки мішені тепер не захищені обладунками. Це і стало їхньою головною відмінністю. Широке застосування сплавів алюмінію та інших конструкційних матеріалів, що володіють недоступними древнім майстрам властивостями, дозволило створити луки значно надійніші, точніші та зручніші. Пристосовані для спортивної стрільби чи аматорського полювання, сучасні луки розраховані на фізично менш підготовленого стрільця. На сторінках багатьох спортивних клубів особливо наголошується, що займатися у них і стріляти з сучасних композитних луків можуть навіть діти (це не відноситься до «класичних», у тому числі спортивних, луків). Сучасні луки забезпечують більшу точність та комфорт при стрільбі за рахунок втрати бойових характеристик самих луків та стріл. Вони, загалом, повідомляють стрілі меншу кінетичну енергію, ніж їхні давні побратими. Однак, за рахунок використання безлічі різноманітних пристосувань і, головне, значно кращих матеріалів, сучасні луки повідомляють стрілу все-таки велику енергію за тієї ж сили натягу. Головні переваги сучасних матеріалів та конструкцій луків такі:
* Вони менше схильні до впливу погодних умов, наприклад, стародавні цільнодерев'яні цибулі можуть зламатися взимку на морозі, а тятиви намокнути в дощ. Сучасні луки з алюмінієвих сплавів із синтетичною тятивою, практично всепогодні.
* Вони сконструйовані таким чином, щоб використовувати дуже легкі стріли та досягати щодо високих швидкостей польоту стріли. Сила натягу навіть спортивних луків становить від 18 до 25 кілограм. Стародавні луки були набагато потужнішими у цьому плані, якщо ви досить розвинені фізично.
* Приціли, реліси (спеціальні пристосування для утримання та спуску тятиви), гасники вібрації і т.д. і т.п. дозволяють досягти більшої точності за певної практики. У той же час ці пристрої сильно уповільнюють темп стрільби.
* Вони служать довше і не вимагають утомливого обслуговування.

На малюнку вище сучасна блочна цибуля ("компаунд"). Завдяки елементам, що обертаються, на кінцях цибулі натягнути тятиву стало простіше, а спеціальний гаситель вібрації тятиви дозволяє зробити постріл максимально точним. Передбачені також модифікації для шульг. Швидкість польоту стріли з такої цибулі може досягати 300 м/с! Вага від 1,2 до 2 кг. Ціна до 2000 "зелених".
Зверніть увагу, що вага стріли для такої цибулі складає всього від 16 до 35 грам залежно від матеріалу. Спортивні стріли виготовляються у вигляді порожнистої тонкостінної алюмінієвої трубки з гострими конусними (60 градусів) або округлими наконечниками для ураження різних типів мішеней. Саме якість сучасних матеріалів дозволила створювати такі легкі та водночас міцні стріли.

Стрілянина із сучасної цибулі

Для сучасних швидкісних стріл застосовуються невеликі пластикові оперення, що мають мале аеродинамічний опір. І, хоча аеродинамічний опір стріли як і раніше значно вище опору кулі, воно все ж таки істотно менше ніж аеродинамічний опір середньовічної стріли, що і дозволяє досягти високої швидкості пострілу. Енергія легкої стріли при вильоті з лука завжди менша, ніж важкої. Це твердження потребує доказів. Справді, розглянемо граничний випадок дуже тяжкої стріли. Її енергія дорівнюватиме повній роботі тятиви цибулі, що дорівнює інтегралу від сили натягу по всьому робочому ходу плечей цибулі. Більше цієї величини стріла енергію придбати не може, оскільки тільки ця енергія запасена при натягу зігнутими плечима цибулі. Більше взяти її нема звідки. Тобто надто важкою стрілою цибуля не зможе вистрілити. При стрільбі сучасними спортивними легкими стрілами частина енергії йде на розгін плечей лука, і що легше стріла, то швидше розпрямляється лук. Більшість енергії витрачається непродуктивно. Гірше того, більшість простих дерев'яних луків може зламатися при неодруженому пострілі, оскільки плечі, розпрямляючись без навантаження, вберуть у себе всю ударну енергію і просто луснуть. З цим ефектом часто стикаються сучасні виробники саморобних «реконструйованих» цибулі. Таким чином, швидкість стріли не може бути більшою, ніж гранична швидкість тятиви при "холостому" пострілі, а ця швидкість кінцева. Для кожної цибулі можна підібрати стріли оптимальної ваги, які отримають найбільшу енергію під час пострілу. Більш легкі стріли набудуть великої початкової швидкості, але цибуля стане «плескати» частково в неодружену.

Чим легше стріла, тим менше її енергія. Яка ж енергія сучасної спортивної стріли? Згідно з формулами Жоссера, зупиняюча дія кулі дорівнює добутку її кінетичної енергії в момент зустрічі з перешкодою на площу поперечного перерізу, без урахування конструкції кулі. Пробивна дія кулі дорівнює відношенню вищезазначених величин. Кінетична енергія кулі в джоулях (Дж) дорівнює половині добутку квадрата швидкості м/с на її масу в кілограмах. Те саме, в загальному випадку, вірно і для стріли. Зірвавшись із тятиви намальованої вище чудової мисливської цибулі на швидкості 300 метрів за секунду, 20 грама стріла отримує енергію рівну (m*v2/2): 0,02 * 90000 /2 = 900 Джоулей або (ділимо на g = 9,8): отримуємо 90, більш звичних воякам для виміру дульної енергії, кілограмів. Майже як у мисливської рушниці при пострілі кулею тієї ж ваги! На відстані реального пострілу, що дорівнює 100 метрам, швидкість впаде (чому ми розглянемо пізніше) до якихось 100 метрів на секунду. Енергія удару виявиться близько 10 кг. Це вже значно менше ніж у круглої рушничної кулі мисливського 12-го калібру на тій самій відстані (у круглій кулі 12-го калібру при пострілі на 100 метрів енергія = 80 кг) за рахунок більшого опору повітря польоту опереної стріли. У цьому може бути відповідь на питання чому американські індіанці так прагнули закинути свої чудові довгі луки і отримати рушниці блідолицих?

Що означає цифра в 10 кілограм? Розділивши енергію на площу поперечного перерізу (наприклад 0,1 см2), отримаємо пробивну дію стріли, помноживши – зупиняючу дію. Це треба розуміти як 10 кілограмів ваги на 0,01 сантиметра квадратного – перерізу вістря стріли. Розділивши Ви отримаєте тиск стріли на обладунок в момент удару, або пробивну силу. Значить, кований обладунок стріла може і не проб'є, якщо вдарить побіжно. Однак удар у 10 кілограм, що припадає на кінчик шила, приставленого до ваших грудей, слабким не видасться.

У спортивних чемпіонатах нашого часу найбільшою дистанцією прицільної стрільби із лука є 90 метрів. У спортивних клубах віддають перевагу дистанціям до 60 метрів. Сучасна цибуля може вистрілити і на більшу відстань, але мало який спортсмен може зробити хоча б десяток пострілів у швидкому темпі на дистанцію понад сто метрів. Стрілянина на великі дистанції пов'язана зі значними відхиленнями, які не в змозі врахувати навіть відмінний лучний приціл. Про влучному пострілі в ціль на 150 метрів не йдеться, і це при грандіозній стабільності сучасного композитного лука і майже постійних якостях стріл. Ніякий приціл вже не в змозі врахувати всі фактори, необхідні для досягнення точного пострілу на таку дистанцію. І хоча найдосконаліший з луків, що випускаються сьогодні за космічними технологіями, може послати стрілу на дистанцію до 500 метрів, прицільна стрілянина на таку відстань неможлива.

Середньовічні цибулі.
Існувало багато різних типів бойових луків, але в Європі довга тисова цибуля, ймовірно, найбільш відома. Він виготовлявся з цілого шматка тисового дерева і його конструкція принципово не відрізняється від багатьох інших стародавніх луків. Це, так звана, проста цибуля.

Довгі плечі тисового лука – особливість конструкції, найбільш характерна для англійського довгого лука (знаменитого longbow), дозволяє збільшити довжину натягу і, отже, покращити бойові якості зброї. Англійська довга цибуля з'явилася наприкінці 13 століття. Вирізалася цибуля з тиса таким чином, що складалася з двох шарів деревини з різними властивостями. Тис був найкращою деревиною за співвідношенням щільність/еластичність, що дозволяло створити більш ефективну цибулю за менших її розмірів. Під ефективністю тут мається на увазі не так сила натягу цибулі, скільки швидкість, з якою він міг розпрямитися і послати стрілу (що має пряме відношення до дальності і точності стрільби). До речі, англійський тис не вважався гарною деревиною, основним джерелом тиса була Іспанія, а пізніше і Італія. Спеціальні урядовці суворо оцінювали якість деревини, що поставляється. Дослідження нечисленних вцілілих зразків 15-16 ст. показують виключно високий рівень матеріалу, що використовувався. Відповідно, і дальність стрілянини з англійських луків була на третину більшою, ніж з інших дерев'яних луків – до 200 метрів. Служив тисовий лук не довго - кілька місяців, потім пружність втрачалася, і лук ламався. Перевозилася дерев'яна цибуля зі знятою тятивою.

Хоча більшість лучників-рекрутів, що призивалися з феодальної повинності, приходили з власними луками, вони мали бути переоснащені новими луками з допомогою армії. Відсоток "відходів" міг бути дуже великим. Казенні луки робилися відповідно до чітко розписаних державних вимог. Крім суто технічних переваг, це була дуже дешева, якісна зброя, яка могла бути виготовлена в масових кількостях за короткий період часу. Іноді в різних джерелах зустрічаються твердження, що виготовлення однієї цибулі займало кілька років. Це справедливо для повного циклу виробництва: зрубаного дерева до готової зброї в руках бійця. Тис – основна сировина для виробництва англійських луків, будучи надзвичайно щільною деревиною, потребувала тривалої витримки перед тим, як її використовувати. Саме ж виготовлення цибулі із заготівлі рідко займало більше півтори-двох годин, а враховуючи величезну практику майстрів того часу, ймовірно, ще менше. Значна кількість луків перевозилося з армією як заготовок і дороблялося під конкретного бійця безпосередньо у театрі бойових дій.

Масове застосування довгого лука в англійській армії слід пояснити соціально-політичними причинами. Ніде у континентальній Європі феодали не вітали появи у селян такої грізної зброї. В Англії ж ця зброя була масовою. Оскільки без багаторічних тренувань неможливо отримати хорошого лучника, лише англійці могли дозволити собі складати з лучників цілі армії.

Сила натягу англійської бойової цибулі на той час знаходилася в межах 35-70 кг. Для більшості бійців скоріше ближче до 35 кг. Дальність стрілянини з такої цибулі сягала 300 метрів, причому дуже сильно залежала від вітру. Слід зазначити, що ця цифра справедлива для стрілянини. Дальність прямого пострілу з лука значно менша – близько 30 метрів. Початкова швидкість стріли становила 45-55 м/с. Безумовно, ні про яку прицільну стрілянину важкою бойовою стрілою з кованим наконечником на дистанцію понад 50 метрів не могло бути й мови. Хороший лучник міг потрапити на такій дистанції в людину, але й годі. У змаганнях на дистанції до сотні метрів застосовувалися легші стріли, що мали велику початкову швидкість і, відповідно, забезпечували більшу точність.

А ось східні цибулі виготовлялися за складнішою технологією. Їх склеювали з кількох матеріалів. Сучасні майстри називають таку цибулю по-різному: композитну, складну, листкову, або посилену. Тут використовується термін "складовий" цибуля для того, щоб показати, що в цій ретельно розробленій цибулі застосовані різні матеріали: деревина, рогові пластини та сухожилля. Складова цибуля – найскладніша за конструкцією. Для його виготовлення було потрібне велике мистецтво. Ця цибуля – дивовижний прояв винахідливості в механіці. Далека від стрілки частина піддається найбільшому розтягуванню. Для неї підбирали матеріали, що володіють більшою здатністю до розтягування. Часто використовувалася шкіра, оброблені жили тощо. Внутрішня частина цибулі зазнає деякого стиску, - її виготовляли з дерева, кістки та інших доступних матеріалів. Давні виробники луків у Східній та Західній Азії використовували не лише сухожилля тварин. Найкращу якість і більшого поширення мали складові цибулі, виготовлені з сухожиль, дерева і роги (іноді могли використовуватися інші матеріали). Класичний складовий лук - це дерев'яна серцевина, до зовнішньої сторони якої приклеєні сухожилля, а до внутрішньої - рогові пластини (зазвичай з рогів буйвола). За таких же довжини і натягу, складеної цибулі стріляли в півтора рази далі за дерев'яні цибулі. Вони перебували на озброєнні в Єгипті, Персії, Греції, Римі та у всій Азії. У період середньовіччя у Європі композитні луки залишалися у візантійців та росіян. Найкоротша складова цибуля застосовувалася ще скіфами – всього 90 сантиметрів. Він і стріляв недалеко. Термін служби складеної цибулі обчислювався десятиліттями. Перевозилися складові цибулі в боєготовому стані, але при тривалому зберіганні тятива знімалася.

У складовій цибулі розумно використовуються властивості матеріалів, з яких він виготовлений. Сухожилля на спинці цибулі відчувають напругу, що розтягує. Рогові пластини, що мають максимальну межу міцності близько 13 кг/мм2 (приблизно вдвічі більше, ніж тверда деревина), призначені для стиснення. Рогові пластини також мають високий коефіцієнт пружного відновлення або здатність набувати початкової форми після зняття навантаження. Завдяки гнучкості цих матеріалів короткі, легкі, пружні плечі цибулі здатні накопичувати при натягу велику кількість енергії. Крім того, гнучкі плечі складеної цибулі дають можливість значно збільшити довжину натягу тятиви, не збільшуючи загальну довжину зброї. Поєднання великої довжини натягу та коротких плеч дозволяє вистрілювати стрілу зі складеної цибулі з більшою швидкістю і на більшу дальність, ніж з дерев'яної простої цибулі з такою ж силою натягу. Випробування Едварда Макьюена, Роберта Л. Міллера та Крістофера Бергмана показали, що точна копія складеної цибулі з силою натягу 27 кг повинна випускати аналогічну стрілу з такою ж швидкістю, як і копія середньовічної тисової довгої цибулі з силою натягу 36 кг (близько 50 м/с ).

Середньовічні майстри досягли великого мистецтва у виготовленні складових луків. На малюнку нижче показана складова цибуля XI ст., виготовлена в Індії та призначена для полювання та змагань у стрільбі на дальність польоту стріли. Цибуля зроблена з дерева, сухожиль і рогових пластин і покрита тонким шаром майстерно розфарбованої кори. Таке поєднання матеріалів робить зброю більш потужною, ніж середньовічна довга цибуля, а краса цієї зброї вражає.

Отже, плечі з вигнутими вперед кінцями, виготовлені з різних матеріалів, забезпечували більшу довжину натягу при відносно невеликих розмірах цибулі. Складовий лук можна було вигнути сильніше і він повідомляв стрілу велику енергію. За рахунок цього можна було зменшити габарити цибулі і, нарешті, озброїти вершників. Вважається, що сила натягу середньовічної цибулі була здебільшого більше 30 кілограмів. Очевидно, луки виготовлялися настільки потужними, наскільки стрілок здатний був їх натягнути. Граничним значенням для підготовленого стрільця можна вважати цифру 45 кілограм. Більш потужні луки, мабуть, ніколи не використовувалися масово в бойових умовах.

До нас дійшло безліч конструкцій середньовічних простих і складових цибулі.
Основні типи луків представлені середньовічною тисовою довгою цибулею (a), посиленою сухожиллями індіанським луком племені тетон лакота (b) і чотирма видами складових луків: західноазіатським кутовим луком (c), скіфським луком (d), турецьким луком XVII ст. (e) та цибулею кримських татар XVII ст. (f).

Головна перевага складеної цибулі – велике відношення довжини натягу до довжини цибулі. Отже, порівняно коротку 127-сантиметрову цибулю можна було натягнути значно більше, ніж можна припустити, враховуючи її довжину. Іноді основу трилопатевого наконечника робили вузьким, щоб вставляти його в отвір на кінці держака стріли. Підстава такого наконечника, що використовувався в Середньовіччі, зазвичай робили конічною з найбільшою товщиною в центральній частині. Скіфська цибуля, як і складова кутова цибуля, мабуть, була абсолютно гнучкий. Його плечі не мали тієї конструктивної жорсткості, яка була досягнута в пізніших складових луках завдяки встановленню в області рукояті і в місцях кріплення тятиви кістяних або рогових пластин.

Удосконалення зброї часто відбувається одночасно із прагненням забезпечити більш надійний захист від нього. У ІІІ ст. до зв. е. східні сусіди скіфів – сармати – винайшли нові засоби ведення бойових дій. Вони одягли вершників і коней у зброю і навчили воїнів боротися у зімкнутому строю. Наявність міцних обладунків зробило необхідним створення цибулі, здатної вистрілювати стрілу з важким залізним наконечником з великою швидкістю та ударною силою.

Кочові народи Центральної Азії – гуни та авари – створили зброю, здатну пробивати обладунки. Вони зробили жорсткими місця кріплення тятиви та вигнули їх уперед під гострим кутом. У результаті кінці кожного плеча утворився " складовий важіль " . Такі "важелі" дозволяли лучнику згинати жорсткіше плече цибулі з меншим зусиллям. За рахунок відхилення кінця цибулі щодо спинки виникає такий ефект, ніби до кінця кожного плеча прикріплено колесо великого діаметра.

Коли стрілець натягує цибулю, тятива "змотується" з "колеса", що розкручується, і довжина її збільшується. При відпусканні тятиви кінці переміщуються вперед, укорочуючи тятиву, що надає стрілі більшого прискорення. Аналогічний принцип використовується і в сучасній спортивній цибулі, в якій є система блоків, призначена для досягнення подібного, але значного ефекту. Згадайте «колеса» пристрою блочного лука, що натягує, на початку статті.

Перший примітивний лук був винайдений на зорі людської цивілізації і дуже вплинув на її розвиток, на долі племен і цілих народів. Археологи виявили наскельні зображення лучників у горах Іспанії, що відносяться до початку епохи мезоліту, а в південноафриканській печері Сибуду знайшли кам'яні наконечники для стріл, вік яких становив понад 60000 років. Спочатку цибуля використовувалася для полювання і була дуже зручним засобом для добування їжі. Пізніше цибуля стала використовуватися як зброя при веденні воєн і була такою аж до початку XIX століття. У наш час стрілянина з лука – це вид спорту, який вимагає великого мистецтва. Вперше як вид спорту стрілянина з лука увійшла в програму других Олімпійських ігор 1900 року в Парижі. Спробуймо розібратися, що потрібно знати, щоб зробити найпростіший лук, і як потрапляти в ціль, стріляючи з лука.

Найпростіша цибуля складається з основи самої цибулі, тятиви та стріл. Таку цибулю можна зробити своїми руками, особливо якщо ви пішли в похід. Основа цибулі має бути досить міцною і водночас гнучкою, витримуючи вигин у 110-130 0 . Для цього підійде ствол молодого дерева. Найкраще клен або горіх. Можна також використовувати вишню чи березу, а ось хвойні дерева краще брати не варто. Основа повинна бути досить рівною і гладкою, довжиною близько 1,5 м. Кінці основи необхідно обережно обробити і зробити невеликі заглиблення для тятиви на відстані 1-2 см від кінців. В якості тятиви можна використовувати абсолютно будь-яку досить міцну і нееластичні мотузку, що витримує вантаж 30-50 кг і розтягування близько 1%. Довжина тятиви повинна забезпечувати вигин основи цибулі 170 0 . Натягнута тятива при смиканні повинна видавати характерний звук, що гуде. Стріли для цибулі можна зробити з прямих і без сучків гілок дерев довжиною 50-70 см. Щоб стріла добре летіла, потрібно зробити наконечники, наприклад, із твердого загостреного дерева, а також оперення, яке можна зробити з пір'я птахів або шматочків тонкого пластику. Таким чином, ми зробили досить примітивну цибулю, але цілком здатну прицільно стріляти на кілька десятків метрів.

Спортивна цибуля, яка використовується в сучасних змаганнях, суттєво відрізняється від найпростішої цибулі. Він має досить складну конструкцію, яка включає низку важливих елементів, що дозволяють набагато покращити якість стрільби:

Плечо (верхнє та нижнє)
Рукоятка
Приціл
Плунжер
Полочка
Тетива
Гніздо
Обмотка тятиви
Мушка
Трійник
Стабілізатор передній
Стабілізатори бічні
Грузики стабілізаторів
Склянка плеча (верхня, нижня)
Накладка

Давайте тепер спробуємо розібратися, як потрібно стріляти і що потрібно враховувати, щоб стріла влучила у ціль. Для того, щоб стріла полетіла, необхідно натягнути тятиву зі стрілою і відпустити. Сила пружності розтягнутої тятиви діятиме на стрілу, повідомляючи їй швидкість, необхідну руху. Закон, визначальний залежність сили пружності від величини деформації, відкрили англійським фізиком Робертом Гуком:

де - Сила пружності, - величина деформації, - Коефіцієнт пружності.

У момент відриву стріли від тятиви потенційна енергія розтягнутої тятиви перейде в кінетичну енергію стріли. Враховуючи, що коефіцієнт пружності тятиви спортивних луків дорівнює приблизно 3 10 6 Н/м, максимальне розтягнення тятиви на початку стрільби з цибулі становить близько 1 см, маса стріли дорівнює приблизно 30 г. Використовуючи закон збереження енергії, знайдемо початкову швидкість стріли:

де - Маса стріли, - Початкова швидкість стріли, - Коефіцієнт пружності тятиви, - Деформація тятиви. Здійснивши математичні перетворення, отримаємо:

Випущена з цибулі зі швидкістю стріла летить по траєкторії, близькій до параболи, тому щоб потрапити в ціль, потрібно прицілюватися вище за мету. Розрахуємо, яким повинен бути початковий кут між стрілою та горизонтом, щоб стріла потрапила у ціль на відстані від стрілка. Стрілу вважатимемо матеріальною точкою, а опір повітря враховувати не будемо.

Використовуючи кінематичні рівняння для руху з постійним прискоренням вільного падіння, отримаємо:

звідси для відстані, що дорівнює 50 м, і швидкості, що дорівнює 100 м/с:

Тобто для того, щоб стріла потрапила в ціль, що знаходиться на відстані 50 м, початковий кут між стрілою та горизонтом має бути близько 1,4 градуса. Так як при реальній стрільбі повітря чинить опір руху стріли, то кут повинен бути дещо більшим. Для правильного визначення цього кута служить приціл, що враховує дальність стрільби та опір повітря. Крім того, потрібно робити виправлення на наявність вітру.

Слід особливо відзначити, що, використовуючи цибулю, не можна забувати про безпеку, оскільки стрілянина з цибулі – це потенційно небезпечний вид спорту. У жодному разі не можна спрямовувати цибулю зі стрілою на людину чи місце, де перебувають люди. Попадання стріли в людину може мати найжахливіші наслідки.

Пропонуємо Вам за запропонованим методом вирішити задачу:

Розрахуйте, наскільки зміститься по вертикалі місце влучення стріли, якщо початковий кут дорівнював 2 градусам, а початкова швидкість і відстань до мети не змінилися.

Тому коли хтось порівнює вогнепальники з луками, – треба хоча б щось спершу про луки почитати. А якщо не можете навіть доторкнутися, то краще й не писати.

Щойно 18 серпня 2013 року у Великій Британіїбуло встановлено черговий рекорд дальності стрільби з компаунда в режимі стрільби за метою (прицільна стрілянина) для слабеньких 45 фунтових луків - 733 метри. 60-фунтові луки прицільно стріляють на дальність понад 800 метрів.

Тому коли я говорю, що 70-фунтовий BEAR MOTIVE-6 придатний для стрільби по кабану на дистанціях 100-120 метрів - я знаю про що я говорю. Тому що він і на 150 придатний, якщо стрілець добрий.

Якщо брати до дозволеним у Росії зусиллям для блокових луків, тобто із зусиллям натягу трохи більше 27 кгс (+5%), те, як бачимо з таблиці нижче, - вони стріляють на дальність понад 870 метрів.На скільки стріляє гладкоствольна рушниця? Ага зрозуміло. Але я вам чесно скажу, нарізне теж не всяке і далеко не всяким боєприпасом вистрілить на 870 метрів.

Щодо точності стрільби з лука, то (мене в цьому відношенні просто в дикий регіт вводять "снайпери" з Ганзи, які міркують там про МОА і вимірюють мікрони у своїх трубах ціною по 300 000 р., а потім на змаганнях видають таку клінічну картину, що просто називається "ржунемагу" ") вогнепальників наших в олімпійських топах не видно (зате на смітнику в Ганзі "спеців" - батальйон снайперів сформувати можна на олімпіаду... але немає його у світових топах цього батальйону, трепуни одні язики). Навіть у трапі, мабуть єдиній дисципліні, доступній нашим олімпійцям, ми скотилися в нікуди, і при цьому завжди стріляємо з чужої зброї. Це як у кінному спорті – спеціалістів – як кінського гною, а понад 50 місця один пенсіонер піднімався за останні 20 років.

А ось дівчатка наші у стрільбі з лука нормально почуваються, як і українки на п'єдесталах кубків та чемпіонатів світу зі стрільби з лука. Як у себе вдома. Навіть у компаунді, тобто блочному луку.І Олімпійські медалі та нещодавні Кубка Світу у Логінової - тому підтвердження.

При перегляді інформації далі слід розуміти, що для олімпійської цибулі розмір "яблучка" в центральній частині мішені складає в діаметрі 4 см, а для блочного цибулі - всього 2 сантиметри. І дані за точністю дано тільки для стрілянини на вулиці, тобто поза приміщеннями.

Що стосується стрільби з блочника на 90 метрів (тільки чоловіча дисципліна, жінки офіційно стріляють максимум на 70 м), то цього літа серед чоловіків середнього віку Майк Шлоссер із Нідерландів показав результат 350 очок, а у розряді літніх - понад 50 років чоловіків його співвітчизник Петер Ельзінга 352 очки. Щоб було зрозуміло – три дюжини стріл, тобто 36 стріл, максимум очок 360. Тобто на дистанції 90 метрів у гурток 2 см дядечка за 50 років поклав 28 стріл поспіль і ще 8 потрапили у дев'ятку – на 3 см убік. При цьому потрібно розуміти, що ніяких оптичних прицілів у лучників немає і вони стріляють стоячи і не з упору.

Стріли

Боєкомплект лучника в поході становив від 20 до 100 або 200 стріл. Скіфи, араби або монголи возили їх усе з собою, лучники інших націй частіше тримали стріли в обозі, в цьому випадку боєкомплект, що носився, становив від 10 до 40 стріл.

Наконечник був кістяний (у варварських народів й у Європі до 11-13 століття), із твердого дерева (у стародавньому Єгипті), із бронзи чи твердої сталі. Часто він бував плоским і листоподібним, що повторював форму крем'яних наконечників, але ще скіфами був винайдений досконаліший гранований наконечник, що став стандартом спочатку в Азії, а потім і в Європі. Оперення у стріли було не обов'язково. Загалом хороша стріла, придатна для дальньої та точної стрільби, була досить технологічним виробом, її виготовлення вимагало мало матеріалу, але багато праці. Ручна праця в середньовіччі не цінувалася, але зробити гарну стрілу в поході лучник власними силами не міг.

Щоб витримати прискорення під впливом тятиви, натягнутої з такою силою, стріла повинна була мати відому гнучкість. Як показують сучасні дослідження, при пострілі стріла, накладена на цибулю, під впливом тятиви дещо згинається, а потім, у перші секунди польоту, випрямляючись здійснює коливальні рухи. Простіше кажучи, тремтить, відхиляючись від осьової траєкторії на бік стрілянини. Стрілець повинен враховувати цей фактор при прицілюванні. Стабільність властивостей деревини, з якої виготовлялася стріла, була обов'язковою умовою точного пострілу.

Арбалетні стріли зазнавали при пострілі значно більших навантажень. Так, навіть давньогрецькі арбалети, що застосовувалися починаючи з IV ст. до зв. е. у грецькій армії та іменовані «гастрафет» стріляли стрілами довжиною 40-60 см з гранованими металевими наконечниками і мали силу натягу тятиви до 90 кг. Натягували гастрафет, упираючи його приклад собі у живіт, що пояснює назву. Гнучка стріла для цибулі при такому ударі просто ламалася, що й змусило робити арбалетні стріли товстішими, жорсткішими та короткішими.

Щоб зберегти енергію стріли на відстанях звичайних для військових дій того часу, що перевершують принаймні 100 ярдів в умовах бою, необхідно використовувати важкі стріли, що повільно летять. Тяжка стріла, що повільно летить, втрачає менше енергії протягом певної відстані ніж стріла з більшою швидкістю при однакових початкових кінетичних енергіях. Згадайте спортивну цибулю на початку нашої статті. Чи зможе 20-грамова стріла, випущена з нього зі швидкістю 300 метрів за секунду (це близько 1000 км/год!!!) пробити обладунок? В упор, можливо, а на відстані бойового пострілу немає. Сила опору повітря руху стріли пропорційна квадрату швидкості. Зрозуміло, цей аеродинамічний закон є вірним не для всіх швидкостей. Але, починаючи зі швидкості 10 метрів на секунду і до 100 метрів на секунду він вірний з дуже великою точністю.

Було виявлено, що при дуже незначних швидкостях, подібних до швидкостей руху маятника годинника, опір повітря зростає пропорційно першого ступеня швидкості. При зростанні швидкості руху опір повітря починає збільшуватися пропорційно більш високого ступеня швидкості і швидкості руху тіла, що дорівнює 10 м/сек досягає в точності квадрата цієї швидкості. Це співвідношення опору повітря та швидкості руху з дуже великою точністю залишається постійним аж до швидкості 100 м/сек. Лише після цього воно починає рости помітно швидше за квадрат швидкості, особливо при наближенні до швидкості звуку, що дорівнює 333 м/сек. Дещо вище за неї, а саме при 425 м/сек, відхилення збільшення опору повітря від точки квадрата швидкості досягає найбільшого значення.

Значить легка і швидка сучасна спортивна стріла дуже скоро буде зупинена опором повітря і на вильоті траєкторії матиме швидкість не набагато вища за швидкість важкої стріли, оскільки вона відчуватиме більший опір повітря. Але це ще не все. Здатність цибулі віддавати стрілі енергію, як ми бачили, залежить від ваги стріли. Легка стріла зірветься, майже не загальмувавши скорочення тятиви та тіла цибулі. Важка, навпаки, відбере велику енергію тієї самої цибулі. Отже, для цієї сили лука існує деяка оптимальна вага стріли і ця вага має бути досить високою. Ми повинні розглянути тут ще один важливий момент – траєкторію польоту стріли. Щоб зробити постріл із лука важкою стрілою на максимальну відстань, потрібно стріляти по балістичній траєкторії. Стріла летітиме по параболі зі значним набором висоти. У початковий момент часу енергія стріли, випущеної під кутом, може бути представлена як сума двох складових: вертикальної та горизонтальної. У міру підвищення траєкторії вертикальна складова швидкості за рахунок протидії сили тяжіння землі та опору повітря падає і, у верхній точці польоту, стає нульовою. Потім стріла «клює» вниз і рухається далі зі зниженням – набираючи швидкість! І що більше вага стріли, то більшу швидкість вона набере рахунок земного тяжіння. Тяжка стріла кинута з висоти кількох кілометрів, набрала б деяку кінцеву швидкість за рахунок вирівнювання сили тяжіння та сили опору повітря, як це відбувається, наприклад, з парашутистом. Отже техніка метання стріли, значно залежить від її ваги. Легка, сучасна спортивна стріла, випущена з лука з величезною початковою швидкістю, летить подібно до кулі під невеликим кутом до горизонту настильною траєкторією і суттєво гальмується опором повітря, що й обмежує дальність пострілу приблизно 100 – 150 метрами. Тяжка середньовічна стріла з кованим наконечником, злітає в хмари, і, повернувшись, б'є в ціль практично зверху. Ви замислювалися чому деякі середньовічні шоломи схожі на капелюхи з полями від сонця? Ефективність цибулі зростає у міру того, як стріла стає важчою та посилює особливості, зазначені вище. Тому в середні віки не надто дбали про зменшення ваги стріли, хіба що для розважальних цілей. За сучасними мірками наконечники були надзвичайно масивними і держаки виготовлялися найчастіше з важких порід дерева. Вага держака стріл, що дійшли до нас, становить 30-80 грам. До них потрібно додати вагу шипа - гострого кованого наконечника. Хороша стріла важила понад 150 грамів. Як уже говорилося, створення потужніших луків призвело до використання більш важких стріл, що дозволяють цілком використовувати збільшену енергію віддачі цих луків. Цей процес стартував задовго до середньовіччя. Виявлене в могильниках спорядження для стрільби з лука допомагає археологам зрозуміти вимоги людей, які його використовували. Наприклад, скіфи робили наконечники стріл із бронзи; показані наконечники довжиною 25-50 мм (верхній ряд) виготовлені в III ст. до зв. е. З появою обладунків виникла потреба у більш важких і великих залізних наконечниках, які б пробивати їх. Такі наконечники з'явилися у гунів (нижній ряд). Праворуч від кожного наконечника показаний його профіль, якщо дивитися з гострого кінця.

Стріла - не куля, вона суттєво важча. Це означає, що запасена їй енергія вища. І якщо куля (вагою 9 грам) на вильоті балістичної траєкторії іноді не може пробити ватник (падає вам на черевики, пролетівши два-три кілометри), то стріла, з її крутішою траєкторією, навіть набирає на спуску швидкість при наддалекому пострілі. Просто киньте 9-грамову кулю і 200-грамову гостру стрілку з балкона - куля навіть у землю не встромиться, а стріла проб'є комусь голову. А якщо шолома немає? Чи рука наплічником не закрита? Були навіть такі спеціальні сталеві стрілки в першу світову війну для скидання їх цілими купами з літака по скупченнях піхоти і особливо кавалерії.

Ворожі воїни одягнулися у броню. Стріли з наконечником типу «сухий лист», відомим з кам'яного віку, перестали бути ефективними проти латної піхоти та кованої кінноти. У міру вдосконалення військових обладунків, мисливські стріли – «зрізні», з широким і гострим плоским наконечником, змінювалися більш масивними гранованими, а потім шиповидними наконечниками, призначеними для пробивання металевого обладунку. На малюнках представлені відомі археологам наконечники стріл, здобуті біля Російської держави.

Виразно видно відмінність мисливських стріл із наконечником у вигляді листка, часто роздвоєного або плоскої «лопатки» від вузьких, довгих, шилоподібних або гранованих бронебійних наконечників. Перші застосовувалися проти не захищених коней або проти слабко броньованих воїнів, другі могли пробити з невеликої відстані найсерйозніший панцир.

Найбільш відомі та добре документовані у середньовічній Європі битви з масовою участю англійських лучників. Англійський лучник носив із собою зв'язку з 24-30 стріл (пук). Інші перевозилися в обозі. На відміну від сучасних спортивних і навіть мисливських стріл, англійські бойові стріли того часу носили більш утилітарний характер. Древко стріли являло собою досить товсту (до 12 мм. у найширшій) частині палицю змінного перерізу, довжиною 75-90 см. (Уявляєте скільки важить така стріла, навіть без наконечника?) З одного кінця стріли знаходилася проріз під тятиву, за якою йшло оперення. Оперення складалося з 3 пір'я. Довжина оперення досягала 25 см, що було необхідно для стабілізації важкого наконечника. Для виготовлення оперення використовувалися переважно гусячі пір'я т.к. у них не бракувало. З іншого кінця держака стріли кріпився наконечник. Хоча існувало багато різновидів наконечників, у військових діях використовували переважно два: широкий з відігнутими вусами (broadhead) і вузький, голкоподібний (bodkin). Бродхед використовувався для стрілянини по малозахищених піхотинцях і конях. Бодкін мав тригранне голкове вістря і використовувався для поразки важкоозброєних солдатів, у тому числі і на великих відстанях. Іноді для покращення пробивної дії лучники вощили наконечники стріл. До речі, наконечники на бойові стріли були втульчатого типу - тобто. дерево вставлялося в наконечник. Це робилося з кількох причин. По-перше, при ударі стріли об зброю, втулчастий наконечник оберігав древко стріли від розщеплення і стрілу можна було використовувати повторно. А стріли, як ми вже казали, не можна було просто зрізати у сусідньому ліску. Для стріл була потрібна спеціально відібрана та витримана деревина. Стрілець з лука та майстер з виготовлення стріл були порівнянними за складністю професіями. По-друге, наконечник закріплювався не жорстко і при висмикуванні стріли міг залишатися в рані. По-третє, знімний наконечник суттєво полегшував транспортування зв'язок стріл лучниками. До речі, англійські лучники ніколи не носили сагайдаків зі стрілами за спиною. Стріли переносилися або у спеціальних мішках, або за поясом. У бою лучники найчастіше встромляли стріли в землю перед собою, що полегшувало процес стрілянини і збільшувало скорострільність. Додатковим "ефектом" подібного поводження зі стрілами були серйозні (часто летальні) ускладнення, викликані попаданням землі в рани, що служило приводом у звинуваченні англійців у використанні отруєних стріл.

Випробування стріл

Нам відома низка випробувань, що проводилися сучасними авторами з метою з'ясування бойових характеристик середньовічної цибулі.

Приміром, група американських дослідників проводила випробування пробивної спроможності стріл, використовуючи сучасні конструкції луків. Стріли, також використовувалися спортивні, лише наконечники замінили. Під час випробувань сталевої пластини в 1 мм проти стріли з енергією 60 Ft Lb були отримані наступні результати:

* Широкогранний наконечник не пробив пластину, хоча кінчик вийшов з іншого боку приблизно на 0,25 дюйма,

* короткий шиповидний наконечник значно послабив енергію, але стріла поралася на 6 дюймів (рвані краї пробитої дірки охоплювали древко стріли),

* Середній шиповидний наконечник повністю пробив пластину, і прибив би її власника.

Виявилося важливим змащування наконечників воском чи олією т.к. це значно покращувало проникаючу здатність. (Згадали вощені наконечники стріл англійських лучників.) Використана стріла важила 30 гр. (Дуже легка за середньовічними мірками і поширена в наш час для полювання) і випущена з цибулі зі швидкістю 255 футів/сек. з відстані 14 ярдів. Стріла залишила цибулю з енергією 65 Ft Lbs і на удар припало 59 Ft Lbs. (Початкові втрати швидкості дещо більше за рахунок "тремтіння" стріли.) На 100 ярдах ця енергія зменшилася б до 45 Ft Lbs і на 200 ярдах, ймовірно до 40 Ft Lbs. На таких великих відстанях втрата енергії визначається головним чином вагою стріли і типом оперення, що використовується. Наконечник стріли зроблений був із сталі з невеликим вмістом вуглецю, але нагрітим, а потім остудженим. Будучи досить міцною для м'якої сталі, він був явно гірший від середньовічного наконечника. Був випробуваний ще один наконечник із кінцевою вставкою із дуже міцної сталі. Цей захід значно покращив характеристики, зменшивши енергію необхідну для пробою пластини ймовірно на 25%.

Результати цих експериментів близькі до тих, що опубліковані в книзі Пітера Н Джоунса "Металографія та відносна ефективність наконечників та захисних обладунків у середні віки". У цьому дослідженні проведена спроба відтворити середньовічну металообробку обладунків, і було використано ретельно виготовлені репліки стріл і тисову цибулю з натягом 70 фунтів. Було виявлено, що шипоподібні наконечники пробивали 2 мм сире залізо при попаданні під прямим кутом, під кутом 20 градусів такі наконечники вже не могли пробити метал товщиною 2 мм, зате пробивали його при товщині 1 мм. Ці стріли мали енергію рівну 34 Ft Lbs під час удару, але важили вдвічі більше сучасних стріл для 60 фунтової цибулі. Ці репліки середньовічних стріл мали кращі наконечники, ніж ті, які використовувалися для перших випробувань.

Отже, завжди був ризик, що стріла могла пробити пластинчастий обладунок. Залежно від дистанції та кута удару, що захищався міг розраховувати на рівень захисту панцира лише до певних меж. Все-таки, шиповидний наконечник набагато менш смертельний, ніж широкогранний, і шанс вижити у нещасного лицаря був вищим. Звичайно, стріли не летіли однією, а просто бути збитим з коня, і не здатним боротися, виявлялося фатальним у контексті війни. Більш того, невеликі рани могли виявитися смертельними за відсутності антибіотиків.

У 1918 році англієць S.T.Pope (книга "Archaelogy by experiment") досліджував далекобійність і пробивну силу луків, що походять з різних джерел. Були використані цибуля апачів з гікорі, ясеновий чеєнов, африканська із залізного дерева, складені татарська та турецька (ріг, метал, дерево, сухожилля) та англійська довга цибуля з тиса. Досліджувалися далекобійність цибулі та сила її натягу, яку вимірювали грузиками (натягування тятиви на 71 см від цибулі). Вистрілили кілька сотень стріл з різними наконечниками, використовуючи англійський спосіб (три пальці на тятиві) та мисливців сіу, коли тятива натягується чотирма пальцями, а стріла дотримується між великим та вказівним пальцями. Тітиви були різні – зроблені з лляних та шовкових волокон, баранячих кишок та бавовняної пряжі. Найміцнішою виявилася ірландська тятива діаметром 3 см із 60 скручених лляних ниток.

* Цибуля апачів довжиною 1,04 м з гікорі, розтягнута на 56 см при силі 12,7 кг, закинула стрілу на 110 м.

* Ясенева цибуля чеєнов 1,14 м, розтягнута на 51 см силою 30,5 кг - 150 м

* Татарський 1,88 м, зігнутий на 71 см силою в 13,7 кг – 91 м

* Полінезійський із твердого дерева 2 м, на 71 см 22 кг - 149 м

* Турецький 1,22 м, на 74 см силою 38,5 кг – 229 м

* Англійська тисова 2 м, на 71 см 24,7 кг - 169м

* Англійський тисовий 1,83 м на 91 см 28,1 кг – 208 метрів.

Це не всі проведені проби, бо описується ще й татарська цибуля 1,88 м завдовжки, з тятивою із сиром'ятної шкіри, яку натягувало двоє людей. Один, сидячи, упирався ногами в цибулю, натягуючи тятиву обома руками не далі 30 см, бо більше не міг, а другий клав стрілу. Забавно, що вистрілив він лише на 82 м, хоча казали, що його перший господар (цибулю було близько 100 років) стріляв сам, посилаючи стрілу на 400 м. Цибуля турецька була зроблена з волов'ячих рогів, дерева гікорі, баранячих кишок і шкіри. Серед стріл, використаних Поупом, були бамбукові стріли каліфорнійських індіанців із передньою частиною з берези та оперенням із індика. Вони мали 63 і 64 см довжини і летіли на 10% далі, ніж англійські стріли. Середня швидкість польоту стріли виявилася близько 36 м/сек.

На невеликих відстанях сила пострілу з лука перевершує силу бою сучасної мисливської зброї. Проби, зроблені іншими дослідниками, показали, що соснова стріла зі сталевим наконечником, випущена з цибулі з силою натягу 29,5 кг на дистанцію 7 метрів, пробила 140 паперових мішеней, тоді як мисливський дробовик 14 калібру пробив круглою кулею лише 35 мішень. (Цікаво, скільки б він пробив гострою підкаліберною кулею.) Для визначення якості наконечників використовували соснові дошки товщиною 22 см і імітацію звіриного тіла - коробку без бічних стінок, наповнену сирою печінкою і обтягнуту оленячою шкірою. Стріли з обсидіановими наконечниками пробивали коробку, з металевими – пробивали чи прошивали наввиліт. Наступний експеримент провели з манекеном, одягненим у шістнадцятивікову кольчугу з Дамаску. Стріляли з дистанції 75 м цибулею із силою натягу 34 кг, сталевими наконечниками. Стріла розірвала кольчугу, викликавши дощ іскор, і увійшла на 20 см углиб манекена, упершись у задню частину кольчуги. Потім перевірили можливість вбивати стріл. З 75 метрів убили оленя, що біжить, - стріла прошила його грудну клітку навиліт. Так само вбили вісім оленів, трьох дорослих та двох молодих ведмедів. Двох дорослих ведмедів убили попаданнями в груди та серце з дистанції 60 та 40 метрів. В атакуючу ведмедицю вистрілили п'ять стріл, з яких чотири застрягли в тілі, а п'ята пробила живіт і пролетіла ще 10 метрів. (Ну і жителі – ці американські дослідники J. Якщо ж говорити серйозно, то у мене не викликає довіри походження «шістнадцятивікової кольчуги з Дамаска». Жоден музейник або колекціонер, будучи у своєму розумі, не погодився б віддати раритет на випробування настільки варварським способом. . Швидше за все, мала місце пізня реконструкція за образом і подобою стародавньої кольчуги, що поступається їй за характеристиками.

Звичайно всі ці експерименти проводилися людьми, які не мали на меті навчитися стріляти і потрапляти у ворога з лука. Вони також далекі від реальних характеристик середньовічного воїна, як результати сучасних професійних спортсменів від результатів команди вуличних хлопчаків. Разом з тим вони чітко розкривають бойові характеристики та особливості застосування луків.