Лук против пистолета: Стрелковые парадоксы
В 1415 г. состоялось одно из самых важных сражений Столетней войны, когда сравнительно небольшая английская армия буквально разметала в пух и прах вшестеро превосходившее его по численности войско французов. Слова «армия» и «войско» здесь неслучайны: французский главнокомандующий привел на поле традиционное рыцарское ополчение в сопровождении эсквайров, оруженосцев и прочей средневековой братии. Тогда как английский король выставил против них дисциплинированных профессиональных солдат, включая 5 тысяч заслуживших вскоре огромную славу пехотинцев, вооруженных длинными луками. Стрелы легко прошивали доспех на большом расстоянии, и лучники могли вести безопасный и смертоносный обстрел противника. Результат их работы потрясает: французы потеряли 10 тыс. человек, а англичане — 112.
Однако с битвы при Азенкуре прошло всего около 200 лет — и грозный длинный лук перестал быть таким уж грозным. Вообще, луки к этому времени почти полностью исчезли из употребления в армиях развитых стран Европы, потесненный первыми образчиками огнестрельного оружия.
Парадокс состоит в том, что в Китае, откуда, в общем-то, и пришел к нам порох, огнестрельное оружие впервые использовалось в сражении еще в 1232 г., при монгольской осаде одного из китайских городов. А существовало оно и еще раньше, о чем свидетельствуют древние рисунки местных авторов. При этом лук продолжал использоваться в Китае в качестве боевого оружия и 800 лет позже — фактически, до столкновения со странами Запада. Почему же?
Задаваясь этим вопросом, американский физик Тимо Ньеминен (Timo Nieminen) прежде всего называет традиционный азиатский композитный лук «лучшим из возможных до появления современных материалов и современного блочного лука». Ученый рассматривает механику и энергетику использования этого эффективного оружия (которое, кстати, мы как-то реконструировали в редакции «TechInsider» — читайте: «Лук Одиссея»).
Итак, когда стрелок натягивает тетиву, поверхность лука, которая ближе к нему, сжимается, тогда как противоположная растягивается. Крайне непросто найти материал, который был бы одинаково хорош при обоих типах нагрузок — был бы устойчив к деформациям и с достаточной силой стремился вернуть бы себе первоначальную форму. Именно это привело к появлению композитных луков, составленных из роговой ткани (сжимаемая часть) и выделанных сухожилий (растягиваемая часть), соединенных деревянной основой.
Производство таких луков было делом очень непростым. По некоторым оценкам, только на качественную просушку сухожилий требовалось около года. Но результат стоил того — недаром композитные луки (в средневековой Европе их не знали) просуществовал в Китае не менее двух тысячелетий.
Еще одним критическим фактором эффективности лука является способность выдерживать максимальный изгиб при минимальных размерах. В идеале эта величина ограничивается лишь длиной рук стрелка, однако дерево, снова, недостаточно упруго, и лук должен быть примерно в 2,3 раза длиннее максимального своего изгиба. Длинные луки английской пехоты потому и были длинными, в рост самих лучников. Для сравнения: восточный композитный лук той же эффективности мог не превышать и 110 см, соответственно, был легче и проще в транспортировке и использовании.
Отчего же он не прижился в Европе? По мнению Тимо Ньеминена, причина — во влажном климате материка, где исключительные свойства нужных материалов быстро падали. Потому же такие луки не стали распространены ни в соседней с Китаем Японии, ни в Индии, зато применялись кочевыми племенами Центральной Азии.
В сравнении с ранними образцами огнестрельного оружия луки еще сохраняли ряд преимуществ, включая дальность и точность стрельбы, и скорострельность, простоту изготовления и ухода. Но был у них один минус: для эффективного использования этих преимуществ требовалось мастерство лучника, а огнестрельное оружие было доступно любому новобранцу. Это, как считает Ньеминен, послужило еще одной причиной удивительно долгого использования луков в Китае. Политическое устройство этой страны позволяло правителям иметь достаточное количество квалифицированных лучников, тогда как феодальная и вечно воюющая Европа поставлять их просто не могла. Выбор воюющих сторон был очевиден. «Экономические и социальные факторы, — резюмирует ученый, — стали более важным фактором, повлиявшим на вытеснение лука огнестрельным оружием, нежели их боевые свойства».
Если вас, как и нас, интересует такое древнее — и действительно прекрасное — оружие, как лук, вам наверняка будет интересно узнать научные основы его эффективности («Наука луковая»).
По публикации MIT Technology Review / The Physics arXiv Blog