Эволюция метательных машин эпохи древности и средневековья

Гастрафет стрелял сравнительно короткими (40-60 см) стрелами с гранеными металлическими наконечниками, наносящими рваные, плохо заживающие раны.

Естественным развитием гастрафета стало увеличение его размеров, использование более тугого лука и появление заряжающего механизма с воротом. Это были уже достаточно внушительные и тяжелые механизмы, которые использовались стационарно, а именно при осадах и обороне крепостей.

Очень важен был переход от стрельбы стрелами по настильной траектории к метанию камней по облической или баллистической траектории. По этой причине такие машины принято называть баллистами, хотя подпись «баллиста» можно встретить и под стрелометом.

Для того чтобы метать камни, тонкую тетиву заменили широкой полотняной/кожаной полосой, ложе расширили и придали ему значительный угол возвышения. Благодаря этим усовершенствованиям супостата можно было достать «навесом», через крепостную стену.

Теперь мы подходим к еще двум весьма важным положениям. Во-первых, к переходу от не-торсионных (англ. non-torsion) машин к торсионным (англ. torsion). Во-вторых, к разделению на эвтитоны и палинтоны.

Не-торсионными называют все без исключения метательные машины, основанные на сгибании плечей лука, являющегося основой конструкции метательной машины.

Торсионными называют машины, в которых произошел переход к использованию энергии скручивания толстых канатов из пучков жил животных, конского волоса или человеческих волос. Второй принцип более эргономичен и надежен, хотя едва ли кто-то в состоянии внятно объяснить почему.

Для того чтобы использовать энергию скручивания, потребовалось изменить конструкцию метательных механизмов. Основой торсионных машин становится не лук, а рычаг, вставленный в канат из воловьих жил/человеческих волос.

Обязательным атрибутом новых метательных машин становится рама, к которой крепятся торсионные элементы (жилы/волосы), и которая в свою очередь прикреплена к ложу, служащему направляющей для камня, стрелы или другого метательного снаряда.

В это же время возникает жесткое разделение торсионных метательных машин на:

- Палинтоны (palintonon, греч. камнемет) - метательные машины, стреляющие ядрами, камнями, бочками с горючей/зловонной смесью и т. п.

- Эвтитоны (euthytonon, греч. стреломет) - метательные машины, стреляющие стрелами, копьями и т. п.

Дальнейшее развитие метательных машин в древности шло по следующим направлениям:

- облегчение конструкции, повышение точности, стандартизация деталей;

- замена некоторых деревянных  частей бронзовыми или железными; в частности, вместо пучков жил  в некоторых машинах использовались  бронзовые пластинчатые пружины, как в хайробаллисте Герона;

- создание многоствольных скорпионов и псевдоавтоматических многозарядных палинтонов (полиболы);

Также встречались - правда, весьма редко - гибридные камнемёты, использующие один вертикальный рычаг, который, отводясь назад, натягивал лук.

У техники камнеметания прогресс долгое время был односторонним – только за счёт «умножителя», а именно за счёт увеличения длины рычага. Когда человек просто бросает камень, он использует в   качестве рычага свою руку. Вложив камень в петлю веревки или ремня, то есть изобретя пращу, человек значительно удлинил метательный рычаг. Еще более удлинился рычаг, когда веревку привязали к шесту – это был «фустибал». Затем рычаг дополнительно удлинили, закрепив шест с пращой на оси или «вилке» вверху опорного столба, и к свободному концу шеста прикрепили тяговую веревку. Потом увеличили число людей-метателей, когда к единственной тяговой веревке добавили   еще несколько. Еще в античности «пращевой камнемёт» стали снабжать «накопителем» в виде торсиона, который, однако, имел существенные недостатки и потому постепенно сдавал позиции более простой и надежной схеме с тяговыми веревками. Качественным же прорывом стало создание «накопителя» в виде противовеса, поднимаемого несколькими людьми, чьи силы многократно умножены воротом и рычагом, роль которого во время взведения играет метательная балка. В принципе возможно метание камней и из лука (развившегося в арбалет и баллисту), но долгая практика доказала, что «метод пращи» эффективнее6.

От внимания древних пращников не ускользнуло, что чем длиннее рука с пращой, тем дальше и сильнее летит камень. Удлиняется рычаг, сказали бы мы теперь. Вот кто-то и додумался однажды прикрепить пращу к палке – один ее конец закрепляется намертво, другой, оканчивающийся петлей, надевается на гвоздик, вбитый рядом (его называют «зубцом»). В исходном положении, когда стрелок держит пращеметалку горизонтально к земле, свободный конец свисающей пращи держится на зубце, но в процессе маха, когда палка достигает вертикального положения, захлестывающая праща обгоняет ее и соскальзывает с зубца, раскрывается – и камень вылетает из пращевой сумки в сторону противника.

Кроме удлинения рычага, мах можно усилить и по-другому: например, совершать его двумя руками сразу и одним движением вместо многократной раскрутки обычной пращи. Точность убывает, зато сила и КПД значительно возрастают. До пращеметалки додумались одновременно в разных частях света – и на Дальнем Востоке, и в Позднеримской империи, где она была известна с IV века под названием «фустибал», и даже в доколумбовой Америке. В Европе она продержалась до конца XIV века, находя особенно широкое применение при осаде крепостей и на кораблях.

В Китае в V–IV веках до н.э. палку с пращой значительно увеличили в размерах и установили на столб с рогаткой или кольцом наверху. Эта метательная машина получила название станковый пращемет7. К свободному концу метательного рычага прикрепили тяговую веревку. В исходном положении праща со снарядом была опущена к земле, а тяговый конец метательного рычага поднят вверх. Стрелок резко дергал за тяговую веревку, метательное плечо рычага взмывало вверх, праща захлестывала, раскрывалась, и снаряд летел вперед. Устройство из носимого превратилось в стационарное, точность не возросла, зато прибавилось силы. Особенно когда к тяговому концу стали приделывать что-то вроде щетки, а к ней не одну, а много тяговых веревок. Десять стрелков могли без особого усилия запустить увесистый камень – ведь метательная балка лежала на опорном столбе. Применялся станковый пращемет в основном при осаде и обороне укреплений.

Тяжелые метательные машины, которые по идее своего устройства ближе всего подходили к лукам и арбалетам, вначале предназначались только для осады и обороны крепостей. Как машины полевого типа они начали применяться значительно позже. В качестве снарядов для невробаллистических машин применялись бревна, камни, окованные колья, связанные пучки стрел и др8.

Гастрафеты: увеличенные луки (не-торсионные машины). В зависимости от конструкции, могут метать как камни, так и стрелы. Все гастрафеты по определению являются машинами двухплечевыми. Гастрафет был изобретен приблизительно в 400 г. до  н.э. Сиракузский тиран Дионисий готовил город к обороне от карфагенского вторжения. Дело намечалось серьезное. В Сиракузы были  приглашены лучшие механики и инженеры греческого мира. Результатом  мозгового штурма явился гастрафет – ручное метательное оружие на основе мощного лука. У Диодора упоминается осада крепости Мотия на  западном берегу Сицилии в 397 г. до н.э., когда участие в бою  приняли некие новые метательные машины, с помощью которых было отбито нападение флота известного карфагенского полководца Гимилькона. Принято считать, что этой военной новинкой стали именно гастрафеты. Единственным греческим источником, который содержит подробное  описание этого оружия, является трактат Герона «Belopoeica» переводится примерно как «Героновская редакция «Устройства метательных машин» Ктесибия», но чаще западные исследователи переводят достаточно вольно и компактно – «Об артиллерии», а иногда оставляют без перевода. В русской традиции принято «Об изготовлении метательных орудий» или короче – «О метательных машинах».

Тяговый требюше представляет собой гибкую балку – метательный рычаг, через ось закрепленную на вертикальной стойке. К короткому плечу рычага прикреплены тяговые веревки, к длинному – довольно короткая праща. За тяговые веревки берётся команда из нескольких человек, на праще повисает «наводчик», тяжестью   своего тела слегка сгибая рычаг и придавая ему дополнительную силу; одновременно он до некоторой степени нацеливает требюше. Затем команда дружно дергает за верёвки, «наводчик» отпускает   пращу с вложенным в нее камнем, праща взмывает вверх, вверху   ее конец соскальзывает с зубца на конце балки-рычага, праща   раскрывается и камень летит в цель. Достоинствами тягового требюше являются чрезвычайная простота и дешевизна конструкции, возможность использовать совершенно необученный персонал, способность вести стрельбу навесом из-за укрытия и чрезвычайно высокая скорострельность. Недостатки – малая дальность и низкая точность стрельбы. Впрочем, небольшие размеры позволяют устанавливать такие машины на стенах и башнях, что увеличивает дальнобойность. Тяговый требюше – в первую очередь противопехотное оружие, используемое при обороне или осаде крепостей. Цель таких устройств – создать град камней, способный либо подавить идущих на штурм   осаждающих, либо сбить со стен защитников. Многочисленность   таких устройств и их высокая скорострельность компенсируют низкую точность стрельбы. Их можно использовать и для «контрбатарейной» борьбы. Лёгкие тяговые требюше успешно применялись до XIV века, хотя их эффективность постепенно снижалась по мере совершенствования крепостной архитектуры, доспехов и осадной техники9. Среди торсионных машин основным конкурентом лёгкого требюше был онагр. Онагр намного сложнее в  изготовлении, массивнее, имеет более низкую скорострельность,  однако его дальнобойность и точность стрельбы выше. У гибридного требюше, или бриколя, короткое тяговое плечо  метательного рычага снабжено небольшим противовесом,  уравновешивающим более длинное метательное плечо. Это  облегчает работу тяговой команды. Метательный рычаг сделан  жёстким, что положительно сказывается на точности стрельбы.  Таким образом, гибридный требюше в несколько раз превосходил  по мощности торсионные онагры. Большой требюше с противовесом  – жемчужина и символ средневековой военной техники, предмет  престижа для уважающего себя государя. Некоторые из них, как, например, английский король Эдуард I, арагонский король Хайме I Завоеватель или германский император Оттон IV, не считали  зазорным лично интересоваться постройкой и практическим  применением таких машин. Это были первые в истории метательные машины, обладающие реальными стенобитными возможностями, и их   появление повлекло за собой очередную революцию в военной архитектуре и осадном деле. «Требюше» также использовал 6т противовес, явно недостаточный для этой более крупной машины. Он метал 125-кг ядра на те же 175 м, но скорость оказалась ниже, 186 км/ч (52 м/с). Это фактические данные – очевидно, угол возвышения обеих машин отклонялся от оптимальных 45° и при более тщательной выверке они могли бы показать существенно большую дальнобойность (теоретический максимум равен 250-300 м). При стрельбе на 175м дальность рассеяние не превышало 4 м по ширине и 12 м в длину. Планировалось увеличить противовес до 11 т, что должно было обеспечить дальность стрельбы 113-кг ядрами на более чем 250 м. Многократное повторение попаданий в  одну точку требует использования снарядов одного веса и примерно той же формы; данный факт отражен, например, в трактате Эгидия Колонны (ок. 1275 г.), рекомендовавшего   взвешивать ядра перед стрельбой. В то же время даже грубое обтесывание 100-кг каменного ядра требует 5-6 рабочих часов. Требюше может использоваться не только для разрушения стен, но и для борьбы с вражескими машинами и малоподвижными осадными сооружениями. Борьба эта ведется артиллерийским способом, т.е. не прицельным поражением с первого выстрела, а захватом в  вилку. В отличие от торсионных камнемётов требюше не способен  к прицельной стрельбе, зато, благодаря слабой отдаче, его  выстрелы предсказуемы. После первого промаха можно изменить  дальность и боковой угол на нужную величину и так постепенно  приблизиться к цели и накрыть её. При этом «контрбатарейные»  требюше находятся в более выгодном положении по сравнению со  стенобитными. В стенобитной роли требюше невыгодно применять с  максимальной дальности, поскольку в этом случае его снаряды  будут попадать в стены под неэффективным углом 45°. Напротив, в контрбатарейной роли можно использовать более скорострельные машины среднего калибра и с предельной дальности, ведь деревянное устройство разрушить несравнимо легче, чем каменную стену. Рассматривая исторические сообщения о разрушении  крепостей камнемётами очень важно иметь в виду не только  технические возможности стенобитной техники, но и особенности  крепостной архитектуры данной местности в данное время10. Есть  глинобитные дувалы, как в Средней Азии, есть укрепления из  двух тонких стенок, между которыми засыпан бутовый камень или  глина, есть стены из мелких камней, скрепленных только  собственной тяжестью или слабым раствором извести, причем  камни могут быть обтесаны в разной степени и прилегать друг  другу с разной плотностью, есть стены из крупных каменных  блоков, есть стены из мягкого известняка, а есть из твердого  гранита, есть стены из обожженного кирпича (одни из наименее  уязвимых, особенно если скреплены хорошим цементом), бывают стены деревянные или из срубов, заполненных землей – последняя  технология у нас считается специфически русской, но в действительности практиковалась по всей Европе в архаические времена. Естественно, их способность сопротивляться обстрелу  различается многократно. Надо также учитывать, что основной  задачей стенобитных камнеметов является не столько снесение  стен как таковых (хотя пробитие солидной бреши, обеспечивающей  свободный проход пехоты и конницы, очень желательно), сколько  уничтожение укрытий для защитников – зубцов, парапетов,  навесных галерей и щитов, навесных башенок-бретешей, казематов для баллист и т.д. Для успеха штурма с использованием обычных лестниц достаточно обнажить верхушку стены, чтобы вражеские солдаты не имели прикрытия от легкого метательного оружия. Пока преобладал таран, а тяжелые метательные машины не были распространены, крепостные стены часто имели разную толщину внизу и вверху. Вверху устраивали обширные казематы, ограничиваясь сравнительно тонкой внешней стеной. Естественно, такие полые сверху стены намного легче поддавались обстрелу из требюше, чем стены сплошные.

Невробаллистические метательные машины употреблялись в войсках почти до V века нашей эры. Затем, в середине VI века, после нашествия варваров, метательные машины почти вышли из употребления. Сохранились они только в Греции, которая сумела отразить нападение варваров.

В XI веке употребление метательных машин возобновилось. Но это уже были машины, несколько отличные по принципу устройства от предыдущих. Вместо использования силы упругости тел была использована сила тяжести.

К короткому плечу длинного бревна, укрепленного на деревянном станке, прикреплялся груз, а на длинном конце помещался снаряд. Падающий груз притягивал короткое плечо бревна к земле, в то время как длинный конец описывал дугу и сообщал снаряду поступательное движение вперед по крутой траектории.

В отличие от метательных машин древности машины средних веков назывались «баробаллистическими» (от греческого слова «βαροζ» - тяжесть) .

Эти новые метательные машины, действующие посредством перевесов и противовесов, значительно уступали по своим качествам прежним баллистам и катапультам. Они были более громоздкие, дальность же бросания снаряда была значительно меньше прежних машин. Единственное преимущество баробаллистических машин заключалось в простоте их устройства.

Появление в средние века метательных машин, уступающих по качеству машинам более раннего происхождения, следует объяснить общим застоем в развитии техники и, в частности, застоем в области вооружения. Техника рабовладельческого и феодального общества развивалась медленно. После гибели Римской империи она не только приостановила свой прогресс, но даже на некоторое время шагнула назад11.

Этим же объясняется и то обстоятельство, что несовершенные баробаллистические машины продержались почти до XIV-XV вв. Даже появление огнестрельной артиллерии не сразу вытеснило метательные машины.

Все метательные машины, как невробаллистические, так и баробаллистические, по характеру своего действия разделялись на два вида: прицельного и навесного действия.

 

1.2. Машины прицельного действия

 

 

 

 

К машинам прицельного действия относились: баллисты, аркбаллисты, скорпионы и бриколи. Старейшим и наиболее распространенным видом метательной машины прицельного действия являлись баллисты. Термины «баллиста», «катапульта» и «скорпион», из-за которых происходит в научной литературе великая путаница, имеют следующее значение:

Баллиста - римское название двухплечевого палинтона, как правило, не очень большого. Типовые баллисты метали камень диаметром 15-18 см, а не типовые могли использоваться в качестве эвтитонов, то есть стреломётов.

Катапульта - греческий термин, которым обозначается любая метательная машина. В римский период «катапультой» называли что угодно: хоть баллисту, хоть онагр, хоть скорпион.

Баллисты были устроены следующим образом. На деревянном основании укреплялись горизонтальные рычаги, которые одними концами вставлялись в вертикальные пучки сильно скрученных сухожилий или концам рычагов прикреплялась обойма, в которую вкладывался снаряд (камень, бревно). При помощи лебедки или ворота обойма оттягивалась назад, а затем отпускалась.

Упругостью вертикальных пучков сухожилий или кишок горизонтальные рычаги возвращались в первоначальное положение, а тетива двигала снаряд по желобу - происходил выброс снаряда.

Баллисты имели приспособления для прицеливания: подъемный механизм и поворотный в виде катка и вертикальной оси.

Баллисты бросали свой снаряд по настильной траектории и предназначались главным образом для разрушения крепостных стен. Баллиста могла бросать камень весом в 2 пуда на расстояние около 600 шагов с начальной скоростью до 200 футов. Когда такой камень попадал в крепостную стену, она постепенно разрушалась12.

Кроме камней, баллисты бросали бревна, окованные железом, и тяжелые стрелы. Пробивная сила бревен и стрел была довольно значительна. Так, например, окованное железом бревно длиною в 12 футов (3,7 м.) пробивало 4 ряда плотного частокола с расстояния в несколько сот шагов.

Скорость стрельбы из метательных машин типа баллисты была незначительной. После каждого выстрела нужно было вручную, при помощи ворота закручивать жилы. На производство выстрела требовалось от 15-30 минут до часа.

Как правило, баллисты были больших размеров и достигали 40 футов длины и 20 футов ширины при весе в 250-300 пудов. Баллисты меньших размеров назывались скорпионами. Основными снарядами скорпионов были копья и стрелы. Дальность однофунтовой стрелы, брошенной скорпионом, достигала 1200-1300 шагов.

Среди метательных машин прицельного действия наиболее подвижными были аркбаллисты.

Устройство аркбаллист было следующее. На двух колесах большого диаметра укреплялась деревянная рама. На раме укреплялся длинный деревянный или железный лук. На конце рамы устраивался ворот, при помощи которого натягивалась тетива лука. Метание снаряда аркбаллистами осуществлялось так же, как и баллистами.

Как правило, аркбаллисты стреляли обыкновенными стрелами или стрелами «Карро»13. Обыкновенная стрела бросалась на расстояние до 1300 шагов. Брошенные аркбаллистой стрелы «Карро» с дистанции 300 шагов пробивали 6-дюймовые доски.