Как работает самострел. Часть 5

Окончание.

Начало здесь https://author.today/post/857688

Напомню, что веду свой, "неправильный", по сегодняшним меркам, рассказ об оружии. Без наукообразной терминологии.

Нас учили, что любое дело, даже очень сложное, можно объяснить таким простым языком, чтобы вас понял и очень важный академик, и самый неграмотный колхозник.

Постараюсь.


В предыдущей части мы рассмотрели, как самострелы строить эффективными.

Рис.Кондор
Пришли к выводу, что хороший самострел должен быть блочным - с соотношением 2:1 или 4:1. А если он не пружинный, а лучный, то есть смысл закрепить плечи в обратную сторону и повдоль.
Обратный\Рис.8Ф

Ещё научились строить графики и считать приблизительные параметры самострела.

Для закрепления попробуем посчитать (как обычно - прикидочно) самострел под интересы Alex Greystone:
"... женским персонажам, чтобы слабыми руками можно было взводить".
Определимся с анатомией. В продаже сегодня есть "детские" (!) луки с усилием натяжения 9кг. Лучники натягивают тонкую тетиву пальцами, а у нашего самострела будет широкая деревянная рукоять, мы можем задать и 10, и 16 кг (полтора ведра воды, девушки поднимают и два ведра). Пусть будет 15кг.
Ростовку возьмём минимальную, размах рук по вытянутым пальцам 150см (мальчик ростом 140-150, или женщина ростом 150-160). Длина лучной стрелы под неё около 60см по прямой.
Что же, выбираю катайский самострел чокону.
Рис.65

Путь рукоятки взведения у него по дуге, поэтому можно сделать ход рычага и больше 60см при такой длине рук. Рабочий ход тетивы равен длине прорези в магазине. Были и около 40см, но возьму всего 20см.
Длину ручки взведения выбираю 50см (чтобы не махать ручкой во всю ширь), плечо рычага удастся сделать 1:3, значит, максимальное натяжение 15*3=45кг!
(Проверка кинематики подсчётом на пальцах: треть ручки взведения ~16см, при повороте от 0° до 90° магазин сдвинется на эти 16см, доворот на следующие 30° даст ещё 8см, но нам нужны только 4см и получим все 16+4=20см натяжения на примерно 100° поворота ручки).

Построим график.
Рисуем точку 20см:45кг.
Рис.95

Преднатяг настроим в 30кг. Рисуем точку 0см:30кг.

Площадь фигуры под характеристикой равна 300Н*0.2м+(150н*0.2м)/2 = 60+15=75Дж.
Лук на 45кг уже серьёзный, при таких нагрузках КПД дерева невысокий, возьмём 50%, 75*0.5=~37.5 Джоуля!
Порог смертельной опасности метательного снаряда для человека начинается с 15Дж.
Довольно сердитый выходит самострел. А ведь у чокону скорострельность выше лука, до 10-12 выстрелов за минуту...
:-)

Но у нас вышел большой аппарат, длиной с охотничье ружьё.
Попробуем уменьшить рычаги.

Опять чокону, но маленький.
Рис.90

Рабочего хода тетивы оставим те же 20см. Длину ручки взведения выбираю 40см, плечо рычага удастся сделать 1:2.
Понизим требования к стрелку до 10кг сил. Наибольшее усилие взвода 20кг.
(Проверка кинематики на пальцах: половина ручки взведения даст ровно 20см, поворот с 0° до 90° натянет тетиву полностью).

Построим график.
Рис.96

Рисуем точку 20см:20кг. Преднатяг настроим в 15кг. Рисуем точку 0см:15кг.
Площадь фигуры под характеристикой равна 150Н*0.2м+(50н*0.2м)/2 = 30+5=35Дж.
Лук на 20кг ещё не нагруженый, КПД высокий, возьмём 70%, 35*0.7=~24.5 Джоуля.
Аппарат по-прежнему злой и суровый получается :-)
А ведь построен для слабосильного человечка.

Конечно, стрелы подбираем либо с широкой режущей кромкой (по голодранцам тёплых стран), либо с зубильной заточкой (по кожаным жилеткам аристократии).
Рис.92

Например, самая нижняя на рисунке режущая, а вторая снизу - гранёное шило.

Кстати, "эльфийская" привычка смазывать стрелы ядом известна не только за китайцами.
Европейцы тоже отличились:

Облегченная стрелка "харас", названная так по имени дерева, обмазывалась ядом на 5-6 см у наконечника. Сверху древко в этом месте обертывалось тонкой тканью, приклеенной лишь в одном месте, чтобы можно было безопасно держать отравленную стрелу в руках. Хотя, впрочем, этот яд действует лишь при попадании в кровь...

Охотнику достаточно было попасть в любой участок тела жертвы, чтобы токсин подействовал. Дель Эспинар предостерегает лишь от стрельбы в туловище, в район желудка, т.к. желудочный сок обладает способностью частично нейтрализовывать действие этого яда.

Другое название растения - "трава арбалетчиков".

А ведь человеку камешком глаз вышибить и рогатки на 6-8 Джоулей хватает.


Ну, прошлые вопросы прояснили, смело шагаем дальше.



Остался ещё один занимательный вопрос.
Чем стрелять из самострела?

Вопрос нешуточный.
Знаете ли вы, чего стоит смастерить стрелу? Это в городе взял, да и прикупил в интернетмагазине охапку недорогих пластиковых стрелок.
Рис.93 Авторские стрелы некоего Рембо...)

А приключенческий герой замучается материал подбирать сухой, да ровный. Затем клей готовить и нитки где-то брать. На оперение опять материал нужен, и наконечники хоть из глины лепи, но потрудись.

Рис.94

Даже все части стрелы готовыми принеси, а воедино собрать - непростое занятие. А потом один раз выстрели - и стрелу потерял, скорее всего :-)

Кстати, не "болт", а стрелу. Потому что иностранный "болт" всего лишь один из размеров стрел для арбалета.
Вообще, на названиях зацикливаться, особенно чужих, дело неблагодарное. Например, из-за названий можно поссориться с друзьями по поводу зарядов к гладкоствольному ружью. Один назовёт "спутник", другой поправит - "жакан", третий одёрнет, что точно "блондо". А разберут патрон, и обнаружат, что он снаряжён "пулей Полёва", причём точёной бронзовой :-)
Пуля - вот лучшее слово для такого случая, полагаю.
А для самострелов - "стрела".

Ну так вернёмся к стрелам. Хорошо, когда они есть. А если нет, то чем можно ещё стрелять?
Подножными материалами?
Камешки, глина...

Мысль 5.1 Глиняные снаряды.
Между прочим, в прошлом веке школьники умели делать глиняные заряды для рогатки. Даже необожжёная, а высушенная глина из рогатки пробивает некоторые материалы (посуда, фанера, тонкие досочки) и позволяет охотиться.

Ребятня катала из глины колбаски, резала на примерно равные шайбы, и скругляла в пальцах. Оставалось высушить и боезапас готов.
Прицеливание\Рис.97 Барыги продадут готовые:

Взрослые бы, наверняка, черпали глину сразу формовкой из двух полусфер, и быстро получали глиняные шарики.Но как ими стрелять? Это же не архаичная праща, для которой глиняные "жёлуди" были в порядке вещей.

А не так уж сложно. Берёте самострел, у которого не направляющий жёлоб, а направляющая трубка с прорезями, заряжаете, и стреляете :-)
Чу! Мне послышалось, или кто-то насторожился?
Кстати сказать, назывались такие самострелы...

О! Вот они - эрудиты, знатоки и сам яндекс! Ждут, что "ляпну неправильное", и готовы заругать :-)
Ну так вот, самострелы, которые могли стрелять не только стрелами, но и пулями, на Руси называли аркебузами. Аркебуз - самострел для стрельбы пулями и стрелами.

Что, отряд знатоков дружно кричит, будто я ошибаюсь? А всемогущая корпорация яндекс гордо заявляет голосом ИИ "Алиса", что "аркебуз - первое огнестрельное ружьё"?
Как интересно :-)
Но я отвечу просто: "Хватит переписывать прошлое!".

В любимых книгах моего детства, например, "Меткие стрелки",  дополненное издание 1956, было ясно и понятно изложено:
"...арбалет для метания пуль назывался аркебузом"!

Аркебуз\Рис.97

Надпись под иллюстрацией сообщает: "...для метания стрел и пуль".
У меня нет оснований для сомнений в достоверности книги, в ней перечислены детальные подробности:
"По бокам ... ствола тянулись узкие прорези. В эти прорези выходили ушки от скользящего внутри цилиндра. К ушкам привязывали концы тетивы ... лука."

Рис.98

Зато у меня есть сомнения в патриотизме всемогущей корпорации яндекс и толп знатоков. Книги той поры не гнобили всё русское, а сравнивали с иностранным, и находили поводы не для печали/унижения, а для здоровой гордости :-) В частности, именно русские самострелы были для меня образцом технической мысли в этом направлении. Пока не ознакомился с блочными системами 21 века.
А для яндекса и непатриотичных знатоков у меня есть утешительная печенюшка, из этой же книги фраза:
"Аркебузами называли и первые ружья. Так сыну нередко дают отцовское имя." :-)

Важная особенность - аркебузы заряжали свинцовыми пулями. Глина заметно легче. Глиняные кирпичи тянут 1.6 тонны на кубометр, а свинец 11.3 тонны. Незадача?
Да ничуть.
Нам опять на руку блочная конструкция - глиняные пули наш самострел с удовольствием разгонит до бОльших скоростей, с настильной траекторией. Если же потребуется наращивать массу снаряда, пулям можно придавать форму не шариков, а коротких стрел.

В первую мировую авиация метала по пехоте "флэшетты" - металлические стержни.
Рис.99

Оперение часто было выполнено в габаритах самого стержня.

Рис.9Б

При этом самострелы заряжали и довольно объёмистыми стрелами.

Рис.9А Обратите внимание на 13 образец:

В общем, запас по объёму есть.

Формовку для глиняных пуль можно вырезать даже из дерева.

Подытожим:
Аркебуз блочный решает все вопросы героя фентези. Можно стрелять сильно, далеко и метко (выберите два качества из трёх, шутка).
Рис.9Ц Русский аркебуз, две штуки.

А вот современные потомки аркебуза:

Калибр уменьшился. В разы.

Кстати, из подходящего аркебуза можно стрелять патронами от автомата калашникова или м-16. Не шутка. Да, патронами целиком, если вдруг они подвернулись :-)

Вообразите, какие сюжетные повороты таит такая возможность:

- ...Передаём горячие новости, только что заместитель федерального прокурора Махоуни был ранен патронами от автоматической винтовки...
- Простите, вы имели в виду пули?
- Нет! Помощнику прокурора в плечо и в ягодицу влепили два патрона целиком, с гильзами и пулями! Наш городской отдел криминалистики не знает, что с этим делать!

:-)
Ну, а в лесном краю наш герой сможет пулять камешками и глиняными пулями.

Мысль 5.2 О стрелах.
Выше мы уже столкнулись с тем, что лучники подбирают размер стрелы по своему размаху рук. Если вашему герою дать лук и стрелы не по росту, а какие попались, стрелы могут оказаться слишком длинными, и это ещё не беда, выстрелит. Могут оказаться короткими, и придётся стрелять, не натягивая лук в полную силу.
У владельцев самострелов подобная беда.

"Длина „болта“ в среднем варьировалась от 40 до 60 сантиметров. dzen.ru".

Что будет, если зарядить слишком короткой стрелой?
Её может сорвать с направляющего желобка и закувыркать при малейшем перекосе. У меня так спасается от поражения стрелой герой рассказа "Голоса тревог" (глава "пистолет).
А ведь в направляющей трубке аркебуза стрелу точно не перекосит ...
Вот и ещё один довод ко всеядности аркебузов.

Подытожим обдуманное:
- грамотно спроектированный самострел должен иметь блочную систему тетивы;

- необходим хотя бы один, и достаточно двух наборов блоков;

- если у самострела есть лук, он должен быть установлен не прямо, а в обратном направлении, плечами и тетивой от стрелка, удлиняя рабочий ход при тех же габаритах;

- плечи лука должны быть раздельными, крепить их следует, уменьшая ширину самострела, не поперёк, а вдоль;

- самострел должен быть всеядным, поэтому он получит не желобок для стрел, а направляющую трубку и разгонный стакан.

Вот внешние черты толкового самострела для приключенческого героя. По отдельности, правда... но ведь правильные особенности нужно соединять :-)

Конец.

Ещё про оружие: "стилет, холодный и невзрачный" https://author.today/post/838260