требушет это что такое
Требушет — король камнеметалок. Из истории средневекового орудия.
Их королем по праву считается требушет!
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 течение почти тысячи лет это изобретение не покидало пределов Китая.
В Европе, точнее – в Византии и прилегающих землях, оно впервые зафиксировано в 580-е годы под названием «петробол», то есть камнеметатель. Как оно туда проникло – не ясно. В начале VII века петроболы массово применяли уже не только византийцы, но и авары со славянами, персы, немного позже арабы и вестготы. Вскоре они оттеснили баллисты и катапульты античного образца. Теперь в Византии их называли манганами, откуда произошли арабское «аль-манджаник» и западноевропейское «мангонель».
В раннем Средневековье крупным потребителем сложной осадной техники был Арабский халифат
– его расширению способствовала не только легкая конница, но и машины, обрушивавшие на вражеские укрепления град камней, а с 670-х – и горшков с составами на основе нефти. Арабо-византийские войны привели в начале VIII века к очередному усовершенствованию – появлению гибридного требушета. У гибридного требушета (во Франции их называют бриколями) короткое тяговое плечо метательного рычага снабжено небольшим противовесом, уравновешивающим более длинное метательное плечо. Это облегчает работу тяговой команды и позволяет делать машины более крупного размера, стрельба становится более точной.
В начале 800-х тяговые требушеты у арабов переняли франки, в X веке они достигли Германии, около 1100 года – Польши, в 1134 году впервые зафиксированы в Дании, где их использовали до конца XIV века.
Тяговый требушет оказал значительное влияние на тактику обороны и осады крепостей, поскольку позволил использовать в перестрелке все гражданское население. Наступающий мог градом камней сбить деревянные укрепления вместе с защитниками со стен и валов либо горшками с горючей смесью создать пожары в городе. Обороняющие могли обескуражить идущих на штурм и поджечь их осадные сооружения. И это не теория – например, вождь альбигойского крестового похода Симон де Монфор погиб под стенами Тулузы в 1218 году от камня, пущенного из ручного требушета тулузскими женщинами.
Однако каменные укрепления, даже их зубцы и парапеты, тяговый требушет разбивать не мог. Попытки использовать по сотне тяговых веревок создавали организационные сложности, но проблему не решали – чтобы проломить каменную стену, нужно многократно бить в один и тот же участок. В результате тяговый камнемет оставался преимущественно противопехотным средством.
Решение нашли в XII веке в Восточном Средиземноморье, скорее всего в Византии, хотя думали над этим многие. Доказательством служит трактат Мурда ат-Тарсуси, жившего в Александрии в последней трети XII века. Так называемый «персидский манджаник» ат-Тарсуси еще сохраняет пропорции тягового требушета, но тяговая команда в нем заменена сетью, наполненной камнями. Причем этот противовес должен был опускаться в глубокую яму, которую надо было выкопать заранее. Помимо метания камня весом более 100 кг противовес натягивал тяжелый арбалет. Для подъема противовеса пришлось использовать ворот.
Но наиболее быстро требушет с противовесом совершенствовался в католической Европе.
При осаде Акры участниками III Крестового похода в 1189–1191 годах огромные требушеты использовались обеими сторонами, причем франки смогли разрушить часть мощной городской стены после длительного обстрела. Это было нечто новое в осадной технике – прежде каменные стены разрушали только тараном. В XIII веке требушет с противовесом (его называли также фрондиболой, в Германии блидой, на Руси пороком, были и другие имена) широко использовался по всей Западной Европе и быстро достиг совершенства. В 1212 году он появился в Германии, в 1216-м – в Англии, к началу 1230-х годов – на Руси. Наконец, в 1276 году мусульманские источники зафиксировали его появление в Китае под характерным названием «франкский манджаник».
Некоторое время сосуществовали два типа требушета – с фиксированным и с подвешенным противовесом. Первый более прост по конструкции, что было очень важно в Средние века.
Постепенно выявились недостатки фиксированного противовеса. Его приходилось делать сплошным, обычно из дорогостоящего свинца, поскольку содержимое неплотно наполненного ящика или мешка перекатывается во время падения противовеса. Кроме того, фиксированный противовес склонен долго раскачиваться после выстрела и сильно сотрясать опорную конструкцию. Оптимальной считается конструкция с подвешенным противовесом, который быстро стабилизируется после выстрела. Он представляет собой обычный ящик, наполненный любыми доступными материалами (землей, песком, камнями), причем вес его легко меняется.
Из этих базовых требований, известных по средневековым письменным источникам, вытекают габариты машины – метательный рычаг длиной 10–12 м, опорная стойка высотой около 7 м, противовес порядка 10–15 тонн. Команда из 40 плотников средней квалификации под началом опытного ингениатора (мастера по изготовлению и применению требушета) сооружает стенобитный требушет из дубового бруса дней за десять, опытный каменщик обтесывает одно ядро за 5–6 часов. Правильно построенная и пристрелянная машина способна устойчиво попадать в квадрат площадью 5х5 м со скорострельностью около двух выстрелов в час. В результате за несколько часов пробивается брешь в двухметровой гранитной стене, стандартной для замков XIII–XIV веков.
Конструкция требушета проста и очевидна
– любой мастеровитый человек может соорудить небольшую модель и убедиться в ее дееспособности (этим баловались уже в позднем Средневековье). Но есть и свои секреты. Идеальное соотношение между противовесным и метательным плечами рычага должно составлять 5,5:1. Праща должна быть как можно более длинной, но не задевать за землю после выхода из желоба, куда ее укладывают перед пуском. Очень важна прочность всей деревянной конструкции и пращи – только опытный ремесленник может найти компромисс между экономией материалов и долговечностью. Оси противовеса и метательного рычага для легкости вращения смазывают свиным жиром. Зубец должен быть достаточно прочен, но способен сгибаться или менять длину – от его наклона и длины зависит момент раскрытия пращи и, следовательно, траектория полета снаряда.
Впрочем, вертикальную наводку можно менять и изменением длины пращи (для этого на ней можно сделать набор петель вместо одной), а также и весом противовеса, хотя последний метод более груб. Горизонтальную наводку осуществляют, подцепляя ломом станину. Поскольку машину тяжело передвигать таким способом (даже с разгруженным противовесом она весит тонн семь), лучше ее сразу строить на правильном месте. Важно продумать конструкцию спускового устройства (есть несколько подходящих типов замков), от этого зависит техника безопасности. Разным может быть и устройство ворота – кто-то предпочтет вертикальный ворот, кто-то горизонтальный кабестан, а для больших машин особенно популярны «беличьи колеса» (чем больше диаметр ворота, тем выше передаточное число).
Хотя требушет с противовесом происходит от тягового, они принципиально различаются. КПД требушета с противовесом значительно выше, поскольку он может использовать пращу максимальной длины. Он экономит и людские ресурсы. Его движитель, то есть противовес, не накладывает ограничений на мощность – можно обеспечить метание снарядов даже в тонну весом. Главное же, из требушета с противовесом возможна предсказуемая стрельба.
Заметим, что стрельба из требушета не является в строгом смысле «точной». Из большого требушета нельзя прицелиться, чтобы надежно поразить мишень первым выстрелом. Это первое в истории орудие, стреляющее «артиллерийским» способом, то есть «захватом в вилку». Первый выстрел можно рассчитать только приблизительно (для этого желательно обладать геометрическими познаниями), но грубость конструкции в любом случае вызовет большую погрешность. Затем корректируется горизонтальный угол и крутизна траектории, промахи уменьшаются, и наконец цель накрывается, после чего можно делать повторные выстрелы из найденного оптимального положения до окончательного результата.
В то же время использование ворота для подъема противовеса резко снижает скорострельность. Поэтому большой требушет выгодно использовать только против крупных, прочных, неподвижных целей – для разрушения стен, домов, вражеских метательных машин, таранов, осадных башен. Достоинством является и способность метать снаряды любого размера и формы, включая живых и мертвых пленных, разную падаль для передачи заразных болезней и т.д.
Сегодня конструкция средневекового требушета кажется нам простой и очевидной, но для человека того времени это было не так. Надо было обуздать, расчетливо использовать такую силу, какую он прежде никогда себе не подчинял. Ни одна торсионная катапульта и близко не сравнится с мгновенно высвобождаемой энергией 20-тонного противовеса, падающего с высоты 5–10 м. Для средневековых людей это было сродни покорению ядерной энергии.
Такое тяжелое устройство было непросто изготовить, очень трудно передвинуть
тщательно отесанные и взвешенные ядра стоили недешево. Очень важен был выбор оптимальной конструкции и наиболее уязвимого места в разбиваемой стене, предварительный расчет траектории стрельбы, увязка траектории с весом снаряда, противовеса, длиной пращи, наклоном зубца. Любая ошибка стоила дорого, зато и результаты ценились по достоинству. Раньше надо было засыпать ров, сделать насыпь к стене, подтащить вплотную тяжеленный таран и долго им долбить под градом глыб, бревен и потоками горящей смолы, выливаемой сверху. Сотни и тысячи людей трудились месяцами и не всегда успешно. Теперь с той же задачей справлялись человек сто за пару недель и без большого риска.
Позже именно от слова «ингениатор» произошло слово «инженер». Изучение работы требушета с противовесом породило первые средневековые попытки задуматься над понятиями гравитации и вектора силы.
Каким бы шагом вперед ни был стенобитный требушет, уже в 1330-х годах он стал отставать от развития обороны.
Стены крепостей стали толще, а главное, развилась техника контрбатарейной борьбы – легкие оборонительные требушеты были более скорострельными и разбивали тяжелые осадные машины еще до того, как те успевали сделать пролом в стене. Началась эпоха пороховой артиллерии. Окончательно бомбарды взяли верх в Европе в 1420-х. Некоторое время требушеты еще использовали для метания зажигательных снарядов навесом, но затем эту роль взяли на себя мортиры. Последний пример использования требушетов в Европе относится к 1487 году (осада испанцами мавританской Малаги). Но в Средней Азии в Кокандском ханстве они продержались до 1808 года!
Теперь это столь же простое, сколь и остроумное устройство тешит реконструкторов всех мастей. Трудно придумать другой способ прочувствовать все прелести артиллерии с такими малыми затратами и усилиями.
Главным достоинством тягового пращемета была исключительная простота изготовления и применения.
В то же время ни о какой точности говорить не приходится, стрельба производится только приблизительно в сторону цели на дальность 50–100 метров. Причем эти недостатки органичны для тягового требушета – невозможно добиться, чтобы тяговая команда производила каждый выстрел с одинаковой скоростью. В Китае применялись машины со 125 тяговыми веревками на два человека каждая, запускающие 60-килограммовые камни, но и они стреляли не далее 70–80 метров.
Катапульты — метательные машины древности: от пращи и лука до гастрафета, арбалета, анагра и требушета
Метательные машины получили широкое распространение в сухопутных армиях античных государств еще в IV веке до нашей эры. Их прототипами были обычная праща и лук.
Праща
Широко известна история из Ветхого Завета о воине-великане Голиафе, представителе фелистимлянского войска, и будущем царе Иудеи Давиде. По легенде Давид сразил хорошо вооруженного Голиафа из пращи, попав ему камнем в лоб, и войско фелистимлян разбежалось.
Лук
Лук – другое древнейшее метательное орудие. Так, в пещере Сибуду в Южно-Африканской Республике (ЮАР) археологи нашли каменные наконечники стрел возрастом около 60 000 лет!
Самый простой лук изготавливался из цельного куска дерева. Были и композитные луки, которые состояли из нескольких частей: более массивной центральной рукоятки и упругих левого и правого плеча, скрепленных вместе. Конструкция лука могла укрепляться, например, поверхностным плетением из жил животных, а в местах крепления тетивы могли быть костяные или металлические вставки.
Лук имеет два упругих на изгиб плеча (верхнее и нижнее плечо), которые после отпускания натянутой тетивы возвращают свою первоначальную форму за счет сил упругости. Чтобы запустить стрелу дальше, нужен лук с более толстыми и длинными упругими элементами. Но и сил для натягивания тетивы нужно будет потратить больше.
Логичным развитием всех последующих античных метательных машин стало использование в своей основе лука и пращи. Эти два ручных метательных орудия исчерпывают все физические принципы, применяемые позже в более сложных устройствах:
Гастрафет
Примерно с IV в. до н.э. в Древней Греции начали использовать гастрафет (в буквальном переводе – «брюшной лук»). Это ручное метательное орудие использовало механизм, напоминающий храповой, для завода тетивы и более мощные упругие плечи, по сравнению с луком. Чтобы зарядить гастрафет, нужно было упереть один конец в землю, а на другой надавить всей своей массой животом. Позднее у римлян и в Средние века такое орудие получило название арбалет, от латинского arcaballista — «arcus» — дуга, «ballisto» — бросаю.
Оксибелес (станковые луки)
Греческий «оксибелес», или станковый лук – логичное развитие гастрафета по увеличению его пробивной силы и дальности стрельбы. Тяжелый механизм устанавливался на лафет – опорную раму для орудия. Заряжание такого орудия происходило при помощи ворота – барабана с рычагами, на который наматывался канат, натягивающий тетиву.
Древнегреческие эвтитоны и палинтоны. Древнеримские скорпионы и баллисты
Для того, чтобы метать еще дальше, изобрели торсион. Торсионные метательные машины использовали уже не энергию упруго согнутого тела, а упруго скрученных канатов, сделанных из конского волоса или животных жил. Но внешне такое устройство напоминало гастрафет – так же два плеча, только в виде рычагов, закрепленных одним концом в пучке из канатов.
В Древней Греции метательные машины с торсионным механизмом для стрел получили название эвтитоны (греч. Euthytonon — стреломет), а для метания камней палинтоны (греч. Palintonon — камнемет).
Позже, в Древнем Риме, легкие эвтитоны, стреляющие стрелами, начали называть скорпионами. А камнеметы называли баллистами.
Многие под словом «катапульта» представляют средневековые осадные стенобитные орудия, метающие ядра. Изначально же катапультой в Древней Греции начали называть двухплечевые метательные машины, имеющие торсионный механизм. В некоторых источниках говорится, что изначально в Древней Греции под катапультой понимались только стрелометы (эвтитоны), хотя эвтитоны вместо стрел могли использовать и небольшие камни. Один из переводов слова «катапульта» (греч. καταπέλτης — «катапелтес») – производное от слов «вниз» и «бросать, швырнуть».
Искусство стрельбы из метательных машин (греч. «katapaltai») было описано еще примерно в 350 году до нашей эры античным греческим писателем Энеем Тактиком в трактате об осадном искусстве.
Позже, в Древнем Риме, катапультами собирательно начали называть все метательные машины — и баллисту, и скорпион, и онагр. Поэтому в исторических источниках получается путаница в точном названии тех или иных метательных машин.
Онагр
Онагр – следующий этап развития античных метательных машин. Он появился в древнеримской армии в III веке до нашей эры и исчез вместе с Римской империей.
В отличие от предыдущих торсионных метательных машин, онагр имел один рычаг и один торсион. Т.е. представлял собой одноплечий палинтон для метания камней и других тяжелых предметов.
Требушет (требюше)
Требушет (от французского Trébuchet — «весы с коромыслом») – древняя метательная машина для метания камней и других снарядов при помощи системы рычагов и пращи. Пожалуй, первым прообразом требушета была праща, привязанная к длинной палке и метаемая с руки. По древнегреческой классификации такие устройства можно было отнести к палинтонам.
В требушетах не было упругих элементов. В качестве источника энергии была или мышечная сила, когда нужно было тянуть рычаг с помощью каната, или потенциальная энергия поднятого груза. Чем выше и тяжелее был противовес, тем мощнее была метательная машина.
По историческим источникам первые конструкции, напоминающие требушет, были использованы в Древнем Китае примерно в V веке до нашей эры. В Европе требушеты использовались во времена крестовых походов и при осаде городов в междоусобных войнах. На Руси подобные м етательные машины назывались пороками.
Первые требушеты были ручными – человек или несколько человек тянули за канаты, привязанные к короткому рычагу.
У гравитационных требушетов имелся подвешенный к короткому рычагу груз. Груз мог быть неподвижным или качающимся. К концу метательного рычага привязывалась праща. Масса груза могла достигать 8 тонн, а снарядов – до 400 килограмм. Для метания использовались снаряды как правило из камня, круглой формы и одинаковой массы, чтобы сделать стрельбу более точной.
До наших дней не дошло ни одного требушета. А все современные реконструкции выполнены по картинам и достаточно туманным описаниям древних летописцев, как правило не имевших отношения к технике.
Катапульты и механизмы из античных метательных машин в современной технике
Как мы уже писали, термином «катапульты» в Древнем Риме в письменных источниках стали собирательно называть широкий спектр метательных устройств, которые применяли, в основном, в военных целях. Но и сейчас катапульты широко используются военными. Ведь не обязательно метать камни или стрелы.
Так, стартовые катапульты начали широко применяться на авианосцах еще в первой половине 20 века для разгона до полетной скорости палубных самолетов. Такие работы вели все промышленно развитые державы. В СССР в 30-е годы также проводились опытные работы по запуску гидросамолетов с коротких разгонных площадок. Вот только сесть самолет обратно на такой корабль уже не мог.
Посмотрим на современное исполнение стартовой катапульты — стойка шасси самолета цепляется за крюк, который разгоняется с помощью троса и паровой машины. На этом фото видно, как за истребителем тянется паровой шлейф.
С помощью стартовых катапульт запускаются небольшие разведывательные беспилотники. Для их взлета не нужна специальная взлетная полоса, а садятся они, как правило, по парашютному.
На этом фото приведен пример подготовки к запуску БПЛА «Орлан-10». Как видно, беспилотник стартует с направляющего рельса с помощью эластичного каната (резинкой это не назовешь).
Концерн Калашников выпускает беспилотники, которые можно запускать и без направляющей – как из рогатки. Например, таким образом катапультируется прямо с рук военного модель БПЛА Zala.
Такой упругий элемент, как торсион, который начал использоваться еще в Древней Греции в эвтитонах, палинтонах и онаграх, с 20 века широко применяется в устройствах некоторых машин. Например, в подвеске танков.
Торсионы используются даже в подвесках легковых автомобилей. Вот пример такой конструкции.
Вопросы
1. Какие метательные машины изначально начали называться в Древней Греции катапультами:
2. Конструкцию какой метательной машины заимствует средневековый арбалет:
3. Какие из метательных машин использовали торсион в качестве упругого элемента:
4. Рассмотри фотографию с катапультой, которая была собрана с помощью набора Lego EV3. У какой древней метательной машины больше схожих черт с данным устройством?