История развития луков от древности до наших дней

Наверное, каждому знаком английский длинный лук, увековеченный в балладах о Робин Гуде, исторических трудах и романах, посвященных Столетней войне. Однако при всех своих достоинствах его конструкция не является универсальной и достаточно эффективной для всех случаев. Он прежде всего оружие пехотинца и мало приспособлен для стрельбы с лошади на скаку. Из материалов археологических раскопок, этнографических экспедиций и исторических документов известно, что древние оружейные мастера изготавливали луки в соответствии с конкретными потребностями и разработали множество самых разнообразных конструкций, которые зачастую незначительно отличались друг от друга. Так, например, некоторые народы, такие, как жители североамериканских прерий индейцы племен тетон дакота (сиу), укорачивали луки, чтобы ими легче было пользоваться конным воинам. Другие, например, гунны, изготавливали небольшие, но очень мощные луки с использованием различных материалов, благодаря чему их стрелы пробивали даже металлические доспехи врага.

В своей основе лук — это упругая напряженная дуга, два конца которой стянуты тетивой. При натягивании тетивы спинка, или внешняя сторона дуги, растягивается, а на внутреннюю сторону действуют сжимающие силы. При этом материал, из которого сделан лук, должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать возникающие напряжения и не сломаться при выстреле. С механической точки зрения лук является устройством, преобразующим потенциальную энергию, накопленную в своих плечах при натяжении, в кинетическую энергию стрелы, толкая ее вперед.

Начиная с момента своего изобретения, которое археологи относят к эпохе палеолита, луки в Европе и Азии развивались самостоятельно и независимо друг от друга. При этом нельзя отдать предпочтение какому-то одному пути., поскольку конструкция какого-либо конкретного лука — это всего лишь один из возможных способов послать стрелу, бьющую точно в цель и обладающую необходимой пробивной силой. Поэтому определенная конструкция лука является результатом долгих поисков, которые через необозримое количество проб и ошибок длились много веков, а может быть, и тысячелетий. Так, одно время ученые полагали, что английский длинный лук был создан в Средние века англосаксами, нормандцами или валлийцами. Но впоследствии луки, сходные по конструкции с классическими английскими длинными луками, были найдены при раскопках древних захоронений, которые насчитывали по меньшей мере 8 тысяч лет.

В настоящее время считается общепринятым, что первые луки появились в начале верхнего палеолита (около 35 000-8000 лет до н.э.). Наиболее ранними свидетельствами этого являются наконечники метательных орудий, найденные при раскопках поселений периода палеолита в Старом Свете на территории современной Франции, относящиеся к перигорской и солютрейской культурам (28 000-17 000 лет до н. э.). Тонкие основания этих наконечников можно было легко вставить в узкое отверстие на конце древка стрелы. Однако с таким же успехом эти наконечники можно было использовать для оснащения и другого метательного оружия — дротиков.

Более убедительные доказательства были найдены археологами в Штельмооре близ Гамбурга (Германия) — деревянные древки стрел и наконечники, относящиеся к позднеледниковому периоду, датируемые началом девятого тысячелетия до н. э. В этом случае не может быть никаких сомнений в том, что это именно стрелы, предназначенные для стрельбы из лука. В отличие от дротиков характерным узким углублением или выступом на конце, обеспечивающими фиксацию в специальном метательном устройстве — копьеметалке, у этих древок имеются неглубокие прямоугольные прорези, или выемки, которые могли подойти только для тетивы лука.

Наиболее древние из найденных и полностью сохранившихся луков датируются периодом около 6000 лет до н. э. Обнаруженные в заболоченных районах Скандинавии, эти примитивные луки были изготовлены из одного куска дерева, в основном из тиса или вяза. Поэтому их, наряду с другими аналогичными конструкциями, называют “простыми” луками.

К периоду мезолита (около 8000—3-200 лет до н. э.) в Северной Европе появились луки более сложной конструкции, позволявшей повысить начальную скорость стрелы. Например, луки, найденные в болотах в районе Хольмгора на острове Зеландия в Дании, были изготовлены из нескольких отдельных брусков древесины вяза. Жесткая рукоять соединяла широкие уплощенные плечи, которые сужались к концам. Изготовители древних луков тщательно скребли материал, уменьшая его толщину с внутренней стороны, стремясь обеспечить плавное сгибание лука при натяжении его тетивы. Это позволяло обеспечить равномерное распределение напряжения по всей длине лука, что повышало его прочность и боевые качества, а также снижало вероятность поломки.

Создатели луков из Хольмгора делали их довольно длинными — 150-180 см, т. е. размером примерно со средневековый длинный лук. Такой лук позволял натягивать тетиву на значительную длину, что обеспечивало довольно высокую начальную скорость стрелы, а следовательно, точность боя и дальность полета. У коротких простых луков, например использовавшихся конными воинами племен дакота и команчи в североамериканских прериях, длина натяжения составляла всего лишь 55-60 см.

Эта замечательная серебряная ваза ныне хранится в Эрмитаже (Санкт-Петербург).

Однако она имеет непосредственное отношение к зарождению археологии раннего железного

века лесостепного Подонъя, поскольку найдена в начале XX века при раскопках могильника

“Частые курганы” у северной окраины г. Воронежа. Ваза была преподнесена Николаю II,

а сам могильник стал объектом пристального внимания столичных археологов —

его исследовали В. А. Городцов и П. Д. Либеров.

Процесс технического развития, который привел к созданию хольмгорской конструкции, несомненно, происходил опытным путем и определялся свойствами материалов, идущих на изготовление луков, и качеством инструментов, которые использовались при этом. Простые луки периода неолита, вероятно, являются лучшей иллюстрацией той роли, которая принадлежит инструментам и материалам в выборе конструкции. В набор каменных инструментов, имевшихся в распоряжении мастера эпохи неолита, входили и такие, которые позволяли делать простые луки. Конечно, эти орудия труда еще не позволяли изготавливать сложные конструкции и выполнять тонкую обработку древесины. Например, тисовый длинный лук из Ме-ар-Хит (графство Сомерсет, Англия), датированный радиоуглеродным методом с точностью до 120 лет около 2690 г. до н. э., существенно отличается от известного средневекового длинного лука (изготовленного металлическими инструментами) в форме своих внешней и внутренней сторон. Хотя оба они имеют примерно одинаковые размеры (около 200 см), у длинного лука из Меар-Хит более округлая, выпуклая спинка и более плоская внутренняя сторона, чем у более позднего средневекового лука.

Конструкция лука из Меар-Хит позволяет сделать вывод о том, что его изготовители для ускорения работы использовали форму ветви или ствола дерева. Доисторический мастер, по-видимому, сначала тщательно выбирал и затем расщеплял подходящую ветвь или молодое деревце необходимой толщины и длины. Обработка материала, вероятно, в первую очередь заключалась в подгонке палки по ширине и толщине. О небольшом объеме обработки материала свидетельствует внешняя сторона лука, которая часто имеет естественную изогнутость куска дерева. При обработке округлой спинки минимально нарушалась поверхность дерева под корой, что уменьшало вероятность случайного ослабления конструкции за счет нарушения структуры древесины. В большинстве случаев луки ломаются потому, что растягивающее напряжение приводит к разрушению их спинки. При этом слабое место конструкции находится там, где при изготовлении недостаточно учитывалась структура древесины и допускались нарушения волокон.

Пока ученым не совсем ясен состав материала, из которого делались некоторые древние тисовые луки. Тис состоит из двух визуально различных слоев древесины: белой оболони, которая является физиологически активным внешним слоем дерева, и оранжево-красной ядровой древесины — неживой центральной части. Оболонь упруга и имеет высокую прочность на разрыв; ядровая древесина лучше выдерживает напряжение сжатия. Гэд Росинг из Университета Лунда обратил внимание на очевидное отсутствие оболони на спинках тисовых луков эпохи неолита, найденных в озерных районах Швейцарии и датируемых периодом между четвертым и третьим тысячелетием до н.э. Исследователи сообщали также об отсутствии оболони и в тисовом луке из Меар-Хит.

Проведенные эксперименты по изготовлению аналогичных тисовых луков показали, что крайне маловероятно, чтобы это оружие эпохи неолита было сделано лишь из одной ядровой древесины. Ядровая древесина такого дерева, как тис, слишком хрупкая, чтобы выдержать высокое растягивающее напряжение, связанное с одеванием на лука тетивы и ее натяжением при стрельбе. Оружие, изготовленное только из ядровой древесины, было бы весьма ненадежным и могло сломаться в любой момент. Возможно, луки эпохи неолита первоначально делались из невысушенной древесины, которая, по-видимому, была более эластичной, однако боевые качества таких луков были бы весьма низкими.

Появление металлических инструментов после 2000 г. до н. э. позволило мастерам модернизировать длинный лук во многих отношениях. Сохранилось много экземпляров средневекового длинного лука, которые служат хорошей иллюстрацией усовершенствований, внесенных в его конструкцию благодаря использованию металлических орудий труда. Английские мастера делали их из брусков уже более крупных и зрелых деревьев, чем в эпоху неолита. Поскольку окружность внешней стороны крупного дерева имела больший радиус, чем у тонкой ветви, можно было сделать лук с более плоской спинкой. Например, луки, найденные на боевом корабле Генриха VIII “Мэри Роуз” (затонул 19 июля 1545 г.), имели округлый профиль с уплощенной спинкой из оболони.

В викторианскую эпоху изменения коснулись в основном толщины бруска, а не его ширины. В результате появился значительно утолщенный профиль, характерный для этих луков. Такой лук позволял увеличить скорость и дальность полета стрелы при меньшей силе натяжения. Однако неравномерное распределение сил по осевой линии толстой, округлой внутренней части лука может привести к его поломке.

Все эти изменения не обязательно отражают прогресс в эволюции лука. Действительно “идеальные” конструкции были математически разработаны и научно испытаны в 30-х и 40-х годах прошлого века Кларенсом Хикманом из фирмы Ве11 ЬаЪогаШпез, Форрестом Нэглером из Американского общества инженеров-механиков и Полом Клопстегом из Артиллерийско-технического управления армии США. Эти конструкции больше соответствуют лукам с широкими плоскими плечами эпох мезолита и неолита, чем более поздним английским лукам. Непонятно, почему англичане предпочли узкие плечи. Возможно, это было связано с желанием максимально использовать имеющийся материал.

За пределами Европы конструкция лука эволюционировала в другом направлении. Хотя луки, несомненно, появлялись в разное время и независимо друг от друга у многих народов, наиболее сложные модификации были созданы в Азии. В отличие от европейцев азиаты, по-видимому, сосредоточили внимание не на конструкции плеч, а на материалах. В частности, азиатские мастера приклеивали к спинкам своих луков сухожилия животных, используя для этого клеи, полученные из звериных шкур и плавательных пузырей рыб.

Сухожилия имеют высокий предел прочности на разрыв, составляющий около 20 кг/мм², т. е. примерно в четыре раза больше, чем у древесины, из которой делается сам лук. Это позволяет значительно укоротить дугу лука без ущерба для длины натяжения или увеличения риска ее поломки. Легкие и удобные в обращении на скаку, эти луки с короткими плечами, усиленные сухожилиями, получили распространение в Северной Азии и на Дальнем Востоке. Некоторые индейские племена на западных равнинах Северной Америки также изготавливали и использовали аналогичные луки, причем необязательно для стрельбы с лошади. Так луки, усиленные сухожилиями, использовали для охоты калифорнийские индейцы.

Главное преимущество такого лука заключается в том, что его дуга неизменно возвращается в исходное положение, более того, при снятой тетиве плечи могут даже выгибаться в обратную сторону. Благодаря этому при надетой тетиве плечи уже находятся в напряженном состоянии, что позволяет накапливать больше энергии, чем плечи простых луков. Короткие плечи также позволяют более эффективно передавать энергию стреле, чем длинные луки, поскольку на “разгон” длинных тяжелых плеч мощного простого лука затрачивается большое количество потенциальной энергии, накопленной при натяжении тетивы, что приводит к уменьшению энергии, передаваемой стреле.

Изготовители луков в Восточной и Западной Азии использовали не только сухожилия животных. Они, несомненно, знали, что в природе существуют материалы гораздо прочнее дерева. Это позволило им создать самый сложный по конструкции лук, для изготовления которого требовалось большое искусство. Этот “сложный”, или “составной”, лук — удивительное проявление изобретательности в механике. Само его название говорит о том, что он состоит из нескольких различных материалов. В своей классической форме — это деревянная сердцевина, к внешней стороне которой приклеены сухожилия, а к внутренней — роговые пластины (обычно из рогов буйвола). Современные мастера называют такой лук по-разному: сложный, слоеный, или усиленный. Здесь используется термин “составной” лук для того, чтобы показать, что для изготовления этого тщательно разработанного лука использованы различные материалы: древесина, роговые пластины и сухожилия.

Более подробно изготовление составного лучи будет изложено на примере бурятского лука, близкого по конструкции к монгольскому луку, благодаря которому Чингисхан и его наследники смогли осуществить свои завоевания.

В составном луке разумно используются свойства материалов, из которых он изготовлен. Сухожилия на спинке лука воспринимают растягивающее напряжение. Роговые пластины, имеющие максимальный предел прочности около 13 кг/мм² (примерно вдвое больше, чем твердая древесина), предназначены для работы на сжатие. Роговые пластины также имеют высокий коэффициент упругого восстановления или способность приобретать первоначальную форму после снятия нагрузки. Благодаря гибкости этих материалов короткие, легкие, упругие плечи лука способны накапливать при натяжении большое количество энергии. Кроме того, гибкие плечи составного лука дают возможность значительно увеличить длину натяжения тетивы, не увеличивая при этом общую длину оружия.

Сочетание большой длины натяжения и коротких плеч составного лука позволяет метать стрелу с большей скоростью и на большую дальность, чем из деревянного простого лука с такой же силой натяжения. Испытания, проведенные в наше время, показали, что точная копия составного лука с силой натяжения 27 кг позволяет выпускать аналогичную стрелу с такой же скоростью, как и копия средневекового тисового длинного лука с силой натяжения 36 кг (около 50 м/с).

Только арбалет, появившийся примерно в 500 г. до н.э., может выстреливать стрелу с большей скоростью и на большую дальность [см. статью: Бернард Фоли, Джордж Палмер, Вернер Содэл. Арбалет/ “В мире науки”, 1985 г., № 3]. Однако арбалет непрост в употреблении. Для получения огромной силы натяжения, которая иногда достигает одной тонны, в арбалете используется специальное механическое устройство. Следовательно, сравнивать его с луком, в котором тетива натягивается вручную, было бы некорректно.

Еще одним преимуществом составного лука является то, что он мог храниться с надетой тетивой в течение длительного времени без ухудшения боевых качеств. В простых деревянных луках и луках, усиленных сухожилиями, тетива в неиспользуемое время обычно снималась во избежание “остаточной деформации” дуги и потери силы натяжения.

Нам точно неизвестно, где и какой народ первым изобрел составной лук. Археологические свидетельства и исторические записи говорят о том, что такой лук появился у различных народов в третьем тысячелетии до н. э. В частности, согласно последним данным, составной лук создали одновременно, но независимо друг от друга в Месопотамии, Анатолии и в степях Северной Азии. Английский генерал и археолог Август Генри Питт-Риверз, который первым в конце XIX века ввел в обращение термин “составной лук”, считал, что эти луки были изобретены народами, жившими в районах, в которых отсутствовала древесина, подходящая для изготовления простых луков. На первый взгляд утверждение Питт-Риверза кажется логичным. Однако составной лук впервые был найден при археологических раскопках, проводившихся в районах с достаточными запасами древесины, пригодной для изготовления простых луков. Древние египтяне, например, пользовались составными луками, но они также делали и простые луки из твердой древесины акации и рожкового дерева.

Если отсутствие подходящей древесины не является причиной появления составного лука, тогда следует предположить, что все объясняется стремлением получить более совершенное оружие. К созданию такого лука, возможно, подтолкнуло более широкое использование лошадей в Азии в третьем тысячелетии до н. э., когда большое распространение в боевых действиях получили колесницы и кавалерия. Вероятнее всего, азиатские конные воины отдавали предпочтение более короткому луку и увеличивали его силу за счет использования других материалов. Именно наличие такого лука определяло боевую силу легкой азиатской конницы и позволяло ей успешно сражаться с тяжелой кавалерией. Эволюция составного лука в Древней Азии, вероятно, является зеркальным отражением совершенствования конструкции лука в Северной Америке после XVI века Конные воины-индейцы модифицировали свои луки, приклеивая сухожилия к внешней стороне оружия. Позднее многие племена полностью отказались от использования дерева, заменив деревянную внутреннюю часть лука рогами оленя или снежного барана, что можно назвать шагом в сторону от классической конструкции составного лука.

Одним из древнейших сохранившихся образцов составных луков является западноазиатский “угловой” лук, появившийся в третьем тысячелетии до н. э. Этот лук образует тупоугольный треугольник при надетой тетиве и полукруг при полном ее натяжении. Изображения таких луков имеются на печатях из Месопотамии, росписях в египетских гробницах и ассирийских монументальных рельефах. По всей видимости, такая конструкция применялась в течение примерно двух тысяч лет — с 2400 до 600 г. до н.э.

Помимо художественных изображений археологи получили многочисленные образцы составных угловых луков из египетских захоронений. В 1922 году Говард Картер обнаружил наиболее известные экземпляры в гробнице Тутанхамона. Там находилось 32 составных угловых лука, 14 деревянных простых луков и 430 стрел, а также колчаны и чехлы для луков (налучи). Первые появившиеся описания действия составных угловых луков не могли объяснить очевидную способность такого лука сгибаться в рукояти. Это свойство абсолютно не соответствует конструкции традиционного длинного лука, который бы сильно вибрировал в руке, если бы его рукоять не была жесткой.

Испытания точной копии составного углового лука, изготовленной в наше время, показали, что создается лишь впечатление того, что его центральная часть сгибается. Угол в центре лука жесткий, и лук в действительности сгибается по всей длине своих плеч. При отпускании тетивы не происходит резкого рывка, что позволяет производить плавный и точный выстрел. Чрезвычайно большая длина натяжения тетивы, достигающая 101 см, при которой плечи лука находятся под максимальным напряжением, позволяла достигать большей дальности выстрела по сравнению с простыми луками второго тысячелетия до н.э.

Угловой лук был широко распространен в Западной Азии вплоть до конца VII в. до н. э., когда скифы объединились с жителями Медии и Вавилона и положили конец существованию Ассирийской империи. Скифы, признанные наездники и лучники, по-видимому, происходили из степей на востоке Украины (территория бывшего СССР). Эти кочевники захватили обширные пространства в Азии и от Китая до Греции оставили после себя характерные небольшие бронзовые трехлопастные наконечники стрел размером от 25 до 50 мм.

Большая часть сохранившихся лучных принадлежностей скифов относится к произведениям искусства. При раскопках пазырыкских курганов на территории Алтайского края были найдены налучи и колчаны, а также древки стрел. Хотя к художественным образцам всегда следует относиться с осторожностью, неизменное единообразие в изображениях скифского лука позволяет сделать определенные выводы.

Конструкция, которую в настоящее время обычно связывают со скифским луком (или зсу1Ысиз агсш, как ее называли римляне), использовалась многими народами в течение длительного исторического периода. Окончательно она была разработана в IX в. до н. э. киммерийцами, жившими к северу от Кавказа. Позднее скифы, вытеснившие киммерийцев из мест их обитания, принесли этот лук в Древнюю Грецию. Постепенно он достиг Центральной Европы, где распространился, по-видимому, до Северной Франции.

Рисунки того времени и размеры чехлов для луков, найденных в курганах Пазырыка, свидетельствуют о том, что длина скифского лука составляла около 127 см. У этого лука, имеющего форму лука Купидона, утопленная рукоять, а концы упругих плеч выгнуты вперед. Благодаря такой длине и конструкции, которой свойственна значительная изогнутость в центральной части, а также наличию гибких плеч длина натяжения тетивы достигает почти 76 см. Эта цифра соответствует длине стрел, найденных в курганах Пазырыка. Некоторые ученые полагают, что длина натяжения у этого лука составляла лишь 45 см, принимая при этом в расчет изображения на афинских вазах V в. до н. э. и учитывая малый диаметр отверстия в основании трехлопастных наконечников. Небольшие размеры скифских наконечников и отверстий в них, несомненно, означали, что древки стрел были соответственно меньше по длине и диаметру.

Однако при этом не учитывается главное достоинство составного лука: большое отношение длины натяжения к длине лука. Следовательно, сравнительно короткий 127-сантиметровый лук можно было натянуть значительно больше, чем можно предположить, учитывая его длину. Иногда основание трехлопастного наконечника делали узким, для того чтобы вставлять его в отверстие на конце древка стрелы. Основание такого наконечника, использовавшегося в Средние века, обычно делали коническим с наибольшей толщиной в центральной его части. Скифский лук, как и составной угловой, по-видимому, был абсолютно гибкий. Его плечи не обладали той конструктивной жесткостью, которая была достигнута в более поздних составных луках благодаря установке в области рукояти и в местах крепления тетивы костяных или роговых пластин.

Совершенствование оружия часто происходит одновременно со стремлением обеспечить более надежную защиту от него. В III в. до н. э. восточные соседи скифов — сарматы — изобрели новые способы ведения боевых действий. Они одели всадников и коней в доспехи и обучили воинов сражаться в сомкнутом строю. Наличие прочных доспехов сделало необходимым создание лука, способного выстреливать стрелу с тяжелым железным наконечником с большими скоростью и ударной силой.

Кочевые народы Центральной Азии — гунны и авары — создали оружие, способное пробивать доспехи. Они сделали жесткими места крепления тетивы и выгнули их вперед под острым углом. В результате на конце каждого плеча образовался “составной рычаг”. Такие “рычаги” позволяли лучнику сгибать более жесткое плечо лука с меньшим усилием. За счет отклонения конца лука относительно спинки возникает такой эффект, будто бы к концу каждого плеча прикреплено колесо большого диаметра.

Когда стрелок натягивает лук, тетива “сматывается” с раскручивающегося “колеса” и длина ее увеличивается. При отпускании тетивы концы перемещаются вперед, укорачивая тетиву, что придает стреле большее ускорение. Аналогичный принцип используется и в современном спортивном луке, в котором имеется система блоков, предназначенная для достижения подобного, но более значительного эффекта.

К XVII в. такие народы, как турки-османы и тюркские племена Ирана, усовершенствовали базовую конструкцию составного лука других азиатских кочевников. Турецкие мастера начали изготавливать луки, укороченные примерно до 116 см. Они отказались от утопленной рукояти и костяных или роговых пластин, которые ранее применялись для придания жесткости местам крепления тетивы, и создали лук, грациозно изогнутый по обеим сторонам от жесткой рукояти в направлении слегка выгнутых вперед концов.

Этим коротким лукам была свойственна увеличенная длина натяжения тетивы и огромная мощь. Сила натяжения составляла от 36 до более 45 кг, что эквивалентно силе натяжения вдвое больших по размерам английских длинных луков. Вооруженная турецкими луками османская конница была грозной силой и в Средние века покорила Восточную Европу. Но с изобретением пороха и мушкетов турецкий лук постепенно вышел из употребления как боевое оружие и нашел применение в спорте — особенно в соревнованиях на дальность полета стрелы. Пожалуй, наиболее дальние выстрелы из когда-либо зарегистрированных были выполнены в 1798 г. османским султаном Селимом III. Две его стрелы улетели на 889 м — рекорд, которого не удалось достичь с применением луков, изготовленных традиционными методами.

назад