Реферат по предмету "История техники"


Устройство и классификация метательных машин

Содержание
Введение
Прототипы: праща и лук
Гастрафет
Тенсионные и торсионныемашины
Онагры
Основные направления развитияантичной артиллерии
Метательные машины в СредниеВека
Итоговая классификация
Введение
С названиями метательных машин в научной литературе царитужасная  неразбериха. На то есть четыре причины:
– путаница между греческими, римскими и позднейшимисистемами классификации;
– смешивание названий метательных машин вообще (катапульта)с названиями отдельных видов (скорпион, онагр);
– туманное изложение технических вопросов в трудах античныхи средневековых авторов;
– небрежность современных исследователей.
Я тоже исследователь неблагонадежный. С Архимедом я лично знаком не был, с Вегецием на брудершафт не пил и в осаде Алезии неучаствовал.
Данная статья призвана ввести неосведомленного читателя восновной круг понятий, связанных с допороховой артиллерией, а не расставить всеточки над «и» в этом темном вопросе. Однако, автора не покидаетнадежда, что и достаточно осведомленные в вопросе читатели смогут найти здесьпо меньшей мере две-три любопытных иллюстрации.
/>
/>Рис. 1. Мощный греческий палинтон
Прототипы:праща и лук
Самым первым метательным устройством была праща. Каквсе знают, праща представляет собой кожаную или веревочную вроде бы авоську. Вэту авоську вкладывали поначалу камень, а позднее стали использовать инебольшие свинцовые слитки, лат.glandes *. Потом авоську искуснораскручивали над головой, отпускали веревочку (?) – и смертоносный предметлетел в лоб противнику.
Предмет летел, конечно, не очень прицельно. Однако за счетувеличения  линейной скорости камня  при отрыве от авоськи посравнению с простым броском рукой, это был прогресс, первый шаг вперед нанелегком пути человечества к нейтронной бомбе.
Позднее, но никак не позже 1500 г. до н.э., появился лук. Называя столь позднюю дату, я не имею в виду, что именно тогда появился первыйлук – ясно, что история метательных устройств подобного типа насчитывает многиетысячи, если не десятки тысяч лет. Я имею в виду лишь неоспоримо достовернуюдатировку массового применения луков в военном деле.
Вначале лук делался  из цельного куска подходящегодерева. (В Средние Века самым подходящим считался  испанский тис, а какобстояли дела с военными материалами в Египте или в Ассирии мне неизвестно.)Такой цельнодеревянный лук у современных исследователей называется  простым.
Потом был изобретен лук композитный. Это уже своегорода HiTec. Композитный лук изготавливался  по меньшей мере из трехчастей:
1. Одной центральной, как правило прямой, за которую,собственно, лучник держал лук при стрельбе.
2. Двух «плечей» или «рогов», которыеявлялись упругими метательными элементами и изготавливались из дерева, из кости(рога крупных животных) или по более сложным технологиям, например выклеивалисьво много слоев из различных пород древесины.
Конструкция  лука могла усиливаться дополнительными элементами, костяными или бронзовыми пластинами, металлическимиили роговыми наконечниками в местах крепления  тетивы и т.д.
Первыми композитный лук достоверно применили скифы в VI в.до н.э., но как любые «первые» они были наверняка по меньшей меревторыми. В частности, у Гомера тоже описаны композитные луки. Другой вопрос,что датировка самих «Одиссеи» и «Илиады» по сей деньостается под большим вопросом, а потому относить изобретение композитного лукако временам Троянской войны (XII в. до н.э.?) было бы опрометчиво.
Забавно, что эти два вида ручного метательного оружия – праща и лук – по сути исчерпывают физические принципы, на которых работали серийныеметательные машины Античности. (О не-серийных я  расскажуотдельно.) Эти принципы таковы: использование потенциальной энергиисогнутого/скрученного упругого элемента (как в луке) и удлинение плечаброскового рычага при вращательном движении для  увеличения  линейнойскорости снаряда (как в праще).
Исследователи архаической военной техники на второй принципобычно закрывают глаза, поскольку в любой метательной машине Античностив конечном итоге главным являлась энергия  сгибания/скручивания. Допринципа пращи дошли только в онаграх, а до этого все метательные машиныпредставляли собой импровизации на тему лука или, если угодно, арбалета.
С этих импровизаций и начнем.
Гастрафет
Есть мнение, что метательные машины были изобретеныассирийцами приблизительно в VII в. до н.э. и позднее через персов и финикийцевзаимствованы греками. Это вполне вероятно, однако за полным отсутствиемконкретной информации муссировать тему ассиро-финикийской артиллерии я  небуду, а перейду сразу к греческому гастрафету.
/>xlegio.enjoy.ru/gastraphetes.htm
/>Рис. 2. Гастрафет. Общий вид
Гастрафет («брюшной лук») представляет собой посуществу примитивный арбалет (Рис.2). Арбалет настолько тугой, что егодля  заряжания  одним концом упирали в землю, а на другой конец,уперев его предварительно в живот, наваливались всем весом тела, отчего ипроисходит название «гастрафет». Наличие гастрафета в греческой армииначиная  с IV в. до н.э. опровергает расхожее мнение о том, что арбалетыбыли изобретены не то китайцами в II в. до н.э. (как от вольной масти уверялЛ.Гумилев), не то европейцами в X в. (как обычно утверждают поверхностныенаучно-популярные источники).
Гастрафет стрелял сравнительно короткими (40-60 см) стреламис гранеными металлическими наконечниками. Такие стрелы принято называть болтами(англ.bolt) или карро (лат.carro) в противоположность длинным стрелам луков (англ.arrow).
/>/>xlegio.enjoy.ru/gastraphetes.htmhttp://xlegio.enjoy.ru/gastraphetes.htm
/>Рис. 3. Гастрафет в плане и его заряжающее устройство
Естественным развитием гастрафета стало увеличение егоразмеров, использование более тугого лука и появление заряжающего механизма своротом (Рис. 3).
Это были уже достаточно внушительные и тяжелые механизмы,которые использовались стационарно, а именно при осадах и обороне крепостей.Это были первые полноценные метательные машины, которые принято именоватьстанковыми луками (греч. оксибелес, Рис.4).
/>
/>Рис. 4. Станковый лук (оксибелес)
Следующим шагом был переход от стрельбы стрелами понастильной траектории к метанию камней по облической или, если угодно,баллистической траектории. По этой причине такие машины принято называтьбаллистами, хотя в некоторых книгах подпись «баллиста» можновстретить и под стрелометом. Нет в научном мире порядка, нет стандартов исовершенства…
Для  того, чтобы метать камни, тонкую тетиву заменилиширокой полотняной/кожаной полосой, ложе расширили и придали ему значительныйугол возвышения. Благодаря  этим усовершенствованиям супостата можно былодостать «навесом», через крепостную стену.
Тенсионныеи торсионные машины
Мы подходим к еще двум весьма важным дистинкциям. Во-первых,к переходу от не-торсионных (англ.non-torsion) машин к торсионным (англ.torsion).(Вместо неблагозвучного термина «не-торсионные» иногда используютдругой термин – тенсионные (англ.tension), однако это не вполне одно ито же, поскольку есть еще гравитационные машины, которые рассматриваются ниже.)Во-вторых, мы подходим к разделению на эвтитоны и палинтоны.
Не-торсионными называют либо те метательные машины,принцип действия которых основан на сгибании плечей лука, являющегосяосновой конструкции метательной машины (тенсионные машины), либо те, которыеиспользуют энергию поднятых на высоту противовесов и/или мускульную силуобслуги (гравитационные машины). Торсионными – машины, в которых произошелпереход к использованию энергии скручивания толстых канатов из пучковжил животных, конского волоса или человеческих волос. Второй принцип болееэргономичен и надежен (см., например, Дж.Гордон, «Луки икатапульты»).
Для  того, чтобы использовать энергию скручивания,потребовалось изменить конструкцию метательных механизмов. Основой торсионныхмашин становится  не лук, а рычаг, вставленный в канат из воловьих жил /человеческих волос. На цветном изображении палинтона (Рис.1) оба рычага, накоторые натянута тетива, видны хорошо, а сами пучки жил просматриваются неважно. Зато на схематичной иллюстрации (Рис.5) отлично видны оба пучка жил иоба рычага.
/>
/>Рис. 5. Рама двухплечевой торсионной машины
Обязательным атрибутом новых метательных машинстановится  рама, к которой крепятся  торсионные элементы(жилы/волосы), и которая  в свою очередь прикреплена к ложу, служащемунаправляющей для  камня, стрелы или другого метательного снаряда.
В это же время  возникает жесткое разделение торсионныхметательных машин на палинтоны (palintonon, греч. камнемет) и эвтитоны(euthytonon, греч.стреломет). По этой классификации машина, изображенная вверху страницы, является  палинтоном, а скорпион – эвтитоном(Рис.6). Заметим, что обе эти машины двухплечевые, то есть используютдва рычага и два блока упругих элементов.
/>xlegio.enjoy.ru/scorpio.htm
/>Рис. 6. Скорпион
Онагры
Венцом развития  античной артиллерии исследователиназывают онагр. Он появляется  в римской армии в III в. до н.э. ине исчезает из военных сводок вплоть до падения  Римской империи.(Впрочем, и относительно «венца», и по поводу датировки появленияонагра существуют самые разные мнения. В этой статье мы не будемостанавливаться на нюансах онагроведения. Подробнее см. Артиллерия римскойсухопутной армии)
/>xlegio.enjoy.ru/onager.htm
/>Рис. 7. Онагр (схема)
По существу, онагр представляет собой одноплечевой палинтон.Упругий элемент в нем один и, в отличие от двухплечевых машин, расположенгоризонтально (Рис.7). В конструкции онагра наконец-то происходит полный отказот миметического следования  внешней форме лука и своеобразный откат кпринципу пращи.
«Классически»-голливудская  катапульта«с ложкой» является  скорее упрощенческой фантазиейреквизиторов, нежели данью исторической истине. Снаряд настоящего,исторического онагра размещался обычно не в «ложке», а в праще,подвешенной к верхнему концу метательного плеча на достаточно длинных веревках(Рис.8). Когда метательное плечо ударялось о стопорную балку, влекомая инерцией праща выводила снаряд в верхнюю точку дуги, что придавало емудополнительную кинетическую энергию.
/>xlegio.enjoy.ru/onager.htm
/>Рис. 8. Онагр (общий вид)
Конечно, не исключено использование и «ложечных»онагров. Из общих механических соображений следует, что при прочих равныхусловиях онагр с «ложкой» должен был иметь меньшую дальностьвыстрела, но более крутую траекторию полета снаряда и несколько большуютехническую надежность.
Основныенаправления развития античной артиллерии
Если онагры представляли собой аналог тяжелой осаднойартиллерии XX в., то скорпионы можно сравнить со скорострельной полевойартиллерией, предназначенной для  стрельбы прямой наводкой (Рис.9).Скорпионы были достаточно компактными и технически совершенными двухплечевымистрелометами и широко использовались в римской армии со времен I Пуническойвойны (середина III в. до н.э.).
/>xlegio.enjoy.ru/scorpio.htm/>
/>Рис. 9. Скорпион и хиробаллистра в плане
Скорпионы также использовались римлянами и в качествекорабельной артиллерии. Онагры на кораблях устанавливались значительно реже;мне известен только один случай, а именно осада Марцеллом Сиракуз, когдаримские корабли были использованы в качестве носителей осадной техники и, вчастности, онагров.
Дальнейшее развитие метательных машин в Античности шло последующим направлениям:
– облегчение конструкции, повышение точности,стандартизация  деталей;
– замена некоторых деревянных частей бронзовыми илижелезными; в частности, как в хиробаллистре Герона (Рис. 9, 10);
– создание многоствольных скорпионов и псевдоавтоматическихмногозарядных камне- и стрелометов (полиболы).
/>xlegio.enjoy.ru/cheiroballistra.htm
/>Рис. 10. Хиробаллистра Герона (общий вид)
/>
/>Рис. 11. Полибол Дионисия (схема)
Метательныемашины в Средние Века
В Средние Века к торсионным и не-торсионным машинам в Европеприбавились машины с противовесами и машины, использующие мускульную силу отнескольких до нескольких тысяч (!?) солдат. Этими машинами стали требюшеи перрье (перьеры). В них вообще не было упругих элементов.
Вместо упругих элементов в требюше применяласьпотенциальная  энергия  противовесов, поднятых на большую высотумускульной силой обслуги. Во всем остальном требюше представляли собойгромоздкие и мощные одноплечевые камнеметы. Требюше имели сравнительно низкуюскорострельность, но зато их калибр мог достигать 1000 фунтов (400 кг). Своиснаряды требюше могли метать на дальность 50-400 м.
Перрье же являлись уменьшенными по физическим размерамтребюше, в которых, однако, отсутствовал противовес. Метание снарядовосуществлялось обслугой, которая резко и согласованно дергала за канаты,прикрепленные к основанию плеча (рычага) перрье. Такие требюше можно назвать«мускульными» или «ручными». Бриколи представляли собойручные требюше, в которых, однако, все-таки имелся небольшой дополнительныйпротивовес.
Также в Средневековье появились спрингалды. Это былосвоеобразное не-торсионное оружие, использующее для  метания  стрелыэнергию оттянутой назад упругой доски. С классификаторной точкизрения такой спрингалд можно назвать одноплечевым гастрафетом, хоть извучит это дико.
Наряду с тенсионными спрингалдами существовали спрингалды торсионные,представляющие собой вариации на темы античных скорпионов.
Тогда же,  в Средние Века, в Германии был изобретен эйнарм– своеобразная метательная машина, по принципу действия сходная с тенсионнымспрингалдом, но предназначенная для метания камней.
Возможно, встречались – правда, весьма редко – гибридныекамнемёты, использующие один вертикальный рычаг, который, отводясь назад,натягивал лук. Такое сооружение следовало бы по логике вещей именовать двухплечевымгастрафетом-онагром, но этот диковинный классификационный гибрид можетслужить разве что иллюстрацией к абсурдности стремления быть наукообразным.
На сладкое – Summa Summarum, классификация. 
Итоговаяклассификация
Гастрафеты: увеличенные луки (тенсионные машины); взависимости от конструкции, могут метать как камни, так и стрелы; всегастрафеты по определению являются  машинами двухплечевыми. К гастрафетамя классификационно причисляю все разновидности станковых луков, в т.ч. игреческий оксибелес.
Эвтитоны: двухплечевые стрелометы, использующие пучкижил/волос (торсионные машины); к эвтитонам, в частности, относятся римские скорпионы.
Палинтоны: двухплечевые камнеметы, использующие пучкижил/волос (торсионные машины);
(К двухплечевым торсионным машинам следует отнести и такойподкласс как полиболы – легкие автоматические стрело- и камнемёты, вкоторых действие автоматики гарантировалось за счет притока энергии извне, отмускульной силы обслуги.
Онагры (монанконы): одноплечевые камнеметы,использующие пучки жил/волос (торсионные машины) и, для  усиления броска, принцип пращи;
Тенсионные спрингалды: одноплечевые стрелометы,использующие энергию упругой доски;
Эйнармы: одноплечевые камнеметы, также использующиеэнергию упругой доски или нескольких досок (тоже тенсионные машины);
Требюше: одноплечевые камнеметы, использующиепротивовесы (гравитационные или т.н. «не-деформационные машины спротивовесами») и принцип пращи;
Перрье (перьеры), использующие мускульную силуобслуги (не-деформационные машины без противовесов).
Термины «баллиста», «катапульта» и«скорпион», из-за которых происходит в научной литературевеликая  путаница, имеют следующее значение:
Баллиста – римское название двухплечевого палинтона,как правило не очень большого; типовые легионные баллисты метали каменьдиаметром 15-18 см. (Рис.11) Не типовые могли выступать и в качестве эвтитонов,то есть крупнокалиберных стреломётов, использующих для стрельбы фактически нестрелы, а массивные колья или даже бревна.
Катапульта – греческий термин, которымобозначается  любая  метательная  машина. Правда, в более узкомсмысле его применяют обычно к двухплечевым торсионным стрелометам, но нельзясказать, что это жесткий, узаконенный узус слова «катапульта». Вримский период «катапультой» называли что угодно: хоть баллисту, хотьонагр, хоть скорпион.
Скорпион – легкий римский эвтитон, широкоиспользовавшийся  не только при осаде крепостей, но и в качествекорабельной и полевой артиллерии.
Триада баллиста-онагр-скорпион исчерпывает типовойсостав артиллерийского парка римского легиона. Подробнее об артиллерии вримской армии можно прочесть здесь. Большинству остальных перечисленныхв данной статье образцов допороховой артиллерии посвящены отдельные статьи,список которых вынесен на титульную страницу раздела «Метательные иосадные машины».


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.