Заметки о древней технике

Боевые машины Архимеда

Зеркало

      Вот цитата из CHILIADES Джона Цеца (Около 12 столетия н.э.): 

"Когда Марцелл отвел свои корабли на расстояние выстрела из лука, Старик [Архимед] водрузил шестиугольное зеркало и на расстояниях, пропорциональных его размеру установил простые малые зеркала с четырьмя углами, передвигаемые на петлях посредством связей и поместил это в центр солнечных лучей, их полуденного направления летом или во время зимнего солнцестояния. Потом, когда лучи отразились от зеркала, на кораблях вспыхнул ужасный пожар и на расстоянии выстрела из лука он обратил корабли в пепел. Так Старик победил Марцелла своим оружием."

рис.1
Стенная роспись из Станцино делле Математике в в галлерее Уффици
(Флоренция, Италия). Художник Гильо Париги (1571-1635) в 1599-1600гг.

        Доказывать полную сказочность этого события, вообще говоря, не нужно; все-таки  перечислим причины, делающие применение этакого лазера невозможным:

• Слишком мала энергия, отраженная от зеркала размера, которым может эффективно управлять человек.
• Если это сфера, то фокус ее лежит на прямой, проходящей через источник и центр, таким образом фокус никак не может оказаться на поверхности воды. Плоское же зеркало, помещенное в фокус даст расходящийся пучок, который никто и не заметит.
• Но пусть зеркало имеет некую хитрую форму, позволяющую фокусировать пучок на расстоянии 100 м. Изготовить зеркало размером хотя бы 0.5 м. даже сейчас непросто, к тому же, будучи установлено, оно прогнется под собственной тяжестью и фокус благополучно расплывется (например, зеркало телескопа-рефлектора, стекло толщиной 1 см и диаметром 20 см требует разгрузки на 9 точек).
• Но пусть зеркало все-таки фокусирует пучок на приведенном расстоянии. Любой мальчишка,баловавшийся с линзой, знает: чтобы поджечь сухую бумажку требуется как минимум несколько секунд. Вначале точка обугливается, прогорает насквозь, только потом, да и то не всегда, возникает открытое пламя. Сделать то же с частично забрызганными водой парусами (не говоря о деревянном корпусе) на ФИКСИРОВАННОМ расстоянии, учитывая, что судно ДВИЖЕТСЯ, попросту невозможно.

      Так что никакого "ужасного пожара" быть не могло. Приведенные сведения не соответствуют никакой действительности и являются ложными. Один ли автор сообщает об этом событии или много; делает ли он это по неграмотности, из чувства патриотизма, за деньги, сознательно или нет - это никакой роли не играет.

      Появление такой сказки вполне естественно - гиперболизация знакомого явления (было уже известно, что при помощи зеркала можно что-то поджечь или нагреть) до качественно иных размеров. Кстати, обратите внимание на общую направленность технической мысли: не подогрев воды для терм, не приготовление пищи, а страшное боевое оружие. В связи с этим вызывают полное недоумение китайцы, по официальной версии изобретшие порох и тысячи лет не использовавшие его по назначению.

      Итак, боевое зеркало Архимеда могло существовать как идея, чертеж, но никогда НЕ ПРИМЕНЯЛОСЬ в боевых действиях, да и вряд ли было изготовлено. Его шестиугольность оставим на совести автора.

 

Опрокидывающие машины

      Обратимся к "Вот как рассказывает об этом Плутарх в труде "Сравнительные жизнеописания":

"Итак, римляне напали с двух сторон, и сиракузяне растерялись и притихли от страха, полагая, что им нечем сдержать столь грозную силу.

Но тут Архимед пустил в ход свои машины, и в неприятеля, наступающего с суши, понеслись всевозможных размеров стрелы и огромные каменные глыбы, летевшие с невероятным шумом и чудовищной скоростью, - они сокрушали все и всех на своем пути и приводили в расстройство боевые ряды; а на вражеские суда вдруг стали опускаться со стен укрепленные на них брусья, и либо топили их силою толчка, либо, схватив железными руками или клювами вроде журавлиных, вытаскивали носом вверх из воды, а потом, кормою вперед, пускали ко дну, либо, наконец, приведенные в круговое движение скрытыми оттяжными канатами, увлекали за собой корабль и, раскрутив его, швыряли на скалы и утесы у подножия стены, а моряки погибали мучительной смертью.

Нередко взору открывалось ужасное зрелище: поднятый высоко над морем корабль раскачивался в разные стороны до тех пор, пока все до последнего человека не оказывались сброшенными за борт или разнесенными в клочья, а опустевшее судно разбивалось о стену или снова падало в воду, когда железные челюсти разжимались..."

      В конструкции описанных ниже механизмов ничего физически невозможного нет. Это позволяет современным инженерам, очарованным призраками древности, даже воспроизводить их, «доказывая» реальность их применения в боевых условиях. Кроме инженеров, попытки представить «как это было в действительности» предпринимали и более романтические натуры, примером чему служит следующий рисунок, обсуждать который я не вижу необходимости.

Рис 2

Более интересен прекрасно выполненный рисунок «усовершенствованной» боевой машины. Рисунок говорит о знакомстве художника со строительным делом, либо о хорошей наблюдательности (изображены даже треугольники жесткости на коробке), но, к сожалению и полном незнании как дела военного, так и дела морского.

Рис. 3

При легком волнении, даже перепрыгнуть с катера на спущенный с борта судна трап задача выполнимая, но требующая определенных усилий. А одновременно завести две петли (мокрые веревки которых под собственной тяжестью сближаются и перекручиваются, «продеть» в них нос и корму (судно подобного тоннажа прыгает по волнам как поплавок) представляется полностью невозможным без активного участия экипажа «опрокидываемого» судна.

Следует учесть и то, что заведение петель возможно только при определенной ориентации судна и на определенном расстоянии от берега.

      Уходящие куда-то вниз канаты, полное отсутствие координирующих операцию людей, отсутствие чего или кого-либо, осуществляющего горизонтальное перемещение балок - все это позволяет отнести данный рисунок к сказочным (видели же мы в детстве портреты Соловья Одихмантьевича). 

Конструкция выполнена из дерева, находится под воздействием лучей солнца длительное время, следовательно хорошо просушена. Можно предположить, что несколько десятков стрел с горящей просмоленной паклей явились бы наиболее эффективным средством борьбы с подобными сооружениями.

       Перейдем теперь к, вроде бы, более реальным устройствам. На рис. 3 и рис. 4 изображен вполне воспроизводимый агрегат (есть даже любители, переворачивающие с помощью него легкие плавсредства, правда  в условиях, далеких от боевых). На рис.5 показано "как в действительности" выглядела оборона Сиракуз. Эти устройства переворачивают (или приподнимают) суда за носовую или кормовую часть.

Начнем с
Рис.4.

Как поймать на нарисованный крючок приближающееся судно с готовым на все экипажем, автор не берется предположить. Пусть обороняющимся, в условиях затрудненной видимости, из-за стены удалось улучить тот самый момент, когда судно пересекает рабочую окружность машины. Пусть рабочим инструментом служит не крючок, а четырехлапая кошка. Пусть она зацепится за что-то на судне, что выдержит такую вертикальную нагрузку. Пусть экипаж не предпринимает никаких действий по освобождению судна. Пусть удалось успешно приподнять и уронить вражеское плавсредство.

Но чем поможет эта конструкция, если борт к борту к этой точке приближается БОЛЕЕ ОДНОГО корабля?

      Ответ очевиден: даже если одно судно опрокинуто, остальные суда, находясь в мертвой зоне, выполняют поставленную задачу.

  Машина, изображенная на

Рис. 5

отличается от предыдущей наличием петли вместо крюка. Все соображения, высказанные относительно "продольно-опрокидывающих" машин справедливы и для нее. Это и ориентация петли, и возможность с первого же раза (второго не будет!) надеть ее на нос судна и прочее. И точно так же два и более судна, идущие рядом, гарантируют успех нападающим.

Рис.5  взят из книги П. Джеймса и Н.Торпа Древние изобретения "Попурри" Минск 1997

      Наконец, поглядим на гравюру

Рис.6,

как бы воспроизводящую сцены из сидения (siege) под Сиракузами. Полный реализм. Рычаги с петлями на ближнем бастионе перекрывают зону действия друг друга, любая ведущая к берегу траектория движения судна пересекает линию возможного действия машин.

Не очень понятны два момента: зачем такими трудами выуживать корабли у самой стены, когда проще спустить на голову нападающих камни, бревна и прочие тяжелые предметы?

Второе: зачем Марцеллу надо подводить суда под защищаемые стены, когда дальше (по центру рисунка) видна отмель, на которой можно высадиться не повредив кораблей ( не достанут рычаги!) , а уж дальше действовать по обстоятельствам?

 

       Последний вариант машин Архимеда - "поперечно-переворачивающей" - на рис.7 взят из прелестного мультфильма.

Принцип действия ее очевиден, однако, представим, как это должно происходить в реальных условиях. Как известно, требует, как и любое орудие, требует пристрелки, что для движущейся цели нереально.

Но пусть даже чудом осуществлены идеальные условия: прицел абсолютно верен как по азимуту, так и по дальности; никто не догадался перерубить веревку или иным способом овободить судно (что говорит только о непрофессионализме нападающих); судно недвижимо стоит перпендикулярно траектории выстрела;

Рис. 7

обороняющиеся тянут веревку (автор считает возможным опустить объяснения, почему требует сам не перевернет ничего); кошка идет вверх  и намертво цепляется за борт (что возможно под углами где-то < 45-60 гр., иначе она спокойно соскользнет).

В этом случае, учитывая нулевое трение покоя воды и то, что точка приложения силы не находится в плоскости ЦТ судна (практическая невозможность такого попадания вряд ли вызывает сомнения) судно, кренясь, начнет разворачиваться, приближаясь одновременно к орудию. Чем  меньше угол между осью судна и веревкой, тем быстрее это будет происходить, пока кошка не вылетит из борта.

      И, наконец, последнее: пусть совершенно невероятным образом  удалось опрокинуть и пустить ко дну судно с экипажем. Намертво застрявшая кошка уходит под воду вместе с судном, полностью сделав бесполезным такое дорогое и сложное оружие. А если длины веревки не хватит, то и требует может быть сорван со стены. Моральное значение такого зрелища трудно переоценить.

      Сам принцип применения подобных орудий предполагает полную пассивность нападающих. Вряд ли на штурм сложной крепости шли новобранцы. Да и практика войн показывает: воюющие ориентируются моментально: во время англо-бурской войны буры, наступающие толпой, наткнулись на плотный огонь англичан. Одного раза оказалось достаточно. С тех пор они атаковали только малыми группами, используя любые укрытия. Вообще, глупое поведение одной из воюющих сторон говорит либо о действительной глупости военного руководства, либо о том, что описание битвы составлено противоборствующей стороной: очень хотелось видеть противника тупым и трусливым.

      Что же могло быть в действительности?

Видимо то, о чем Плутарх упоминает дальше: "И вот, когда римляне подошли к стене, как они полагали, совершенно незаметно, их снова встретил град стрел, на головы им почти отвесно посыпались камни, а сверху отовсюду полетели дротики; и они отступили". Это вполне реальная картина. Никаких ужасных механизмов быть не могло просто потому, что они абсолютно неэффективны в данных условиях, что никоим образом не умаляет полет инженерной фантазии изобретателя (или изобретателей).

В. П. Жарков