Лук

Всем привет!

Долго думал о чем сделать свой первый пост и, в итоге, придумал. Расскажу об одном своем увлечении, о стрельбе из лука. Постов на эту тему на ресурсе еще не было, тема глубокая и интересная, поговорить есть о чем.

Сам я имею 1-ый разряд по стрельбе из лука, занимаюсь стрельбой 4 года, из них 1,5 года работал инструктором по стрельбе из лука и метанию ножей в местном клубе. Стрелял из разных луков: начинал с традиционного (близкого к историческим образцам), затем перешел на современный спортивный лук без обвеса (т.е. без прицела, стабилизаторов и прочих приблуд), далее на классический (олимпийский), а затем на блочный лук. За 4 года я слышал из уст посетителей и знакомых немало забавных стереотипов про стрельбу из лука. Думаю, будет небезынтересно их развеять. Разговор буду вести в контексте спортивной стрельбы, так что можно меня не спрашивать как ходить с луком на кабана или с каким кафтаном сочетается «венгерский» лук :) Итак, первый миф.

МИФ 1. СТРЕЛЯТЬ ИЗ ЛУКА ПРОСТО

Ну да, вроде бы не сложно: берешь стрелу, накладываешь на тетиву, натягиваешь лук и стреляешь. Но давайте попробуем разобраться. Обратимся для этого к нашим друзьям, Математике и Физике.

Фактор 1. Лук стреляет не сам, из него стреляет лучник, используя силу своих мышц

— В чем сила, брат?
— В ньютонах!

Да, но не в стрельбе из лука. Интерес к стрельбе из лука возродили англичане в конце XVIII века, и с тех пор сила натяжения лука измеряется в английский фунтах. 1 фунт равен 0,45359237 килограмма (и здесь проклятые чужеземцы русскому человеку жизнь портят!). Сила натяжения соревновательного лука 30 – 40 фунтов, т.е. 13,6 – 18,1 кг. Таким образом, натягивая лук перед выстрелом, лучник поднимает 16-килограммовую гирю. В течение соревнования спортсмен может сделать 100 и более выстрелов, можно сказать, перетаскивает полторы тонны груза :) К счастью, все не так страшно, необязательно сразу брать в руки тугой лук, начинают, как правило, с силы натяжения в 18 фунтов (8,2 кг).

Может возникнуть резонный вопрос, зачем же вообще переходить на более тугой лук? Слабый лук не сможет придать стреле хорошую начальную скорость, вследствие чего траектория у нее будет очень крутая, поэтому во время прицеливания придется делать очень большую поправку по высоте. Кроме того, медленная стрела летит долго, поэтому за время полета будет сильнее отклоняться из-за внешних факторов среды.

Посмотрим как это будет выглядеть на графике. Значения начальной скорости стрелы в зависимости от силы натяжения лука я взял с форума ArcheryTalk. У 40-фунтового лука около 70 м/с, у 18-фунтового – около 50 м/с (пиндосы меряют скорость в футах в секунду, можно встретить обозначение «fps» – feet per second). Немного доработал готовый скрипт и получил такой график:

Для стрельбы на дистанцию 70 м (классическая олимпийская дистанция) угол для 18-фунтового лука будет в 2 раза больше, чем у 40-фунтового, 8° против 4°. График не учитывает сопротивление воздуха. В реальной жизни это выглядит так:

Характеристики лука, из которого стреляет спортсменка, неизвестны. С одной стороны, натяжение наверняка меньше 40 фунтов, а с другой топовое снаряжение обеспечивает более высокую начальную скорость. Допустим, как и в теоретическом расчете, скорость стрелы близка к 70 м/с. Тогда при уменьшении скорости до 50 м/с, угол нужно будет увеличить в 2 раза:

В этом случае линию прицеливания (фиолетовая на рисунке) уже может перекрыть рука, удерживающая лук, а стрела гарантированно перекроет. Не говоря уже про большее время полета стрелы и, как следствие, больший снос стрелы ветром. Так что про физуху забывать не следует ;)

Фактор 2. Даже небольшое изменение положения тела стрелка приведет к значительному изменению точки попадания

Из лука стреляет живой человек. Тело человека перед, во время и после выстрела находится в определенном положении. Положение это задается с помощью жестких костей, которые удерживаются гибкими мышцами и нерастяжимыми сухожилиями. Для точного выстрела необходимо «собрать» из всего этого максимально стабильную систему, чтобы отклонения были минимальные. Давайте посмотрим как даже небольшие отклонения в двух точках, точке прикладки (A) и точке удержания лука (B), скажутся на точности стрельбы:

На следующем рисунке L – длина стрелы, S – дистанция до мишени, Δ – смещение точки прикладки или «лучной» руки стрелка, X1 и X2 – смещения точек попадания:

tg α = X1 / S

Также tg α = Δ / L

Таким образом, X1 = Δ * S / L

Во втором случае tg α = X2 / (S + L)

Т.е. X2 = Δ * (S + L) / L

Длина стрелы (точнее, это величина «вытяга», т.к. сама стрела может быть длиннее) L и дистанция стрельбы S известны, можно посчитать смещение точки попадания при смещении точки прикладки или руки, удерживающей лук. Допустим, стрела имеет длину 68 см, дистанция до цели 18 м (стандартная дистанция для стрельбы в закрытых помещениях), а Δ составила 1 мм:

X1 = 0,001 * 18 / 0,68 = 0,026 м

X2 = 0,001 * (18 + 0,68) / 0,68 = 0,027 м

2,7 см. Вроде немного :) Посмотрим, как это будет выглядеть на мишени. На картинке для примера мишень для стрельбы из лука с прицелом (для луков без прицела мишень крупнее) на дистанцию 18 метров. Ее внешний диаметр 20 см. Размер «десятки» для классического лука 4 см, для блочного — 2 см (рублевая монетка):

Уже «девятка». Кстати такое смещение соответствует 5 угловым минутам (0° 5’ 3").

А если смещение на рубеже стрельбы составит 1 см? Тогда отрыв точки попадания будет 27 см, т.е. мимо мишени :)

Можно еще попробовать прикинуть отклонение при недотяге/перетяге тетивы, но там цифры будут ооочень приблизительные, т.к. зависимость скорости стрелы от натяжения будет нелинейная. Мне попадалась информация что недотяг в 1 дюйм приведет к падению скорости на 10 футов/с. На наши деньги: недотяг в 1 см приведет к падению скорости на 1,2 м/с. Можно и это попробовать перенести на мишень, но получится уж больно заморочено (придется учитывать угол вхождения стрелы, а он будет разный для разных скоростей).

Фактор 3. Повторяемость выстрелов

Меткость это не одно единственное попадание в центр мишени (что может быть случайностью), а сумма множества выстрелов. Во время квалификации на соревнованиях делается 60 выстрелов (10 серий по 3 выстрела, затем еще 10 по 3), так что важна повторяемость техники выстрела. Собственно, техника даже не обязательно должна быть правильной, главное, чтобы она была одинаковой от выстрела к выстрелу! А так возвращаемся ко второму пункту: отклонение в 1 мм на рубеже приводят к отклонению в 2,7 см на мишени. В ситуации, когда дистанция до мишени неизвестна и появляются факторы внешней среды, добавляется еще и умение стрелка оценивать дистанцию и влияние дополнительных факторов.

Заключение

В общем, стрельба из лука — дело не такое уж простое, как кажется на первый взгляд. Для первого раза получилось излишне математично, но мне и самому было интересно посмотреть на результаты расчетов. В следующий раз расскажу про другие мифы :) Пишите свои вопросы в комментариях!

За 11 лет учёбы в школе, я не узнала ничего про оплату коммунальных услуг, ипотеку, кредиты - никакой финансовой грамотности. А так же про  права и обязанности работников, правила трудоустройства и прочие нужные мелочи.

Зато за школьные годы я много узнала про строение микроскопа, про одноклеточных, про элементарную физику электричества. И самое главное - я знаю, практически в совершенстве, строение клетки лука!

Хе-хе! Не зря крипота и ипотека стоят рядом при выборе тегов 😄

Всем привет! Продолжаю разбор мифов о стрельбе из лука, начатый в первой части. Сегодня поговорим о стрельбе по-робингудски.

МИФ 2. МОЖНО РАСЩЕПИТЬ ОДНУ СТРЕЛУ ДРУГОЙ

Вообще да, можно, и иногда это случается. Вот реальный случай, когда отрабатывалась техника выстрела (причем с закрытыми глазами, т.е. вообще не было задачи куда-то попасть) на дистанции 3 м:

Это современные карбоновые, полые внутри, стрелы. Как видно на последнем фото, вторая стрела влетела в первую на глубину около 10 см, разорвав ее вдоль. Но вообще такое случается крайне редко: даже если стрела и попадает в другую, то обычно она рикошетит.

При этом часто трескается или скалывается хвостовик первой стрелы. Зачастую даже на деревянных стрелах ставят отдельные пластиковые хвостовики (в том числе для простоты ремонта стрелы). Ситуация неприятная, т.к. выстрел стрелой с поврежденным хвостовиком приведет к непредсказуемым результатам. Поэтому, во-первых, стрелки периодически проверяют состояние хвостовиков:

...а во вторых, стараются в принципе избегать повреждений. Для этого по одной мишени выпускают небольшое количество стрел (обычно по 3 стрелы за серию, причем каждый стрелок стреляет по своей мишени), а на короткой дистанции (18 м) при стрельбе из луков с прицелом используется тройная мишень (по 1 мишени на 1 стрелу):

Это что касается случайных попаданий. Давайте теперь прикинем насколько реально намеренное попадание стрелой в стрелу :) Неизвестно с какой дистанции стрелял гражданин Р. Гуд. Сейчас наименьшая дистанция на соревнованиях 18 м. Для нее и будем вести расчеты. Задача – определить угол, в пределах которого должна лететь вторая стрела. Толщина древка используемых сейчас деревянных стрел 0,7 – 0,9 см. Округлим до 1 см, чего мелочиться. На схеме ниже S – дистанция до хвостовика стрелы, Δ – половина диаметра древка стрелы, 2*α – искомый угол:

Пусть длина стрелы (точнее часть стрелы, торчащая из мишени) будет 0,7 м, тогда

S = 18 - 0,7 = 17,3 м

tg α = Δ / S

Тогда α = arctg (Δ / S), ну а 2 * α = 2 * arctg (Δ / S)

Для наших данных 2 * α = 2 * arctg (0,005 / 17,3) = 2 * 0,016559473327021 = 0,03311894665 градуса

или 0°1'59", почти 2 угловых минуты. В угловых минутах, МОА, измеряется точность стрельбы огнестрельного оружия. Для снайперских винтовок в США предъявляется точность 1-3 МОА (если верить статье в Википедии). Причем такую точность обеспечивает винтовка, неподвижно закрепленная в станке!

Можно еще сравнить такую точность с существующими нормативами для присвоения спортивных разрядов и званий. Максимальный норматив, для присвоения звания мастера спорта международного класса, в дивизионе «классический лук» на дистанции 18 метров — 586 очков. Так выглядит мишень и кружок 1 см на ее фоне:

586 очков, это, например, 48 «десяток», 10 «девяток» и 2 «восьмерки». Т.е. даже не все «десятки». Ну а текущий мировой рекорд принадлежит Брэди Эллисону, выбившему во время квалификации 599 очков:

Причем Эллисон стреляет из современного рекурсивного лука с прицелом и стабилизаторами, а не из английского длинного лука. Можно привести еще рекорд стрельбы из блочного лука, где требования к точности выше (размер «десятки» меньше), но и там результат не абсолютный.

Если принять во внимание, что попадать нужно ближе к центру хвостовика, то точность должна быть еще выше. Чтобы вторая стрела не срикошетила, а расщепила первую, попадание должно быть строго вдоль оси первой стрелы. Ну и вдобавок стрелял легендарный лучник не из снайперской винтовки, а из (буквально) палки с веревкой, стрелами, сделанными кустарным способом. Мог ли он вторым выстрелом расщепить первую стрелу? Конечно мог... случайно! :)

С этой «игрушкой» JWM-120K за 365-400$ ощущаешь себя Соколиным Глазом или Леголасом.

НЕ реклама, просто делюсь с вами технологиями

Краткая историческая справка

Мифы о стрельбе из лука, часть 1

Для меня самый большой миф - это использование луков только для координированных массированных залпов.

Оказалось, между 2000 лет назад и средневековьем у разных государств были натуральные аналоги современных штурмовых батальонов. Тупо чудики с луком и тремя стрелами в руках (иногда еще с некоторым количеством в зубах) набегали на противника, разряжались в него за несколько секунд (или буквально за один выстрел, если выпустить всё одним пакетом) и драпали обратно за пополнением БК.

К слову, о скорострельности. Отдельные современные реконструкторы, которые смогли прыгнуть выше головы в освоении этого оружия, открыли способы стрельбы короткими очередями, при которых можно поразить три цели за секунду. Основой способа является банально то, что не нужно сильно натягивать тетиву, чтобы сделать дырку в человеке выстрелом в упор. Меньше ход тетивы - быстрее ее можно ухватить после выстрела. Плюс реальный лучник-штурмовик не ходит на дело с колчаном, поэтому может себе позволить буквально перемещается перебежками и кувырками, особенно если в него полетят копья и болты. Просто представьте, что все они владеют луками на уровне Ларса Андерса, которого считают выдающимся стрелком только потому, что он смог посвятить тренировкам всю жизнь, но у его далеких предков не было такого богатого выбора развлечений, плюс рекрутская повинность, а потому можно смело сказать, что средний уровень подготовки средневековых и более древних лучников был на уровне Ларса, если не круче.

Касательно пакетных выстрелов - стрелок просто вкладывает в тетиву до 10 стрел вместо одной. Пока дальнобойным лучникам приходится дружно выпускать по одной стреле в небо, чтобы создать какую-никакую плотность огня, чудик с охапкой в руке подбегает в упор и превращает кого-нибудь в ежа. Напоминает применение дробовиков при зачистке зданий. Только вот в наши дни именно из-за наличия у противника симметричного по характеристикам оружия сейчас штурмы с дробашами ограничены замкнутыми помещениями, а на открытой местности штурмовики вооружаются теми же штурмовыми винтовками, что и те, чьи жизни засчет них экономят. Однако в годы славы ассирийцев или англичан их враги зачастую не имели представления о лучниках-штурмовиках, поэтому чувакам с холодным оружием и в лучшем случае с арбалетами оставалось только смотреть, как на них с радостным улюлюканьем бежит толпа робингудов.

Однако не набегами едиными - лучников-штурмовиков можно спрятать в лесах и других естественных укрытиях, где они просто дождутся подхода вражьего войска, отработают и скроются в глубине зелёнки.

Также теперь считается, что лучники-штурмовики применялись не только как набегающие стрелки, но и как непосредственные участники общих атак. Пока братья мутузят врага холодным оружием, лучники вальсируют между ними и отстреливают противника в упор.

К сожалению, детализованных исторических документов о том, как должны использоваться стрелки с короткими луками, не осталось, но косвенные признаки и в принципе испытание человеческих возможностей с этим оружием, если обучать его с раннего возраста, примерно дают понимание. Исторические факты типа создания в Англии обязательных стрелковых клубов, в которых должны были заниматься все дети, а взрослые - практиковаться хотя бы раз в неделю, показывают, что из завсегдатаев этих клубов можно было набрать способных и подвижных ребят в штурмовики, а из остальных сформировать иные подразделения стрелков типа лонгбоущиков, если того потребует ситуация. Главное, чтобы каждый знал, как пользоваться луком. Благодаря этому Англия в Столетней войне в первую очередь стала известна широким применением лучников.

Без источников, по памяти. Нет времени искать, откуда эта инфа, но с большей вероятностью пересказано верно.

При закрытии тиров, можно и в самоизоляции позаниматься стрельбой из лука. Очень нравится стрелять из традиционного рекурсивного лука. Их ещё называют конными.

Выпуск производится кольцом, надетом на большой палец. Стрела, при такой стрельбе, обычно находится справа от лука.

Сетка на заднем плане - стрелоулавливающая. Этот лук её не простреливает.

Лук White feather "Forewer carbon".  Сила лука 50 фунтов, при на 80-ти сантиметрах растяжения.

Дистанция 19 метров. Стрелоулавливатель - мешок с синтепоном. Мишень - календарик.

https://youtu.be/GTHmMK0E3YA

Артефакты относятся к VI тысячелетию до нашей эры

Группа ученых проанализировала 19 фрагментированных и целых дуг луков, которые подводные археологи обнаружили на дне озера Браччано, где располагается поселение эпохи раннего неолита Ла-Мармотта. Исследователи выяснили, что местные жители в VI тысячелетии до нашей эры использовали для изготовления оружия как минимум шесть разных пород деревьев, причем среди них отсутствовал тис — самый популярный материал для древних луков, найденных на доисторических памятниках. Об этом сообщается в статье, опубликованной в Journal of Archaeological Science: Reports.

В итальянской области Лацио, примерно в 30 километрах от Рима, находится весьма крупное озеро Браччано, на дне которого располагаются остатки поселения эпохи раннего неолита, получившее название Ла-Мармотта. Сегодня оно находится примерно в 300 метрах от береговой линии под восьмиметровой толщей воды и тремя метрами осадочных масс. Этот памятник исследователи открыли еще в 1989 году, а затем с 1992 года в течение многих сезонов проводили подводные раскопки, исследовав примерно четверть памятника.

  Ученые выяснили, что данное поселение существовало в VI тысячелетии до нашей эры в течение 215–350 лет — где-то между 5635 и 5230 годами до нашей эры. Помимо остатков домов прямоугольной формы размером примерно 8–10 на 6 метров, подводные археологи обнаружили там множество разнообразных артефактов, причем не только каменные орудия, но и особенно ценные деревянные изделия, среди которых выделяются пять лодок-долбленок, 52 серпа, сосуды и прочие вещи и инструменты. Кроме того, там нашли фрагменты тканей, плетеные изделия, разнообразные растительные остатки и кости животных, указывающие на весьма развитую для своего времени экономику местных обитателей. За богатство находок некоторые исследователи даже называют этот памятник Помпеями эпохи неолита.  

На этот раз Карусо Ферме (Caruso Fermé) из Патагонского института социальных и гуманитарных наук и его коллеги из Испании, Италии и Португалии сосредоточили свое внимание на еще одном типе деревянных артефактов, который богато представлен в коллекции из поселения Ла-Мармотта. В своей новой работе ученые остановились на целых и фрагментированных деревянных частях луков, которых в течение 1993–2005 годов на этом памятнике нашли не менее 35 штук. Однако для исследования они отобрали далеко не все предметы, а только 19 экземпляров. Длина целых дуг варьировала от 825 до 2200 миллиметров, ширина в средней части — от 30 до 36,2 миллиметра, а толщина — от 21,5 до 26 миллиметров.

Со всех деревянных артефактов исследователи сделали срезы, чтобы выяснить, из какого сырья они были изготовлены. В результате проведенной работы ученые определили, что девять предметов древние жители Апеннинского полуострова изготовили из граба (Carpinus sp.), еще шесть — из калины гордовина (Viburnum lantana). По одной дуге были сделаны из дуба (Quercus sp.), ольхи (Alnus sp.), кизила (Cornus sp.) и ясеня (Fraxinus sp.). Эти породы древесины обладают разными свойствами и использовались на поселении и в других целях.

Обращает на себя внимание то, что доисторические европейцы обычно предпочитали изготавливать дуги луков из тиса (Taxus sp.). Например, именно такой артефакт нашли вместе со знаменитым Этци, о котором можно прочитать в материале «Из пропасти во льду». Возможно, причина кроется в том, что в окрестностях поселения попросту отсутствовала тисовая древесина.

На памятнике Ла-Мармотта исследователи обнаружили и личные украшения древних обитателей поселения. Благодаря рентгенофлуоресцентному анализу этих находок ученые выяснили, что уже в VI тысячелетии до нашей эры доисторические жители Лацио использовали красный пигмент, изготовленный из киновари.

Взято тут