О стрелах
Чтобы сохранить энергию стрелы на расстояниях обычных для военных действий того времени (часто превосходящих по крайней мере 100 ярдов в условиях боя), необходимо использовать тяжелые и медленно летящие стрелы. Тяжелая, медленно летящая стрела теряет меньше энергии на протяжении определенного расстояния, чем стрела с большей скоростью при одинаковых начальных кинетических энергиях. Кроме того, верно и то, что способность пробивать доспех - это не просто функция кинетической энергии, но еще и инерции движения. Для данной силы лука, инерция (сила удара стрелы) резко возрастает с увеличением веса стрелы. Это происходит потому, что:
1. приближенно, лук отдает стреле определенное количество энергии в независимости от веса стрелы.
2. тяжелые стрелы уменьшают только скорость полета на корень квадратный их относительного веса для данной силы натяжения лука.
3. тяжелые стрелы увеличивают момент инерции линейно относительно веса стрелы для данной скорости.
4. эффективность лука возрастает по мере того, как стрела становится тяжелее и усиливает эффекты, указанные выше.
Поэтому в средние века не особенно заботились об уменьшении веса стрелы, разве что для развлекательных целей. По современным меркам наконечники были чрезвычайно массивными и древки изготавливались чаще из тяжелых пород дерева.
Типы средневековых наконечников:
1. "Тип 16", многоцелевой наконечник с широкими гранями. В военное время, для лучшего проникновения шипы расплющивались.
2. Для нанесения ранений лошади, чтобы взбесить лошадь и, соответственно, сбросить защищенного рыцаря.
3. многоцелевой наконечник с маленькими гранями, похож на современный охотничий наконечник, но намного тяжелее.
4. шиповидный средний наконечник, для пластинчатого доспеха или кольчуги на средних расстояниях.
5. короткий шиповидный наконечник, облегченный и, поэтому, предназначался для больших расстояний, но только против легкого доспеха.
Во время испытаний стальной пластины в 1 мм, против стрелы с энергией 60 Ft Lb, были получены следующие результаты:
1. широкогранный наконечник не пробил, хотя кончик вышел с другой стороны приблизительно на 0,25 дюйма
2. короткий шиповидный наконечник значительно ослабил энергию, но стрела возилась на 6 дюймов (рваные края пробитой дыры охватывали древко стрелы)
3. средний шиповидный наконечник полностью пробил пластину, и пригвоздил бы ее обладателя.
Оказалось важным смазывание наконечников воском или маслом т.к. это значительно улучшало проникающую способность.
Использованная стрела весила 30 гр. (очень легкая по средневековым меркам и распространенная в наше время для охоты ) и выпущена из лука со скоростью 255 футов/сек. с расстояния в 14 ярдов. Стрела оставила лук с энергией 65 Ft Lbs, и на удар пришлось 59 Ft Lbs. На 100 ярдах эта энергия уменьшилась бы до 45 Ft Lbs и на 200 ярдах, вероятно до 40 Ft Lbs. На таких больших расстояниях потеря энергии определяется главным образом весом стрелы и типом используемого оперения. Наконечник стрелы сделан был из стали с небольшим содержанием углерода, но нагретым, а затем, остуженным. Будучи достаточно прочной для мягкой стали, он был хуже средневекового наконечника. Был испытан еще один наконечник с концевой вставкой из очень прочной стали. Эта мера значительно улучшила характеристики, уменьшив энергию необходимую для пробоя пластины вероятно на 25%.
Результаты этих экспериментов близки к тем, что опубликованы в книге Питера Н Джоунса "Металлография и относительная эффективность наконечников и защитных доспехов в средние века". В этом исследовании проведена попытка воссоздать средневековую металлообработку доспехов, и были использованы тщательно изготовленные реплики стрел и тисовый лук с натяжением 70 фунтов. Было обнаружено, что шиповидные наконечники пробивали 2 мм сырое железо при попадании под прямым углом, под углом в 20 градусов такие наконечники уже не могли пробить металл толщиной 2 мм, зато пробивали его при толщине в 1 мм. Эти стрелы имели энергию равную 34 Ft Lbs во время удара, но весили в два раза больше современных стрел для 60 фунтового лука.