Скачать (65,5 Кб)

Мы взялись делать лук

К. В. Индукаев
Химия и Жизнь №11, 1972 г., с.76-80

Многие виды спорта испытали на себе влияние современных полимерных материалов, иные из них под этим влиянием изменились весьма радикально, прыжки с шестом, например.

Спортивная стрельба из лука не представляет исключения. Появившийся лет десять назад так называемый композитный лук - из дерева со стеклопластиком - сразу оставил за бортом все прочие конструкции. Сейчас из недефицитной древесины и удобных в массовом производстве полимеров по единообразной технологии удается сделать очень неплохой лук.

ХОТЯ СПОРТИВНАЯ СТРЕЛЬБА ИЗ ЛУКА не стала еще в нашей стране массовой, мы в этом виде спорта не новички. Из лука у нас стреляют уже лет пятнадцать, и многие спортсмены уверенно выступают на международных соревнованиях: Эмма Гапченко завоевала в 1971 г. звание абсолютной чемпионки мира, Кетеван Лосаберидзе в июле нынешнего года выиграла первенство Европы, и все же... Желающих стрелять много, но вот с инвентарем пока дело худо. Мастера стреляют из импортных луков импортными стрелами, а начинающему, по существу, стрелять не из чего и нечем.

К счастью, похоже что дело скоро пойдет к лучшему. Львовская лыжная фабрика планирует производить в год 6000 луков. Однако надо думать и о дальнейшем: шесть тысяч луков могут оказаться затравкой, все больше людей захотят попробовать свои силы в этом. виде спорта, к тогда возникнет новая проблема - массовой лукофикации спортсменов...

Давайте попробуем разобраться, что такое хороший лук, проследим его генеалогию, узнаем, как и из чего его делают, а заодно подумаем, нельзя ли сделать его получше.

ПЕРВЫЙ ЛУК БЫЛ ПРЯМЫМ. Вот что это такое: сук или обструганная палка с натянутой бечевкой. Изобрели его примерно 50000 лет назад - еще в мезолите. Первые луки до нас не дошли. Древнейшие из найденных луков - вязовые из Хольмгарта (Дания); их конструкция уже вполне сложилась. Найдены и древние тисовые луки - в свайных постройках на швейцарских озерах. Именно тис оказался лучшей породой для изготовления прямого лука. Это вечнозеленое хвойное дерево с красноватой древесиной, сейчас довольно редкое, в старые времена было распространено повсеместно в Европе и Америке.

Вообще же культура прямого цельно-деревянного лука процветала там, где в достатке росли подходящие породы деревьев. Наивысшего расцвета она достигла в Англии.

Классический английский лук тоже был тисовым. Средневековые мастера в совершенстве изучили и в полной мере использовали незаурядные свойства этого дерева. Их лук - с виду просто гладко обструганная. палка, шести футов высотой, сужающаяся к концам. Но эта простота обманчива. Толщина и ширина "палки", форма ее поперечного сечения, ориентация древесных волокон таковы, что весь материал лука работал на пределе своих возможностей. Стрела из него летела метров триста-четыреста; пущенная с близкого расстояния, она проходила сквозь дюймовую доску, а в бою пробивала кованый рыцарский доспех. Лучники принесли англичанам победы в знаменитых сражениях Столетней войны - битвах при Креси, Пуатье и особенна при Азенкуре; голодные, измученные долгим маршем английские йомены буквально расстреляли втрое превосходящего противника. Эти победы навсегда сделали прямой тисовый лук предметом национальной гордости англичан.

А в конце XVI века лук, снятый в Англии с вооружения, становится там чисто спортивным снарядом. Стрельба из лука постепенно распространяется в Европе и Северной Америке, число спортсменов-лучников растет, и лук, начиная с 1900 г., включается в программу олимпийских игр. Наконец, в 1931 г. организуется Международная федерация стрельбы из лука, по правилам которой стреляют сейчас все лучники мира. А именно: стреляют в мишень. Правда, кое-где проводят состязания по стрельбе на дальность, но это уже спортивная экзотика.

ПРЕВРАТИВШИСЬ ИЗ БОЕВОГО ОРУЖИЯ в спортивный снаряд, лук не изменил своей конструкции вплоть до 40-х годов нашего века, когда его стали склеивать из нескольких слоев дерева разных пород (такой лук называется составным). Позже в середине лука стали делать массивную рукоятку. Наконец, появились композитные луки из дерева со стеклопластиком.

Ныне конструкций и стилей луков множество; кажется, не найдется и двух одинаковых луков. А между тем их всех роднит одна общая черта: они, по существу, прямые - конечно, когда снята тетива. Композитный лук мог бы иметь произвольную форму, но так уж сложилось, что лишь декоративные ухищрения отличают его от прямой палки.

А хорошо ли это?

Что ж, попробуем понять, что такое "хорошо" применительно к луку.

ПРИ ПРОЧИХ РАВНЫХ УСЛОВИЯХ лучшим разумно считать лук, стреляющий дальше других; это утверждение настолько естественно, что примем его без обсуждения. Возможности прямого лука были продемонстрированы уже в нашем веке в Америке, когда из лука силой в 175 фунтов была пущена стрела на 525 м. (Наверное, силу лука надо, согласно системе СИ, исчислять в ньютонах. Однако по традиции ее выражают в фунтах.) Нынешний рекорд дальности стрельбы, установленный в 1970 г., составляет 715 м. Рекордный выстрел был сделан из композитного лука силой около 100 фунтов - вот что значит стеклопластик!

Однако поумерим восторг: еще триста лет назад из тюркского семидесятифунтового лука посылали стрелу за 800 метров! Превосходство тюркского лука над современным поразительно. Что же это за лук?

Он тоже композитный: сердцевина деревянная, передняя поверхность укреплена напряженными сухожилиями, задняя облицована рогом. Но это еще ничего не объясняет: нынешний лук тоже трехслойный: сердцевина деревянная, а роль жил и рога играет стеклопластик, который по своим упругим свойствам превосходит любые жилы и любой рог...

Значит, дело не в материале, а в конструкции. Обратимся к рисунку. Со снятой тетивой тюркский лук совсем не похож на палку! Его плечи сильно заломлены вперед, а рога порой сходятся. Этот лук предварительно напряжен. Значит, при оттяжке тетивы он запасает заметно больше энергии.

Но тогда - естественный вопрос: а почему бы не сделать современный лук напряженным? Ведь стеклопластик буквально вопиет об этом, его допустимое удлинение в 2-3 раза больше, чем у дерева... А конструкторы между тем изгоняют из луков даже самые малые следы предварительного напряжения. Одна из лучших на сегодня конструкций показана на следующем рисунке; а еще раньше весьма опытные и толковые люди перепиливали деревянный лук в рукоятке и заламывали его плечи назад. С точки зрения баллистики обе эти конструкции- сущий вздор; однако создавшие их люди, наверное, тоже были не лыком шиты...

А ВСЕ ДЕЛО В МЕТКОСТИ. Лук, который бьет далеко, но не метко,- никому не нужен.

От чего же зависит меткость? Конечно, и от спортсмена, и от стрел, и от погоды. И еще от самого лука.

Влево-вправо стрела в современном луке практически не рыскает: остроумная система подвески - точно по центру - радикально решает проблему горизонтальной меткости. И если стрела вонзилась в мишень левее или правее центра, то виноват либо сам лучник, либо порыв ветра. Но есть более сложная проблема-меткость вертикальная.

Лук симметричен только с виду, на самом деле у него три не совпадающих центра симметрии: геометрический, точка приложения силы на ручке, место подвески стрелы. Последние два, естественно, совпадать не могут. Из-за этого лук в момент выстрела "кивает". Чтобы избавиться от этого, делают массивную рукоятку и ставят в придачу амортизаторы.

Но кроме кивка меткость портит еще и вибрация; как не трудно сообразить, чем больше лук напряжен, тем она сильнее. Именно для уменьшения вибрации лук и делают предварительно ослабленным.

С кивком и вибрацией в момент выстрела боролись и старые мастера. Но иными методами, нежели сейчас. Очень любопытен, например, японский лук - он отчаянно асимметричный. Меткость у него хорошая, хотя он слабоват.

Тюркский лук особой асимметрией не отличается, но его массивные, отогнутые вперед рога гасят вибрацию.

ЛУК С ХОРОШЕЙ БАЛЛИСТИКОЙ особенно нужен в ветреную погоду. Но уж если где баллистические данные решают все, так это на охоте. Охотники с луком (есть и такие) быстро раскусили, что современный лук далек от совершенства, и в обиходе появились некие луко-подобные устройства с системой тросиков и блоков вместо тетивы.

Многим спортсменам такие конструкции кажутся оскорбляющими эстетическое чувство. Но самое забавное в том, что предварительно напряженный тюркский лук той же силы заведомо лучше! Так почему же не сделать напряженный лук из стеклопластика?

Западные фирмы проектированием такого лука, кажется, не занимаются. Можно сделать форму позаковыристей, блеснуть сочетанием редких пород дерева в рукоятке, подбавить лаку или хрома, обтянуть ручку кожей, однако станут ли они при хорошей конъюнктуре затевать новое дело? Но ведь мы-то затеваем новое дело! Так хватит ли пороху создать оригинальную и куда более совершенную школу? (Кстати сказать, древнерусский лук тоже был композитным и тоже предварительно напряженным. Он сродни не английскому, а восточному луку.)

Конструирование предварительно напряженного лука из синтетических материалов- задача нелегкая; тут найдется работа и химикам - нельзя брать наугад стеклопластик, древесину, клеи, лаки и красители.

Но раз уж мы взялись делать лук - сделаем его хорошо!

ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ И ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ О ЛУКЕ

ДЕРЖУ НОГАМИ - ТЯНУ РУКАМИ

У некоторых племен Новой Гвинеи есть необычный ножной лук, из которого стреляют, лежа на спине. Лучник упирается в лук ногами, а тетиву растягивает двумя руками.

Существуют и спортивные ножные луки. С ними соревнуются на дальность стрельбы - они гораздо сильней ручных и могут послать стрелу за милю.

ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ

Никакой ошибки, речь, как и прежде, идет не об овощах, а о метательном снаряде.

Вот в чем дело. Клеевой слой, скрепляющий дерево и стеклопластик, работает в очень тяжелых условиях. А эпоксидные клеи, которыми приклеивают стеклопластик, не любят перегрева. Но погоду на соревнованиях не заказывают: жара так жара.

Сам по себе стеклопластик прозрачен, видимый свет легко проходит сквозь него и нагревает непрозрачное дерево и клей. А тепловые лучи стеклопластик назад не пропускает - так и возникает парниковый эффект. С ним борются, вводя в связующее стеклопластика какой-нибудь светлый пигмент, скажем, тонкодисперсную двуокись титана.

ЗАЧЕМ КВАРЦЕВОЕ ВОЛОКНО

Волокно для стеклопластика делают из расплавленного стекла, вытягивая тонкие нити через отверстия-фильеры. Кварц в печи не расплавить, и волокно из него получают иначе: конец кварцевой палочки раскаляют и из него вытягивают кварцевую нить.

Из таких нитей тоже можно сделать стеклопластик, он будет получше простого. Однако упругие свойства самого обычного стеклопластика используются в луке современной конструкции не более чем на 10-15%. Между тем некоторые фирмы усиленно рекламируют дорогостоящие луки с кварцевым стеклопластиком. Хотя зачем он - непонятно.

ПЛАСТМАССОВОЕ ОПЕРЕНИЕ

Стрелы сейчас делают или из стеклопластика, или из алюминиевых сплавов, а оперяют их пластмассой. Не беда, что оперение получается жестким: современный лук устроен так, что в момент выстрела оперение за лук не задевает. А вот в старинных луках оперение обязательно было мягким.

Наконечники у стрел стальные. У спортивных, понятно, тупые. У охотничьих - плоские или трехгранные, широкие и острые. Для охоты на рыб делают особые стрелы - гарпуны.