Реконструкция стрелы в сборе

Для реконструкции стрелы в сборе нам необходим минимальный набор исходных данных. Во-первых, определим оценочно массу наконечника. Взвешивание его в современном состоянии ничего не дает, ибо вес археологического артефакта образовался в результате двух процессов: он увеличился вследствие соединения металла с кислородом (образования ржавчины), но в то же самое время он уменьшился из-за отслаивания ржавчины и разрушения кромок изделия. Толщина слоя ржавчины неизвестна, поэтому попытаемся определить вес изделия до его разрушения аналитически. Для простоты расчета условимся считать форму наконечника ромбической. Тогда площадь его проекции S на плоскость будет равна половине произведения длин диагоналей, которые измерениями на рис. 5.2 определены нами как 55 и 22 мм. Подстановкой значений получаем S = ½ · 55 · 22 = 605 мм². В сечении наконечник похож на двояковыпуклую линзу или ромб. При толщине изделия вместе со слоем ржавчины 4 мм, прибегнув к соответствующим формулам, имеем возможность вычислить объем наконечника, а, зная плотность железа, вычислить массу изделия. Однако есть, на наш взгляд, и более простой способ: изготовим модель наконечника. Для этого нарисуем его очертания на бумаге мягким карандашом и выльем на бумагу расплавленный воск. После застывания воска отделяем его от бумаги и по отпечатку карандашных линий на нем обрезаем до габаритов изучаемого изделия. Затем, строгая ножом его поверхности, доводим толщину изделия до проектной: по аналогии с хорошо сохранившимися образцами (правда, симметричными) это около 2 мм и заостряем кромки. Взвешивая восковую модель, получаем m = 1,25 г. Вычисляем ее объем V по формуле: V = m / с, пуля баллистика стрела траектория где плотность воска с = 0,96 г/см3:

V = 1,25 / 0,96 = 1,3 см³.

Вычисляем массу реконструируемого наконечника M, зная значение плотности железа 7,9 г/см3:

M = 1,3 см3· 7,9 г/см3 = 10,27 г.

Таким образом, полагаем закономерным считать, что вес наконечника, определенный описанным способом, был близок к 10 г (рисунок ниже).

Следующий параметр, необходимый для дальнейших расчетов, это тол-щина древка. Исходные данные о толщине несохранившегося древка получаем, обратившись к аналогам: по данным А. М. Белавина диаметр древков стрел, обнаруженных при исследовании захоронений Рождественского комплекса Родановской археологической культуры на средней Каме (X-XIV вв.), находится в диапазоне 7−10 мм [Белавин, С. 163]. По указанию А. Ф. Медведева, диаметр древков известных древнерусских стрел также составляет 7−10 мм, а длина 75−100 см [Медведев, С. 50]. Рассматривая в качестве прототипа экземпляры, получаем, что максимальная ширина насада могла быть близка к одному сантиметру. Следовательно, полагаем обоснованным принять за диаметр древка реконструируемой стрелы значение в 10 мм.

Можем ли мы делать обоснованные предположения о плотности материала древка? В соответствии с указаниями А. М. Белавина, сделанными на основании соответствующих экспертиз, которые были произведены кафедрой ботаники ПермскогоГоспедуниверситета, древки стрел Роджественского комплекса были изготовлены издревесины хвойной породы. Поэтому в качестве материала древка реконструируемой нами стрелы примем древесину ели или сосны, которая имеет плотность в диапазоне 0,4−0,7 г/cм3.

Имея набор минимально необходимых параметров, мы получаем возможность реконструировать габариты стрелы по ее наконечнику, применяя созданный нами пакет программ Osseus [Коробейников, Митюков (2)]. Данное программное обеспечение реализует несколько аналитических подходов, которые мы продемонстрируем ниже для читателя, вооруженного калькулятором: Массово-габаритный подход. Как было показано в предыдущих главах, длина древка определяется по формуле:

l=.

и для рассматриваемого наконечника область значений длины древка приподстановке переменных в формулу составит:

l===115…162см.

Мы видим, что для баланса нашего наконечника потребовалось бы ело-вое древко запредельной длины. Однако если подставить в формулу значенияплотности, известные, например, для дубовой древесины (0,7−1,0 г/см3), то область значений длины древка составит 74…104 см., и нижний ее предел вполне соответствует общепризнанному мнению о длине стрел.

Аэродинамический подход. Вычисление длины стрелы по описанному выше аэродинамическому подходу дает области значений длины древка для березы и ели 93…170 см, а для дуба 72…144 см. Иными словами, нижняя граница области значений длины для дубового древка может быть принята в качестве наиболее вероятной (разумеется, лишь в предположении об отсутствии оперения, которое основано на результатах расчетов по массовогабаритному методу). Но росли ли дубы на данной территории в то время? Или мастер использовал древесину иной породы с высоким показателем удельного веса? Это вопросы для дальнейшего исследования.

Оценка габаритов и энергии стрелы по антропометрическим данным лучника. Рассматриваемая нами стрела обнаружена в мужском погребении. Что дает нам предположение о том, что погребенный сам использовал (или планировал использовать) эту стрелу? Известно, что величина энергии передаваемой стреле зависит от силы и амплитуды натяжения лука, умноженных на коэффициент его полезного действия. Амплитуда тетивы здесь определяется антропометрически. Измерения костных останков в захоронении № 38 могильника Пыштайн показали, что рост погребенного составлял 1720 мм, длина его ключицы была 141 мм, а плечевой кости 329 мм [Мингалев].

Таким образом, верхнюю границу значений амплитуды тетивы использованного им лука в условиях максимальной силы натяжения следует принять в области 60 см. Следовательно, использованная им стрела была несколько длиннее 60 см, что согласуется с данными, которые получены вышеописанными методами. Чтобы получить общую длину стрелы, надо сложить три показателя: длину наконечника, стрелку первоначального прогиба лука с тетивой и амплитуду перемещения тетивы при ее натяжении. Разумеется, и здесь величина амплитуды тетивы может быть скорректирована путем моделирования с рулеткой на людях, антропометрические данные которых близко соответствуют реконструированным параметрам древних воинов, полученным по измерениям остеологического материала конкретной археологической культуры или даже отдельно взятого могильника.