Военное дело

Дальше: 5. Ископаемое топливо, первичное электричество и возобновляемые источники энергии

Вооруженные конфликты всегда играли в истории значительную роль: они требовали мобилизации источников энергии (часто – в экстраординарном масштабе, и не важно, сбор ли это пеших солдат, вооруженных простыми предметами, производство взрывчатых веществ и боевых машин или подготовка запасов к долгой войне) и регулярно приводили ко все более концентрированному и опустошительному высвобождению разрушительной силы. Более того, поступление базовой энергии в виде пищи или топлива к населению, оказавшемуся под воздействием конфликта, страдало не только в то время, когда он разворачивался (реквизиции пищи для войск, уничтожение посевов, разрушение экономики, мобилизация молодых мужчин, вред, нанесенный поселениям и инфраструктуре), но и многие годы после его завершения.

Все исторические конфликты решались с помощью оружия, но оружие не является первичным движителем войны: если убрать два исключения, то до изобретения пороха единственными первичными движителями войны были мускулы человека и животных. Первым исключением является применение зажигательных материалов; вторым, конечно, использование парусов на боевых кораблях. Традиционное механическое оружие – ручное (кинжалы, мечи, копья) и метательное (дротики, стрелы, тяжелые снаряды для катапульт и требушетов) – конструировалось так, чтобы нанести максимальный физический урон с помощью резкого высвобождения кинетической энергии. Только изобретение пороха добавило новый, намного более мощный первичный движитель. Взрывчатая реакция между химическими веществами могла толкать метательные снаряды быстрее и дальше и увеличивать их разрушительную силу. Столетиями эта сила была ограничена неудобной конструкцией личного оружия (ружья с дульным и полочным заряжанием), но порох приобрел даже большую важность как движитель пушечных ядер.

Одушевленные энергии

Все доисторические конфликты, как и все конфликты античности и раннего Средневековья, приводились в движение исключительно мускулами человека и животных. Воины орудовали кинжалами, топорами и мечами в ближней битве, пешими или на спинах лошадей. Они использовали дротики и копья, натягивали луки и куда более мощные арбалеты (и греки, и китайцы знали последние с четвертого века до н. э.), чтобы пустить в полет стрелы, способные ранить или убить лишенного защиты врага на расстоянии в 100–200 метров. О древности использования луков свидетельствует тот факт, что египетский иероглиф для солдата изображает человека на левом колене с луком в вытянутой правой руке и колчаном на левом плече (Budge 1920). Одушевленная энергия позволяла заряжать большие катапульты и использовать принцип рычага, чтобы швырять тяжести с целью разрушения городских стен и замковых укреплений.

Ручное оружие могло создавать ужасные раны, а нанесенный в нужном месте надрез или укол убивал мгновенно, но оно требовало сражения лицом к лицу, и его мощность была ограничена возможностями мускулов воина. Луки и стрелы позволили разделить враждующие стороны, и опытные лучники добивались великолепной точности на сравнительно больших дистанциях, но слишком много стрел терялось зря, а их кинетическая энергия была невысока (примечание 4.24), да еще и время, проходившее между залпами, неизбежно ограничивало объем вреда, нанесенный этим оружием. Человеческими возможностями также определялся дневной переход армии, и даже если хорошо отдохнувшие и накормленные люди могли двигаться быстро, общее продвижение было часто ограничено скоростью обоза, состоявшего из медленных животных.

Примечание 4.24. Кинетическая энергия мечей и стрел

Даже тяжелые средневековые мечи весили не более 2 кг, обычно менее 1,5 кг. Кинетическая энергия увеличивается с квадратом скорости: она составит только 9 Дж для двухкилограммового меча, если удар нанесен со скоростью 3 м/с, и 75 Дж для японской катаны в 1,5 кг (традиционный изогнутый тонкий меч 60–70 см длиной с односторонней заточкой), которой опытный мечник орудует со скоростью 10 м/с. Это выглядит небольшим значением, но импульс при секущем ударе будет очень сконцентрированным, сосредоточится на узком участке тела (шея, плечо, рука), а колющий удар проникнет глубоко в мягкие ткани. Типичные легкие стрелы весили всего 20 граммов, хороший лучник с композитным луком выпускал их со скоростью 40 м/с (Pope 1923), их кинетическая энергия составляла 16 Дж. И снова это не впечатляет, но импульс метательного снаряда обычно приходится на точку, и поэтому стрела входит глубоко. Стрела с кремневым или металлическим наконечником могла с легкостью пробить кольчугу при выстреле с дистанции до 40–50 м, а если ее хорошо нацелить, могла убить лишенного защиты человека с более чем 200 м.

Две самых мощных боевых машины древности и ранних Средних веков использовали механический выигрыш в силе за счет рычага. Катапульты представляли собой огромные механизированные луки, выпускавшие снаряды с помощью резкого высвобождения эластично деформированной перед этим связки веревок или сухожилий (рис. 4.26). Они использовались с IV века до н. э. (Soedel and Foley 1979; Cuomo 2004). Катапульты могли выпускать стрелы или бросать разные объекты; баллисты, которые применяли при осаде городов, были рычагами третьего вида: их база представляла собой точку опоры, сила обеспечивалась стяжными хомутами, а груз запускался со скоростью, недостижимой при прямом использовании людских мускулов. Типичные средневековые катапульты бросали камни в 15–30 кг и могли причинить стенам только ограниченный урон.

Рисунок 4.26. Римские катапульты (Corbis)

По контрасту, требушеты, изобретенные в Китае до III века до н. э., были рычагами первого типа, их балки вращались вокруг оси, а снаряды загружались с конца метательного плеча, в четыре – шесть раз длиннее короткого плеча (Hansen 1992; Chevedden et al. 1996). Самые первые, небольшие требушеты приводились в действие людьми, тянувшими веревки, привязанные к короткому плечу; более крупные машины, возникшие позже, обладали тяжелыми противовесами и были в состоянии метать объекты весом в сотни килограммов (рекордные веса около или даже свыше 1 тонны) дальше, чем могли стрелять первые пушки. Подобные устройства использовались при обороне осажденных городов, их устанавливали на бастионах, откуда они могли обстрелять любую метательную машину противника.

Животные в военном искусстве играли две различные роли: как средство для быстрых атак на большое расстояние и как незаменимое средство транспорта, только благодаря которому могли существовать достаточно большие армии. В самых первых описаниях военных действий лошади запряжены в легкие колесницы, имевшие колеса со спицами (впервые использованы около 2000 года до н. э.). Никакая другая инновация традиционной эпохи до появления пороха не вызвала столько последствий, как комбинация скорости и возможности быстрого маневрирования, которую обеспечили верховые лучники. Всадники на маленьких лошадях, способные выпускать стрелы из мощных композитных луков (сначала ассирийские и парфянские, затем македонские и греческие) были разрушительной и высокомобильной военной силой за столетия до появления стремян (Drews 2004).

Эти простые куски металла, обеспечивающие упор всаднику, впервые появились в Китае в начале III века н. э., а потом распространились на запад; они обеспечили не имевшую ранее прецедентов стабильность в седле (Dien 2000). Без них всадник в доспехах не мог даже взобраться на крупную (иногда тоже частично защищенную доспехом) лошадь и тем более не имел возможности эффективно сражаться длинным копьем или мечом. Это не значит, что всадники со стременами всегда обладали превосходством в битве. Азиатские наездники, без доспехов, на маленьких, но очень выносливых лошадях, были особенно эффективной боевой силой: они могли передвигаться с высокой скоростью и маневрировать как угодно.

Именно за счет такого свойства монголы добрались из восточной Азии до центра Европы в период между 1223 и 1241 годами. (Sinor 1999; Atwood 2004; May 2013). Благодаря ему несколько степных империй дожили в Центральной Азии до зари современности (Grousset 1938; Hildinger 1997; Amitai and Biran 2005; Perdue 2005). Наиболее впечатляющая серия набегов всадников в доспехах привела крестоносцев из многих европейских стран на восток Средиземноморья, где они установили (между 1096 и 1291 годами) свое правление над прибрежными и внутренними территориями современного Израиля, частями Иордании, Сирии и Турции (Grousset 1970; Holt 2014).

Важность лошадей, как в кавалерии, так и запряженных в телеги и полевые пушки, сохранялась во всех крупных конфликтах Нового времени (1500–1800), включая масштабные Наполеоновские войны. Большие армии, находившиеся далеко от своих баз, должны были полагаться на животных, способных везти груз. Использовались вьючные животные (ослы, мулы, верблюды, ламы) там, где рельеф был сложным, и тягловые (обычно волы, в Азии также слоны) для того, чтобы тащить телеги и очень тяжелые полевые орудия. Потребности в перемещении масс, которые возникали во время больших военных компаний, хорошо иллюстрирует список припасов и животных, которых оккупированная Пруссия согласилась предоставить Наполеону для вторжения в Россию в 1812 году (примечание 4.25). Без волов – общим числом 44 тысячи – тащивших обозные телеги, армия никогда бы не двинулась в путь.

Примечание 4.25. Прусские припасы и животные для вторжения в Россию

Открывая дорогу на Россию: именно так Филипп Поль де Сегюр (1780–1873), один из молодых генералов Наполеона и, возможно, самый известный хроникер окончившегося катастрофой вторжения, описывал вклад Пруссии:

«По этому трактату Пруссия согласилась предоставить двести тысяч квинталов ржи, двадцать четыре тысячи – риса, два миллиона бутылок пива, четыреста тысяч квинталов пшеницы, шестьсот пятьдесят соломы, триста пятьдесят тысяч сена, шесть миллионов бушелей овса, сорок четыре тысячи волов, пятнадцать тысяч лошадей, три тысячи шестьсот телег с упряжью и возницами, каждая несущая груз в пятнадцать сотен; и в конце концов госпитали, обеспеченные всем необходимым для двадцати тысяч больных» (Segur 1825,17).

После 1840 года в военных конфликтах на Западе стали использовать первый современный неодушевленный первичный движитель для мобилизации людей и животных и для перевозки их к линии фронта по железным дорогам (или в случае войск, отправленных в колонии на других континентах – с помощью пароходов), но передвижения на театре военных действий по-прежнему осуществлялись с помощью мускулов людей и животных. И хотя Первая мировая увидела применение нового неодушевленного первичного движителя (двигатели внутреннего сгорания на грузовиках, танках, машинах скорой помощи и самолетах) в зонах боевых действий, лошади все еще оставались незаменимыми.

К концу 1917 года британская армия на Западном фронте полагалась на 368 тысяч лошадей – две трети занимались перевозкой припасов, остальные находились в кавалерии. Хотя продвижение вермахта во Франции (весна 1940-го) и России (лето 1941-го) часто упоминают как пример быстрой механизации военного дела, Германия мобилизовала 625 тысяч лошадей для вторжения в Россию, а к концу войны в вермахте числилось около 1,2 миллиона животных (Edgerton 2007). Советская армия использовала сотни тысяч лошадей в продвижении от Москвы и Сталинграда до Берлина (рис. 4.27). Сено и овес таким образом оставались в числе стратегических материалов до конца Второй мировой.

Рисунок 4.27. Советская кавалерия на Красной площади, Москва, 7 ноября 1941 года, за неделю до начала германского наступления на Москву (Corbis)

Взрывчатые вещества и огнестрельное оружие

Единственная неодушевленная энергия, которую непосредственно использовали в боях в доиндустриальную эпоху, принадлежала зажигательным веществам. Их готовили с применением серы, битума, нефти, негашеной извести и либо обмакивали в них наконечники стрел, либо пропитывали снаряды, чтобы запустить через рвы и валы к цели с помощью катапульт и требушетов. Порох, безо всяких сомнений, появился в результате долгих экспериментов китайских алхимиков и металлургов (Needham et al. 1986; Buchanan 2006). Они работали с тремя ингредиентами – нитратом калия (KNO₃, селитра), серой и древесным углем – задолго до того, как начали их комбинировать. Первая зачаточная формула пороха относится к середине IX века; четкие указания о том, как его изготовить, были опубликованы в 1040 году. Ранние смеси содержали всего лишь около 50 % селитры и не были на самом деле взрывчатыми. Окончательный состав смеси, способной детонировать, выглядел так: 75 % селитры, 15 % древесного угля и 10 % серы.

В отличие от обычного сгорания, где кислород поступает из окружающего воздуха, загоревшаяся KNO₃ охотно выделяет собственный кислород, и порох быстро вызывает расширение объема газа в 3000 раз. Когда он должным образом ограничен и нацелен в ствол оружия, то небольшое количество пороха может дать пуле кинетическую энергию на порядок больше того, что получает тяжелая стрела мощного арбалета, а более крупный заряд способен толкать снаряд полевой артиллерии. Ничего удивительного, что распространение и эволюция пушек и ядер начались почти сразу после появления этого вещества.

Развитие артиллерии началось с китайских огненных копий X века. Бамбуковые, а позже металлические трубки, извергающие куски разных материалов, эволюционировали сначала в простые бронзовые пушки, без точного прицела швырявшие грубо обтесанные камни. Первые настоящие пушки были отлиты в Китае в конце XIII века, Европа отстала всего на несколько десятилетий (Wang 1991; Norris 2003). Постоянные вооруженные конфликты задали быстрый темп инноваций, и появились более мощные и точные орудия. Уже к 1400 году крупнейшие из них достигли длины в 3,6 метра и калибра в 35 сантиметров; мортира «Моне Мег», созданная во Франции в 1499 году и позже переданная Шотландии, была в длину 4,06 метра, могла выстрелить снарядом в 175 килограммов и весила 6,6 тонны (Gaier 1967). Разрушительная сила увеличилась после того, как каменные ядра повсеместно заменили железными.

Стратегические последствия освоения порохового оружия оказались колоссальными, изменилось ведение войны как на суше, так и на море. Отпала необходимость в длительных и часто безуспешных осадах казавшихся неприступными замков. Появление пушек с точным прицелом и железных ядер, из-за высокой плотности более разрушительных, чем каменные, уничтожило возможность защищать такие укрепления. Нападающие теперь могли разбить мощные каменные структуры, не забираясь в зону обстрела лучников, и эра традиционных замковых и городских укреплений закончилась. Средневековая практика возведения сравнительно компактных укреплений с толстыми стенами из камня уступила место новому решению: более низкие стены с выступающими многоугольниками в форме звезды, защищенные мощными земляными валами и широкими рвами.

Подобные проекты требовали огромного количества материалов и энергии. Укрепления, разработанные знаменитым французским военным инженером Себастьяном де Вобаном (1633–1707), потребовали перемещения 640 тысяч кубометров камня и земли (объем, равный примерно четверти пирамиды Хеопса) и создания 120 тысяч кубометров кладки (М. S. Anderson 1988). Но они тоже вышли из моды во время более мобильных войн XVIII века, когда осады стали редкостью. В Наполеоновских войнах легкие пушки Грибеваля (включая 12-фунтовую, стреляющую снарядами в 5,4 кг, и весящую вместе с лафетом менее 2 тонн, по сравнению с почти 3 тоннами у британских орудий) облегчали маневрирование на поле боя (Chartrand 2003).

На морях пушечные корабли (оснащенные двумя китайскими изобретениями: компасом и штурвалом) стали первичными носителями европейского технического превосходства, инструментами агрессивной экспансии по всему земному шару на протяжении веков. Их доминирование закончилось только с введением паровых двигателей, а этот процесс начался лишь в 1820-х годах. В континентальных водах дальнобойные орудия дали английским капитанам решительное преимущество над испанской Армадой в 1588 году (Fernandez-Armesto 1988; Hanson 2011). Столетием позже большие военные суда несли до 100 пушек, английские и датские корабли, вовлеченные в битву при Ла-Хог в 1692 году, стреляли из 6756 пушек (М. S. Anderson 1988). Концентрированные выбросы разрушительной энергии достигали уровней, которые не были превзойдены до середины XIX века, когда появились порох на основе нитроцеллюлозы (в 1860-х) и динамит (запатентован Альфредом Нобелем в 1867 году).

Назад: Железо и сталь

Дальше: 5. Ископаемое топливо, первичное электричество и возобновляемые источники энергии