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熟悉古代历史的人对于复合弓一词肯定不会陌生。但对于大部分不熟悉弓箭的人来说,它也仅仅是停留在闻名的程度。今天就让我们好好梳理一下,谈谈复合弓的结构和工作原理,以便大家更好的理解这种古代世界的常见武器。
材料与结构
复合弓在古代世界,是重要的远射武器。
复合弓顾名思义,是指用多种材料结合所制作的弓。与之相对,仅用一种材料制作的弓就称之为单体弓。
依照这样的定义,复合弓的范围非常广泛。不过在讨论古代军事时,复合弓一般是指由动物筋、动物角和木材所制作的弓。因为这种结构最为常见和典型,也不受地域材料的限制
。
复合弓除了两端的弓梢,其余部分由筋、角、木三层构成。位于中间的一层是木材制作的弓胎。在弓胎的背面,也就是面向射手的一侧,是牛羊角做成的角层。与之相对的,弓胎正面则是动物筋铺成的筋层。
要做出这种复杂的结构,需要的工艺必不可少。首先要把木材和动物角刮去表皮,切削成需要的形状。然后通过加热使其弯曲,再冷却定型。之后才将木料进行拼接形成弓的形状。
接着,通过反复捶打动物筋去除水分,再用酸奶等酸性物质浸泡去除脂肪。完成后用梳子梳理,直到筋变得像发丝一样细腻。
当筋、角、木制作完毕,就可以开始粘合了。用鱼或者兔子脂肪熬成的胶,在湿度较低的季节把角片粘在弓背上,捆上绳子加固,等到胶干后去掉绳索。最后把筋捋顺贴在弓的正面,胶干后便大功告成。由于潮湿会影响胶的粘性、腐蚀筋层,所以古人有时还会加一道工序,在弓的最外侧刷上漆或者制作碳化层来防潮。
基本原理
了解复合弓的结构后,可能会有人觉得奇怪,为什么要如此费事的加入筋、角层,它们如何能提高弓的性能?要解释这个问题,就不得不谈谈弓的作用原理了。
弓本身并不会产生能量,并将箭射出。而是通过自身的变形,储存射手施加的能量。再通过回弹释放能量到箭上,完成射击。因此,如何更多的储能和更快速的回弹,便成了增加弓箭性能的关键。
动物筋就像皮筋一样提供弹性,筋和角的加入正是基于这个原理。筋、角的储能密度比木材大,可以在储存更多的能量,同时也具有较好的弹性,有效的形变释放能量。
当弓被拉开,并向后弯曲的时,位于弓胎正面的筋就会被拉伸,背面的角则会被挤压。极好的利用两个物质完全不同的特性,来适应物体弯曲时“一侧拉伸、另一侧挤压”的力学特点,这样,当射手释放弓弦的时,角会通过反弹、筋会通过收缩来释放储存的能量。然后传导到弦上将箭射击出去,以此增加箭的动能。
弓的张开会使正反两侧产生不同的变形
说到这里,相信很多人已经都清楚复合弓的结构和原理。虽然复合弓的结构和原理在今人看来并不复杂。但仅仅是对于材料特性的了解,就需要长期的摸索和总结。更别提其中的物理原理。前人的尝试和成果,是现今科技发展的基石。也是创造历史本身的最大助力。