Статья была опубликована в майском номере журнала "Наука и Жизнь" за 1967 год. (Ох... долго я её искал.)
Кандидат исторических наук В. ЛЕВАШЕВА.
ТОПОР
«Топор одевает, топор обувает, с топором весь свет пройдешь».
 |
Схема развития рабочего топора.
Там, где известно, рядом с орудием указывается коэффициент полезного действия.
1 — каменный клиновидный топор, X — III тысячелетия до н. э.
2 — бронзовый клиновидный
3 — бронзовый проушный
4 — бронзовый клиновидный с закраинами
5 — каменный проушнын топор-молот
6 — бронзовый «вислообушный»
7 — бронзовый втульчатый топор (II-I тысячелетия до н. э.)
8 — железный проушный
9 — железный втульчатый
10 — клиновидный
11 — расширяющийся к лезвию
12 — лопастной
13 — клиновидный (колун)
14 — расширяющийся к лезвию
15 — лопастной
16 — обыкновенный топор
17 — колун
18 — лопастной белорусский. |
Каменное ручное рубило и деревянная палица — пращуры топора.
Точно неизвестно, когда у наших далеких предков возникла мысль укрепить ручное рубило на деревянной рукоятке. Но зато известно, что каменный, гладко отполированный топор-клин был впервые сделан в неолитическом поселке около 10 тысяч лет тому назад (хотя существует и другая точка зрения: каменные топоры округлой формы были в верхнем палеолите — более 40 тысяч лет назад). Подобными каменными топорами-клиньями пользовались еще в конце XIX — начале XX века отсталые племена Австралии, Америки, Африки.
Как работалось таким топором? Ответить на этот вопрос можно с достаточной точностью. С 1934 года в Ленинградском отделении Института археологии АН СССР существует группа научных сотрудников, возглавляемая доктором исторических наук С. А. Семеновым, которая занимается изучением первобытной техники. Здесь изготовляют орудия труда тем же способом, как это делали наши предки, проверяют эффективность работы древних приспособлений.
Вот несколько примеров. В 1958 году каменным теслом из четырехметрового ствола вековой сосны (диаметр ее достигал 60 сантиметров) была выдолблена лодка. На это ушло всего лишь 10 дней.
Неолитическим топором, укрепленным в рукоятке, можно срубить ель диаметром в 25 сантиметров за 20 минут...
Появился металл. Люди начали делать бронзовые бойки топора сначала в виде простого клина, затем стали отливать бронзовые орудия и более сложной формы. На пластинчатом обухе уже есть мелкие закраины для укрепления насаженной на него в виде буквы Г рукоятки (прообраз втульчатого топора-кельта). Важнейшим же достижением в эпоху бронзы было появление так называемого проушного бронзового топора, прототипа современного.
Наряду с бронзовыми и по их образцу выделывали проушные топоры из более дешевого материала — некоторых пород камня, поддающихся примитивным способам сверления. Таким образом, удалось в камне выработать хорошую форму бойка, но подвела хрупкость материала: каменные сверленые топоры часто ломались. Они употреблялись в основном как оружие.
Рубка ольхи каменным ручным рубилом.
Этот снимок сделан через пять минут после начала работы.
Карельская опытная археологическая экспедиция. 1960 год. | 
Современный рабочий топор.
Древнерусский топор. |
В эпоху железа, в I тысячелетии до н. э. и I тысячелетии н. э., роль топора особенно возросла. Развивалось подсечное земледелие, требовавшее освоения все новых и новых лесных угодий. Каменных топоров в это время уже не делали, вышли из употребления и бронзовые пластинчатые клинья с мелкими закраинами, но созданные на основе этой конструкции втульчатые топоры употреблялись еще долго.
Владея металлическими проушными и втульчатыми топорами, люди могли строить деревянные дома, возводить мощные укрепления своих поселков-городищ.
Главное направление эволюции топора шло по линии совершенствования проушной формы. В IX—XIII веках на Руси в ходу было три типа топоров: с узким лезвием (в форме удлиненного клина), топор с равномерно расширяющейся рабочей частью и лопастной с широким лезвием, у которого рабочий край оттянут как бы лопастью в сторону рукоятки. В таких топорах благодаря оттянутой лопасти центр тяжести приближался к направлению удара, что вело к повышению коэффициента полезного действия. Однако чрезмерное вытягивание лопасти обернулось серьезным недостатком. Так, у лопастных топоров! производившихся в Поволжье, с очень высоким кпд центр удара находился на незащищенной рукоятке, поэтому она часто ломалась. В XVI веке пытались защищать рукоятку длинным обухом в виде трубки, но тогда благодаря обратному смещению центра тяжести снижался кпд. Поэтому пришлось снова вернуться к умеренно вытянутой лопасти.
Русские топоры IX—XIII столетий можно безошибочно узнать по одной детали: речь идет об отростках обушной части — боковых «щековицах» и горизонтальных отростках на тыльной стороне (они предохраняли топорище от излома).
К XV веку топоры со «щековицами» постепенно выходят из употребления. Их сменяют тяжелые, короткие, клиновидные. Они близки современному колуну. Благодаря массивности бойка эти орудия также имели высокий кпд, а рукоятки их предохранялись от излома «бородкой» — выступом у нижнего края обушного канала.
Лопастная форма топора с прямой рукояткой в некоторых районах страны (на Дунае, на Северном Кавказе, в Белоруссии и др.) дожила до наших дней.
На Руси не было особой специализации топоров: для рубки леса употреблялись большие топоры, такие же были основным орудием плотников, а более легкие топоры разных форм служили для столярных и бондарных работ.
Сложный путь развития формы рабочего топора, как мы уже видели, отражает стремление сделать топор более удобным (избежать отдачи удара), более прочным и более эффективным.
Исследованиями академика В. П. Горячкина в 20-е годы XX века была разработана теория ручных ударных орудий, найдена формула определения степени совершенства механических свойств орудий труда. Эта формула была подробно объяснена в работах ученика В. П. Горячкина — академика В. А. Желиговского.
 | Коэффициент полезного действия для каждого орудия — величина постоянная. Она не зависит от частоты наносимых орудием ударов.
Грубо говоря, кпд будет тем выше, чем меньше S. то есть чем ближе к направлению удара лежит центр тяжести. Если бы последний оказался на самом направлении удара, то он совпал бы с точкой А, и S равнялся бы нулю, а кпд — единице, то есть идеалу кпд.
Графически кпд ударного орудия можно упрощенно вычислить. Для этой цели под прямым углом проводят две линии, одна из которых является шкалой с отметками ста делений, на другой же в любом одинаковом масштабе откладываются от угла
1) расстояние от точки удара до центра тяжести (S) и
2) 2/3 L. то есть 2/3 длины орудия от точки удара до конца рукоятки.
Затем точку отметки 2/3 L соединяют прямой линией с сотым делением шкалы, а из точки, отмечающей расстояние S, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с этой линией. Далее, из точки пересечения опускают перпендикуляр на шкалу, и деление, на которое опустится этот перпендикуляр, будет показателем кпд орудия.
Если S равняется 0,07 любых частей, а 2/3 L — 0,33, то кпд такого орудия = 0,78. |
У современных ударных орудий наиболее высокий коэффициент у молотов, сравнительно низкий — у мотыг, промежуточное положение занимают в этом ряду современные топоры.
Но возможно ли установить кпд, скажем, древнерусского или неолитического топора? Ведь фактически при раскопках мы находим не весь топор, а лишь его часть (деревянные рукоятки сохраняются в земле редко).
Можно ли по таким остаткам восстановить целое? Оказалось, можно.
Определением кпд некоторых древних орудий занялись под руководством В. А. Желиговского археологи. Предварительно был разработан метод реконструирования формы и длины рукояток. Основанием для этого послужили формы бойка, определяющие направление удара (R) и закономерность расположения так называемого центра удара (С), который лежит на продолжении перпендикуляра, опущенного из центра тяжести на условную линию направления удара. Практическое значение этой точки заключается в том, что если, работая, держать рукоятку именно здесь, то не испытываешь отдачи при ударе. В простом цилиндрическом стержне (прямой палке) точка С находится на расстоянии 2/3 от того конца, которым ударяют.
Современный рабочий топор имеет прямое лезвие, обусловливающее направление удара, перпендикулярное каналу обуха. Его рукоятка несколько изогнута. Если бы этого не было, то продолжение перпендикуляра, опущенного из центра тяжести на направление удара, шло бы параллельно рукоятке центр удара находился бы вне ее, и работающий таким орудием человек испытывал бы отдачу.
У древних же топоров рукоятки были прямые. Сделать такое заключение позволяют не только редкие археологические находки и каменные топоры современных отсталых племен, но и скошенность лезвия всех древних топоров (от каменных до железных с наварным стальным лезвием), употреблявшихся на Руси с X века. При лезвии, скошенном в сторону рукоятки, направление удара (R) будет косым. Следовательно, линия, на которой расположен центр удара (С), пересечется с осью рукоятки. На основании этой закономерности и определялась длина рукояток.
На чертеже орудия с условно обозначенной длинной прямой рукоятью намечалось положение точки С, которое «отмеряло» 2/3 длины рукоятки топора, предназначенного для работы двумя руками. У легких же столярных топоров, которые держат одной рукой, рукоятка соответственно укорачивалась.
В результате этих интересных исследований удалось определить кпд древних топоров и установить, что не только древнерусские, но даже бронзовые и каменные топоры III—II тысячелетий до н. э. были достаточно эффективными орудиями, имевшими кпд, близкий к современному.
 | Древние топоры с восстановленными рукоятками (сверху вниз): каменный, бронзовый, железный. |
 | Современный столярный топор.
Подбирая к нему рукоятку, помните, что более короткое топорище увеличивает при том же бойке коэффициент полезного действия.
Канадский лесорубный топор. Это довольно массивное орудие весом 2.5 кг, с большим тяжелым бойком и очень длинной рукояткой (81 см). Кажущаяся чрезмерно длинной, рукоятка соответствует массивности большого бойка (у древнерусских лесорубно-плотницких топоров весом от 0.800 до 1 кг рукоятки были длиной. 45 — 60 см, а у некоторых топоров XV—XVI веков достигали 70 см). Центр удара на рукоятке канадского топора расположен в промежутке тех мест, за которые берется обеими руками дровосек. Отдача при ударе не должна быть ощутимой; кпд этого топора равен 0,85. что вполне соответствует средним показателям кпд русских топоров.
Каковы преимущества и недостатки канадского топора перед русским? В отношении механических свойств, по-видимому, их нет. Но русский универсальный топор служил крестьянину и как плотницкий и как лесорубный. Русский топор удобен своей портативностью — его можно носить заткнутым за пояс, чего нельзя сделать при длинной рукоятке канадского. Зато во время сплава канадский топор мог быть в случае надобности и багром. |
 
 
 | СОВРЕМЕННЫЕ РАБОЧИЕ ТОПОРЫ
1. Плотничий — Бывает двух типов: с округлым и прямым лезвием. Минимальный вес — 500 г. Максимальный —1,75 кг.
2. Специальный — Используется для плотницко-ремонтных работ. Вес — 800 г.
3. Столярный — Предназначен для вспомогательных работ в столярном деле. Почти прямое лезвие. Вес — 450 г.
4. Колун — Это самый тяжелый из всех рабочих топоров. Его вес — 2 кг.
5. Лесорубный — Выпускают двух типов. Его особенность — толстый, тяжелый обух, который увеличивает силу удара при рубке. Вес — 1,15 и 1,8 кг.
6. Пожарный — Имеет оттянутый обух с киркооб- разным концом. Вес — 820 г.
7. Универсальный — Комбинированный топор-молоток со стальным топорищем. Главным образом используют для вскрытия деревянных ящиков. Спереди раздвижная лапа топорища — для выдергивания гвоздей и отрывания досок. На топорище между обухом и ручкой есть еще фасонная прорезь для выдергивания средних и мелких гвоздей. Вес — 1,3 кг.
8. Хозяйственный — Топор-молоток со стальным топорищем. Вес — 0,5 кг.
|
Естественно, разнообразие топоров далеко не исчерпывается примерами, показанными в статье. Существует немало других - как национальных, так и специализированных топоров. Не говоря уже о боевых, статусных, ритуальных...
