Украинские археологи отлили наконечники стрел по скифским технологиям
С помощью серии экспериментов и сравнительного металлографического анализа ученые выяснили наиболее вероятный способ изготовления скифских наконечников стрел, который позволял массовое производство этих изделий.
Скифы — представители группы ираноязычных кочевых народов, населявших в эпоху железного века евразийские степи и лесостепи — были известны современникам как отличные воины-лучники. Наконечники скифских стрел служат основным индикатором их культурного присутствия или влияния в археологических комплексах VII–IV веков до нашей эры. Это наиболее распространенная категория предметов материальной культуры скифов. Наконечники в большом количестве обнаруживаются в могильниках Северного Причерноморья: в ряде захоронений археологи находили по несколько колчанов, каждый из которых содержал не менее 20 стрел. Иногда колчанные наборы включали свыше 100 одинаковых наконечников, сообщает «Вокруг Света. Украина».
Большинство стрел расходовалось лучниками безвозвратно; лишь небольшая доля наконечников могла быть использована повторно. Для того чтобы воины имели возможность регулярно пополнять боезапас, наконечники должны были изготавливаться с наименьшими затратами труда и времени. Характерные для скифской оружейной культуры втульчатые двух- или трехлопастные наконечники чаще всего отливались из оловянной или свинцово-оловянной бронзы. Скифам были известны и железные, и костяные наконечники, но их использование не носило массового характера, так как получить насад втульчатого типа было значительно проще отливкой из бронзы, чем ковкой или резьбой.
У историков нет единого мнения о том, какой метод литья наконечников был преимущественным у скифских мастеров. Древние металлурги владели различными техниками литья и применяли для изделий сложной конфигурации как глиняные одноразовые формы, изготовлявшиеся по восковым моделям, так и многоразовые металлические — так называемые кокили (бронзовые или медные). В скифских могильниках и городищах были обнаружены образцы разъемных металлических литейных форм, и на основании этих находок некоторые исследователи полагают, что основным способом получения наконечников было литье в кокиль.
Насколько верно это предположение, ученым помог выяснить эксперимент. Исследователи Марина Дараган из Института археологии Национальной академии наук Украины и Юрий Романенко из Национального технического университета («Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского») провели серию опытов по отливке в бронзовых, глиняных и песчаных формах. Медный сплав для получения образцов содержал три процента олова, три процента цинка и по одному проценту свинца и никеля. Прототипами для них послужили скифские наконечники, найденные в Мосуле на севере Ирака, в городище Жаботин в Среднем Поднепровье, а также в курганных комплексах Свинарева Могила, Каиры и Архангельская Слобода на Нижнем Днепре.
Затем ученые сравнили с помощью металлографического анализа дендритную структуру сплава в этих наконечниках и в отлитых копиях. При каждом способе литья застывание расплава происходит в определенных условиях, поэтому размеры и морфология образующихся при кристаллизации древовидных структур — дендритов — будут отличаться. Исследователи измеряли толщину дендритных ветвей, которая зависит от величины температурного градиента вблизи фронта кристаллизации. Чем медленнее остывает расплав в форме, тем более крупные дендриты образуются в нем.
Дараган и Романенко установили, что толщина ветвей в дендритной структуре наконечников, которые были отлиты в песчаных формах, составляет около 25 микрометров. Экспериментальные образцы остывали заметно медленнее, чем наконечники из скифских погребений, в которых дендриты достигали 10–20 микрометров в толщину. В образцах, полученных путем литья в предварительно нагретые до 270–350 градусов металлические формы, поперечное сечение ветвей не превышает пяти микрометров, что указывает на более высокую скорость кристаллизации, чем у древних наконечников.
Исследователи указывают также, что при массовом изготовлении металлургам было бы трудно выдерживать условия, необходимые для литья в металлические формы, в частности, их предварительный нагрев, без которого расплав начинает застывать, не успевая заполнять форму целиком. Кроме того, дефекты, такие как облой — излишек, возникающий при выдавливании сплава по линии разъема между половинками литейной формы, — потребовали бы дополнительной доработки каждого наконечника.
По мнению авторов исследования, наиболее удобным для скифских оружейников было производство наконечников в одноразовых глиняных формах с использованием выплавляемых восковых моделей. Такие модели можно было объединить в одну заготовку, получить на ее основе форму из глины для отливки сразу 20 и более изделий и наладить их быстрое изготовление.
В качестве доказательств широкого распространения литья в глиняные формы Дараган и Романенко приводят примеры находок наконечников с признаками брака, который возник из-за искривления восковой модели, а также изделий с сохранившимся литником — выступом, остающимся после заливки расплава в форму. Сравнительно малые размеры литников соответствуют именно глиняным формам, а не металлическим кокилям.
По-видимому, эта работа производилась не в кочевых условиях, а в мастерских, которые существовали в оседлых поселениях, таких как Бельское городище (некоторые историки рассматривают его как остатки упоминаемого у Геродота скифского города Гелон). В этом случае металлические формы, которые найдены в Бельском городище, могли служить для получения восковых моделей, а не готовых наконечников. Пока остается неясным, как в подобных поселениях организовывался и контролировался производственный процесс, и поиск ответов на эти вопросы, наряду с дополнительными экспериментальными исследованиями, ученые включают в число задач будущих исследований.
