Arcosophia n.6
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Riflessioni sull’efficacia della “nuvola di frecce” di Vittorio Brizzi1, Antonio Checchetto2
Si è sempre scritto di come l’opposizione possibile ad uno schieramento con scudi e protezioni in campo aperto, da parte di arcieri organizzati, sia prevalentemente di carattere psicologico: la “nuvola di frecce” continuativa probabilmente non fu mai in grado di danneggiare direttamente un esercito strutturato e dotato di scudi, i cui soldati sono allenati a creare una protezione omogenea, come la “testudo” dei Legionari. Essa risulterebbe efficace, quindi, solo nel disorientare gli individui più deboli e rompere la possente simmetria delle linee. Creerebbe - se riesce - varchi nella falange/testudo, aperture che permettono agli arcieri addestrati di colpire bersagli scoperti nelle parti meno protette e generare danni e scompiglio. In definitiva, l’offensiva tattica di “artiglieria leggera” degli arcieri avrebbe uno scopo “disorganizzante”; anche se non è direttamente letale, fattore comunque molto importante e significativo nel contesto tattico di una battaglia antica. Ma quanto potevano essere efficaci le frecce contro la linea degli scudi? Scopo di questo progetto è quello di verificare la risposta protettiva degli scudi e delle parti principali d’armatura romana di epoca imperiale all’impatto delle frecce. Il progetto viene concepito come una serie di esperimenti di lancio, effettuati in ambito controllato di misura, allo scopo di parametrizzare le caratteristiche strutturali e morfologiche di resistenza delle protezioni in funzione delle variabili morfologiche e dinamiche del proiettile. La definizione degli standard prevede l’identificazione, sulla base delle ricostruzioni il più accurate possibili delle strutture degli scudi, delle profondità di penetrazione delle frecce.
Le protezioni e l’offesa: alla ricerca di una cornice di riferimento La parte più evidente dell’attrezzatura protettiva del soldato romano era lo scudo e la sperimentazione sugli impatti da freccia sulle protezioni del legionario parte da questa componente. Da un punto di vista tattico, la grande importanza del tiro effettuato da distante trova il suo bersaglio, il combattente, protetto proprio dallo scudo. Le legioni schierate utilizzavano sistemi coordinati di manovra atti a proteggere i soldati dalla “pioggia di frecce”, la cosiddetta “testudo”, che permetteva la protezione sui lati, sul fronte e dall’alto. Una valutazione sull’efficacia protettiva di questo scudo, ricostruito secondo le documentazioni esistenti, permetterà da un lato di dedurre la validità delle interpretazioni correnti sulla sua costituzione, dall’altro permetterà di studiare e valutare le caratteristiche dinamico-balistiche delle frecce (e degli archi che venivano impiegati in battaglia). Scopo di questo progetto, infatti, è racchiudere il problema in una cornice di riferimento, diminuendo il più possibile il numero ed il peso delle variabili aleatorie, in modo da poter rappresentare scenari ulteriormente indagabili grazie all’esame più approfondito delle testimonianze archeologiche ed iconografiche. Sono state parametrizzare le variabili costruttive della protezione (lo scudo) identificando nelle componenti strutturali dello scudo rettangolare l’elemento di test. Verranno definite, inoltre, le principali componenti del proiettile, isolando le caratteristiche fondamentali responsabili dell’effetto balistico di penetrazione. I parametri ottenuti definiranno sessioni sperimentali atte a restringere sempre di più il campo, per definire i confini della “cornice di riferimento” per l’indagine in modo più accurato. Lo scudo (B) utilizzato in questa sperimentazione è frutto del lavoro di Antonio Checchetto, che rispecchia la documentazione di Polibio, oggi l’unica esplicita e consultabile3.
Foto 2: Lancio di freccia con punta di gomma a fini scenografici sulla “testudo”.
Foto 3: Sperimentazione sullo scudo tipo A.
L’effetto di penetrazione nel bersaglio La balistica terminale riguarda l’analisi di tutto ciò che avviene all’impatto sul bersaglio. Alle considerazioni energetiche derivanti dalla balistica esterna (la freccia dotata di massa e velocità) vengono aggiunte le considerazioni legate alla forma, materiale e proprietà della cuspide e le rispettive conseguenze funzione della natura del bersaglio, nonché alle sue ovvie caratteristiche biologiche. La balistica terminale distingue il potere d’arresto (stopping power) dal potere lesivo (killing power). Questi due parametri, associabili a qualsiasi genere di proiettile scagliato, assumono particolare significato quando il proiettile è lento e quando la massa del bersaglio è grande, come nel nostro caso. Partendo dal presupposto che la freccia venga indirizzata verso l’area vitale del bersaglio, il killing power è il potere lesivo propriamente detto, quello che misura la capacità di provocare ferite mortali. Naturalmente non si può parlare di k.p. assoluto ma relativo, in funzione della massa del bersaglio e delle caratteristiche fisiche della sua superficie. Intuitivamente, maggiore è la dimensione della lama, maggiore sarà la sezione d’impatto, il che comporta una maggior area attraversata e una lesione più ampia. Teniamo sempre presente che dall’entità di quest’ultima dipendono le probabilità di ottenere un decesso rapido. Di contro, lame di grandi dimensioni comportano maggior attrito e quindi un rallentamento della penetrazione, per cui sono adatte ad archi molto forti e veloci4#. Un discorso generale, ma doveroso, è quello relativo ai rapporti morfologia, massa e parametri fisici del proiettile e destinazioni d’uso. L’evoluzione del proiettile freccia è funzione delle materie disponibili, delle procedure costruttivo-tecnologiche legate ai sistemi (caccia o combattimento) all’adattamento all’ambiente e infine funzione naturale delle caratteristiche del bersaglio. La preda - sia essa animale o umana - può orientare la tecnologia (sia nelle componenti materiali che metodologico-costruttive) in maniera diversa. Il nostro caso di studio è a monte del problema vero e proprio, in quanto ci interessa indagare la capacità protettiva dello scudo. Il fattore fisico responsabile della penetrazione è la massa del proiettile moltiplicato per la sua velocità (quantità di moto). E questo è il medesimo fattore che interessa il nostro studio, unitamente alle caratteristiche (che vedremo, molto influenti) legate alla morfologia e al materiale della cuspide della freccia e all’attrito tra asta e scudo. Tralasceremo, in questo caso, di analizzare compiutamente le relazioni che intercorrono tra massa della punta del proiettile e dinamica di volo della freccia (balistica interna ed esterna, legate al sistema propulsivo e alle caratteristiche fisiche del sistema arco-freccia), rimandando ad altre pubblicazioni per l’approfondimento5, ma che comunque sono fortemente condizionanti la metodologia dell’esperimento. Innanzi tutto è opportuno fare qualche premessa di carattere oplologico. Come possiamo identificare la “freccia corretta” in questa sperimentazione? In altre parole, possiamo con ragionevole certezza associare una determinata combinazione morfologia/massa basandosi sulle sue caratteristiche fisiche e topologiche dei reperti e dello studio delle fonti, oppure no? I ragionamenti a seguire cercheranno di far luce su questo aspetto. I ritrovamenti di punte di freccia che testimoniano scontri tra arcieri e soldati romani in epoca imperiale sono in larga misura costituiti da cuspidi in metallo (ferro e bronzo), con tipologie ricorrenti a sezione quadrata, circolare o romboidale, alcune peduncolate altre no, ma comunque con rapporti lunghezza/larghezza abbastanza ridotti. Il più delle volte l’innesto della cuspide ci suggerisce il diametro dell’asta che la può immanicare, e la caratteristica risultante è quella di un proiettile-freccia affusolato, senza profili emergenti dalla sua sagoma. Anche gli innesti appaiono di varie tipologie, da innesti a cannone a quelli a peduncolo allungato. Il grande numero di scenari che hanno visto i Legionari in combattimento contro truppe costituite da arcieri, in epoca repubblicana ed imperiale, da oriente ad occidente, forniscono elementi di non facile standardizzazione. In definitiva, non riteniamo necessario cavillare troppo sull’argomento e non cercheremo di ricostruire scenari definiti in mancanza di dati numericamente consistenti e probanti. Preferiamo, invece, affrontare il problema basandoci su considerazioni a priori, seguendo cioè la logica della massimizzazione dell’efficacia offensiva (massima penetrazione ottenuta con realistici sistemi d’arma) identificando quegli standard in grado di tracciare linee guida operative per ulteriori ricerche future, magari contestualizzate a scenari maggiormente definiti. Certo è che le dimensioni delle cuspidi utilizzate in questa sperimentazione rientrano nella categoria dei proiettili pesanti (punte da 8 a 16 grammi di massa) e veloci, scagliati quindi da archi forti (da 30 a 50 kg.). Lo scopo è quello di mettere alla prova la protezione: utilizzare cuspidi di massa ridotta non avrebbe un grande significato. La successiva considerazione è sul profilo della punta di freccia. È noto come il profilo delle cuspidi ritrovate nei vari scenari sia variabile. Da un punto di vista della letalità, una punta larga (piatta e con barbe pronunciate) è sicuramente la miglior soluzione per provocare ferite mortali o fortemente debilitanti sui soldati. Ma è altrettanto vero che tali punte trovano una grande resistenza quando il bersaglio è costituito da una superficie non deformabile e compatta (come lo scudo in legno rinforzato o una corazzatura tipo Lorica segmentata o amata), e quindi viene logico pensare come si siano potute facilmente sviluppare delle “strategie adattative” al contesto: rinunciando alla massimizzazione della letalità, i nemici dei romani potrebbero avere adottato profili di cuspidi in grado di penetrare gli scudi, allo scopo di debilitare e ferire (anche se non uccidere) tanto da ridurre l’offesa avversaria, e provocare un danno “economico” all’esercito antagonista6. Ma il ferimento grave lo si ha solo nel momento in cui la penetrazione della freccia è cospicua, almeno un sesto della lunghezza della freccia. Una cuspide che si conficca sullo scudo, ma che non entra almeno per quindici centimetri, può ferire, ma non provocare danni debilitanti (consideriamo anche le ulteriori protezioni del legionario, al corpo, alle braccia e alla testa). É interessante, nello studio dei sistemi d’arma come l’avvicendarsi di protezioni e sistemi maggiormente efficaci (maggiormente penetranti) sia il basso continuo che segna i loro progressi7. Il limite di un sistema di protezione è fondamentalmente legato alla sua superficie e al suo peso e questi parametri sono ancor più legati al grado di addestramento e prestazioni della truppa. Tendere al limite nel perfezionamento delle protezioni significa “immobilizzare” il guerriero (avendo a disposizione i materiali naturali noti) e spingere al massimo il sistema balistico (archi super potenti e frecce pesanti e sottili) da un lato crea la necessità di un addestramento sovradimensionato (in termini economici, dall’altro essere condizionati dalla disponibilità di materie prime (archi e aste delle frecce). I riferimenti archeologici sono, purtroppo, molto parchi e scarsamente “comunicativi”. I limiti alla strumentazione tattica offensiva, oltre che all’addestramento e alla forma fisica (arcieri in grado di scagliare frecce pesanti con archi forti a grande distanza, fortemente organizzati) sono dovuti alla qualità dell’armamento in questo caso la durezza, la lavorabilità e la disponibilità delle materie prime per la fabbricazione delle frecce e delle delle cuspidi) e quindi, sia in un caso che nell’altro, appare chiaro come sia necessario allargare lo scenario di indagine ad altri aspetti, non solo meramente oplologici. Già tra rame e ferro, nella manifattura delle cuspidi, la differenza d’efficacia (e costo di produzione) si sente notevolmente. Ma entrambi i materiali sono frutto di specializzazioni ben particolari, e i ragionamenti da fare condurrebbero ben oltre lo scopo di questo studio preliminare.
Tavola 1: Grafici di trazione degli archi utilizzati nella prova: a sinistra, legno di Taxus baccata e (a destra) legno di acero rinforzato con fibra di vetro.
La macchina propulsiva e il proiettile Gli archi utilizzati per la sperimentazione sono due, uno ricostruito su standard tradizionali in Taxus baccata ed uno moderno, in acero rinforzato con fibra di vetro, a foggia lineare. Il primo, teso all’allungo di 31 pollici (Amo), raggiunge il carico di 78 libbre. Il suo grafico di trazione (Tav. 1) dimostra come risponda in pieno agli standard d’efficienza statica. Il valore di incremento carico/libbra è estremamente costante, e i test dinamici confermano come possa rappresentare un valido elemento campione per la sua categoria. Il secondo, teso al medesimo allungo di 31 pollici, misura un carico di trazione di 84 libbre. Non riteniamo necessario cavillare sul fatto che entrambi gli archi non corrispondano a modelli storici (anche se la foggia del modello in Tasso (Taxus baccata) è prossimo alla tipologia degli archi nord europei, vv. fig. 1), in quanto l’obiettivo della sperimentazione è quello di ottenere e misurare impatti di proiettili sugli scudi con determinati valori di velocità rilavabile in prossimità dell’impatto, con frecce di conosciuta lunghezza e massa. In un futuro potranno essere sperimentati archi ricostruiti (ad es. archi compositi - per gli scenari orientali) ma riteniamo, per questa operazione di riferimento, che la questione sia assolutamente secondaria.
Tab. 1 Tabella dimensionale delle frecce. Freccia A B C D E F G H Massa (grs) 760 710 718 720 735 730 716 725 Lunghezza asta (cm.) 71.12 76.20 71.12 73.76 76.20 71.12 73.76 73.76 Diametro asta (cm.) 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 Superficie asta/cm 6.47 6.47 6.47 6.47 6.47 6.47 6.47 6.47 (cm2/cm)
Tab. 2 Test sullo scudo “A”. Arco in T.baccata, A B C D E F G H frecce in cedro Massa (grs) 760 710 718 720 735 730 716 725 Velocità di impatto 142 169 152 150 144 149 161 149 (fps) Penetrazione (mm) 31,6 11,8 29,7 27,0 13,0 13,3 22,0 98.0
Gli standard di partenza
Foto 5: Scudo tipo B (Fotografie Sara Casti).
Il processo di sperimentazione I test qualitativamente hanno dimostrato una insospettabile resistenza agli impatti, e sono stati condotti considerando il sistema chiuso basato sulla conoscenza dell’energia cinetica /quantità di moto delle frecce, della loro morfologia e le caratteristiche di realizzazione di due tipologie di scudo A e B, come documentato nelle foto 2, 3, 4 (scudo A) e 5 (scudo B). Il primo costituito da tre strati di faggio, il secondo (tarda Repubblica) da due strati, ma più spesso (1,9 cm.) e inframmezzato da panno di feltro, come descritto da Polibio. Il sistema “chiuso” definito dagli standard sperimentali adottati è indicato da: a) misurazione della velocità di impatto, b) conoscenza della massa totale della freccia; c) parametrizzazione della superficie dell’asta/punta; d) tipologia della cuspide. Le prove di tiro riportate sono state eseguite con un arco di tasso di 78 libbre di carico a 31” Amo, le frecce, di varia massa (a diametro costante, 9 mm), hanno impattato ad una velocità media di 152 fps. Le cuspidi (vedi foto 6-7) erano di varia tipologia, tutte con innesto a cannone, in ferro e in bronzo. Le uniche ad ottenere una penetrazione significativa sullo scudo di tipo A sono state quelle a profilo allungato e a sezione rettangolare (A,C). Riportiamo la sperimentazione effettuata con l’arco in Taxus baccata sul bersaglio A: (Tab. 1) riporta i dati metrici specifici medi per ogni tipologia di freccia. Sono stati eseguite varie sessioni di tiro con tutte le otto tipologie. Nella Tabella 2 sono riportati i dati di velocità e penetrazione. Sullo scudo di tipo A si sono riscontrati questi dati, mentre su quello di tipo B nessuna freccia ha penetrato in modo significativo (Foto 4). All’impatto solo le punte sono rimaste conficcate, testimoniando un colpo violento e assolutamente non ammortizzato. Anche in questo caso, la forma a “quadrello” (A) si è rivelata la più efficace, anche se la punta ha trapassato lo scudo uscendo dalla parte posteriore di soli 17,0 mm. La classica tipologia ad alette, pur non subendo particolari deformazioni nell’impatto, si è rivelata essere la meno efficiente, per via della sua ampia superficie d’attrito. Le prove effettuate con l’arco moderno hanno mediamente evidenziato una velocità di impatto superiore del 27%. Questo dato, in sé non ha un grande significato, se non parametrizzato alla reale penetrazione (non dimentichiamo che le prove con questo altro arco sono state eseguite con una serie di frecce identiche). Dall’analisi si evince una penetrazione media (computata su ogni singolo tiro effettuato) superiore del 14% sul bersaglio A e del 11% sul bersaglio B. Risulta utile, in questo studio qualitativo sul particolare bersaglio, parametrizzare quindi un fattore P= vmf/pmf e definire classi di bersagli diversi in funzione della effettiva penetrazione (mantenendo gli altri valori invariati e riferendosi a situazioni al contorno analoghe). L’analisi completa delle prove può essere richiesta all’autore (vittorio.brizzi@unife.it).
Foto 6: Cuspide in bronzo con innesto a “cannone”, a spalle e ad alette.
Foto 7: L’insieme delle tipologie di cuspidi utilizzate nella sperimentazione.
Conclusioni L’esperimento, come si è dichiarato fin dall’inizio, è da considerarsi solo un primo tentativo per la definizione di una “cornice di riferimento” al problema degli impatti sulle protezioni. L’intenzione degli autori è quella di procedere oltre, analizzando via via le ulteriori specifiche sperimentali in modo da isolare variabili significative, per poter poi giungere a considerazioni più contestualizzate (attrezzature protettive, sistemi d’arma, significati dell’offesa e della difesa, anche e soprattutto in un ambito tattico). Appare chiaro come una attrezzatura considerata “forte e prestante” per gli standard diportistici odierni risulti assolutamente inefficace contro gli scudi realizzati sperimentalmente, soprattutto il tipo B. Questo può essere significativo, ma in realtà ci comunica come, nella nostra cornice di riferimento, necessiti una ulteriore sperimentazione dedicata a 1) - test con archi in grado di scagliare frecce altrettanto (o più pesanti) ad una velocità di almeno 30% superiore, 2) la necessità di un lavoro approfondito sul sistema asta - cuspide, riducendo il diametro dell’asta e provando con altre cuspidi, magari contestualizzandole ad una oggettiva fonte archeologica. I ritrovamenti archeologici del vicino oriente confermano come le aste potessero essere ben più sottili (fino al 50%) di quelle utilizzate nella sperimentazione qui presentata. Questo, confermerebbe un incremento medio “potenziale” del 60 -70% nei dati della penetrazione. Se poi la velocità di impatto fosse superiore, si arriverebbe ad un ulteriore sensibile incremento, tanto da giungere probabilmente al limite massimo di efficacia protettiva di uno scudo romano. Il problema è quindi da analizzare sotto altri punti di vista, in quanto il limite strutturale delineato dalla balistica interna (freccia che viene accelerata dall’arco, prima del suo distacco dalla corda) è relativo alla flessibilità (o meglio resilienza8) del legno costituente. Aumentando l’energia ripartita alla freccia, con archi più forti, si dovrebbe ricorrere ad aste più rigide, e ad es. una canna palustre tipo Phragmites communis o Arundo plinii come quelle che oggi risultano facilmente reperibili nei nostri territori, non sono probabilmente in grado di fornire tale risposta. Ecco che lo scenario di indagine andrebbe ampliato da un punto di vista archeobotanico (disponibilità e reperibilità di essenze adeguate, nei vari scenari bellici antichi, raffrontate con un accurato esame delle fonti e dei reperti). Teniamo anche presente il fatto che archi e frecce, nell’antichità (e fino al medioevo) hanno sì sempre manifestato una loro propria efficacia, ma soprattutto (se considerate armi da scenario tattico nelle vesti di artiglieria leggera) da un punto di vista “psicologico”. Il flusso di frecce ininterrotto, a fronte di una compagine organizzata in avanzata, più che al diretto ferimento del soldato minava il coraggio e conseguentemente la compattezza della struttura. Nelle cronache medievali, quando i Cavalieri crociati subivano le incessanti “piogge di frecce”, se riuscivano a mantenere i ranghi serrati, difficilmente ne uscivano sconfitti. Ma nel momento che la falange (nel nostro caso la testudo) veniva scompaginata, l’apertura di varchi e la momentanea disorganizzazione poteva permettere alle frecce (e successivamente a lance, mazze e spade) di mietere vittime e condizionare l’esito della battaglia. n
Bibliografia - BRIZZI V., FERRARO E., 1991, Manuale di Tiro con l’Arco, Fiarc, Milano. - BRIZZI, V(a).1993, Bowhunting in Italy, Primitive Archery, Bois D’Arc Press, Marzo 1993. - BRIZZI, V. (b), 1993, Il libro delle frecce, Planetario, Bologna. - BRIZZI, V (c ), 1993, Le punte da caccia, Diana Caccia ed. Olimpia, Maggio 1993. - BRIZZI V., 2005 (a), Meccanica dell’arco e balistica della freccia nel cacciatore primitivo, atti del convegno di Fiavé, Ufficio Beni Archeologici, Trento 2005. - BRIZZI V., ZANI A., 2003, Il libro del cacciatore con l’arco, Greentime, Bologna, 2003. - BRIZZI V., 2005 (b), la cuspide di freccia come indicatore dell’organizzazione sociale: uno studio sperimentale sulle popolazioni preistoriche della costa ovest degli Stati Uniti, Arcosophia, Greentime ed., Bologna, no.1, 8 - 13. - BRIZZI V., 2005 (c). Un processo di ingegneria inversa sulla Cuspide di Tabina 1, Antrocom Vol.IV. - CHRISTENSON, A. L., 1986a. Projectile Point Size and Projectile Aerodynamics: An Exploratory Study. Plains Anthropologist 31:109-128. - MAINARD R.,1984, Advanced Bowhunting Guide, Petersen’s, NY - WISE, L., 1991, Tuning Your Broadhead, TCC, Salt Lake City, UT.
Note 1 Università degli Studi di Ferrara, Paleoworking Bologna. 2 I Legio Italica, Porto Viro (Ro). 3 Per gli approfondimenti su questa problematica, cfr. Crimi F., “Lo Scudo Romano”, su questo numero di Arcosophia. 4 In più, maggiore è la superficie della cuspide maggiori sono gli effetti di “planata” (piccoli disassamenti provocano vistose variazioni di traiettoria) vv. CHRISTENSON, A. L., 1986a , MAINARD R. 1984, WISE, L. 1991. 5 Sull’argomento, cfr. BRIZZI V., FERRARO E., 1991, Interpretazione Accademica del Paradosso dell’Arciere, Libro Terzo, C..23, pp. 203-214; BRIZZI, V (c ), 1993, WISE, L. 1991, BRIZZI, V (c ), 1993, MAYNARD, R., 1994; BRIZZI,V, 1989; BRIZZI, V. (b), 1993; BRIZZI V., 2005 (a). 6 Nell’economia della battaglia mettere fuori combattimento un guerriero è senz’altro più importante che ucciderlo: significa coinvolgere la “struttura” a monte della truppa nelle operazioni di salvataggio, cura ed eventuale riabilitazione del ferito. 7 Cfr. Brizzi V. La punta di freccia come indicatore dell’organizzazione sociale: uno studio sperimentale sulle popolazioni preistoriche della costa ovest degli Stati Uniti.Arcosophia, n. 1 Gennaio/Febbraio 2005. 8 BRIZZI, V. (b), 1993.
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