Лезвие — это часть инструмента , оружия или машины с лезвием, предназначенным для прокалывания, рубки, разрезания или соскабливания поверхностей или материалов . Лезвия обычно изготавливаются из материалов, которые тверже тех, с которыми они будут использоваться. Исторически люди делали лезвия из отслаивающихся камней, таких как кремень или обсидиан , а также из различных металлов, таких как медь , бронза и железо . Современные лезвия часто изготавливаются из стали или керамики . Клинки — один из старейших инструментов человечества, который до сих пор используется для боя , приготовления пищи и других целей.
Лезвия работают за счет концентрации силы на режущей кромке. Некоторые лезвия, например те, что используются на ножах для хлеба или пилах, имеют зазубрины, что еще больше концентрирует силу на кончике каждого зуба.
При приготовлении пищи ножи в основном используются для нарезки, измельчения и прокалывания. [1]
В бою лезвие можно использовать для рубящих или колющих ударов, а также его можно бросать или приводить в движение иным образом . [2] [3] Функция состоит в том, чтобы перерезать нервные, мышечные или сухожильные волокна или кровеносный сосуд, чтобы вывести из строя или убить противника. Разрыв крупного кровеносного сосуда обычно приводит к смерти из-за обескровливания .
Лезвия можно использовать для соскабливания, перемещая лезвие вбок по поверхности, как в чернильном ластике , а не вдоль или сквозь поверхность. Для строительного оборудования, такого как грейдер , землеройное орудие также называется отвалом, обычно со сменной режущей кромкой.
Простое лезвие, предназначенное для резки, имеет две грани, соприкасающиеся на краю. В идеале этот край не должен иметь округлости, но на практике все края можно увидеть в той или иной степени закругленными при увеличении либо оптически, либо с помощью электронного микроскопа. К лезвию прилагается усилие либо от рукоятки, либо от давления на тыльную сторону лезвия. Рукоятка или задняя часть лезвия имеет большую площадь по сравнению с острой кромкой. Эта концентрация приложенной силы на небольшой площади кромки увеличивает давление, оказываемое кромкой. Именно это высокое давление позволяет лезвию прорезать материал, разрывая связи между молекулами, кристаллами, волокнами и т. д. в материале. Это требует, чтобы лезвие было достаточно прочным, чтобы противостоять разрушению до того, как другой материал уступит место.
Угол, под которым встречаются грани, важен, поскольку больший угол сделает лезвие более тусклым, но при этом кромка станет прочнее. Более прочная кромка с меньшей вероятностью затупится из-за перелома или потеряет форму.
Форма лезвия также имеет значение. Более толстое лезвие будет тяжелее, прочнее и жестче, чем более тонкое лезвие аналогичной конструкции, но при этом оно будет испытывать большее сопротивление при нарезке или прокалывании. Нож для филе будет достаточно тонким, чтобы быть очень гибким, а нож для разделки будет толще и жестче; кинжал будет тонким, чтобы его можно было пронзить, а походный нож будет толще, поэтому он будет прочнее и долговечнее. Сильно изогнутый край, такой как тальвар , позволит пользователю направить край лезвия против противника, даже находясь близко к противнику, тогда как прямой меч было бы труднее вытащить таким же образом. Изогнутая кромка топора означает, что только небольшая длина лезвия первоначально ударит по дереву, концентрируя силу, как и более тонкое лезвие, тогда как прямое лезвие потенциально может приземлиться всей длиной своего лезвия на плоскую часть дерева. . Колун имеет выпуклую часть, чтобы не застрять в древесине, где рубящие топоры могут быть плоскими или даже вогнутыми. Хопеш , фальчион или кукри наклонены и/или утяжелены на дистальном конце так, что сила концентрируется на более быстро движущейся и более тяжелой части лезвия, максимизируя режущую силу и делая его в значительной степени непригодным для колющих ударов, тогда как рапира тонкая и суженная. позволяя ему пронзать и перемещать его с большей ловкостью, одновременно уменьшая его рубящую силу по сравнению с мечом аналогичного размера.
Зазубренный край, например, на пиле или ноже для хлеба , концентрирует силу на кончиках зубцов, что увеличивает давление, а также позволяет мягкому или волокнистому материалу (например, дереву, веревке, хлебу и овощам) расширяться в пространства между ними. зубцы. Принимая во внимание, что нажатие любого ножа, даже ножа для хлеба, на буханку хлеба просто раздавит буханку, поскольку хлеб имеет низкий модуль упругости (мягкий), но высокую текучесть (неплотно, его можно растянуть или сжать на большую часть, не ломаясь) Нанесение зубцов на буханку с небольшой силой вниз позволит каждому зубцу одновременно разрезать хлеб с гораздо меньшей деформацией буханки. Аналогичным образом, нажатие на веревку имеет тенденцию сдавливать веревку, в то время как зазубрины поперек нее срезают волокна веревки. Вытягивание гладкого лезвия менее эффективно, поскольку лезвие параллельно направлению вытягивания, а зубцы зубчатого лезвия расположены под углом к волокнам. Зубцы на ножах часто симметричны, что позволяет лезвию резать как в прямом, так и в обратном направлении, заметным исключением являются зубцы Veff, которые предназначены для максимизации режущей силы при перемещении лезвия от пользователя. Зубцы пильного полотна как для дерева, так и для металла обычно асимметричны, поэтому они режут, двигаясь только в одном направлении. (Пилы действуют путем истирания материала в пыль по узкому каналу, пропилу , тогда как ножи и аналогичные устройства действуют, раздвигая материал. Это означает, что пилы приводят к потере материала, а зубцы пилы также служат для переноса металлической стружки . и опилки из срезанного канала.)
Долы представляют собой продольные каналы, либо выкованные в лезвии, либо позже обработанные/фрезерованные из лезвия, хотя последний процесс менее желателен. Эта потеря материала неизбежно ослабляет лезвие, но делает его легче, не жертвуя при этом жесткостью. Тот же принцип применяется при изготовлении таких балок, как двутавр . Фуллеры приносят значительную пользу только при изготовлении мечей. В большинстве ножей долом удаляется так мало материала, что это не имеет большого значения для веса лезвия, и они в основном носят косметический характер.
Обычно лезвия изготавливаются из материала, примерно такого же твердого , хотя обычно и более твердого, чем разрезаемый материал. Недостаточно твердые лезвия не смогут разрезать материал или быстро изнашиваются, поскольку твердость связана со способностью материала сопротивляться истиранию . Однако лезвия также должны быть достаточно прочными , чтобы выдерживать динамические ударные нагрузки, и, как правило, чем тверже лезвие, тем менее прочный (более хрупкий) материал. Например, стальная головка топора намного тверже древесины, которую он предназначен для резки, и достаточно прочна, чтобы противостоять удару, возникающему при ударе о дерево, тогда как керамический кухонный нож, более твердый, чем сталь, очень хрупкий (имеет низкую прочность) и может легко разбиться, если его уронить на пол или скрутить, пока он находится внутри еды, которую он режет, или небрежно хранить под другой кухонной утварью. Это создает противоречие между предполагаемым использованием лезвия, материалом, из которого оно должно быть изготовлено, и любыми производственными процессами (например, термической обработкой в случае стальных лезвий, которая влияет на твердость и ударную вязкость лезвия). Необходимо найти баланс между остротой и долговечностью. Методы, которые могут обойти это, включают дифференциальное закаливание . Этот метод позволяет получить кромку, которая может сохранять остроту, а также прочную основу. [4]
В доисторические времена, а также в менее технологически развитых культурах даже в наше время лезвия инструментов и оружия делались из дерева, кости и камня. [5] Большинство пород древесины исключительно плохо удерживают края, а кость и камень хрупкие, что приводит к их разрушению при ударе или ударе. В наше время камень в форме обсидиана используется в некоторых медицинских скальпелях, поскольку ему можно придать чрезвычайно тонкую кромку. Керамические ножи неметаллические и немагнитные. Поскольку неметаллы не подвергаются коррозии, они остаются свободными от ржавчины и коррозии, но страдают от тех же недостатков, что и камень и кость, будучи довольно хрупкими и почти полностью негибкими. Они тверже металлических ножей, и поэтому их труднее затачивать, а некоторые керамические ножи могут быть такими же твердыми или тверже, чем некоторые точильные камни. Например, синтетический сапфир тверже натуральных точильных камней и так же тверд, как точильные камни из оксида алюминия. Диоксид циркония также тверже точильных камней граната и почти так же тверд, как оксид алюминия. Оба требуют алмазных камней или камней из карбида кремния для заточки, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать сколов лезвия. Поскольку такие керамические ножи редко используются за пределами кухни, они все еще довольно редки. Пластиковые ножи сложно сделать острыми, они плохо сохраняют заточку. Они в основном используются в качестве недорогой одноразовой посуды, детской посуды или в таких условиях, как авиаперелеты, где металлические лезвия запрещены. Они часто имеют зазубрины, чтобы компенсировать недостаток остроты, но, о чем свидетельствует тот факт, что они могут резать пищу, они все равно способны нанести травмы. Пластиковые лезвия, не предназначенные для одноразовых столовых приборов, запрещены или ограничены в некоторых юрисдикциях, поскольку они не обнаруживаются металлодетекторами.
Самородная медь использовалась для изготовления клинков древними цивилизациями из-за ее доступности. Сравнительная мягкость меди заставляет ее легко деформироваться; он плохо держит заточку и плохо пригоден для обработки камня. Бронза превосходит в этом отношении и была принята на вооружение более поздними цивилизациями. И бронзу, и медь можно закалить , ударив по металлу молотком. С развитием технологий плавки железо стало использоваться для изготовления лезвий. Сталь , ряд сплавов железа, стала предпочтительным металлом в современную эпоху.
Могут быть изготовлены различные сплавы стали, которые обладают широким спектром физических и химических свойств, необходимых для лезвий. Например, хирургические скальпели часто изготавливаются из нержавеющей стали, поэтому они не подвержены ржавчине и в значительной степени химически инертны; инструментальные стали твердые и ударопрочные (и часто дорогие, поскольку для сохранения ударной вязкости и твердости требуются дорогие легирующие материалы, а поскольку они твердые, им трудно придать окончательную форму), а некоторые из них разработаны так, чтобы противостоять изменениям их физических свойств при высоких температурах. . Стали можно подвергать дальнейшей термообработке для оптимизации их ударной вязкости, что важно для ударных лезвий, или их твердости, которая позволяет им хорошо сохранять заточку при использовании (хотя более твердые металлы требуют больше усилий для заточки).
Для получения лезвия желаемого качества можно комбинировать разные материалы или различную термическую обработку. Например, лучшие японские мечи обычно изготавливались из семи частей металла, а мечи даже более низкого качества часто делались из двух. К ним относятся мягкие стали, которые могут поглотить энергию удара, не разрушаясь, но которые будут гнуться и плохо сохранять заточку, а также твердые стали, более склонные к разрушению при ударе, но хорошо сохраняющие заточку. Эта комбинация позволила получить меч, который выдерживал удары, оставаясь при этом острым, даже несмотря на то, что при неправильном обращении лезвие могло сломаться. Модельная сварка заключалась в ковке скрученных стержней из мягкого (гнущегося) низкоуглеродистого и твердого (хрупкого) высокоуглеродистого железа. [6] Это было сделано потому, что печи того времени обычно могли производить только один или другой сорт, и ни один из них не подходил для более чем очень ограниченного использования лезвия. Способность современных производителей стали производить очень качественные стали различного состава в значительной степени отнесла эту технику либо к историческим воссозданиям, либо к художественным произведениям. Лезвия для кислотного травления и полировки из различных марок стали можно использовать для создания декоративных или художественных эффектов.
Японские производители мечей разработали технику дифференцированной закалки, заключающуюся в покрытии лезвий мечей глиной разной толщины перед закалкой . Более тонкая глина позволяла нагретому металлу быстрее остывать, особенно по краю. Более быстрое охлаждение привело к более тонкой кристаллической структуре, в результате чего лезвие получило твердую кромку, но более гибкое тело. Европейские производители мечей добились аналогичных результатов, используя дифференциальную закалку .
Лезвия тупятся от использования и злоупотреблений. Особенно это касается острых лезвий и лезвий, изготовленных из мягких материалов. Затупление обычно происходит из-за контакта лезвия с твердым материалом, например керамикой, камнем, костью, стеклом или металлом.
Чем острее лезвие, тем легче оно затупится. Поскольку лезвие возле кромки тоньше, остается мало материала, который нужно удалить, прежде чем кромка изнашивается до более толстой части. Тонкие края также могут переворачиваться при приложении к ним силы, образуя секцию, похожую на нижнюю часть буквы «J». По этой причине бритвы с прямым лезвием часто подправляют, чтобы выпрямить лезвие.
Проведение лезвием по любому материалу приводит к истиранию как самого лезвия, что обычно делает его более тусклым, так и разрезаемого материала. Хотя стальные края мягче, чем стекло или многие виды камня, используемые на кухне, они все равно могут поцарапать эти поверхности. Образующаяся царапина полна очень мелких частиц молотого стекла или камня, которые очень быстро истирают кромку лезвия и делают ее тупой.
Во времена, когда мечи регулярно использовались в войне, они требовали частой заточки из-за затупления, например, от контакта с жесткой броней, кольчугой, щитами с металлической оправой или другими мечами [4] . В частности, случайное или экстренное попадание по краю другого меча может привести к отколу металла и даже появлению трещин на лезвии. [7] Лезвия с мягким сердечником более устойчивы к разрушению при ударе.
Складные карманные ножи часто имеют канавку на боковой стороне лезвия рядом с обухом. Это называется вытягиванием гвоздя и позволяет вставить ноготь, чтобы вытащить лезвие из держателя. [8]
Некоторые из наиболее распространенных форм перечислены ниже.
( S1 ) Лезвие с прямой задней частью , также называемое стандартным или нормальным , имеет изогнутую кромку и прямую заднюю часть. Тупая спина позволяет владельцу концентрировать силу пальцами; это также делает нож тяжелым и прочным для своего размера. Кривая концентрирует силу на меньшей площади, что облегчает резку. Этим ножом можно не только резать, но и резать. Это также лучшая форма однолезвийного лезвия для колющих ударов, поскольку лезвие прорезает полосу, через которую может пройти вся ширина ножа, без необходимости отталкивания позвоночника любого материала на своем пути, как у овчинного ножа или ножа с откидной точкой. бы.
( S2 ) Нож с хвостовиком имеет заднюю кромку, которая загибается вверх и заканчивается над позвоночником. Это позволяет легкому ножу иметь больший изгиб на краю, да и весь нож может быть изогнут. Такой нож оптимизирован для нарезки или рубки. Лезвия с выдвижной заточкой обеспечивают большую площадь резания или нижнюю часть и часто используются в ножах для снятия шкур.
( S3 ) Лезвие дроппоинта имеет выпуклый изгиб задней части по направлению к острию. Он работает так же, как и клип-пойнт , хотя его более прочное острие обычно менее подходит для прокалывания. Швейцарские армейские карманные ножи часто имеют выемки на больших лезвиях.
( S4 ) Лезвие с зажимом похоже на обычное лезвие с «обрезанной» задней частью. Этот зажим может быть как прямым, так и вогнутым. Задний край зажима может иметь ложный край, который можно заточить, чтобы получился второй край. Острый кончик пригодится в качестве кирки или для резки в труднодоступных местах. Если ложное лезвие заточено, это увеличивает эффективность ножа при прокалывании. Кроме того, расположение кончика ближе к центру лезвия позволяет лучше контролировать прокалывание. Нож Боуи имеет лезвие с зажимом, а зажимы часто встречаются на карманных ножах и других складных ножах. [9]
( С5 ) АЛезвие овчины имеет прямой край и прямую тупую заднюю часть, загибающуюся к краю на конце. Это обеспечивает максимальный контроль, поскольку тупой задний край предназначен для удерживания пальцами. Лезвия овчарки изначально предназначались для обрезки копыт овец; их форма не имеет ничего общего с овечьей стопой.[10]
( S6 ) Лезвие Уорнклиффа по профилю похоже на овечью лапу, но изгиб задней кромки начинается ближе к рукоятке и более плавный. Его лезвие намного толще, чем у ножа сопоставимого размера. [11] Уорнклифсы использовались моряками, так как форма наконечника предотвращала случайное проникновение в изделие или руку пользователя при внезапном движении корабля.
( S7 ) Лезвие Spey Point (когда-то использовавшееся для стерилизации домашнего скота) имеет один острый прямой край, который сильно загибается вверх на конце, встречаясь с коротким, тупым и прямым острием на тупой спине. Поскольку изогнутый конец лезвия ближе к перпендикуляру к оси лезвия, чем у других ножей, и у него нет заточки, что делает проникновение маловероятным, лезвия Spey часто используются на карманных ножах типа Trapper для снятия шкур с пушных зверей. [10]
( C1 ) Листовое лезвие с характерной загнутой «талией», добавляющей ножу изогнутый «брюшок», что облегчает нарезку, а также смещает вес к кончику, что означает, что оно обычно используется для метания ножей, а также улучшает рубящие способности.
( C2 ) Лезвие с наконечником копья представляет собой лезвие симметричной формы с острием, совмещенным с центральной линией длинной оси лезвия. Настоящие копьеобразные лезвия обоюдоострые, с центральным стержнем, как у кинжала или наконечника копья . Острие копья является одной из самых прочных конструкций острия лезвия с точки зрения проникающего усилия и встречается на многих колющих ножах, таких как кинжал. Термин «острие копья» иногда ошибочно используется для описания небольших однолезвийных лезвий без центрального стержня, например, перочинного ножа , небольшого карманного ножа со складным лезвием, ранее использовавшегося для заточки игл для письма. Перочинный нож в настоящее время может также относиться к лезвию, напоминающему нож, некоторых более крупных лезвий карманных ножей, которые в противном случае назывались бы конструкциями с откидной точкой.
( C3 ) Лезвие иглы имеет остроконечное заостренное острие. Его часто можно встретить на кинжалах , таких как стилет (у которого не было заостренных краев) и боевом ноже Фэйрберна-Сайкса . Его длинное и узкое острие уменьшает трение и увеличивает проникающую способность лезвия, но оно может застрять в кости и сломаться при неправильном использовании. Когда острие иглы сочетается с усиленным Т-образным профилем, проходящим по всей длине лезвия, это называется усиленным кончиком . Одним из примеров ножа с усиленным кончиком является пеш-кабз .
( C4 ) Крис или меч с пламенным лезвием . Эти лезвия имеют отчетливую изогнутую форму и заточены с обеих сторон, обычно сужаясь к симметричной точке (или приближаясь к ней).
( C5 ) В англоязычных странах называется «танто» или «острием танто» (искажение японского слова танто , хотя кончик не имеет никакого сходства с танто) или острием долота . («Острие долота» относится к прямолинейности края, составляющего конец лезвия, [12] тогда как «заточка долота» обычно относится к лезвию, заточенному только с одной стороны [13] , хотя долота могут быть заточены с одной или с обеих сторон. [14] ) Он похож, но не совпадает с некоторыми ранними японскими мечами, которые имели камасу киссаки («наконечник барракуды»), почти прямой край на кончике, тогда как типичное «острие танто», как у на западе есть прямой край. Меч с наконечником барракуды был острым, но в то же время хрупким, тогда как современные наконечники танто часто рекламируются как более прочные на кончике, поскольку почти вся толщина лезвия присутствует почти до самого конца ножа. Геометрия угла под острием придает лезвиям танто превосходную проникающую способность. По этой причине лезвия танто часто встречаются на ножах, предназначенных для боевых действий или боевого применения, [15] где пользователю может потребоваться пробить тяжелую одежду или мягкий бронежилет низкого уровня.
Нижняя иллюстрация представляет собой модифицированный танто , конец которого обрезан и часто заточен. Это приближает кончик к центру лезвия, увеличивая контроль над лезвием и улучшая потенциал проникновения за счет более тонкого кончика и заостренной задней кромки.
( C6 ) Лезвие «ястреб» заточено с внутренней стороны и похоже на ножи для ковров и линолеума. Острие порвется, даже если остальная часть ножа сравнительно тупая. Керамбит из Дальнего Юго-Восточной Азии представляет собой нож «ястреб», лезвие которого выходит из нижней части кулака, а острие обращено вперед. Внешний край керамбита может быть острым и в этом случае может иметь обращенное назад острие.
( С7 ) Нож улу (букв. «женский нож» на языке инуктитут ) представляет собой заостренный сегмент круга. Этот тип лезвия не имеет острия и имеет рукоятку посередине. Его удобно царапать, а иногда и резать. Полукруглая версия встречается повсюду в мире и называется головным ножом . Он используется в кожевенном производстве как для соскабливания кожи (уменьшения толщины, т. е . зачистки ), так и для точных раскатных разрезов для получения форм, отличных от прямых линий. Круглая версия — популярный инструмент для нарезки пиццы . Один угол помещается на край пиццы, а лезвие прокатывается по диаметру.
Острые края меча могут быть как изогнутыми, так и прямыми. Изогнутые лезвия легче скользят по мягким материалам, что делает это оружие более идеальным для рубки. Техника владения таким оружием предполагает проведение лезвия по телу и спине противника. Для оружия с прямым лезвием многие зафиксированные приемы включают рассекающие удары, которые направляют силу в точку, нанося удар прямо в тело цели, чтобы расколоть плоть и кости, а не разрезать их. При этом существует множество исторических техник нарезки оружия с прямым лезвием. Взломы могут сопровождаться вытягиванием, чтобы максимизировать эффективность разреза. Для получения дополнительной информации см. Западные боевые искусства или кендзюцу .
Некоторые виды оружия имеют только одну переднюю кромку, например, сабля или дюсак . Дусак имеет «ложную кромку» возле кончика, которая простирается только вниз по части задней стороны лезвия. У другого оружия лезвие совершенно тупое, за исключением заостренного кончика, например, у шпаги или рапиры , которые предпочитают уколы, а не рубящие удары. Лезвие не может нанести правильный удар без заточки, поэтому в соревновательном фехтовании такие атаки не приносят очков.
Некоторые варианты включают:
Лезвия иногда маркируются или надписываются в декоративных целях или ставятся отметки производителя или владельца. Украшения клинка часто выполняются инкрустацией из какого-либо драгоценного металла (золота или серебра). [16]
Ранние надписи на клинках известны еще с бронзового века : хеттский меч, найденный в Хаттусе , имеет высеченную в бронзе надпись, в которой говорится, что клинок был передан в дар богу бури царем Туталией . [17]
Надписи на клинках становятся особенно популярными на рыцарских мечах XII века , основанных на более ранней, 9-11 веках, традиции так называемых мечей Ульфберта . [18]