Οι ασπίδες του Αχιλλέα και του Αίαντα

Οι πανοπλίες των Μυκηναίων προηγήθηκαν 2.500 έτη εκείνων των ιπποτών του Μεσαίωνα

Το θέμα της στρατιωτικής τεχνολογίας των Αχαιών - και δη των Μυκηναίων - απασχολεί τους μελετητές από την εποχή που ο Σλήμαν ξέθαψε τα ερείπια των Μυκηνών και της Τροίας. Οι περιγραφές του Ομήρου εξάπτουν τη φαντασία και έχουν οδηγήσει ορισμένους σε εντοπισμό ακόμη και... εξωγήινων τεχνολογιών! Πολύ πιο προσγειωμένα και επιστημονικά, το Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών βάλθηκε να αναλύσει, προσομοιώσει και δοκιμάσει τα πιο «θαυματουργά» πολεμικά εξαρτήματα της «Ιλιάδας»: Τις ασπίδες του Αχιλλέα και του Αίαντα.

Οπως εξήγησε στη δημοσιευμένη εργασία «Αμυντικά όπλα στον Ομηρο» ο καθηγητής Σ. Παϊπέτης, «το εκπληκτικό είναι ότι η ιδέα της πολύστρωτης κατασκευής συναντάται για πρώτη φορά στην "Ιλιάδα", στις ασπίδες του Αχιλλέα και του Αίαντα, και μάλιστα με τέτοιες κατασκευαστικές λεπτομέρειες που επιτρέπουν την ανακατασκευή και τη μελέτη τους είτε αριθμητικά με προσομοίωση μέσω ηλεκτρονικών υπολογιστών είτε πειραματικά, και τελικά την επιβεβαίωση της συμπεριφοράς τους στη μάχη, όπως περιγράφεται από τον Ομηρο, με πολύ μεγάλη ακρίβεια». Τι σημαίνει πολύστρωτη κατασκευή; Οτι η ασπίδα του Αχιλλέα αποτελούταν από πέντε συνολικά επάλληλα μεταλλικά ελάσματα, και μάλιστα με πολύ διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες. Συγκεκριμένα, η ασπίδα είχε δύο εξωτερικά ελάσματα σκληρού ορειχάλκου, δύο εσωτερικά από κασσίτερο και ένα μεσαίο από καθαρό (μαλακό) χρυσό. Η κατασκευή αυτή εμφανίζει μέγιστη αντίσταση σε διάτρηση, όπως αποδεικνύεται με την πλήρη αριθμητική προσομοίωση της ελαστοπλαστικής της συμπεριφοράς για μεγάλες παραμορφώσεις, σε περίπτωση που κρούεται από την αιχμή ενός διατρητικού στοιχείου, βέλους ή δόρατος.

Η μοναδική αυτή λεπτομερής περιγραφή, που περιλαμβάνει και τη συμπεριφορά του όπλου στη μάχη, είναι επίσης η πρώτη γνωστή εφαρμογή πολύστρωτων κατασκευών στην ανθρώπινη ιστορία. Η ανάλυση και η παραμετρική μελέτη του προβλήματος, με τη χρήση σύγχρονων θεωριών της μηχανικής των συνεχών μέσων και σύγχρονων υπολογιστικών εργαλείων και κωδίκων ηλεκτρονικών υπολογιστών, επιβεβαίωσαν με εκπληκτική ακρίβεια τις περαιτέρω ομηρικές περιγραφές, που αφορούν τη συμπεριφορά της ασπίδας στη μάχη και αποκάλυψαν σημαντικά στοιχεία ύπαρξης προηγμένης τεχνολογίας την εποχή εκείνη, μεταμφιεσμένη ως θαυματουργή δύναμη των θεών.

Συνοψίζοντας τα αποτελέσματα της μελέτης, ο κ. Παϊπέτης κατέγραψε τα εξής: «(α) Η ασπίδα απετελείτο από μια συγκεκριμένη διαδοχή στρώσεων από υλικά με πολύ διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες, από τα οποία το ισχυρότερο ήταν ο σκληρός ορείχαλκος. (β) Ο συνδυασμός των υλικών αυτών, με τον τρόπο που περιγράφεται στην "Ιλιάδα", δεν επέτρεψε στο δόρυ του Εκτορα να τη διατρήσει, καθώς αυτό στη μία περίπτωση αποκρούστηκε-αναπήδησε προς την αντίθετη κατεύθυνση, ενώ στην άλλη μπόρεσε να διατρήσει μόνο τα δύο πρώτα στρώματα (ορείχαλκου - κασσίτερου) και στη συνέχεια σταμάτησε στο στρώμα χρυσού. (γ) Αν οι στρώσεις της κατασκευής απετελούντο μόνο από τον σκληρό ορείχαλκο και υπό τις ίδιες συνθήκες κρούσης, η ασπίδα θα διετρύετο.

Το γεγονός αυτό οφείλεται στην τελείως διαφορετική συμπεριφορά των υλικών υπό στατική και δυναμική φόρτιση. Το πρόβλημα μιας αμυντικής διάταξης, όπως η ασπίδα, είναι να κατορθώσει να καταστρέψει την κινητική ενέργεια του ταχέως κινούμενου βλητικού στοιχείου (να τη μεταβάλει δηλαδή σε θερμότητα) και όχι απλά να αντέξει την επιβολή ενός μεγάλου στατικού φορτίου.

Ανακατασκευή της περίφημης ασπίδας του Αχιλλέα, που φέρεται να κατέληξε στα χέρια του Μεγάλου Αλεξάνδρου

Την ικανότητα αυτή δεν την έχει από μόνος του ο σκληρός ορείχαλκος, ο οποίος και ελάχιστα παραμορφώνεται σε σχέση με τα άλλα υλικά και μικρή ικανότητα απόσβεσης έχει. Αντίθετα, ο κασσίτερος αλλά και κυρίως ο μαλακός (καθαρός) χρυσός, καθώς παραμορφώνονται πλαστικά προκαλούν απόσβεση της κίνησης καταστρέφοντας την κινητική ενέργεια του δόρατος. Επιπλέον η πολύστρωτη κατασκευή συμβάλλει με κάποιο ποσοστό απόσβεσης λόγω τριβής μεταξύ των στρώσεων, που όμως δεν είναι ο κύριος μηχανισμός απόσβεσης στην παρούσα περίπτωση.

Με βάση τις παρατηρήσεις αυτές επιβεβαιώνεται η υπόθεση ότι ο κατασκευαστής της ασπίδας είχε εξαιρετικά βαθιά γνώση των δυναμικών-μηχανικών ιδιοτήτων των πολύστρωτων σύνθετων κατασκευών, δηλαδή στοιχείων που χρησιμοποιούνται ευρύτατα στη σύγχρονη τεχνολογία».

Αντίστοιχες εκπλήξεις επεφύλασσε και η μελέτη της «μη θεϊκής» ασπίδας του Αίαντα. Ως γνωστόν, ο Αίας - γιος του Τελαμώνα, βασιλιά της Σαλαμίνας - μονομάχησε με τον Εκτορα και έσωσε το σώμα του Αχιλλέα από τα χέρια των Τρώων. Σύμφωνα με την ομηρική περιγραφή, η ασπίδα του αντιστοιχεί επίσης σε μια πολύστρωτη κατασκευή, αποτελούμενη από οκτώ συνολικά επάλληλες στρώσεις. Συγκεκριμένα, από ένα εξωτερικό έλασμα από σκληρό ορείχαλκο και επτά στρώσεις βόειου δέρματος κάτω από αυτήν.

Οι ερευνητές της Πάτρας κατασκεύασαν μια σειρά δοκίμια για να ελέγξουν τη συμπεριφορά τους σε τρώση από αεροβόλο βλήμα αντίστοιχο σε ισχύ με το χτύπημα του δόρατος του Εκτορα. Τι διεπίστωσαν; Οτι το δοκίμιο που αντιστοιχούσε επακριβώς στην περιγραφή της ασπίδας του Αίαντα ήταν αυτό που σταμάτησε τελικά το βλήμα (αιχμή δόρατος). Οπως σημείωσαν, «η κινητική ενέργεια του βλήματος, στην περίπτωση αυτή, απορροφάται από την τριβή μεταξύ των στρώσεων, που ενεργεί αποτελεσματικά με επαρκή παραμόρφωση και που εμφανίζεται με αριθμό στρώσεων ίσο ή μεγαλύτερο του επτά. Αφετέρου, μια πολυωνυμική παρεμβολή στα πειραματικά αποτελέσματα δείχνει ότι για περισσότερες στρώσεις δέρματος πιθανώς η διάμετρος των οπών τείνει σε μια σταθερή τιμή. Αυτό αποδεικνύει ίσως ότι η διαμόρφωση που περιγράφεται στην "Ιλιάδα" παρέχει όχι μόνο τη μέγιστη αντίσταση σε διείσδυση αλλά είναι επίσης μια βέλτιστη λύση». Και πάλι λοιπόν «τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι ο κατασκευαστής της ασπίδας - όχι πια ο θεός Ηφαιστος, αλλά ο Τυχίος, ένας απλός σκυτοτόμος - είχε επίσης βαθιά γνώση των δυναμικών-μηχανικών ιδιοτήτων των πολύστρωτων σύνθετων κατασκευών, δηλαδή πολύτιμων στοιχείων για τη σύγχρονη τεχνολογία».

Επιστημονικός σύμβουλος: Δρ Σ. Α. Παϊπέτης, καθηγητής του Πανεπιστημίου Πατρών