Kazimierz Siemienowicz i jego rakiety. Artylerzysta, który wyprzedził swoją epokę |
Kazimierz Siemienowicz już w połowie XVII wieku opisywał rakiety wielostopniowe, sposoby stabilizowania ich lotu oraz konstrukcje łączące kilka pocisków w jeden system. Polsko-litewski inżynier wojskowy i teoretyk artylerii zebrał swoje doświadczenia w wydanej w Amsterdamie w 1650 roku Wielkiej sztuce artylerii - jednym z najważniejszych europejskich traktatów technicznych swojej epoki. Chciał, aby artyleria przestała opierać się na pilnie strzeżonych sekretach rzemieślników, a stała się dziedziną wykorzystującą obliczenia, pomiary i doświadczenia.
Kim był człowiek, którego życiorys ginie w półmroku?
Kazimierz Siemienowicz
O Kazimierzu Siemienowiczu wiemy zarazem dużo i zaskakująco mało. Znamy jego dzieło, możemy odtworzyć zakres wiedzy, zainteresowania i część wojskowej kariery. Nie znamy jednak dokładnego miejsca ani daty urodzenia, nie potrafimy też pewnie wskazać daty jego śmierci.
Najprawdopodobniej przyszedł na świat około 1600 roku na ziemiach Wielkiego Księstwa Litewskiego wchodzących wówczas w skład Rzeczpospolitej Obojga Narodów. Tradycyjnie łączy się jego pochodzenie ze szlachecką rodziną herbu Ostoja. Sam na karcie tytułowej swojego najważniejszego dzieła określił się jako Eques Lithuanus - rycerz litewski - oraz były zastępca dowódcy artylerii Królestwa Polskiego.
Nie należy przekładać tej deklaracji wprost na dzisiejsze podziały narodowe. Siemienowicz wyrósł w świecie Rzeczypospolitej Obojga Narodów, w którym można było jednocześnie należeć do szlachty Wielkiego Księstwa Litewskiego, służyć królowi polskiemu i pełnić funkcję w artylerii koronnej. Z tego powodu współcześnie do jego dziedzictwa odwołują się Polacy, Litwini i Białorusini. Najbezpieczniej widzieć w nim człowieka dawnej Rzeczypospolitej - oficera i inżyniera pracującego dla jej monarchy.
Jego biografia składa się głównie z rozsianych informacji, późniejszych ustaleń i śladów pozostawionych przez niego samego. Nie jest to sytuacja wyjątkowa. W XVII wieku życiorysy nawet ważnych wojskowych potrafiły zniknąć z dokumentów, jeżeli nie należeli do najpotężniejszych rodów i nie zajmowali najwyższych urzędów państwowych.
Dlaczego artylerzysta musiał znać geometrię, chemię i rzemiosło?
Artyleria z początku XVII w.
Artyleria pierwszej połowy XVII wieku nie była jeszcze jednolitym systemem. Działa różniły się wymiarami, nazewnictwem i wagomiarem. Kula pasująca do jednej lufy mogła okazać się bezużyteczna przy innej. Jakość prochu zależała od surowców, sposobu produkcji i umiejętności ludzi pracujących w prochowniach. Błąd w obliczeniach oznaczał nie tylko chybiony strzał. Mógł zakończyć się rozerwaniem działa i śmiercią obsługi.
Dobry artylerzysta nie mógł więc ograniczać się do ładowania lufy i podpalania lontu. Musiał rozumieć geometrię, ciężary właściwe materiałów, zasady budowy urządzeń, własności prochu oraz zachowanie pocisków. Potrzebował wiedzy teoretycznej, ale również wprawy odlewnika, rytownika, konstruktora i pirotechnika.
Siemienowicz przedstawiał artylerię właśnie jako połączenie nauki z praktyką. Zajmował się arytmetyką, geometrią, statyką, hydrauliką, pneumatyką, optyką, architekturą wojskową i cywilną, fortyfikacją, taktyką, fizyką oraz chemią. Interesowały go także techniki odlewnicze, obróbka materiałów i sporządzanie rysunków technicznych.
Najpewniej kształcił się w Akademii Wileńskiej, gdzie mógł zetknąć się z wykładami Oswalda Krügera, matematyka zajmującego się między innymi balistyką i przyrządami do naprowadzania dział. Nawet jeżeli nie wszystkie szczegóły jego edukacji da się dziś potwierdzić, poziom opublikowanej przez niego pracy nie pozostawia wątpliwości: znał łacinę, czytał dawnych i współczesnych autorów, swobodnie posługiwał się geometrią, a cudze rozwiązania potrafił poddawać technicznej krytyce.
W swoim traktacie wykorzystał prace ponad dwustu autorów. Nie tworzył jednak kompilacji osobliwości. Wiedzę przejętą z książek porównywał z doświadczeniami wyniesionymi z arsenałów, poligonów i pól bitewnych.
Jak wojny Władysława IV ukształtowały Siemienowicza?
Umocnienia Smoleńska z pocz. XVII wieku
Siemienowicz zdobywał doświadczenie w chwili, gdy wojna w Europie szybko się zmieniała. Rosła liczba piechoty uzbrojonej w broń palną, fortyfikacje stawały się coraz bardziej rozbudowane, a artyleria decydowała o przebiegu oblężeń. Działa nie były już tylko dodatkiem do armii. Stawały się jednym z fundamentów jej siły.
W czasie wojny smoleńskiej z lat 1632-1634 wojska Rzeczypospolitej musiały przełamać rosyjskie umocnienia i odblokować oblegany Smoleńsk. Z późniejszych wypowiedzi Siemienowicza wynika, że uczestniczył w tej kampanii. Była to znakomita, choć niebezpieczna szkoła dla przyszłego teoretyka artylerii. Mógł obserwować pracę dział, przygotowywanie stanowisk, skutki ostrzału oraz problemy z transportem prochu i amunicji.
Po zakończeniu wojny znalazł się w Niderlandach. Wyjazd odbywał się pod patronatem Władysława IV, który dążył do unowocześnienia armii i chętnie sprowadzał do Rzeczypospolitej zachodnioeuropejskie rozwiązania wojskowe. Niderlandy były wówczas jednym z najważniejszych ośrodków rozwoju fortyfikacji, artylerii i inżynierii oblężniczej. Siemienowicz nie trafił tam jako turysta. Miał poznać metody stosowane przez armie prowadzące od dziesięcioleci wojnę w kraju pełnym twierdz, kanałów i umocnionych miast.
Atak husarii, obraz Aleksandra Orłowskiego
Prawdopodobnie uczestniczył po stronie niderlandzkiej w działaniach przeciwko Hiszpanii. Po powrocie do Rzeczypospolitej brał udział w kolejnych operacjach wojskowych, między innymi w kampanii przeciwko Tatarom zakończonej bitwą pod Ochmatowem w 1644 roku.
W drugiej połowie lat czterdziestych XVII wieku pracował w warszawskim arsenale i znalazł się w sztabie artylerii koronnej dowodzonej przez Krzysztofa Arciszewskiego. Pełnił funkcję inżyniera, a następnie zastępcy dowódcy artylerii. Była to pozycja wymagająca nie tylko wiedzy technicznej. Artyleria stanowiła rozbudowaną organizację: należało pilnować zapasów, jakości uzbrojenia, pracy rzemieślników, stanu dział oraz przygotowania amunicji.
W 1649 roku Siemienowicz ponownie wyjechał do Niderlandów. Tym razem głównym celem było dokończenie i wydanie książki.
Co naprawdę zawierała Wielka sztuka artylerii?
Strona tytułowa dzieła Artis Magnae Artilleriae autorstwa Kazimierza Siemienowicza
Łacińskie Artis magnae artilleriae pars prima, czyli Wielkiej sztuki artylerii część pierwsza, ukazało się w Amsterdamie w 1650 roku. Książkę wydał Jan Jansson, jeden z najbardziej znanych europejskich drukarzy i kartografów. Wybór miejsca oraz języka nie był przypadkowy. Łacina pozwalała dotrzeć do uczonych, inżynierów i oficerów z różnych państw, a Amsterdam należał do najważniejszych centrów wydawniczych kontynentu.
Dzieło składało się z pięciu ksiąg.
Pierwsza dotyczyła wagomiaru, kalibrów, wymiarów luf i pocisków. Siemienowicz próbował uporządkować relacje między średnicą działa, rozmiarem kuli i materiałem, z którego ją wykonano. Korzystał z obliczeń geometrycznych oraz tablic ciężarów właściwych. Chodziło o rzecz bardzo praktyczną: artylerzysta miał umieć wyznaczyć właściwy rozmiar pocisku niezależnie od tego, czy odlano go z żelaza, ołowiu, kamienia czy innego materiału.
Karta z książki Kazimierza Siemienowicza
Druga księga omawiała substancje używane w pirotechnice, przede wszystkim proch. Autor porównywał jego skład, jakość i przeznaczenie. Rozróżniał mieszanki stosowane w działach, muszkietach, pistoletach i rakietach. Rozumiał, że ta sama receptura nie musi sprawdzać się w każdym rodzaju broni, a zmiana proporcji składników wpływa na szybkość spalania i ciśnienie.
Trzecia księga była poświęcona rakietom. To ona zapewniła Siemienowiczowi miejsce w historii techniki.
Czwarta opisywała kule i urządzenia pirotechniczne przeznaczone do widowisk, iluminacji oraz pokazów. W XVII wieku granica między wojskową pirotechniką a sztucznymi ogniami była znacznie mniej wyraźna niż obecnie. Te same materiały i umiejętności mogły służyć do podpalenia umocnień albo uświetnienia dworskiej uroczystości.
Piąta księga przedstawiała rozmaite machiny i przedmioty wykorzystujące ogień: pociski, lance, koła, maczugi, tarcze oraz inne konstrukcje pirotechniczne. Część z nich miała znaczenie bojowe, inne należały raczej do świata widowisk i technicznych eksperymentów.
Całość ilustrowały precyzyjne tablice. Nie były ozdobnikami. Pokazywały przekroje, proporcje i sposób łączenia elementów. Dzięki nim traktat przypominał połączenie podręcznika inżynierskiego, katalogu konstrukcji oraz zapisu doświadczeń autora.
Dlaczego jego rakiety były przełomowe?
Karta z książki Kazimierza Siemienowicza
Rakiety nie były wynalazkiem Siemienowicza. Znano je w Azji od stuleci, a w Europie pojawiały się już w średniowiecznych kronikach i traktatach. Przed polsko-litewskim artylerzystą pisali o nich między innymi Konrad Kyeser, Johannes de Fontana, Conrad Haas, Johann Schmidlap, Marcin Bielski i Andrea dell’Aqua.
O znaczeniu Siemienowicza decyduje więc nie to, że jako pierwszy człowiek wpadł na pomysł napędzanego prochem pocisku. Jego przewaga polegała na skali opracowania. Zebrał wcześniejsze doświadczenia, ocenił je, poprawił i przedstawił w postaci uporządkowanego wykładu dostępnego w druku.
Opisywał rakiety różnej wielkości i przeznaczenia. Wyjaśniał, jak dobierać ich długość do średnicy, jak kształtować korpus i otwór wylotowy oraz jak rozmieszczać materiał pędny. Zwracał uwagę na stabilność lotu, położenie środka ciężkości i wpływ poszczególnych części konstrukcji na zachowanie pocisku.
Najbardziej znane tablice przedstawiają rakiety wielostopniowe. Poszczególne człony miały uruchamiać się kolejno, dzięki czemu po wypaleniu pierwszej części ruch kontynuowała następna. Zasada przypomina rozwiązanie stosowane we współczesnych rakietach kosmicznych i pociskach balistycznych, ale na tym podobieństwo należy zakończyć. Konstrukcje Siemienowicza były niewielkimi urządzeniami prochowymi, pozbawionymi nowoczesnych silników, systemów sterowania, zaawansowanej aerodynamiki i odpowiednich materiałów. Nie stanowiły projektu pojazdu kosmicznego.
Ich wartość polegała na czymś innym: pokazywały, że lot rakiety można podzielić na kolejne etapy i że nie trzeba ograniczać się do pojedynczego korpusu spalającego cały zapas paliwa naraz.
Siemienowicz przedstawił również rakiety łączone w zespoły, konstrukcje odpalane z drewnianych prowadnic i urządzenia pozbawione tradycyjnego długiego drążka stabilizującego. W jednym z projektów funkcję drążka miały przejąć powierzchnie przypominające trójkątne stateczniki. Nie były one identyczne ze skrzydłami współczesnych pocisków, lecz wskazywały właściwy problem: rakieta musi utrzymywać stabilny kierunek lotu.
Interesował go też kształt dyszy i kanału wypalonego w materiale pędnym. Obserwował, że geometria wnętrza rakiety zmienia przebieg spalania oraz siłę wyrzutu gazów. Nie znał jeszcze praw dynamiki Newtona ani późniejszych równań opisujących przepływ płynów, ale prowadził doświadczenia nad zjawiskami, które w kolejnych stuleciach doczekały się ścisłego wyjaśnienia.
Czy Siemienowicz wynalazł rakietę wielostopniową?
Opis rakiety autorstwa Conrada Haasa
Określanie go po prostu „wynalazcą rakiety wielostopniowej” jest efektowne, ale wymaga dopowiedzenia. Pomysły łączenia kilku rakiet pojawiały się wcześniej. Conrad Haas i Johann Schmidlap przedstawiali konstrukcje wielostopniowe jeszcze w XVI wieku.
Siemienowicz znał przynajmniej część wcześniejszych koncepcji. Nie kopiował ich bezkrytycznie. Analizował proporcje, wskazywał słabości projektów i proponował rozwiązania bardziej szczegółowe. Jego przewagą było także to, że książkę wydrukowano w dużym europejskim ośrodku, a następnie przełożono na kilka języków.
Najtrafniej nazwać go pionierem systematycznej techniki rakietowej. Stworzył jeden z pierwszych drukowanych traktatów, w których rakiety potraktowano jako osobny przedmiot inżynierii. Nie ograniczył się do zapisania receptury. Chciał, aby konstruktor rozumiał zależności między rozmiarem korpusu, masą, paliwem, dyszą i stabilizacją.
To właśnie odróżniało jego pracę od wielu wcześniejszych zbiorów tajemnic pirotechnicznych. Siemienowicz nie tylko przekazywał wiedzę. Próbował ją uporządkować i uzasadnić.
Czy chciał zmienić rzemiosło w naukę?
Karta z książki Kazimierza Siemienowicza
W XVII wieku wiedzę o prochu, odlewaniu dział i sporządzaniu fajerwerków często chroniono jako sekret zawodowy. Mistrz przekazywał receptury uczniowi, a cechy pilnowały, aby nie trafiały one do osób postronnych. Takie podejście utrwalało doświadczenie, ale utrudniało porównywanie wyników, poprawianie błędów i tworzenie wspólnych standardów.
Siemienowicz wystąpił przeciwko temu modelowi. Uważał, że artyleria zasługuje na miejsce wśród dziedzin opartych na rozumie i wiedzy. Krytykował ludzi, którzy sprowadzali ją do mechanicznych czynności wykonywanych według odziedziczonych przepisów.
Nie odrzucał warsztatu. Przeciwnie, sam podkreślał znaczenie doświadczenia i znajomości rzemiosł. Chciał jednak, aby praktyka podlegała ocenie. Jeżeli dwa sposoby budowania rakiety dawały odmienne rezultaty, należało sprawdzić dlaczego. Jeżeli proporcje prochu wpływały na ciśnienie, trzeba było znaleźć zależność i określić granice bezpieczeństwa.
Właśnie w tym podejściu kryje się największa nowoczesność Siemienowicza. Nie wszystkie jego wyjaśnienia były poprawne. Nadal posługiwał się pojęciami odziedziczonymi po starożytnej filozofii przyrody. Jego metoda kierowała się jednak ku inżynierii: mierzyć, obliczać, porównywać i poprawiać.
Co pisał o pociskach trujących?
Karta z książki Kazimierza Siemienowicza
Jeden z fragmentów Wielkiej sztuki artylerii dotyczy pocisków trujących. Siemienowicz znał dawną przysięgę pirotechników, która zabraniała stosowania trucizn do zabijania ludzi. Pisał, że posługiwanie się nimi jest niegodne prawego żołnierza i prawdziwego chrześcijanina.
Na tym jednak nie poprzestał. W dalszej części szczegółowo rozważał działanie toksycznego dymu, wpływ ukształtowania terenu, zamkniętych przestrzeni i pogody. Znał ograniczenia podobnej broni: na otwartym obszarze chmura szybko się rozpraszała, dlatego większe zagrożenie widział w twierdzach, podziemiach i otoczonych zabudową miejscach. Omawiał także substancje, którym przypisywano właściwości trujące, choć część tych wiadomości pochodziła z dawnej medycyny, przekazów antycznych i przesądów.
Jego stanowisko nie odpowiada współczesnemu zakazowi broni chemicznej. Siemienowicz sprzeciwiał się truciu chrześcijan, ale dopuszczał użycie takich środków przeciwko Turkom, Tatarom i innym ludziom uznawanym w jego epoce za nieprzyjaciół wiary. Była to moralność wyznaniowa, stawiająca przeciwnika spoza wspólnoty chrześcijańskiej poza częścią ograniczeń obowiązujących w wojnie między chrześcijanami.
Czy artylerzystę zamordowali zazdrośni pirotechnicy?
Po wydaniu książki ślady Siemienowicza szybko się urywają. Francuski przekład ukazał się już w 1651 roku, prawdopodobnie przygotowywany przy jego wiedzy. Niedługo później autor zmarł lub zniknął z zachowanych źródeł.
Na tej niepewności wyrosła legenda. Według niej Siemienowicza mieli zamordować pirotechnicy oburzeni tym, że ujawnił strzeżone tajemnice ich zawodu. Opowieść brzmi wiarygodnie, ponieważ rzeczywiście publikował informacje, które cechy i rzemieślnicy woleli zachować dla siebie. Brakuje jednak dokumentów potwierdzających zbrodnię.
Nie znamy nawet dokładnej daty i okoliczności jego śmierci. Dlatego historię o zabójstwie należy traktować jako późniejszą hipotezę, a nie ustalony fakt. Podobnie ostrożnie trzeba podchodzić do opowieści, że sprzedał prawo do własnego nazwiska, aby finansować eksperymenty.
Prawdziwy życiorys Siemienowicza jest wystarczająco interesujący bez dopisywania sensacyjnego finału.
Jak książka z Amsterdamu podbiła Europę?
Piotr I
Wielka sztuka artylerii szybko przekroczyła granice Rzeczypospolitej. Już w 1651 roku ukazała się po francusku, w 1676 roku po niemiecku, a w 1729 roku po angielsku. Polskie tłumaczenie wydano dopiero w 1963 roku.
Przez długi czas traktat należał do podstawowych europejskich opracowań dotyczących pirotechniki i rakiet. Korzystali z niego konstruktorzy, wojskowi oraz autorzy późniejszych podręczników. Niemiecki egzemplarz znajdował się w bibliotece cara Piotra I, który intensywnie reformował rosyjską artylerię. Francuscy inżynierowie odwoływali się do obliczeń i sposobów klasyfikowania rakiet przedstawionych przez Siemienowicza jeszcze w XVIII wieku. Fakt, że książkę oficera z Rzeczypospolitej tłumaczono, wznawiano i czytano przez następne stulecia, świadczy o jej europejskim znaczeniu.
Bibliografia:
- J. J. Boguski, Kazimierz Siemienowicz, artylerzysta polski z epoki Wazów i jego poglądy na walkę pociskami trującemi, Warszawa 1930.
- J. Chojnacki, S. Kostanecki, O popularyzację dzieła Kazimierza Siemienowicza, genialnego pioniera budowy rakiet w XVII wieku, „Notatki Płockie” 19/4-78, 1974.
- K. Siemienowicz, Wielkiej sztuki artylerii część pierwsza, oprac. i tłum. R. Niemiec, red. naukowa T. Nowak, Warszawa 1963.
- M. Subotowicz, Kazimierz Siemienowicz (1650) and His Contribution to the Rocket Science, „Kwartalnik Historii Nauki i Techniki” 1957-1958.
- P. Wlodkowski, Engineering of the Highest Caliber: Kazimierz Siemienowicz and the Culmination of the Military Revolution, „Studia Historiae Scientiarum’ 21, 2022.
Lubisz czytać nasze historie?
Na historia.org.pl codziennie opowiadamy dzieje Polski i świata tak, jak na to zasługują - rzetelnie, pasjonująco, z szacunkiem do faktów. Ale żadna opowieść nie przetrwa bez tych, którzy chcą jej słuchać i ją wspierać.
Postaw nam wirtualną kawę - to darowizna, która realnie pomaga nam działać dalej. To dzięki takim gestom możemy nadal pisać o zwycięstwach, bohaterach i wydarzeniach, które zbudowały naszą tożsamość.
