Выкладываю перевод главы "конструкция и производительность луков" из 1 тома "Traditional bower's Bible"
Ссылка на .doc файл:
http://narod.ru/disk/45970044001.588bd3 ... 4.doc.htmlТекст довольно объемный для формата форума, поэтому прячу его под спойлер. Глава переведена не до конца, остальные части выложу в следующих сообщениях, или отредактирую это.
Перевод такой, какой получился, если найдете ошибки и неточности - пишите, поправим. Надеюсь, будет интересно.
[spoiler]Есть какая-то магия в деревянном луке. Простая деревянная палка, согнутая полумесяцем, внезапно оживает с мощью, способной действовать на огромных расстояниях.
Деревянный лук имеет очарование, независимое от практической пользы. Мало кто, держав его, не был охвачен сложными глубокими эмоциями.
Неудивительно, что стрельба из лука часто идет рука об руку с почти религиозным чувством. Возможно, поэтому знания в области луков насыщены непререкаемыми догмами.
Если вы хотите завязать роскошную драку, зайдите в бар лукоделов и скажите, к примеру, что куча простых пород дерева может сравняться с маклюрой или тисом в скорости выстрела, что древесина, высушенная в печи и на воздухе, дает возможность делать одинаково хорошие луки, или то, что древесина лука не дает стек перед тем, как сломаться.
Это было бы все равно как зайти в средневековый бар и сказать, что Земля круглая и вращается вокруг Солнца, а человек произошел от низших форм.
Значительная часть доктрины по поводу стрельбы из лука при беспристрастном изучении оказывается неверной и закоснелой. Эти заблуждения, особенно относительно "других" пород дерева, долгое время были "бутылочным горлышком" в деле возрождения и роста традиционной стрельбы.
Представьте количество "был-бы-лукоделов", на которых повлияли писатели от английской традиции тисовых луков; которые никогда не делали лук, потому что они не могут достать подходящего куска маклюры или тиса, с которыми можно начать учиться этому мастерству. Если традиционная стрельба надеется стать настолько же популярной, насколько популярной является стрельба из луков с синтетическими материалами, то для этого просто не найдется достаточно маклюры и тиса.
Пол Комсток с его публикацией 1988 года "Согнутая палка" возник, словно Коперник традиционной стрельбы. Эта книга добавила множество пород дерева к Osage и тису, находящихся в "центре вселенной" лукостроения. Его конструкции луков с широкими плечами и плоским животом позволили более распространенным породам дерева показать свой высокий потенциал выстрела. Эти конструкции не новы. Они стары как сама стрельба. Но их значение не было оценено приверженцами английской традиции.
Более 10 000 лет прошло с тех пор, как первый лук выпустил первую стрелу. Разнообразные конструкции появлялись на протяжении веков, каждая с набором различных вариантов. Выбор используемых материалов был не менее разнообразным. Из всего этого многообразия вариантов, какой будет лучшим выбором для вас? Ответ зависит от того, что вы хотите от лука.
В этой главе будет объяснены конструкция и эффективность всех основных дизайнов луков, новых или древних. Это поможет вам выбрать тип лука, который подойдет под ваши требования, и покажет, как лучше всего сконструировать его.
"Лучший лук" для вас, скорее всего, будет значить сочетание следующих десяти качеств:
Скорость стрелы.
Точность.
Комфортное натяжение и выпуск.
Прочность.
Соответствие условиям использования.
Красота.
Простота конструкции.
Простота ухода.
Цена или доступность материалов.
Незаметность (бесшумность)
Далее будут рассмотрены преимущества и компромиссы каждого из этих качеств в конструкциях. Первой будет рассмотрена скорость стрелы, потому что факторы конструкции, влияющие на скорость, также влияют на большинство остальных аспектов создания лука.
Скорость стрелыНавязчивая погоня за все большей скоростью выстрела может отвлечь от наслаждения традиционной стрельбой. Но это может случиться и безотносительно скорости стрелы.
Большая скорость стрелы дает, по крайней мере, три преимущества: 1) Более пологая траектория, облегчающая прицеливание на различных дистанциях. 2) Быстрые стрелы имеют большее проникновение и 3) Добыча может ускользнуть от медленной стрелы.
Заставить стрелу лететь быстрее легко - выстрелите ей из более сильного лука. Но существует предел силы лука для каждого из нас, который позволяет выполнять точное натяжение, прицеливание и выпуск. Чем использовать сильный лук, лучше сконструировать лук, который будет выпускать стелу с большей скоростью на фунт силы. Например, эффективный 50# прямой лук может бросать данную стрелу с той же скоростью, что и неэффективный 70# прямой лук. Разница в скорости стелы будет еще больше, если сравнивать луки разной конструкции.
Термин "эффективность", в применении к лукам, как и к другим механизмам, означает разницу между приложенной и полученной работой.
Но поиск этого специфичного значения эффективности неприменим к задачам стрельбы. Что действительно имеет значение для лучника - это как быстро стреляет лук в расчете на фунт силы. 50# лук, который запасает 100 единиц энергии и передает стреле 80 единиц, является энергетически эффективным. Но он не так хорош, как 50# лук, запасающий 200 единиц энергии, и отдающий стреле 120 единиц. Это измерение в скорости на фунт силы более удобно и, пока не предложено лучшее, будет применяться в этой главе.
Только два фактора определяют скорость данной стрелы:
1) Количество мускульной энергии, вложенное в лук в процессе натяжения
2) Препятствия при передаче этой энергии стреле.
Если вы больше ничего не вынесли из этой главы, запомните хотя бы это. Это простое понятие, усвоенное должным образом, приведет к легкости понимания в конструировании луков.
Препятствия при передаче энергии от лука стреле следующие:
Масса плеч.
Распределение массы.
Гистерезис ("внутреннее трение" в плече)
Вес тетивы.
Растяжение тетивы.Понимание того, как работают и взаимодействуют эти факторы, позволяет вам сконструировать более эффективный лук, который стреляет быстрее в расчете на фунт силы.
Сначала, те факторы, которые влияют на запасаемую энергию в луке, а значит и на скорость стрелы:
СИЛА НАТЯЖЕНИЯ
При прочих равных, большая сила натяжения позволяет запасти больше энергии. Эти F/D графики показывают энергию, запасаемую в типичных луках, сделанных из прямой заготовки. Один с силой 30# на 28", другой 60# 28". Площадь под кривой выражает общее количество запасаемой энергии. Это ЕДИНСТВЕННАЯ энергия, доступная для передачи стреле.
ДЛИНА НАТЯЖЕНИЯ
При прочих равных, большая длина натяжения запасает больше энергии.
Лук длиной 59" из клена, сделанный из прямой заготовки, был оттилерован до 45# на 22", стреляя 500 грановой стрелой на 128fps. Этот лук показывает 14# на 10" растяжки, и после снятия тетивы у него остался набор (усталостная деформация) на 1/2".
Он был заново оттилерован до 45# на 24", показав скорость 133fps. Сила на 10" упала до 11.5 #, и набор вырос до 3/4".
Тилер был продолжен до 45# на 26" и скорости 137fps. Сила на растяжке 10" упала до 10 фунтов, набор вырос до 1дюйма.
Каждый вариант тилера имел одинаковую силу в конце натяжения, но накапливал увеличенное количество энергии. Заметьте, как падает сила в начале растяжки, по мере того, как увеличивается набор. Как будет показано в этой главе, набор будет оставаться еще меньшим, если плечи будут шире, длиннее, или сделаны из более эластичного материала. При этом начальная сила натяжения останется высокой, запасая больше энергии и еще более увеличивая скорость стрелы.
БАЗА
В разумных пределах меньшая база дает большую скорость.
Рассмотрим два идентичных лука, один с базой 7" и 50# на 28", другой с базой 4", при этом на 28" растяжки его сила снижена до 47.5". У лука с меньшей базой первые несколько дюймов растяжки будут заметно слабее, чем у лука с базой 7". Если дернуть тетиву, она кажется вялой и звучит глухо. Лук с большей базой ощущается тугим и надежным. Интуитивно мы чувствуем, что этот лук бросит стрелу дальше и вонзит ее глубже.
Но, как это часто бывает в деле конструирования луков, наша интуиция подводит нас.
Лук с 4" базой, несмотря на его меньшую силу и вялое начальное натяжение, обгонит лук с 7" базой на пару fps. Так происходит, потому что лук с меньшей базой запасает больше энергии.
Больше энергии запасается в основном из-за того, что при 4" базе тетива перемещается на 24", в то время как при базе 7" тетива перемещается только на 21". На десяти дюймах растяжки тетива лука c 4" базы натянута на 6" с силой в 13#; тетива лука с 7" базы натянута только на 3 дюйма, и сила только 9#.
Лук с большей базой более напряжен. Законцовки в этом случае выдвинуты на 3 дюйма дальше, вызывая соответственно больший изгиб и напряжение плеч. По этой причине луки с меньшей базой могут дольше оставаться с надетой тетивой, имеют меньший набор и менее подвержены риску поломки.
Но есть и недостатки малой базы. Стрелы с разным спайном имеют тенденцию лететь вправо и влево при выполнении "парадоксе лучника" вокруг рукоятки. При малой базе тетива бьет по запястью.
Каждый лучник находит свою высоту базы, которая дает баланс между эффективностью и комфортом. Для охотников этот выбор менее гибок. Чтобы избежать скрежета оперения при натяжении лука, который может спугнуть добычу, высота базы должна быть больше длины оперения.
Изменение базы на рекурсивных луках больше влияет на эффективность, чем на прямых луках. Меньшая база приводит к тому, что тетива ложится ниже на изгиб плеча, поэтому лук в смысле длины тетивы короче в начале растяжки. Как высота базы влияет на полет стрелы и как настраивать лук будет разобрано во втором томе.
ПРОФИЛЬ ЛУКА ИЛИ ФОРМА ПРИ ВИДЕ СБОКУ
Это последний фактор, влияющий на количество энергии, запасаемой луком, и хотя его объяснение довольно длинно, он намного более важен.
На иллюстрации два 50# лука с одинаковой растяжкой. Прямой лук выпускает 500грн. стрелу c 150fps; азиатский композитный лук выпускает ту же стрелу c 175fps. Почему? Оба требуют одинакового усилия на полной растяжке, но обратите внимание, насколько больше энергии запасает композитный лук, особенно в начале растяжки. Секрет разницы в запасаемой энергии лежит в профилях луков.
Лук со снаряженной тетивой, но ненатянутый не может бросить стрелу. Энергия, доступная луку для броска стрелы - это энергия, запасаемая в плечах при натяжении лука. Чем больше работы делает плечо, тем быстрее полетит стрела.
Даже при сравнении луков одинаковой силы и растяжки, определенная форма профиля заставляет плечи лука делать больше работы.
Единственный способ запасти больше энергии при данной силе и длине натяжения - это сконструировать лук так, чтобы его было труднее натягивать в начале и середине растяжки. При этом общее усилие для натягивания лука больше, даже если при полной растяжке его сила остается той же. Никакого мистического запаса энергии для скорости стрелы не содержится в какой-то особенной древесине, стеклопластике, сухожилиях или роге. Между различными материалами для лукостроения есть довольно небольшая разница в скорости распрямления и эффективности. Виртуально вся эта магия находится в профиле лука. При изготовлении луков подходящая конструкция и мастерство гораздо важнее, чем тип дерева. У меня есть множество березовых, ясеневых, гикори, еловых и т.д. луков, которые фунт к фунту стреляют лучше, чем многие из моих тисовых и маклюровых луков. Но только потому, что они лучше сконструированы и выполнены - по той же причине некоторые тисовые и маклюровые луки стреляют лучше других тисовых и маклюровых луков.
Сухожилие говорит: "Дайте мне один из ваших деревянных луков. Я покрою его спинку сухожилиями, и он будет стрелять быстрее"
Профиль лука говорит: "Это так, но только потому, что сухожилия увеличивают силу лука и дают небольшой рефлекс. Дайте мне любой из этих усиленных сухожилиями луков и позвольте мне сделать полностью деревянный лук с тем же рефлексом, силой и растяжкой, и он будет идентичен вашему луку с сухожилиями"
Разные профили приводят к большему или меньшему запасанию энергии, в результате плечи находятся под большим или меньшим напряжением. Поэтому профили, запасающие больше энергии, требуют более широких плеч, или материалы, способные накапливать больше упругой энергии, чтобы выдерживать эти профили.
Преимущества запасания энергии для разных профилей можно увидеть даже в данном дизайне. На иллюстрации четыре лука достаточно прямой формы, один слегка рефлексивный. Все можно классифицировать как прямые D-образные луки. Все имеют 50# на 28" и демонстрируют разные естественно выработанные профили. Такие профили могут быть вызваны естественным изгибом заготовки или усталостной деформацией (набором). Набор может быть вызван использованием плеч, слишком узких для силы выбранной древесины, недостаточно высушенной заготовкой, перенапряжением в процессе тилера, превышением растяжки или другими причинами. Причина набора, дефлекса или усталостной деформации не связана с эффективностью лука. Это профиль как-есть, его форма, какой она стала после полного натяжения лука, определяет запас энергии.
Не имеет значения, что лук А сделан из сосны, маклюры, сухожилия/рога, стеклопластика или сухих макарон. Если он имеет свой профиль после использования, он может запасти только количество энергии, показанной на графике А - то же количество энергии, которое может запасти любой другой лук того же профиля.
Задача в том, чтобы сконструировать плечи, которые будут поддерживать превосходную форму профиля после того, как "разомнутся". Но как это сделать?
Разная древесина имеет различную силу сжатия, силу разрушения и показатели эластичности. Для луков, сделанных из "плохой" древесины, чтобы иметь тот же набор и поэтому стрелять так же быстро, как луки из "отличной" древесины, нужно чтобы их плечи были шире. Шире пропорционально разнице в силе и эластичности древесины.
Широкие, тонкие (а значит более гибкие) плечи из слабой древесины могут делать ту же работу, что и более узкие плечи из сильной древесины, так же как широкая линия слабых людей может поднять тот же вес, что и узкая линия сильных.
Широкие плечи содержат больше древесины, что увеличивает массу плеча, что замедляет лук, но это широкое плечо из легкого дерева, поэтому масса плеча остается примерно той же. Как выбрать материал и ширину плеча для профилей с малым набором, будет описано в "Стандартном тесте на изгиб" ниже в этой же главе.
Еще раз: если с мастерством изготовленный лук имеет меньшую деформацию после того как разработается, как B и С, он будет запасать больше энергии. Если после этого будет оставаться рефлекс, энергии будет запасаться еще больше. Все четыре лука, изображенные выше имеют одну силу и растяжку. Все одинаково тяжело удерживать на полном натяжении. Но D запасает значительно больше энергии, чем А, потому что его профиль заставляет плечи совершать больше работы в начале и середине натяжения. А будет ощущаться очень слабым на первых дюймах растяжки. D будет ощущаться тугим и крепким с самого первого дюйма.
Чтобы набор оставался небольшим, требуются широкие плечи, или сильный, более эластичный материал.
Прямые луки могут быть намеренно или нет оттилерованы до различных форм профилей. Каждая из них влияет на накопление и отдачу энергии луком.
Для того чтобы вполне в этом разобраться, нужно понять эффект угла тетивы. Угол тетивы влияет на накопление энергии так же сильно, как и любой другой фактор.
Заметьте, как для 48" лука F/D кривая растет почти вертикально на последней паре дюймов растяжки. Когда лук неожиданно становится тяжелее тянуть на этих последних дюймах, это называется стеком (дублением). При попытке понять причину этого, наша интуиция опять нас подводит.
Между 15" и 20" лук длиной 48" натягивается мягко, усилие растет около 2# на дюйм. За 20" появляется умеренное ощущение дубления, усилие растет чуть меньше 3# на дюйм. После 25" лук "упирается в стену", с усилием, растущим около 6# на последнем дюйме. Лук нещадно дубит. Вы чувствуете, что лук готов взорваться. Ваше лицо машинально морщится, ожидая града щепок.
Это почти всеобщая реакция на сильный стек. Она основана на распространенном заблуждении, что сама древесина дает стек; что дерево, приближающееся к порогу разрушения, становится внезапно тяжелее согнуть.
На самом деле верно обратное. Когда древесина приближается к точке разрушения, волокна на животе сминаются, рост силы лука на дюйм растяжки начинает падать. Это легко продемонстрировать, используя безмен (pull scale) и деревянную палку, закрепленную на одном конце.
Тогда что же заставляет лук дубить? При одинаковой силе натяжения стек полностью является результатом увеличения угла тетивы во время натяжения. Примерно 20гр. угла тетивы при надетой тетиве дает огромный механический выигрыш в начале растяжки. Каждый дюйм натяжения сдвигает концы лука лишь на несколько долей дюйма - эффект передаточного отношения (gear effect) в действии. Позже в растяжке, когда угол тетивы увеличивается, так как тетива натягивается под большим углом к концам лука, этот эффект теряется, и каждый дюйм растяжки дает такой же честный дюйм к перемещению концов плеч. "Стена" жесткого дубления.
Натяните довольно короткий лук на полную растяжку с безменом. Заметьте, насколько растет сила на фунт растяжки. Для 50# лука это будет около 2фунта на дюйм в середине растяжки, но около 5 фунтов на дюйм на последних дюймах. Теперь замените обычную тетиву тетивой в полтора раза длиннее. Эта тетива висит гораздо ниже лука. Используя безмен, снова натяните плечи на ту же величину сгиба, как на середине растяжки с нормальной тетивой. Теперь угол тетивы около 90гр, как на полной растяжке с обычной тетивой. Теперь каждый дюйм натяжения увеличивает силу почти на 4#, почти так же, как на последних дюймах натяжения с обычной тетивой, хотя плечи лука напряжены гораздо меньше, чем на полной растяжке.
Если вы еще не убедились, что стек вызывается только углом тетивы, сделайте лук длиной 56", 50# на 28", жестко дубящий, "готовый сломаться" в конце растяжки. Натяните его полностью, просто чтобы испытать это чувство в глубине желудка. Теперь приделайте к луку 6 дюймовые концы, выгнутые вперед под 45гр, превращающие лук в импровизированный рекурв.
Обратите внимание на значительно меньший угол тетивы на всем протяжении растяжки. В то время как плечи лука достигают величины изгиба, который до этого вызывал у вас защитную гримасу, вы чувствуете мягкую, приятную растяжку без ощущения стека. Плечи сгибаются намного сильнее, чем раньше. Они могут тихонько выть от нагрузки, но вы этого не замечаете. Если плечи не сломаются, они испытают значительную усталостную деформацию. Стек - это только лишь результат угла тетивы... Почти.
Два лука с одинаковым углом тетивы на полной растяжке, но имеющие разную силу в начале натяжения будут дубить по-разному. Рост F/D кривой в конце не может быть таким же крутым, если он начинается с более высоких отметок.
Понимая причины стека, теперь можно разобраться в эффекте различных профилей лука.
Обратите внимание на различные углы тетивы на иллюстрациях. Лук с гнущийся рукояткой (A) дает самый малый угол тетивы у концов плеч. Поэтому это меньше всего дубящий, запасающий большую энергию лук. Такие луки должны тилероваться с осторожностью и проницательностью: в отличие от остальных частей плеч, дерево в рукояти и вокруг нее не должно сгибаться так сильно, чтобы образовался набор. Даже небольшой набор у рукояти вызывает значительный, постоянный дефлекс или следование за тетивой.
Есть и другие преимущества луков, гнущихся в рукояти: от 8 до 10" древесины выбывают из работы при толстой, негнущейся рукоятке (даже больше для луков с широкими плечами). В результате лук с жесткой рукояткой является менее выраженным примером лука с кнутовидным тилером (с сильно гнущимися концами - пер.). До 20% больше древесины доступно для накопления энергии в луке с работающей рукояткой. В результате остальной части лука нет необходимости так сильно гнуться, поэтому это дает меньший набор и меньший риск поломки. И, так как требуется меньше древесины в середине плеч, плечи весят меньше.
У гнущихся в рукояти луков может быть получена большая растяжка, что удобно, когда нет заготовки достаточной длины. Эти луки не бьют в руку, как часто считается. Если они оттилерованы, как описано выше, они стреляют так же прекрасно, как и любой лук.
Хорошо сделанный лук с работающей рукоятью очень эффективен, но имеет некоторые ограничения. Раз рукоять является частью работающих плеч, она не может быть узкой. В результате ширина плеча ограничена минимумом в примерно 1-1.5". При большей ширине стрелы с трудом выполняют "парадокс лучника", огибая рукоять, к тому же держать рукоять шире 1-1.5 дюйма неудобно. Это ограничивает выбор древесины только сильнейшими, эластичными сортами, или силу натяжения в пределах 50#. При ширине 1-1.5" большинство твердых пород дерева будут давать слишком большой набор при большей силе, перечеркивая преимущества этого дизайна.
Безопасная, эффективная сила лука может быть повышена при увеличении длины лука, но выше 72" или около того, слишком много энергии тратится на рывок таких длинных плеч вперед. В любом случае длина может быть увеличена, добавляя вес, меняя немного меньшую эффективность на немного лучший бросок стрелы, но более широкие плечи лука 64-69" длиной будут лучшим выбором.
Средневековые английские длинные луки были результатом выбора более длинных плеч, при силе в диапазоне 120# достигая длины 80". Этот выбор был сделан, однако, по двум причинам: 1) англичанам требовались десятки тысяч заготовок, и из одного дерева можно сделать больше заготовок, если они узкие, и 2) разрез луков показывает, что они часто были сделаны из деревьев относительно малого диаметра. Почему надежные луки с широкими плечами не могут быть сделаны из заготовки малого диаметра, будет описано ниже.
Существует один тип лука с работающей рукоятью, плечи которого шире рукояти. Луки Иши и луки с северотихоокеанского побережья имеют гнущиеся рукояти около 1-1.5" или шире, с плечами часто значительно более широкими. Тилер подобных луков требует высшего уровня мастерства. Более узкие рукояти должны быть толще, чтобы держаться с широкими плечами. Но они должны быть достаточно тонкими, чтобы гнуться лишь немного слабее чем более широкая область плеча в районе рукояти. Если только они не изготовлены в совершенстве, такие рукояти оказываются перенапряженными, ломаясь или давая набор в худшем для этого месте. Эти превосходные лукоделы очевидно осознавали преимущества работающих рукоятей.
У луков средней силы гнущаяся рукоять слишком тонка для комфортного удержания. Встроенный упор из кожи, ткани, или чего-то подобного решает эту проблему. Деревянные упоры могут быть примотаны по месту, не приклеены, что позволяет рукоятке продолжать гнуться.
Луки, гнущиеся в рукояти слишком сильно, также имеют высокий уровень накопления энергии, но этот потенциал не может быть использован в полной мере. Раз большая часть изгиба происходит в относительно короткой области, меньше древесины включается в общую работу. Средняя часть лука из рога и сухожилий легко удерживает эту энергию, но дерево не может этого сделать: оно сломается, или даст очень большой набор. Луки, слишком гнущиеся в рукояти, должны гнуться слишком мало в остальном месте. Средняя часть плеча слишком толста, чтобы нормально гнуться, а это значит, в добавок к тому, что она запасает меньше энергии, эта масса должна толкаться вперед, что стоит больших энергозатрат.
В результате слишком гнущийся в рукояти лук - это очень короткий лук с бесполезными палками на концах. И все это - при чрезмерном дефлексе концов из-за неизбежного набора.
Гнущийся около ручки лук (C) имеет почти те же проблемы, что и гнущийся в ручке.
Слишком плоский (негнущийся) в рукояти, или слегка кнутовидный (D) лук также позволяет меньшему количеству древесины накапливать энергию. Поскольку только внешние концы плеч работают полностью, они должны гнуться сильнее. Этот более сильный изгиб дает больший угол тетивы. Такие плечи нещадно дубят, запасая значительно меньше энергии. Кнутовидный лук, по сути, является палкой с короткими луками на обоих концах. Это плохая ситуация, но не настолько плохая, как это показывает только F/D кривая. Эти перенагруженные внешние концы плеч менее массивны. А с трудом гнущиеся части плеч у рукояти хотя бы не дают набор. И все же, такие луки дают худший бросок, чем идеально оттилерованные.
Из кнутовидных луков, тем не менее, обычно приятно стрелять, у них мала или почти отсутствует вибрация рукояти. На самом деле луки с сильной вибрацией могут быть заново оттилерованы слегка кнутовидно, а затем укорочены достаточно для поддержания той же силы лука.
Из описанного выше очевидно, почему нормальный тилер был выбран "нормальным".
Но есть тонкости "нормального" тилера, которые стоят изучения. Плечо лука не должно гнуться в форме совершенной арки или окружности. Чтобы сопротивляться увеличению эффекта рычага, плечо должно постепенно утолщаться от концов до рукоятки. Но более толстая древесина не может гнуться так же сильно, как тонкая, перед тем как сломаться, или дать набор. Каждая область плеча должна быть напряжена на одинаковый процент безопасной величины. Чтобы добиться этого, более толстые области должны гнуться меньше чем тонкие.
Поэтому идеально тилерованное плечо будет чем-то похожим на эллипс с двумя уточнениями: 1) Область у рукояти должна гнуться еще меньше, чтобы давать незначительный или отсутствующий набор. 2) Прямые концы дают меньший угол тетивы на полном растяжении. Малые углы тетивы дают меньший стек, увеличивая запас энергии.
При постепенном изменении формы концов плеч от дефлексивности к рекурсивности, происходят две вещи:
1) Увеличивается сила в начале растяжки.
2) Уменьшается стек в конце растяжки. Соответственно растет запас энергии. Вот почему последние несколько дюймов прямого лука должны быть обычно оттилерованы чтобы гнуться мало, или не гнуться вообще.
Показанные луки имеют одинаковую растяжку и силу. Их F/D кривые заканчиваются в одной точке, но они запасают различное количество энергии:
A - лук с кнутовидным тилером, имеющий более крутые углы тетивы, дает более крутой подъем F/D кривой на последних дюймах растяжки, поэтому имеет довольно сильный стек. Следовательно, F/D кривая растет с меньших значений, что приводит к низкой силе натяжения в начале и середине растяжки. Как результат - запасается меньше энергии.
B - прямые концы, имеющие средние углы тетивы, дают почти линейную F/D кривую на последних дюймах и дают средний стек. F/D кривая растет с больших отметок, что означает большую силу в начале и середине растяжки. Энергии запасается больше, чем с кнутовидными плечами.
C, D - рекурсивные, обратновыгнутые плечи, имея малые углы тетивы, дают слегка выпуклую F/D кривую и отсутствие стека. В начале и середине растяжки сила все еще велика. Запасается еще больше энергии, чем у B.
Эта конструкция берет начальное усилие натяжения и из другого источника: рекурсивные концы сдвинуты вперед по сравнению с прямыми. Поэтому рекурсивные плечи находятся под большим напряжением при надетой тетиве.
Представьте, например, короткий рекурв, концы которого без тетивы находятся на 3 дюйма впереди рукоятки. Чтобы надеть тетиву на такой лук, его концы должны сдвинуться на 4.5 дюймов дальше, чем концы прямого лука, который имеет 1-1/2" следования тетивы (усталостной деформации - пер.). Эти несколько дополнительных дюймов дают преднапряжение плеч точно такое же, как у лука с 3 дюймами рефлекса. Сила в начале растяжки значительно возрастает.
E, F - Процент плеча, имеющий рекурсивность определяет средний угол тетивы, а следовательно, запас энергии. Плечи с очень малым рекурсивным участком по сути, не имеют преимуществ угла тетивы.
Измеренные по точкам касания тетивы, изображенные луки короче с надетой тетивой и длиннее при полном натяжении. В начале растяжки, при отсутствии эффекта рычага длинных плеч, такие луки очень тяжело тянуть. В середине растяжки, когда при обычных условиях сила натяжения стала бы некомфортно высокой, тетива отрывается от точки касания, позволяя выгнутым вперед концам работать как рычаги, что сохраняет приемлемую силу натяжения в конце. В результате такие концы работают как камы (блочного лука - пер.).
Так как конструкции такого "двухуровнего поведения" тяжело тянуть в начале растяжки, общая величина накопляемой энергии очень высока.
Величина накопления энергии каждого из "двухуровневых" профилей выше меняется в зависимости от:
А: Силы натяжения в начале и середины растяжки, определяемой:
1) Величиной рефлекса плеча без тетивы.
2) Процента длин плеча с каждой стороны от точки касания тетивы.
3) Спад угла тетивы при отрыве от точки касания. (Angle of after-contact setback)
B: Величина стека в конце растяжки, определяемая углами тетивы в последней стадии натяжения.
Основываясь на этих соображениях, специалист по примитивным технологиям Джон МакФерсон разработал очень эффективный дизайн лука, который может быть сделан в примитивных условиях с использованием только каменных инструментов. Он похож на тип "B", 60" длиной, с широкими плечами, сильно обклеенный сухожилиями, со статичными выгнутыми вперед концами в азиатском стиле. Он сделал концы как раз той длины и под тем углом, чтобы они давали максимальный уровень запаса энергии, на пределе прочности плеча. Мостики тетивы в азиатском стиле дают достаточную базу при меньшем напряжении плеч.
Наиболее запасающая энергию конструкция показана на "E", сильно рефлексивный, с выгнутыми вперед концами турецкий флайтовый лук длиной 46". 400 лет назад такие луки могли бросать флайтовые стрелы до полумили в длину. Запас энергии высок из-за высокой силы в начале и середине растяжки, в значительной степени обусловленной огромному напряжению, нужному чтобы надеть тетиву на такие сильно рефлексивные плечи. Работу на растяжение и сжатие в таких напряженных плечах выполняют сухожилия и рог.
Много объяснений было предложено относительно скорости луков турецкого стиля. Наиболее распространенное указывает, что из-за очень большого преднатяга siyahs (выгнутые вперед концы) внезапно дергаются обратно, возвращаясь назад, резко натягивая тетиву с большей обычного силой и скоростью. Но это запрягание телеги впереди лошади. Профиль лука определяет лишь то, как много энергии запасается, а не как она освобождается. Siyahs просто дают луку запасать больше энергии. В результате повышение скорости стрелы неизбежно.
Представьте лук без тетивы с плечами, закрученными вперед как спираль часовой пружины. Невероятная энергия будет придана этим плечам, когда они будут выпрямлены с надетой тетивой. В результате, можно накопить общий запас энергии, сравнимый с энергией композитного лука с siyahs. Предполагая одинаковую массу, длину и растяжку, оба лука будут иметь одинаковый бросок.
Рефлексивно-дефлексивный дизайн "D", вероятно наиболее эффективная конструкция для деревянного лука. Из-за дефлекса небольшое количество работы используется для того чтобы одеть тетиву. Раз плечи меньше работают до натяжения, они могут больше работать во время натяжения.
Находясь под меньшим напряжением с надетой тетивой, дефлексный дизайн обычно имел бы очень низкое усилие в начале растяжки. Это преодолевается использованием более толстых, тяжело гнущихся плеч. Такие толстые плечи дали бы неприемлемо тяжелое натяжение в дальнейшей растяжке, но после отрыва тетивы рычаги этой конструкции понижают усилие на полном натяжении. Толстые плечи были бы перенапряжены на полном натяжении, но они мало работают при надевании тетивы, оставляя запас работы на полное растяжение.
Предположим, два лука сделаны с одинаковым профилем без тетивы. Оба имеют одинаковую силу и растяжку. Один сделан из дерева, другой из сухожилия и рога. Какой из них выстрелит данной стрелой дальше?
Против ожидания, дерево превосходит рог/сухожилие в этом случае. Но почему? Рог и сухожилия значительно эластичнее дерева и поэтому могут накапливать больше энергии. Как может дерево превзойти рог и сухожилия?
Если оба лука имеют одинаковые профили, оба требуют одинаковой работы плеч, то оба накапливают одинаковое количество энергии. Но рог/сухожилие примерно вдвое массивнее дерева. Больше энергии требуется, чтобы бросать вперед такие тяжелые плечи.
Сильно рекурсивные, выгнутые назад профили с малым отношением длины лука к длине стрелы требуются, чтобы использовать потенциал накопления энергии рога/сухожилий.
Короткие, луки стиля Великих Равнин с выгнутой назад рукояткой, похоже, стреляют не быстрее чем прямые луки той же ширины.
Такие плечи, начинающие гнуться с большего выноса вперед при надетой тетиве и натяжении, идут к тетиве под бОльшим углом - условие для повышенного стека и уменьшенного запаса энергии. Это постепенно становится менее верно при увеличении длины лука, потому что угол тетивы соответственно постепенно уменьшается. Для луков с выгнутой назад рукоятью длиной 66" или около того преимущества сопротивления следованию тетиве перевешивают недостатки увеличенного угла тетивы.
Набор, или следование тетиве, уменьшает эффективность прямого лука, но не рекурва. Настраивая процент плеча, переходящий в рекурв или siyah, можно избежать эффекта набора, крадущего скорость броска. Есть выгода в перенапряжении таких плеч: больше энергии запасается на единицу массы. Это в меньшей степени правдиво в отношении прямых луков: плечи могут быть сделаны шире и тоньше, чтобы избежать набора, но масса вырастет слишком сильно. Некоторый набор допустим, поэтому плечи могут быть уже и легче.
Профиль лука в покое, с тетивой и полностью натянутый - все три влияют на запас энергии. Если рекурсивные концы полностью распрямляются при надетой тетиве, то лук будет иметь некоторое преимущество преднапряженных плеч при запасе энергии, но не будет иметь преимуществ малого угла тетивы в процессе растяжки. Если концы разгибаются и становятся прямыми в процессе растяжки, угол тетивы растет, уменьшая накопление энергии из-за стека. Вот почему статический рекурв, тот, у которого концы достаточно жесткие, чтобы не гнуться в процессе натяжения, более эффективен, чем работающий (активный - пер.) рекурв, у которого концы распрямляются при натяжении лука.
Все мы читали, что длина растяжки не может превышать половины длины лука. Это практическое правило широко принято. И все же все же плечи очень слабых луков, или луков с очень широкими плечами так тонки, что они могут быть согнуты почти в кольцо. Особенно, сделанные из крайне эластичных материалов.
С другой стороны, очень узкие, сильные луки, сделанные из хрупкой древесины, могут сломаться, если будут натянуты всего на треть длины.
Откуда взялось это правило, и как ему удалось прижиться?
Возможное объяснение в том, что прямые луки, натянутые больше половины своей длины дают сильный стек. Сильно дубящие луки неэффективны, их неудобно натягивать. Угол тетивы на 48", например, достигает 90град. примерно на 24" растяжки (при большем угле тетива соскочит с законцовок, если только она не закреплена).
На фотографии 48" лук, 2" шириной в середине плеча. Он имеет усилие 57# на 28". Толщина 1/4" в середине плеча. Он сделан из высушенной в сушилке доски гикори, концы немного рекурсивны, чтобы удерживать тетиву. Совершенно прямоугольное сечение плеча обеспечивает эквивалентное распределение нагрузки по всей ширине плеча. А 2" limb is more than name (?O_o?). Годовые кольца ориентированы как на иллюстрации
Этот лук немного выгнут назад в рукояти и немного рекурсивен, что вместе дает большее напряжение плеч, чем у сделанного из прямой заготовки. Вдобавок жесткая рукоять оставляет 8.5" в середине неактивными. Вся наша интуиция говорит, что лук ужасно перенапряжен. Тем не менее, его плечи принимают только средний набор. Наша интуиция снова ошибается.
Энергия может быть запасена только при напряжении дерева. Набор должен проявляться, если плечи перенапряжены. Если плечи дают набор меньше ожидаемого, они должны быть каким-то образом напряжены меньше, чем мы полагаем.
Взгляд на F/D кривую этого лука все объясняет. На той же длине растяжке и силе длинный лук запасает больше энергии, чем короткий. Очень короткий лук запасает намного меньше энергии, напрягая древесину меньше, чем подразумевает сила натяжения.
Сила натяжения полностью растянутого, очень короткого прямого лука - это по большей части стек, искусственное усилие, которое обманывает пальцы и безмен, но не стрелу.
При данной ширине плеча луки той же длины натяжения должны быть длиннее по мере возрастания силы. Ясеневый лук 56" длины с шириной плеча 1.25" сломается при натяжении до 28" и 50#. При длине 64" он не сломается, но даст сильный набор. При 72" древесина на поверхности напряжена намного меньше. Набор будет небольшой, а шанс поломки еще меньше.
Различные сечения плеча оказывают косвенный эффект на распределение массы. Но различные сечения имеют главное значение той степени, в которой они позволяют существовать определенному профилю лука.
Для фиксированной длины плечи должны быть шире по мере того, как растет сила. Описанный выше ясеневый лук 56" шириной 1.25" сломается на 28" и 50# растяжки. При ширине 1.5" он не сломается, но даст сильный набор. При 2" поверхность дерева меньше перенапряжена, набор небольшой, и шанс поломки еще меньше.
Некоторая древесина слаба при растяжении по сравнению со сжатием. Плечи из такого дерева, например из можжевельника виргинского (red cedar), должны быть шире, чтобы заставить работать большее количества дерева на растяжение. Тем не менее, при бэкинге можно безопасно сделать более узкие, более легкие плечи.
Плоский живот вовлекает больше древесины в работу на сопротивление сжатию. При большом стеке D-образные животы скорее испортятся, дав чрезмерную деформацию, чем сломавшись. На D-образных животах сперва появляются chrysals, или замятия от чрезмерного сжатия, на их очень узкой поверхности. Узкие замятия на D-образных животах затрагивают только небольшой процент ширины плеча, не так фатальны, как замятия на плоском животе, которые обычно идут через всю ширину живота. Если появление замятий вовремя обнаружено на D-образном животе, все еще можно оттилеровать сильный, надежный лук. Эти ранние замятия становятся сигналом опасности при тилере, показывая, что дерево должно быть убрано в других местах.
Большинство пород древесины в два или три раза сильнее на растяжение, чем на сжатие. Набор плеча возникает только от повреждений при сжатии. Это может продемонстрировать простой эксперимент.
Изготовьте грубый лук с плоской спинкой и животом. Сделайте чернилами отметки около каждого конца на спине и животе. Точно измерьте расстояние между отметками. Оттилеруйте этот лук для равномерного изгиба. Теперь согнув, перенапрягите его, вызвав сильную деформацию. Разрежьте лук вдоль нейтральной плоскости, отделяя спинку от живота. Половина, являющаяся спинкой снова распрямиться. Половинка живота сохранит свою сильную деформацию. Аккуратно измерьте расстояние между отметками еще раз. Расстояние на спинке не изменится. Но в результате уплотнения живота, расстояние между его точками окажется в известной степени короче.
Заготовки из деревьев меньшего диаметра будут иметь более круглую спинку, и эффект спинки с кроной, округлой спинки, часто упускают в конструкции луков. Сопротивление изгибу у дерева пропорционально кубу толщины, другими словами, кусок дерева в два раза толще будет гнуться в восемь раз тяжелее. Соответственно, более толстые центральные области делают гораздо больше работы, чем тонкие края. Такое плечо может иметь 2" ширины, но функционально, из-за кроны, это гораздо более узкий лук, вынужденный делать работу лука 2" ширины. Для наглядного подтверждения этому обратите внимание, что замятия на таких луках ограничены узкой центральной полоской на животе напротив кроны. Замятия на луках с плоским животом и спинкой идут почти от края до края. Плечи с большой кроной фактически являются узкими плечами с мертвым весом по бокам. Поскольку узкие плечи должны делаться длиннее, чтобы избежать набора или поломки, то плечи с большой кроной должны быть длиннее и уже.
При изготовлении слабых луков из заготовок с кроной, плечи должны быть сужены, как на "B".
Тонкие, едва работающие края - это просто мертвый груз. Так как слабые луки недонапряжены, плечи могут быть толще относительно ширины.
С широким животом, сопротивляющимся сжатию, лук с большой кроной будет давать минимальный набор. Но его узкая спинка будет опасно перенагружена. Деревья малого диаметра, или заготовки из внутренней части ствола следует использовать только для слабых луков, или более длинных. Конечно, здесь есть и некоторые исключения. Некоторые породы дерева сильнее других на растяжение. В определенной степени, верно, что такая древесина может выдерживать напряжение большой кроны. Два дерева, которые хорошо работают на растяжение это гикори и вяз.
Более короткие, широкие плечи имеют более выраженную крону спинки. Деревья большего диаметра требуются создания широких луков. Заготовки с округлой спинкой, заготовки, вырезанные из более глубокой части дерева формировались, когда дерево было меньше. Их большие кроны должны быть сработаны до одного годичного кольца, но это "освобождение" стоит усилий:
Есть лишь один способ сделать сильный, надежный широкий лук из заготовки малого диаметра - снятие кроны! При этом заготовка малого диаметра приобретает прямоугольную, равномерно напряженную форму сечения. Плечи со снятой кроной равномерно напряжены в каждой точке их ширины.
Снятие кроны деликатная операция: древесина должна сниматься так, чтобы обнажаемые годовые кольца шли строго параллельно по всей длине лука, если смотреть со спинки. Древесина должна также удаляться так, чтобы новая поверхность спинки шла в точности параллельно изначальной поверхности дерева.
Это дает гарантию, что волокна древесины останутся нетронутыми, не будут обрезаны поперек. Такие плечи будут почти такими же крепкими, как сделанные из заготовки большего диаметра с естественной плоской поверхностью. Они будут намного крепче, чем оставленные с большой кроной. Заготовки, относительно слабые на растяжение в этом особенно выигрывают.
Если по какой-то причине годовые кольца спинки с удаленной кроной не вполне параллельны по всей длине плеча, тонкий бэкинг будет гарантировать полную безопасность. Сухожилие или преднатяженный шелк особенно эффективны на тонких, широких, прямоугольного сечения плечах со снятой кроной, придавая таким плечам больший рефлекс.
ОБЗОР РАЗМЕРОВ ПЛЕЧ
Чтобы достичь эффективных значений усталостного набора и надежности:
Более короткие луки должны быть шире, или слабее, или должны быть сделаны из более сильной древесины, или древесины со снятой кроной, или иметь меньшую растяжку, чем длинные луки.
Узкие луки должны быть длиннее, или слабее, или сделаны из крепкой древесины.
Более сильные луки должны быть шире, или длиннее, или с меньшей растяжкой, или из более крепкой древесины, или с более плоской кроной, чем слабые луки.
Луки из слабой древесины должны быть шире, или длиннее, или меньше по силе натяжения, или с меньшей растяжкой, или с более плоской кроной, чем луки из крепкой древесины.
Луки, имеющие крону в сечении, должны быть уже и длиннее, или слабее, или с меньшей растяжкой, или быть сделаны из древесины, лучше выдерживающей растяжение, чем для луков с прямоугольным сечением.
Самый быстрый деревянный лук, который мне доводилось испытывать, был сделан Джеем Мэсси. Всего 56" длиной, этот лук давал 66 фунтов на 27" и стрелял 500 грановой стрелой на 184 fps.
Секрет его скорости, конечно, был в его профиле. Он сам был уроком хорошего профиля - короткий для меньшей инерции, рекурсивный для меньшего стека и высокого накопления энергии, и рефлексивный для высокой начальной силы натяжения. Чтобы поддерживать свой высоко энергозапасающий профиль, он был сделан 2" шириной с бэкингом из сухожилий.
***
Все факторы, рассмотренные до сих пор, влияют на скорость стрелы - сила, растяжка, величина базы и профиль лука - определяют количество энергии, запасаемой в его плечах. Но при выпуске, когда эта энергия начинает переходить в стрелу, начинают играть роль следующие препятствия.
МАССА ПЛЕЧ
Средней длины прямой лук с силой 50 фунтов весит около 23 унций (~650г. 1 унция - 28.35 г. - пер.). Для луков такой силы, длины и массы разница в одну унцию в массе плеч в среднем влияет на скорость стрелы примерно на 1fps. Для луков средней силы разница в один фунт силы примерно дает разницу в 1 fps скорости. Снижение массы плеч позволяет луком с меньшей силой сравняться в броске с более сильными луками.
Более тяжелая древесина обычно сильнее и эластичнее, поэтому меньше дерева нужно для совершения того же количества работы. Более легкая древесина обычно слабее и менее эластична, требуя больше дерева для той же работы. Но масса остается примерно равной для луков одной силы, сделанных из легкой и тяжелой древесины.
Некоторая древесина запасает немного больше энергии на фунт веса, чем другие. Но в этом отношении различие существует больше среди разных заготовок одной породы, чем среди заготовок разных пород.
Когда ширина дерева удваивается, сила, жесткость и сопротивление изгибу удваивается. Но когда удваивается толщина, сила увеличивается в восемь раз, что означает, что в восемь раз больше энергии может быть запасено на дюйм изгиба. Узкие плечи той же силы изгиба имеют по этой причине значительно меньшую массу на единицу накопленной энергии, чем широкие, тонкие плечи.
Но природа не дает ничего бесплатно. В восемь раз больше работы требуется для всего вдвое большего количества древесины. Чем-то приходится платить. Если узкие, толстые плечи согнуть так же сильно, как и их тонких собратьев, они сломаются, или дадут очень большой набор. Узкие, толстые плечи должны делаться длиннее, чтобы уменьшить напряжение. А длинные плечи, как мы увидим далее, имеют свои недостатки из-за массы.
Для определенной длины плечи должны быть узкими, насколько это возможно, при том что: 1) имеют запас надежности против поломки, и 2) не дают чрезмерный, крадущий скорость набор.
Эта ширина различна для каждой породы дерева, и для каждой заготовки одной породы. Чтобы определить оптимальную ширину для различных пород и заготовок, смотрите "Стандартный тест изгиба древесины" ниже в этой главе.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ
Длинные, тяжелые плечи дают медленный бросок стрелы. Но почему? Даже если прикрепить утяжелители к плечам, разве кинетическая энергия не будет передана тетиве, когда плечи дергаются обратно, резко натягивая ее?
Это как спрашивать, что запустит шарик для гольфа быстрее, грузовой поезд, имеющий скорость 10 миль в час, или клюшка для гольфа, имеющая скорость 100 миль в час. В грузовом поезде запасено значительно больше энергии, но 10 миль в час это 10 миль в час. Слишком длинные и тяжелые плечи возвращаются назад слишком медленно. Они могут лишь медленно хлопнуть тетивой.
Большая часть энергии, запасенной в длинных и тяжелых плечах, остается в них после выпуска, превращаясь в хэндшок, звон тетивы и вибрацию плеч. Вот почему медленнее летящие, очень тяжелые стрелы покидают лук бесшумно. Тяжелые стрелы делают лук более энергетически эффективным, так как большее количество энергии успевает покинуть лук вместе со стрелой.
Вот почему флайтовые луки похожи на клюшки для гольфа: короткие, малой массы, быстродвижущиеся плечи. Стрелы для флайта, достаточно легкие чтобы не быть обузой для таких легких плеч, могут быть выпущены намного быстрее, чем стрелы нормального веса. Те же самые стрелы для флайта, выпущенные из английского боевого лука той же силы, будут значительно медленнее.
Имеет большое значение, как масса распределена по плечу лука. Вес, расположенный около концов, значительно замедляет бросок. Тот же вес дает соответственно меньший эффект, будучи расположен ближе к рукояти.
На луках средней длины и силы 65 гранов веса на концах лука дают изменение скорости примерно на 1fps. Больше унции веса должно быть помещено в середине плеча, чтобы замедлить бросок на тот же 1fps (437 гран равны 1 унции). Унция веса на концах плеч замедляет бросок примерно на 7fps. Унция веса около рукояти фактически не оказывает влияния на скорость.
Скорость броска может быть увеличена смещением массы к рукояти, позволяя совершать большую часть работы широкой, более массивной древесине около рукояти.
Если лук заданной силы тилерован так, что чрезмерно гнется около рукояти, области в середине и на концах плеч очевидно выполнены слишком широкими или толстыми в процессе тилера, и поэтому более массивны. И они массивны в том месте, где масса наиболее затратна для броска. Одно из преимуществ идеального тилера в том, что масса не только снижена, но и ИДЕАЛЬНО распределена.
Несовершенно тилерованные луки часто бьют в руку при выпуске. Чтобы дернуть руку, требуется энергия. Если лук был сконструирован и тилерован правильно, эта энергия будет передана стреле.
Узкие, толстые плечи обладают меньшей массой, чем широкие и тонкие. Средний кусок дерева сечения 1/2х1/2" и длиной 1.25" весит примерно 65 гран. В лучших/худших сравнениях, несколько fps скорости могут быть получены при сужении области на концах плеч.
Ширина и вес концов плеч менее важна на более коротких луках.
Три дизайна на иллюстрации представляют основные разумные варианты формы плеч во фронтальной плоскости. Каждый из них влияет на расположение массы, и поэтому на производительность.
"А " – Пирамидальные плечи имеют гораздо больший процент работающей древесины около рукояти. Такие плечи достаточно постоянны по толщине на всей длине. Поэтому дерево около рукояти может гнуться сильнее, чем обычно. Будучи шире, древесина около рукояти теперь накапливает бОльшую часть общей энергии. Это значит что "меньше лука" требуется в наружной, средней части плеч. Поэтому несколько унций массы смещено к рукояти. Внешние концы плеч теперь легче там, где легкость наиболее важна. Этот гнущийся-у-рукояти дизайн также дает больший запас энергии из-за благоприятного угла тетивы. Обычно такие круглые в рукояти луки бьют в руку, но более легкая середина плеч и почти невесомые концы предотвращают такую вибрацию.
Это эффективный дизайн, но часто непрактичный: если только лук не изготовлен из дерева необычно большого диаметра, очень широкая область около рукояти будет иметь чрезмерную крону (выпуклость). Уплощение кроны решило бы эту проблему, но это таит некоторые опасности. Уплощение и бэкинг надежно решают проблему. Вопрос состоит в следующем: стоят ли дополнительной работы 4 или 5 fps, выигранные у дизайна "С".
"B" – в противоположность "А", узкая часть дерева у рукояти не может сильно гнуться без того чтобы дать набор, или сломаться. Поэтому "больше лука" требуется в середине плеч. В результате растет масса в середине и у законцовок, что стоит скорости стрелы. Большая часть запасаемой энергии заключена в достаточно короткой части плеч, которая будет перенапряжена, если не сделать ее шире. При увеличении ширины масса растет еще больше. Конструкция лука, гнущегося в середине плеч, имеет сниженный запас энергии из-за более крутого угла тетивы.
"С" – Этот дизайн находится между "А" и "В" в смысле количества древесины, вовлеченного в работу в середине плеч и у рукояти. Масса распределена соответствующе. Запас энергии также лежит между этими двумя дизайнами. Подходящий диаметр бревна одинаков для "В" и "С".
На первый взгляд кажется бессмысленным заботиться о различии в пару fps скорости стрелы. Но каждый fps эквивалентен примерно 1 фунту силы натяжения. Есть несколько областей в данных дизайнах, где скорость может быть повышена от 1 до 5 fps. Общий эффект может быть значительным. Два прямых лука 40 и 60 фунтов легко могут иметь ту же скорость броска.
Длина лука
Взмахнуть клюшкой двухфутовой длины легче, чем трехфутовой. Для лука легче махнуть двухфутовым плечом, чем трехфутовым. Для двух луков с одинаковой силой и растяжкой, один 4 фута длиной, другой 6 футов длиной, вы ожидаете от короткого лука большей скорости стрелы. Но опять умозаключение не выдерживает проверки практикой.
Короткие луки выпускают стрелы того же веса с меньшей скоростью, потому что короткие плечи нещадно дубят, запасая меньше энергии.
Следующие луки имеют каждый примерно по 1.5’’ следования тетиве и дают 50# на 28''. Каждый хорошо тилерован и выполнен, и дает, наверное, лучшую производительность для своей длины и набора (деформации). Каждый был измерен на хронографе с 500 грановой стрелой.
Это приблизительные результаты. Десятки луков каждой длины должны пройти тесты для полной надежности. Но вряд ли эти цифры будут значительно меняться в обе стороны.
Длина, дюймов FPS Ширина в середине плеча, дюймов Масса, унций
48, Гикори 135 2.75 17
52, Ясень 144 2 и 3/8 18
56, Тис 150 1 и 5/8 19
59, Гикори 151 2.25 22
65, Маклюра 151 1.5 24
66, Гикори 153 2 23
67, Клен 153 2 23
69, Береза 151 1.75 21
70, Тис 150 1 и 1/8 21
78, Вишня 148 1.5 24
88, Клен 142 1.25 30
94, Клен 136 1.25 35
Для луков различной длины, чтобы достичь одинаковой деформации, более длинные луки должны быть уже и толще, более короткие – шире и тоньше. Сильная, эластичная древесина делается, конечно, уже, чем более слабая.
Натягивать 94’’ лук одно удовольствие – абсолютное отсутствие стека. Как и ожидалось с таким малым углом тетивы, у этого лука самая выпуклая f/d кривая, и он накапливает больше энергии, чем любой другой. Но 94'' это куча дерева, которую нужно тащить вперед. Как результат – его скорость броска равна той, что дает средний 40 фунтовый лук.
Другая крайность, 48'' лук, дубит резко и некомфортно, и он также дает ту же скорость броска, что и 40# лук. На практике, более короткие селфбоу обычно дают даже худшую производительность, чем в этом тесте. Такие короткие луки делаются особенно широкими, чтобы избежать чрезмерного набора в плечах. Чтобы справедливости теста следование тетиве должно было быть одинаковым. Но более короткие луки обычно следуют тетиве сильнее длинных луков, и поэтому дают еще меньшую скорость броска, чем показано.
Отталкиваясь с отправной точки 66-67'' для растяжки в 28'', идеальная длина лука увеличивается и уменьшается вместе с длиной растяжки, и поправка в 2 дюйма длины на дюйм растяжки будет очень близка к правильной.
В зависимости от того, как будет использоваться лук, лучник может мудро променять пару фунтов эффективности на маневренность короткого лука, или плавность натяжения и точность длинного лука.
Как было рассмотрено в «Профиле плеча», рекурсивные плечи дают коротким лукам характеристики малого стека длинного лука. Это, в сочетании с малой инерцией и массой короткого лука, дает очень скоростные луки.
Как пример – вот «победитель» - 50 фунтовый кленовый лук из теста выше, в сравнении с двумя луками той же силы, тисовыми рекурвами, покрытыми сухожилиями и рекурвом из гикори. Обратите внимание, как возрастает скорость стрелы по мере того, как уменьшается длина и масса плеч:
Длина, дюймов FPS Ширина в середине плеча, дюймов Масса, унций
67, Прямой клен 153 2 23
60.5, Тис с сухожилиями 162 1.75 21
59, Гикори, рекурв 160 2 22
51.5, Тисовый рекурв с сухожилиями 168 1.75 18
Рекурсивные луки быстры! Но для точности в стрельбе по мишени более длинные, с прямыми концами луки будут более подходящими.
Обратите внимание на геройскую производительность высушенного в сушилке, со снятой кроной без бэкинга, обошедшегося в $3.50 на лесопилке лука из гикори. С меньшей рекурсивностью, лишенный помощи сухожилий, он в 2 fps скорости от соседнего тисового рекурва, покрытого сухожилиями. Абсолютно плоская спинка и живот этого лука объясняют его производительность.
[/spoiler]
Вход
Регистрация
FAQ
Поиск
оставим 