Аэрокосмический инженер объясняет механику более высокой скорости стрелы, повышения точности и облегчения стрельбы.
Стрельба из лука больше не означает направлять его в небо и пускать стрелу вдаль. Теперь вы можете навести стрелу на цель и поразить ее благодаря технологии блочных луков. Давайте разберемся, как они работают.
Цель любого типа лука - взять силу, которую лучник вкладывает в него, и передать эту работу - или энергию - стреле. Когда вы натягиваете лук назад, энергия, которую вы прикладываете, накапливается в согнутых конечностях. Когда вы отпускаете тетиву, конечности возвращаются в свое нейтральное состояние, обменивая свою потенциальную энергию на кинетическую энергию, приложенную к стреле.
Как и во всех механических системах, здесь есть потери: количество энергии, приложенной к стреле, меньше, чем количество энергии, которое лучник прикладывает к луку. Цель конструкции лука - минимизировать эти потери. Чем больше энергии приложено к стрелке, тем быстрее она летит, и чем быстрее она летит, тем более плоской ее дуга. А более плоская дуга означает лучшую точность.
Джефф Озанн, дизайнер луков из компании Mathews Archery, говорит, что его луки на 87-89 процентов эффективны при передаче энергии, переданной лучнику, на стрелу. Это замечательно - современный автомобиль, например, превращает горение в движущую силу лишь на 25-35 процентов.
Сила x Расстояние
Еще в старшей школе вы узнали, что работа (энергия) - это функция силы, умноженной на расстояние. Вот что вы видите на кривой силы натяжения. Горизонтальная ось X - это расстояние, на которое натянут лук, а по вертикальной оси Y - вес, необходимый для натяжения лука на соответствующее расстояние. Суммарная работа (или потенциальная энергия), которую вы вкладываете в лук, - это область под кривой (заштрихована синим цветом).
Выше вы можете видеть, что радиус внешнего кулачка намного больше, чем внутренний кулачок, что обеспечивает высокое передаточное число. В конце цикла вытяжки передаточное число кулачка максимизирует величину умножения вашей силы, делая ее настолько большой, что она превышает энергию, запасенную в конечностях. Это то, что обеспечивает выход.
При полном натяжении составные луки имеют «заднюю стенку», которая не позволяет луку растягиваться дальше. Это может быть достигнуто либо за счет механического упора, либо за счет резкой впадины на кривой силы натяжения кулачков, которая превышает величину силы, которую вы можете приложить, не позволяя вам тянуть струну дальше.
Собираем все вместе
В поле вы становитесь свидетелями кульминации всех этих факторов. Зафиксируйте расцепитель на D-образной петле, одной рукой надавите на подступенок, а другой потяните тетиву назад, и вы сначала почувствуете полный вес выбранного лука. Несмотря на то, что мы тянем 70 фунтов на луке, кулачки умножают нашу входящую энергию, тем самым накапливая в согнутых конечностях больше потенциальной энергии, чем мы прилагаем.
Когда ваше натяжение достигнет максимальной длины, вес внезапно снизится, что позволит вам удерживать лук устойчиво, пока вы ждете, пока не появится цель. Например, у Mathews Halon 5, который я снимаю, выброс 75 процентов. Итак, хотя вначале мне нужно потянуть 70 фунтов, к тому времени, когда веревка окажется у моего уха, у меня останется только около 18 фунтов.
Отпустите тетиву, и конечности отскочат наружу, потянув тетиву вперед и направив стрелу. Это происходит почти в тишине, поскольку шум приравнивается к потере энергии. На скорости 353 фута в секунду Halon выпускает свои стрелы по очень плоской дуге, увеличивая относительную точность наших выстрелов.