Тест неоперенными стрелами.
На лукомании мне недавно попалась замечательная статья: НАСТРОЙКА ТРАДИЦИОННОГО ЛУКА.
http://www.bowmania.ru/forum/index.php?topic=2110.0.
Оригинальный текст —
http://bowmaker.net/tuning.htm.
Не попробовать было невозможно. Тем более, что я не успел приклеить перья на несколько стрел.
Первые же результаты стрельбы показали настолько странные результаты, что мне захотелось разобраться в физике происходящих процессов. Пришлось сесть за стол и проанализировать полученные результаты. Вот результаты анализа я и здесь и предлагаю обсудить. Они на мой взгляд любопытны. Я, кстати, ни в коем случае не претендую ни на непогрешимость суждений, ни на навязывание своего мнения. Я просто описываю то, что у меня получилось.
Особенности полета оперенных и неоперенных стрел.
Если выпуск стрелы идеальный то процесс происходит примерно так, как описано в статье. Но вот если тетива скатывается с пальцем, а это у традиционщиков в той, или иной мере происходит всегда, то картина существенно меняется. Хвостовик стрелы получает боковой (и вертикальный) импульс при выстреле, который приводит к вращению стрелы вокруг центра тяжести и значительно влияет на полет стрелы. Далее я называю этот процесс дрейфом хвостовика стрелы. Что конечно не точно с физической точки зрения, но позволяет не расписывать многократно один и тот же физический процесс.

На рисунке. 1 в левой колонке схематично показаны фазы движения оперенной и неоперенной стрелы при наличии дрейфа хвостовика стрелы влево. Как я уже упоминал, дрейф хвостовика возникает из за скатывания тетивы с пальцев. Неоперенная стрела из за дрейфа хвостовика вращается вокруг центра тяжести по часовой стрелке. И это вращение, из за отсутствия оперения не исчезает после вылета стрелы. Как результат, при грязном выпуске, стрела пролетев примерно 10 метров может впечататься в мишень боком, или войти в мишень под углом скажем, 30 градусов.. При этом стрела гнется. Но и это еще не все. Аэродинамические силы, при взаимодействии с колеблющейся наклонной стрелой приводят к скольжению стрелы вбок или вверх, или в обе стороны одновременно. Крылом здесь служит весь корпус стрелы. На эффект бокового скольжения стрелы накладываются колебания наклонной стрелы в воздушном потоке. Тут вообще сложно что то предсказать. Может проявиться эффект свистка. Когда колебания стержня в воздушном потоке не затухают, а наоборот усиливаются. Итог бывает самый удивительный. Неоперенная стрела не долетая до мишени может сделать горку и улететь в лес. Или не долетая до мишени, свернуть вправо с тем же результатом. Идеальное средство для стрельбы из за угла.
Чем меньше дрейф тем меньше описанные эффекты. При идеальном выпуске неоперенная стрела попадает туда, куда целился стрелок.
Если дрейф хвостовика стрелы направлен вправо, то происходит тоже самое, но в другую сторону. Но с одним ограничением. Хвостовик стрелы, может снести полку или оставить зарубку на рукояти лука. У меня при таких экспериментах отрывало хвостовик стрелы. Сразу же возникает вопрос! Это каким же образом может возникнуть правый дрейф на право-ручном луке если тетива скатывается с пальцев?
Не вопрос! Это легко получить если выпускать тетиву в движении при наличии контакта тетивы со скулой лица. В этом случае тетива при спуске катится вправо по лицевой кости.
Аналогичный эффект появляется, если неправильно стоит локоть лучной руки. При выстреле пальцы уходят вперед от лица.
А вот полет оперенной стрелы происходит несколько не так. На Рисунке 1 в правой колонке показана грубая схема движения оперенной стрелы при наличии дрейфа хвостовика.
Оперение здесь играет роль аэродинамического тормоза, поэтому колебания стрелы затухают значительно быстрее, но и центр колебаний находится теперь не в центре тяжести, а значительно смещен в сторону хвостовика. Из за наличия дрейфа, хвостовик смещается влево, вслед за ним смещается и вся стрела. В итоге стрела попадает влево от точки прицеливания. И тем левее, чем сильнее дрейф хвостовика.
Как итог, получаем горизонтальный разброс стрел в зависимости от чистоты выпуска. Причем оперенные стрелы, при наличии левого дрейфа всегда сносит влево. Стрелы с правым дрейфом сносит вправо, если конечно нет других ошибок выпуска стрелы. Например дерганья лучной руки.
Есть еще один интересный эффект, который приводит к расхождению результатов стрельбы оперенными и неоперенными стрелами. Неоперенные стрелы не имеют аэродинамического тормоза в виде оперения. Поэтому они медленнее тормозятся воздушным потоком и могут планировать. Это тоже надо учитывать при настройке лука.
В качестве иллюстрации к вышесказанному привожу рисунок 2.

Здесь приведена фотография тестовых попаданий оперенных и неоперенных стрел. Для чистоты эксперимента стрельба проводилась без предварительной пристрелки с расстояния 10 метров.
Из рисунка видно, что неоперенные стрелы успели повернуться на 45 градусов по горизонтали и вертикали . Так они и вошли в мишень. Центр тяжести оперенных и неоперенных стрел находится в одном и том же месте. Но оперенные стрелы вошли в мишень перпендикулярно. Слева в верху видна стрела выпущенная с правым дрейфом. Она имеет противоположный горизонтальный наклон. Стрела погнута. Такие эксперименты для стрел бесследно не проходят.
Колебания стрелы.
у и конечно нельзя забывать о колебаниях стрелы.
Стрела (особенно алюминиевая) это резонатор с приличной добротностью и может совершить немало колебаний, пока колебания не затухнут. Поскольку колебания происходят в двух плоскостях, то наконечник стрелы рисует в пространстве фигуры Лиссажу. По этой причине, на расстоянии, по крайней мере до 14 метров, стрелы могут аккуратно лечь в круг вокруг центра мишени, и ни одна стрела не попадет в центр. Очень примечательный результат.
Часто стрелы ложатся в прямую линию или образуют эллипс. Все зависит от соотношения фаз колебаний разных стрел и дистанции до мишени. При выстреле неоперенной стрелой часто возникает оптическая иллюзия, что стрела в полете скручена спиралью. Этого не видно при стрельбе оперенной стрелой. Мешает взмах хвостовика перед глазами.
На рисунке 3. показан типичный пример такого эффекта. Стрелы выстроились в мишени в линию. Пример не безупречен. Такой результат может быть получен и за счет других эффектов.

По этой же причине оперенные стрелы могут входить мишень под углом не равным 90 градусов в горизонтальной плоскости. На рисунке 5 виден этот странный эффект.

Неоперенные стрелы вошли правильно. Строго перпендикулярно. А вот оперенные стрелы вошли под углом. Стрельба велась с 14 метров. На таком расстоянии оперение должно было выровнять стрелу вдоль траектории полета. На рисунке 4 показан механизм такого процесса. Стрела входит в мишень, когда она изогнута вследствие колебательного процесса. Затем стрела выпрямляется и оказывается что на торчит под углом к плоскости мишени.

Настройка лука и анализ ошибок.
В оригинальной статье предлагалось настраивать лук в вертикальной плоскости путем перестановки седла. Собственно других вариантов настройки у монолитного традиционного лука и нет. Но тут есть варианты. В статье предлагается выставить такое положение гнезда, при котором неоперенные стрелы входят в мишень немного ниже оперенных. Но оперенные и неоперенные стрелы летят по разным траекториям. Поэтому свести точки попадания разных стрел можно только на конкретной дистанции стрельбы. На других дистанциях такого сведения не получится. И не факт, что это лучший вариант настройки. У неоперенных стрел есть замечательная особенность. Они хорошо планируют и медленно тормозятся воздушным потоком. Тестовый отстрел показал, что можно выставить седло так, при наличии одного и того же угла возвышения стрелы точка попадания неоперенных стрел одна и та же как на 10 так и на 18 метрах. На больших дистанциях я не оперенными стрелами не стрелял. При малейшей ошибке, полет стрелы уже непредсказуем.
Принцип настройки такой
Выставляю возвышение седла на 5 мм. Стреляю с дистанции 9 метров. Отхожу на 18 метров стреляю еще. Поднимаю седло, и повторяю пару выстрелов пока высота попадания стрел не совместится
У меня попадания совместились при возвышении седла в 7мм.
При такой настройке седла, стрелять оперенными стрелами очень комфортно. Никаких забросов стрел нет.
С горизонтальной настройкой лука все сложнее. Если в центре мишени повести вертикальную линию и навести на нее наконечник стрелы, то при правильной настройке толщины полки, неоперенная стрела должна в попасть как можно ближе к линии. Стрела должна войти строго под углом 90 градусов по горизонтали. То есть без дрейфа хвостовика вызванного грязным выпуском. Но оперенная стрела войдет несколько левее чем неоперенная. Возможно придется еще подрегулировать полку для учета сноса стрелы. А может и нет. При чистом выпуске снос стрелы влево минимальный. Все в рамках ошибок лучника.
Ну и несколько слов о контроле правильности выстрела. Сейчас я постоянно держу в колчане несколько неоперенных стрел. Если вдруг начинаются непонятки с разбросом стрел. То подхожу на 10-14 метров и проверяю правильность выпуска неоперенными стрелами. Ошибки выпуска сразу видны.
Кажется все! Я не утверждаю что все тут правильно, но зато интересно.