Аннотация: Дополнительная глава из книги "Азы выживания". Или теоретическое объяснение практическому применению лука и стрел в век лазерного оружия и дальнобойных винтовок с оптическими прицелами.
Дополнительная глава из книги "Азы выживания".
Или теоретическое объяснение практическому применению лука и стрел в век лазерного оружия и дальнобойных винтовок с оптическими прицелами.
Ну кто же не знает что такое лук и стрелы? Спроси и любой ответит, что он лично, в детстве срезал ореховую палку, сгибал ее слегка дугой и привязывал к ней нетолстую веревку как тетиву. Это и был самый, настоящий лук. Для стрел вполне годились ошкуренные ветки ивы, в крайнем случае штапики для окон. Оперение из скотча, наконечник свернут из жести от консервной банки. Такой стрелой с пяти метров он лично пробивал доску дюймовку наскрозь.
И все это будет сказано уверенным тоном, не терпящим возражения и без всякого подозрения на сомнение. Вот только изображение луков на исторических картинках ну ни как не напоминает свежесрезанную палку с веревкой вместо тетивы, да и стрелы почему-то, какие-то на вид затейливые. Кому верить? Не понятно.
То что стрелами из луков человечество за всю свою историю застрелило людей и животных больше, чем из всех современных ружей, винтовок, пулеметов, пушек и заодно уничтожило в газовых камерах, атомными и водородными бомбами исторический факт, но верится в такое как-то с трудом. Да действительно лук очень серьезное оружие, если конечно, лук не из палки со шнурком вместо тетивы.
Сразу же оговорюсь, лук еще инструмент для какой-то конкретной работы и в некоторых случаях вполне подойдет и лук из палки, со шнурком вместо тетивы. Например, для стрельбы из лука рыбы. Стрельба практически в упор, высокая скорость полета стрелы необязательна, да и сам лук со стрелами вполне могут оказаться для этой охоты одноразового применения. Чего ж тогда делать лук и стрелы по высшему качеству? Опять же для установки такого лука в качестве самострела или обычной пружины в какой-то ловушке, тут тоже мудрить с качеством лука совсем необязательно. Другое дело, если мы захотим сделать лук дальнобойным и заодно высокоточным, тут уже можно в работе по изготовлению лука и стрел помудрить. Но опять же в разумных пределах, а не ради самого процесса.
Главным качеством лука (и любого другого стреляющего оружия тоже) является энергия убойного элемента (стрелы) на какой-то дистанции. Обычно, чем больше эта энергия тем лучше. В огнестрельном оружии используется энергия пороха. Энергия у снаряда в огнестрельном оружии может быть практически любой, ограничения только разумных пределах и удобстве в применении самого оружия. С луками другая картина. Большей энергии, чем ручное натяжение тетивы от лука не получишь. Вот только эту энергию от натянутой вручную тетивы иможно, и надо отдать стреле. С как можно меньшими потерями.
Опять же есть законодательные ограничения в максимальной силе лука и это тоже надо соблюдать в обязательном порядке.
Итак, начнем со средней силой самого лука.
1)Лук из ореховой палки с веревкой вместо тетивы: начальная сила натяжки тетивы 5 кг и конечная, при максимально растянутом луке (разрешенные законом) 20 кг. Складываем начальную силу с конечной и делим на два (измерения силы лука). Получаем среднюю силу (5+20):2=12,5 (кг)
2)Лук спортивный, обычный из магазина. Начальная сила 10 кг, конечная 20 кг. Средняя сила лука (10+20):2=15(кг)
3)Лук блочный, тоже из магазина. Начальная сила 20 кг, конечная 18 кг. Средняя сила (20+18):2=19 (кг).
Во всех трех случаях была применена максимальная сила натяжения 20 кг, но почему блочный лук оказался самым лучшим, по моему, рассказывать не надо. Блоки лука создали условия для наилучшего распределения сил.
Но не надо думать, что блоки на луке это самая последняя вершина истины. Любая техническая задача имеет бесконечное множество решений и блоки на луке лишь одно из всех возможных решений. То же решение можно рассмотреть на обычной пружине.
Берем короткую пружину и с помощью динамометра и обычной линейки измеряем силу сжатия пружины на каком-то отрезке расстояния. Получаем, к примеру, что на растоянии в 5 сантиметров сила пружинки изменилась от 5 кг до 20 кг. Не забывайте, что это только пример. Средняя сила =12,5 кг
Теперь возмем длинную пружину и подожмем ее до какого-то начального предела и снова замерим изменение силы на отрезке в 5 сантиметров. Будет уже 15кг и (снова) 20 кг. Средняя сила =17,5 кг.
Конкретно на луках без блоков тоже решение достигается следующими путями.
На большом английском луке максимальное натяжение тетивы приводит к незначительному перемещению концов плеч лука и сила лука меняется от начальной к конечной на незначительную величину. Естественно, что у короткого лука изменения начальной силы к конечной будут намного больше. То есть, чем длиннее плечи лука, тем выше коэфициент полезного действия (КПД) лука.
На коротких турецких луках, а они со снятой тетивой выглядят как кольцо, плечи лука выгнуты вперед. При одетой на лук тетиве начальная сила тетивы уже значительна и лишь ненамного меньше силы конечной. Есть еще одна хитрость в этих луках. При натяжке лука до какого-то предела, начинают расспрямляться загибы концов плеч и сила натяжения лука в этот момент практически постоянна. Попробуем подсчитать среднюю силу такого лука: Предположим, что начальная сила 15кг, сила лука в момент начала изгиба концов плеч 18кг и конечная сила лука 20 кг.
(15+18+20):3=17,66(кг)
Поверьте, полученные результаты намного лучше, чем у современных и очень похожих на старинные луки, реплик (новоделов) луков, у которых концы плеч лука вообще в процессе натяжения не учавствуют, а начальная сила лука примерно такая же, как у лука из ореховой палки.
Есть еще одна величина способствующая повышению КПД лука, это скорость возвращения тетивы лука от максимально растянутого состояния к первоначальному. Эт этой величины зависит конкретная, возможная скорость вылета стрелы. В английском луке концы плеч почти неподвижны и почти не ограничивают скорость возвращения тетивы. У турецких луков скорости возвращения в исходное состояние концов плеч лука и самих плеч складываются, что также способствует увеличению скорости возвращения тетивы. Если же взять за пример короткий лук из палки, то возвращение тяжелых концов этой палки до первоначального состояния требует значительного времени и скорость тетивы уже будет крепко зависить от скорости концов плеч лука.
Еще одна величина способствующая увеличению скорости полета стрелы, это длина разгона стрелы или ее возможное ускорение за время разгона. Как мы помним, средняя сила лука конечна и ускорение (стрелы) также не может быть бесконечным, следовательно чем больше путь для разгона (стрелы), тем лучше.
Проще говоря чем длиннее натяжения тетивы, тем выгоднее. Отсюда и первоначальное расстояние тетивы от ручки лука играет немаловажную роль. Чем это расстояние больше, тем меньше перепад сил на тетиве, но меньше длина разгона стрелы. Чуть позже вы убедитесь, что большая длина разгона стрелы выгодней, незначительного уменьшения перепада сил на тетиве.
И последняя величина влияющая на скорость разгона стрелы это сумарная масса всех разгоняемых во время выстрела деталей лука и самой стрелы. Понятно, что всю силу лука надо затратить на разгон стрелы, а не на вспомогательные детали лука: тетиву, концы плеч лука, узлы и украшения концов плеч в виде всевозможных насадок, загибов и прочего. Любая деталь на концах плеч не должна мешать или ограничивать разгон стрелы.
На английских луках концы плечь максимально облегчены. На турецких луках концы плечь также облегчены и вдобавок еще работают способствуя дополнительному разгону тетивы. Сама тетива должна быть максимально облегчена с минимальным количеством узлов, прицельных и упорных меток и количества предохранительных обмоток.
Само собой и стрела для разгона до максимальной скорости также должна быть максимально облегчена.
Энергия стрелы E=mv(в квадрате):2
По этой фрмуле видно, что для увеличения энергии скорость стрелы увеличивать выгодней, чем увеличивать ее массу.
А вот формула Шишкина (моя значит) по подсчету начальной скорости стрелы:
V=корень квадратный из (Fнач. +Fкон.)x L/m
Где :
V -скорость стрелы.
Fнач. -начальная сила натяжения тетивы в (кгм/за сек в кв.)
Fкон. -конечная сила натяжения тетивы в (кгм/за сек в кв.)
L -длина разгона стрелы в (м)
m - сумма разгоняемых масс (стрела, тетива, концы плеч и т.д.) в (кг)
По этой формуле вы сможете сами рассчитать возможности любого (даже только еще проектируемого) лука. Заодно вычислите выгодность применения блоков на луке (или арбалете) со стальной тетивой. А также узнаете в чем различие луков из палки и из спортивного из магазина.
Немного об убойных качествах лука как оружия. Энергия стрелы сравнительно не высока и сравнима с энергией пистолетных пуль, но также сравнима с ударом шпаги на глубину проникновения чуть более метра. В итоге получается, что пистолетной пулей практически невозможно убить медведя, льва, быка или слона, а вот из лука это сделать возможно. Если конечно стрела не попадет в кость.
Лук очень опасное оружие, соблюдайте правила безопасности в обращении с луком.