Überlegungen zu einem Bogen mit Pfeilen < 7gr per lb

[tomtux]

..... aber bis jetzt behauptest du einfach.

ich baue und messe die dinger, das ist ein kleiner aber wesentlicher unterschied zu behauptungen.
koii ist 30 jahre alt und auch nicht unumstritten, modelle leben immer von vereinfachungen und möglichst starren randbedingungen.
und ich gebe diese erfahrungen weiter und teile mit, dass in dem modell der wurm drin sein muss. weil es der praxis nicht entspricht.

@frankster
der trick ist die richtige mischung, zu flach und breit fängt an zu flattern wie wellengang bei sturm. ähnliches gilt für die standhöhe, ein paar mm auf oder ab können schon ruhe ins system bringen.

[don_quichotte]

Galis Theorie mit der Bewegungsenergie der Sehne, die die Wurfarme aufnehmen müssen, finde ich extrem sapnnend und einleuchtend. Der Nockpunkt hat im Moment, wo der Pfeil die Sehne verlässt, seine maximale Geschwindigkeit und damit auch maximale Energie. Die beim Auszug gespeicherte Energie geht nicht nur in die Beschleunigung des Pfeils, sondern auch der Sehne! Und diese Energie kann dann gar nicht an den Pfeil abgegeben werden, sondern nur noch an die Verformung des Bogens (Schwingen/Vibrieren) oder die Sehne selbst (Dehnung/Vibrieren).
Eine sich dehnende Sehne wollen wir ja nicht, da das Pfeilgeschwindigkeit kostet, einen Vibrierenden Bogen auch nicht, da der sich sonst verabschiedet.
Das deuted wieder auf eine möglichst leichte Sehne hin, um die Bewegungsenergie der Sehne möglichst gering zu halten und bringt mich auch wieder auf meine Idee mit den gefütterten Sehnenöhrchen. Die haben wohl nur wenig Einfluss auf die Pfeilgeschwindigkeit, aber Potential als Energieabsobierer.
Das selbe gilt dann aber auch wieder für die Wurfarmenden. Desto leichter die sind, desto weniger Bewegungsenergie haben die wenn der Bogen wieder auf Standhöhe ankommt. Wenn sie den Pfeil auch nicht schneller machen, so schonen sie trotzdem den Bogen.
Oder sehe ich das falsch?

[Wilfrid (✝)]

nö, genauso ist das
So rein praktisch wandelt ja die Biegefeder Bogen ihre Potentielle Energie in Bewegungsenergie um und gibt dem 'Pfeil was ab.
Und je weniger der Bogen für sich verbraucht, um so mehr kriegt der Pfeil ab. Oder je mehr der Pfeil braucht, um so weniger muß im Bogen verdaut werden.
Wir suchen also einen sicheren, überdimensionierten Bogen, der ganz leicht ist, damit er nen guten Wirkungsgrad hat, denn was der Bogen für die eigene Bewegung braucht, kann nicht in den Pfeil gehen

[Frankster]

Wenn man die Daten der türkischen Bögen aufdröselt, so verliert man bei einem guten Holzbogen durch die Sehnenmasse, die Hysterese und sonst. Verluste mindestens 10% Leistung. Und das bezogen auf schwere Pfeile (>20gpp). Auch bei 10gpp addieren sich weitere Verluste, die nicht in die Pfeilbeschleunigung mit eingehen. Früher habe ich immer geglaubt bei 10gpp hat ein Bogen seinen besten Wirkungsgrad - das ist falsch!
Sagen wir bei 10gpp werden 10% der gespeicherten Energie dem Bogen wieder zugeführt. Bei 4gpp sind es 30%-40% der Bogen nach dem Schuss verkraften muss. Das ist 3-4x soviel.

@Don_Quichotte
Dein Ansatz ist gut die Sehne an den Öhrchen zu dämpfen. Doch praktisch glaube ich nicht das es wirkungsvoll umsetzbar ist. Bei einem 55lbs Bogen ziehen impulsartig bis zu 10kg an den Tips nach dem der Pfeil den Bogen verlassen hat. Man könnte zum Spaß sich Sidenocks einfallen lassen bei denen nach dem Schuss die Sehne nach vorn vom Bogen entgleiten kann...

Das hätte dann fast keine Belastung für die WA's zur Folge, wäre nur etwas unpraktisch

[Frankster]

der trick ist die richtige mischung, zu flach und breit fängt an zu flattern wie wellengang bei sturm. ähnliches gilt für die standhöhe, ein paar mm auf oder ab können schon ruhe ins system bringen.

Was glaubst Du wo liegt der beste Kompromiss wenn Du konkret an die Dimensionierung der Hauptbiegebereiche im Wurfarm mit verschiedenen Holzsorten denkst? Du hast wahrscheinlich hier die besten Erfahrungen.

ps: in der Türkenbogen Tabelle war ein Fehler, der letzte Bogen war mit falschen lbs gelistet. Hier nochmal korrigiert.

[Ravenheart]

@Rabe
Der Pfeil wird ja vom Bogen beschleunigt. Im Moment des release haben Pfeil und Sehne die Geschwindigkeit 0 und auch die Bewegungsenergie 0. Der Pfeil wird dann Beschleunigt und verlässt etwa bei Erreichen der Standhöhe die Sehne. Er hat an diesem Punkt seine maximale Geschwindigkeit erreicht weil er bis hierhin Beschleunigt wurde. An jeder Stelle vorher ist die Beschleunigung noch nicht abgeschlossen und der Pfeil also langsamer und damit auch seine Energie kleiner.
Da Pfeil und Sehne verbunden sind, hat auch die Sehne genau beim Verlassen des Pfeiles ihre maximale Geschwindigkeit. Da Energie über Geschwindigkeit und Masse gekoppelt sind und die Masse der Sehne fest ist, hat die Sehne an dieser Stelle ebenfalls die maximale Bewegungsenergie, weil sie an der Stelle am schnellsten ist.

O.k., das hab ich jetzt verstanden.

Was mich irritiert hat ist, dass die Sehne ja selber gezogen wird. Sie liefert keine Energie, sondern gibt sie nur passiv weiter. Die Eigenmasse der Sehne ist belanglos, daher konnte ich den Zusammenhang nicht sehen. RICHTIG ist es sicher..
Die Energie kommt ja aus den Wurfarmen, die Sehne ist nur der Transmitter.

Diese Energie kann nicht mehr an den Pfeil abgegeben werden, weil er in diesem Moment gerade den Kontakt zur Sehne verliert.

Das ist sicher richtig.

Die Sehne leitet also diese Energie in den Bogen zurück, weil sie nach vorne durchschwingt und die Wurfarme dabei staucht und schwingen lässt.

DAS hingegen halte ich für einen Denkfehler!

Die Energie kommt aus den Wurfarmen. Die Masse der Sehne ist im Vergleich zur Masse der Wurfarme absolut gering.
Die WA streben nach vorn, durch den Ausgleich der inneren Spannungen beschleunigt, mit HOHER kinetischer Energie, ihrer eigenen (wesentlich größeren!) Masse folgend.
Auch die Sehne strebt nach vorn, aber mit sehr WENIG Energie, weil geringer Masse.
(Hinweis Geschwindigkeit von WA und Sehne sind ja gleich, Masse aber 1:20 (Sehne:WA) oder mehr...)
Im Moment der Vollstreckung der Sehne aber pasieren 2 Dinge:
1) Die WA werden in der Bewegung gestoppt, und aus der Bewegung nach vorn wird eine Welle, die durch den WA läuft.
2) Ein Teil der Bewegung wird zu Dehnung der Sehne.

Dann läuft die Welle im WA Richtung Griff, gleichzeitig zieht sich die Sehne federnd zusammen und erzeugt entweder eine Dämpfung oder verstärkt die Welle, je nachdem wie Reaktionszeit der Sehne und Amplitude gerade sind...

Die WA - Enden federn nun ebenfalls wieder zurück, (bei einer Welle im Stab wedeln die Enden zwangsweise!), die Sehne wird entspannt und erhält ihrerseits eine Welle.
Spätestens jetzt ist das System chaotisch wie ein Doppelpendel und kaum noch physikalisch fassbar...

Aber dass die MASSE der Sehne die WA ZIEHT, halte ich für ein Gerücht...
Das sieht optisch nur so aus, weil die WA-Enden wieder nach hinten wedeln...


Rabe

[Galighenna]

Nein Nein Rabe... Das sehe ich anders
Die Sehne, bzw der Nockpunkt und das ganze drum herum ist viiiiel viel schneller als die WA. Die WA ziehen die Sehne straff und weil das ganze ein Dreieck bildet, wird die Sehne viel viel schneller, das wird sogar in der von mir aufgestellten Formel klar. Wie der Kotangens aussieht weißt du glaube ich, oder? Der Kotangens beschreibt in diesem Fall Qualitativ den Verlauf der Geschwindigkeit des Nockpunktes. Das Ding wird verdammt schnell, wenn da nur sehr wenig Masse dran ist.
Und weil wir ne "schwere" Wicklung genau dort haben, und das Ganze so sehr schnell wird, ist auch die Energie ziemlich hoch, die in der kleinen Masse steckt.

[don_quichotte]

Seht euch mal das Video an http://www.videoportal.sf.tv/video?id=6 ... 54e6a80f75. Abgesehen davon, dass es auch sonst interessant ist, sieht man z.B. bei ca 7.20 min schön, wie die Sehne nach vorne zum Griff durchschwingt und wie die WA wabbeln.

[Galighenna]

Man sieht da wirklich sehr gut, wie die WA einen "Schlag" bekommen und Wellen hindurch laufen, in dem Moment wo die Sehne den 0 Punkt überschreitet und nach vorn schnellt.

[don_quichotte]

Das würde auch bedeuten, dass wir leichte Pfeile besser ohne Mittenwicklung schiessen sollten.

[Wilfrid (✝)]

nu mal ruhig, die Sehne, im Mittel halbso schnell wie der Pfeil, zuppelt an den WA, die aber knallen zurück wie n Gummiball von der Wand. Nur das die Wand hier die Sehne ist

[Galighenna]

@wilfrid
Wie soll denn die Sehne halb so schnell sein wie der Pfeil? Sie ist exakt genau so schnell...

Ausserdem: wenn ein Pfeil weil er leichter als ein anderer ist, 10% schneller ist, ist auch die Sehne 10% schneller. Da die Geschwindigkeit Quadratisch eingeht, hat auch die Sehne dann 21% mehr Energie als bei dem langsameren Pfeil...

[Ravenheart]

@Gali: Nö. Gehe ich NICHT mit!

Kurz nach dem Ablass ist pro Zeiteinheit der Weg der WA-Enden kürzer als der der Sehne, weil sie sich stark streckt, logo. Je weiter die Sehne sich der Standhöhe nähert, desto geringer wird aber die Differenz.

Die Masse des Pfeils bremst die Sehne, bis er ausnockt.Und dann ist sie schon fast gestreckt, Dein Ko...äh Cotangens schon vernachlässigbar. Ich behaupte: Dann sind alle gleich schnell, Pfeil, Sehne und WA-Enden.

Rabe

[Frankster]

Ich denke das mit der Energie in der Sehne haben wir nun geklärt. Ich würde gern nochmal auf das Thema Effizienz zurück. Wieso hat ein Bogen bei einem 4gpp Pfeil nur noch 50% Wirkungsgrad? Bei reinen Flightbögen ist er da zwar bei 60%. Auch wenn man die Hysterese mit 10% mit einbezieht. Wo werden die restlichen 30% also verbraten?

Ein Ansatz ist natürlich die Sehnenmasse im Verhälltnis zum Pfeilgewicht. Nehmen wir die Daten von dem 67,4 lbs türkischen Bogen. Gehen wir von einer 14 Strang Sehne aus die bei der Bogenlänge mit Mittenwicklung rund 10 Gramm wiegt bzw. rund 150 grain. Bei 3gpp wiegt der Pfeil rund 200 grain. Allerdings wird nur der mittlere Teil der Sehne auf die volle Geschwindigkeit beschleunigt. Ich würde von einer wirkenden Masse von ca. 100 grain bei der Sehne ausgehen.
Das würde bedeuten 33,3% der in den Wurfarmen gespeicherten Energie wird der Sehne zugeführt und 66,3% wird an den Pfeil weitergegeben.
Zieht man jetzt noch die Hysterese Effekte ab, so könnte man auf den Wirkungsgrad des Bogens von 52,3% kommen aber nur fast! Würden die Hysterese Effekte hier wirklich 14% ausmachen, so hätte der Bogen nicht bei schweren Pfeilen einen Wirkungsgrad von 94%.

Dennoch scheint die Sehne sehr viel auszumachen!

@Don_Quichotte: der Verzicht auf eine üppige Mittenwicklung hat sicher Wirkung

Die Masse des Pfeils bremst die SehneRabe

Das Stimmt, ohne Pfeil wäre die Sehne bei Leerschussgeschwindigkeit. Mit dem Pfeil hat sie auf Standhöhe die Geschwindigkeit des Pfeils. Die Wurfarmenden stehen zu diesem Zeitpunkt still.

[Heidjer]

Galli was mich ein klein wenig stört, ist, Du schreibst immer von der Sehne als ganzes, es geht bei Dir jedoch nur um den Nockpunkt! Die Sehnenöhrchen haben sicher nur die Geschwindigkeit der Wurfarme. Und die Masse der Sehne irgendeine Geschwindigkeit, die zwischen der, der, WA und dem Nockpunkt liegt.
Zudem ist die Tangensfunktion keine Gerade, somit erreicht der Nockpunkt die Geschwindigkeit Unendlich, erst auf einer Strecke die Unendlich kurz vor gerade liegt, also wird der Nockpunkt nach der Tangensfunktion erst so 1cm vor dem Lösen des Pfeiles von der Sehne richtig schnell. Zu einen Zeitpunkt wo der Pfeil schon mindestens 99% der möglichen Energie aufgenommen hat.
Übrigens war das Sehnengewicht für den Ominösen 200fts Selfbow mit 3gpp festgelegt worden, von daher macht es für den Rekordbogen keinen Sinn das Gewicht der Sehne zu optimieren.


Gruß Dirk