Überlegungen zu einem Bogen mit Pfeilen < 7gr per lb

[Wilfrid (✝)]

nö Galighenna, das sind die Geschwindigkeiten, die die Teile erreichen, wenn der Pfeil die 60m/s hat.
Du mußt schließlich auch 20 km/h die Stunde laufen, wenn Du Dein Fahrrad so schnell schiebst. Und wenn Du das losläßt, oder so Du drauf sitzt und Absteigst, hat Dein Fahrrad Tempo 20 und seine Energie gemäß 1/2m v²und Du auch. Wann Ihr jeweils gegen die Wand knallt ist egal. Du kannst das Dingen auch vorher loslassen. Eure Energie behaltet Ihr ;-)

[Galighenna]

Aber du vergisst das die WA einen Teil ihrer Bewegungsenergie über die Sehne auf den Pfeil übertragen, und zwar den allergrößten Teil. Wie soll sonst der Pfeil beschleunigt werden?

Du lässt dabei komplett die Winkelbeziehung zwischen Sehne und WA ausser Betracht. Das geht so nicht. 54% ist völlig daneben. Wie soll ein Bogen 80% Wirkungsgrad erreichen, wenn allein 54% der Energie in der Bewegung der WA stecken und dann auch noch dort bleiben... und die Sehne auch noch 8% abbekommt, und die Hysterese-Effekte noch z.B. 10% schlucken ? Dann sind schon 70% der Energie durch Verluste weg, da zerlegt es dir jeden Bogen, und zwar mit Schmackes.

Der Ansatz an sich ist OK, aber noch nicht vollständig. Wenn man jetzt ausrechnen würde, wie stark der Phasenunterschied ist und wie sehr sich die WA dabei verbiegen etc. dann kommt man sicher auf bessere Werte, die im einstelligen, max im unteren zweistelligen Prozentbereich liegen. Das entspricht dann auch der Realität...

[tomtux]

für mindestens 2/3 der durchschnittlich gebauten bögen liegt der wirkungsgrad in einem bereich von ca. 50%
da liegt wilfrids rechnung nicht weit von der realität entfernt.

meine ersten messungen lagen UNTER 50% wirkungsgrad, und das waren nicht einmal meine (damals) schlechtesten bögen.

[Wilfrid (✝)]

Galighenna, nimm eine normalen Pfeil und mach einen Weitschuß. Die Entfernung in Metern ist ziemlich genau die Abschußgeschwindigkeit in Fps. Is so, frag die anderen. Dann rechne um und Du landest bei Deinem Wirkungsgrad.

Und der wird sicher kleiner sein als Du denkst.

[don_quichotte]

Nimm einen Güterzig und mach einen Pfeil forne dran und lass ihn mit 0.5 Km/h gegen eine 2cm Styroporplatte fahren. Der Pfeil wird die Platte nicht durchstossen. Nimm einen Pfeil und schiesse ihn mit dem Bogen gegen die selbe Platte, der geht glatt durch. Wer hat aber mehr Bewegungsenergie?
Ich bin langsam überzeugt, dass doch nicht alles vom Wirkungsgrad abhängt (auch wenn der sicher einen Einfluss auf die Haltbarkeit hat). Leichte Pfeile Pfeile machen den Bogen schneller und mehr Geschwindigkeit verursacht mehr Schaden, auch wenn du einen Wirkungsgrad von 80% oder so hast. Die Belastung ist trotzdem höher für den Bogen. Darum gibt es wohl auch keine wirklich haltbaren Flightbögen, die ja auch für leichte Pfeile optimiert sind.
Der Güterzug unter den Bögen wäre dann der Schildkrötenbogen, der hält auch und hat einen miserablen Wirkungsgrad. Fast alle Energie bleibt im Bogen, der bewegt sich aber so langsam, dass es nichts kaputtmacht.

[tomtux]

der rechte, breitere der beiden von mir gezeigten bögen wird seit über einem jahr geschossen und hat ein paar tausend schuss durch.
mit 7gr/# oder weniger.

keine schäden, keine anzeichen von ermüdung

[don_quichotte]

Tomtux, aus welchem Holz ist der? Ich find den einfach g... . Und der schiesst sich sicher auch so. Mir gefallen so filigrane Bögen einfach. Hast du den hier präsentiert?

[tomtux]

der ist aus holler, 2 gebogene äste im griff auf r/d verspleisst.
die verbogenen äste wollte keiner ausser mir
160cm lang, tipps 4mm mit knochen overlays, ca. 60-65#26"

der andere wird gerade eingeschossen und ist auch aus holler, aufgrund des holzes etwas anders konstruiert.
ich hätte aber keinerlei bedenken den mit 5gr/# zu schiessen, würde nur nicht sehr viel bringen.
v0 wäre zwar etwas höher, aber nicht genug um die geringere penetration auszugleichen.

[acker]

Mensch , nun hatte ich mal eine volle Seite geschrieben und dann die falsche Taste gedrückt...fudu...!

Galli, K.H hat sich eingehend mit Kois Berechnungen auseinandergesetzt, vielleicht solltest Du mit ihm Kontakt aufnehmen und deine These mit ihm bereden.

[skerm]

Hmm... Das ist hmm... ein bisschen gemein.
Also so wie ich das sehe dreht sich seine Arbeit hauptsächlich um die Mechanik der Wurfarme, deren Effiziens, die Belastungen die dort auftreten, wie sich daraus das Zuggewicht ergibt, und wie sich verschiedene Designs auf diese Größen auswirken. Er betrachtet nur nebenbei die Auswirkungen von Sehnengewicht und die Pfeilgeschwindigkeit. Seine mathematischen Gleichungen haben auch gar nicht zum Ziel das System hinsichtlich Pfeilgewicht und Pfeilgeschwindigkeit zu betrachten.
(Oder ich habs tatsächlich derbe überlesen, weil es wirklich ganz schön schwerer Stoff ist...)

Sorry, die Singularität ist wohl zu viel Physikerhumor. Kooi ist harte Kost, keine Frage. Das meine ich ja gerade, es ist ein ziemlich kompliziertes Modell, das solche Dinge abbilden kann. Schade, dass Kooi Mathematiker ist. Bei einem bogenbauenden Physiker hätten wir vielleicht ein paar Messdaten dazubekommen.
Man muss glücklicherweise nicht alle Rechnungen im Detail nachvollziehen um die Ergebnisse zu lesen. Ich geb zu das meiste nur portionsweise gelesen zu haben. Kapitel 4.7 enthält die Ergebnisse zum Einfluß der Steifigkeit und Masse der Sehne.

Kraft der Trägheit durch die paar Gramm Masse, die die Sehne wiegt?

Auch dies finde ich nicht ganz fair weil du es etwas aus dem Zusammenhang reißt. Die recht schnelle Sehne (Pfeilgeschwindigkeit) erfährt beim Durchschwingen eine enorme Beschleunigung. Sie wird dabei um ein vielfaches stärker beschleunigt als beim Release.

Das ist klar. Ich hab da gerade mal ein einfaches Modell gerechnet, bei dem eine Sehne mit über der Länge konstanter Dichte mit 5 Gramm Masse in 4 Millisekunden (kommt das hin?) von 60 m/s auf 0 m/s mit konstanter Beschleunigung runtergebremst wird. Die Rechnung und Skizze schaff ich grad nicht. Ich sag nämlich meiner Frau schon seit 15 Minuten (Ende GZSZ...), dass ich gleich fertig bin. Komme dabei auf 35N in der Sehnenkerbe. Das ist also gar nicht so wenig. Ich bin das Wochenende nicht da und bis ich wieder zurück bin sind wir hier wahrscheinlich auf Seite 18, also werd ich die Rechnung wahrscheinlich auch nicht nachreichen.

Gruß,
Daniel

[Mike W.]

Leichte Pfeile Pfeile machen den Bogen schneller und mehr Geschwindigkeit verursacht mehr Schaden,

Glaub ich nicht!
Ich hab mit meinem Border und Holzpfeil den etwa 1cm dicken, gewebeverstärkten Gummi am Fuß der Scheibenauflage durchschlagen. Die Carbonis der Vereinskameraden sind sicher schneller( Recurves), aber das schaffen die nicht mal ansatzweise.

[Wilfrid (✝)]

mehr Schaden am Bogen ;-)
Je schneller ein Bogen dauerhaft geschossen wird, um so eher ist er hin. Mit Kilopfeilen hält der ewig, mit ein paar Leerschüssen ist er bald geschlachtet

[Frankster]

@tomtux
danke für die Bilder von den schönen Bögen und der Beschreibung. So bekommt man eine gute Vorstellung.

Mit Kilopfeilen hält der ewig, mit ein paar Leerschüssen ist er bald geschlachtet

Das Problem ist, die Diskussion dreht sich im Kreis, es gibt Modelle und Theorien und Gegendarstellungen. Wirklich wissenschaftliches Arbeiten besteht darin das man sich auf ein Model einigt und es erweitert wenn es notwendig ist. Auf der anderen Seite ist die praktische Seite eher dünn besetzt. Wir haben die (sehr guten) Erfahrungen von Tomtux diverse Messwerte von verschiedenen Bögen, aber thats it!

Ein Ansatz ob ein Theorie bzw. deren abgeleitetes Design wirklich funktioniert wäre einen Bogen zu bauen und Ihn gezielt mit Leerschüssen zu belasten. Dabei genau die Veränderungen protokollieren.
Oder man nützt dafür eine Simulation - das geht aber nur wenn man schon Erfahrungswerte hat...

Noch kurz zum Thema tote (nicht arbeitende) Masse im WA. Wir hatten ja überlegt das es ein Ansatz ist den Wirkungsgrad des Bogens zu erhöhen um ihn tauglicher zu machen für leichte Pfeile. Insb. die Masse der Sehne wurde genannt. Nochmal zur Erinnerung, es geht nicht um einen Flight-Bogen. Effizienz und erreichbare Pfeilgeschwindigkeit muss nicht bis aufs letzte ausgereizt werden. Der Tradeoff ist ein Mittelding: schnell und haltbar.
Legitim wäre es z.B. auch tote Masse an bestimmten Punkten im Wurfarm unterzubringen um die Hysterese bei Partialschwingungen im WA zur Dämpfung nutzen zu können. Ich denke da z.B. an bewusste Übergängen zwischen hohem und breitem WA Profil. Oder z.B. ein Linsen WA Profil an den richtigen Stellen. Ich glaube von Galli haben wir gehört das der mittlere Teil der WA's für Schwingungen am anfälligsten ist.
Ein Trapping (breiterer Bauch als der Rücken) wäre auch eine Möglichkeit. Der Trapez-Querschnitt der dadurch entsteht bietet chatotisches Schwingungen einen größeren Wiederstand.

Da sind wir wieder bei der Theorie. Prinzipiell müsste man einen Bogen bauen und wirklich schauen wann und vor allem in welchem Bereich der Wurfarm bricht oder Set aufbaut. Dann kann man gezielt Einfluß darauf nehmen.

[don_quichotte]

@ Mike W
Ich meinte nicht, dass der Pfeil mehr Schaden am Ziel verursacht, sondern dass der Bogen mehr Schaden nimmt

[Frankster]

@don_quichotte
Ich hab nochmal über Deine Idee nachgedacht mit den gefütterten Sehnenörchen. Man stelle sich einen Bogen vor mit leicht geflippten Ende. So das auf Standhöhe die Sehne parallel zu den Enden verläuft. In Verbindung mit Tip-Overlays aus z.B. Schuhsolenleder oder dem Hartgummi aus dem Tennisbälle gebaut sind Ergibt sich in 0-Stellung eine sehr gute Dämpfung. Im Vollauszug haben die Tipoverlays kaum Einfluss. Entscheidend ist glaube ich wie immer das man nicht allzu viel Gewicht damit einbringt. Die Dämpfung hierdurch könnte allerdings sehr wirkungsvoll sein. Die Frage ist halt nur ob sowas auf Dauer hällt. Man muss das passende Material finden.