Balistika

[KOŘEN]

Po delší době opět testování. Tentokrát jsem se věnoval testování vlivu natočení letek na rychlost šípu při závodních/loveckých vzdálenostech 0-50 metrů. Opět z časových důvodů jsem to zkrátil pouze na 3 vzdálenosti a to 30, 40 a 50 metrů, protože jsem předpokládal, že rozdíl rychlosti bude na kratších vzdálenostech nulový nebo zanedbatelný. Zato jsem ale přidal jedny letky navíc. Takže je  možnost porovnání rychlostí u 2´´ a 3´´ letek s natočením 0° a 3°. Zvolil jsem maximální možný úhel, který jsem byl schopný s 3´´ letkou dosáhnout, aby dobře držela. Moje klema na olepovačce (stejně jak všechny ostatní) má rovnou základnu, tudíž při velkém úhlu se již předek a konec letky odchlipuje a letka má tendenci držet jen v polovině. Úhel jsem volil ještě krapet větší, než oficiálně používám na svých šípech.

Vznikly tedy 4 sady šípů po dvou kusech - probíhala vždy tři měření u každého druhu. Použité letky byly klasické 2´´ Blazery a jako druhé byly použité 3´´ letky Shield. Shieldy jsou nižší a o dost tenčí, takže váhový rozdíl ani ne grain na všech třech letkách. Výsledná hmotnost všech šípů se podařila sladit na 420 +- 0,7 grainů.

Níže jsou v tabulce naměřené hodnoty:
   

Zde je grafické vyhodnocení:
   

Je tedy vidět, že větší natočení letek snižuje rychlost, ale rozdíl není vůbec markantní. Samozřejmě na běžně střílených vzdálenostech. Pokud bychom prodloužili přímky třeba na 80 metrů, byl by rozdíl už značný. Co lze ale krásně pozorovat, je propad rychlosti šípu, při použití delších letek (větší plocha tření). Co už pozorovat nejde, ale viděl jsem to já v optice, jak větší natočení letek drasticky stahuje šíp ke straně. Tady vzniká prostor pro další měření - přesnost šípů za různých povětrnostních podmínek při použití nulového a většího natočení letek.

Používané 3´´ kormidla jsem si objednal za pár šupů z Číny na zkoušku - no budu jim muset dát ještě hodně prostoru pro testování. Jsou strašně měkká a po pár výstřelech jsou zvlněná, jak kdyby šíp prolítl terčovnicí. Takže otázka, jestli je to nějak na škodu, nebo jestli to nemá na nic vliv. Dle mého se při takovývh rychlostech kormidlo zbytečně vlní a vzniká ještě větší tření a tím pádem zpomaluje šíp. Každopádně objednám nějaké tvrdší 3´´ a poreferuji.

Jinak každé měření provází nějaká prekérka. Minule rozstřelený vymezovák, nyní po pěti měřeních se vybila baterie Po dvou letech má samozřejmě nárok. No a samozřejmě jsem měl náhradní doma. Takže měření probíhalo na dvakrát. Prvních pět hodnot sloužilo tedy k ověření správnosti

Ještě doplním foto šípů:
   

[Tecumseh]

No pekné, tie kormidlá keď sú moc mäkké by mohli robiť neplechu si myslím, ale to by chcelo fakt zistiť porovnaním, no pekne sa bavíš len tak ďalej, rád si to pozriem 

[KOŘEN]

Že není čas na testy jste asi vypozorovali z toho, že je tu ticho...Jo i mě to štve 

Při dnešní nastřelování náklopu na těžší šípy jsem si otestoval teorii, která je mi dlouho známa, ale osobně jsem ji ještě netestoval. Princip nastřelování HHA spočívá v tom, že si nastřelíte kuši na 20 yardů (nulová elevace náklopu). Pak se přesunete na 60 yardů - natočíte náklop na přibližné číslo podle tabulky a vystřelíte. Pokud je zásah výš - uberete, pokud níž, tak přidáte na elevaci. Výsledné číslo na nastřelovací pásce HHA určuje, jakou pásku dělenou po yardech máte vybrat. Nastřelil jsme tedy kuši na 20 yardů, posunul se na 60 a vystřelil.
První výstřel - žlutý šíp (kdybych minul, tak mě ztráta nebolí) - zjistil jsem že jdu doleva a nahoru (mířil jsem na prostřední oranžový terčík). Druhým šípem (těžší) mířím na stejné místo. Zjistím, že jdu krapet dolů a stranová odchylka je shodná. Na třetí šíp zvětším o dva dílky elevaci na HHA a na optice naklikám pár MOA doprava. Třetí zásah mířen na malou zelenou - spokojenost.
   
Vytáhnu šípy a ověřím znovu třemi výstřely správnost nastřelení HHA. První výstřel (mířeno na oranžový) - jdu nahoru. Uberu tedy jeden dílek na HHA a jdu na další výstřely, oba v rámci možností na správné místo.
   
Nalepím tedy pásku "38" a přesunu se z "vodorovného" střílení na střelbu proti mírnému svahu. Znovu si naměřím 60 yardů (na této vzdálenosti bylo převýšení odhadem 10 metrů). Vzdálenost jsem měřil pásmem, aby byla hodnota vždy bez chyby. Výstřely dopadly tam, kam (ne)měly. Všechny šly nahoru - mířil jsem vždy na tečku, která je pod zásahem. Přeměřil jsem - vše OK. 
   
Znovu nastavím terč do prvotní vodorovné polohy, jdu na 60 yardů, vystřelím a jsem v barevném kolečku. Teorie je taková, že gravitace působí na šíp pouze ve vodorovné složce směru střely a ta je kratší, než ta šikmá na kterou člověk střílí proti (ze) svahu. Zásahy jsou ale o dost výš, než by teoreticky měly být. Pokud bych testoval v ideálních podmínkám, myslím, že bych se dostal na vrchní okraj terčíků. Tento malý propad byl nejspíš způsoben tím, že jsem kuši ve vodorovné poloze nastřeloval proti mírnému větru. Poloha proti svahu byla na původní směr kolmá, proto i ta stranová odchylka v zásahu. Toto je jeden z důvodů, proč se 3D závody nestřílí na stadionu.
   

[Ivan]

Ta úvaha, že gravitace působí na střelu /šíp pouze na vodorovné délce letu je správná, důkazem je fakt, že nejzakřivenější je při vodorovném výstřelu. Při nulové vodorovné vzdálenosti, to je při výstřelu kolmo nahoru či dolů se balistická křivka mění na přímku. Odchylky od teoretického,optimálního tvaru balistické křivky jsou způsobeny tím, že se zanedbává důležitý parametr a totiž vzájemná poloha hmotového těžiště a aerodynamického těžiště. Pouze pokud jsou v jednom bodě, letí šíp ideálně, tak, že v každém bodě křivky je osa šípu shodná s tečnou v daném bodě balistické křivky a čelní odpor je minimální a je dám kruhovým průřezem šípu a čelním průřezem kormidel. Bohužel v této konfiguraci je šíp na hranici své podélné stability a extrémně citlivý na boční vítr. Čím je těžiště více před aerodynamickým, tím je šíp stabilnější, ale má větší čelní odpor vzhledem k tomu, že je osa šípu vůči dráze nakloněná hrotem k zemi a čelní plocha je přiměřeně větší, jedná se o průmět čelní plochy. Jenom pro přesnost - aerodynamické těžiště je těžiště bočního průmětu/plochy šípu, je posunuté od středu šípu směrem ke kormidlům. Doma si to můžete zjistit jednoduše tak, že si vyfotíte šíp z boku, přesně vůči středu a rovnoběžně. Fotku vytisknete a obrys vystřihnete a pak na břitu nože najdete těžiště té vystřihovánky a procentuálně přepočítáte na šíp. Na měřítku té fotky nezáleží.

[DanM]

Ahoj všem.
Včera jsme společně s členy fóra KOŘEN a Svikaj navštívili závody terčové střelby z kuší a luků v Němčicích u Pardubic.
Více info o závodech a několik fotek z nich přinese Svikaj v krátkém samostatném reportu.
Po ukončení soutěže jsme měřili rychlosti jednotlivých kuší, s různými váhami šípů.
Velice zajímavé srovnání vzešlo s porovnání dvou generací a koncepcí kuší Excalibur.

Testován byl můj letitý Excalibur Exocet (Vixen, Phoenix) (175 lb, s délkou nátahu 14,5") 
a Svikajův nový Excalibur Matrix 310 (200 lb, s délkou nátahu 10,9").

Nový Matrix disponuje menšími rameny, což je kompenzováno vyšší silou nátahu. Matrix je tak celkově kompaktnější. Ještě dále v tomto směru zašel typ Micro, který má ramena nejmenší, ale s nejvyšší silou nátahu (pokud se nám to povede, zkusíme otestovat v budoucnu).

Váha šípu v grainech, rychlost ve fps, rychlost v m/s, energie v joulech

Excalibur Exocet 
   
353 gr, 289 fps, 88,1 m/s,   88,7 J
472 gr, 264 fps, 80,4 m/s,   99,0 J
550 gr, 253 fps, 77,1 m/s, 106,0 J
742 gr, 225 fps, 68,6 m/s, 113,1 J



Excalibur Matrix 310
   
353 gr, 301 fps, 91,7 m/s,   96,2 J
472 gr, 266 fps, 81,1 m/s, 100,5 J
550 gr, 250 fps, 76,2 m/s, 103,5 J
742 gr, 215 fps, 65,5 m/s, 103,2 J

   
   

Z tabulky lze vyčíst, že delší ramena, s menší silou nátahu, ale s jeho větší délkou, jsou účinnější pro použití těžkých šípů.

Vidíme, že s vahou šípu kolem 500 gr. se misky vah mění. S lehčími šípy je účinnější Matrix, s těžšími Exocet.

Také lze vyčíst, že Matrix bude nejúčinnější s šípem s váhou kolem 550 gr, pak už je zvyšování váhy kontraproduktivní, kdežto široká ramena Exocetu budou nejúčinnější s těžkým šípem kolem 750 gr, možná i těžším (ověří další měření).

I to je možná důvod, proč se výrobci luků v historii snažili o dosáhnutí co nejdelších ramen luků jako long-bow, yumi (neberu v potaz technologii zvratného reflexního luku). Tak mohli střílet velice těžké šípy s velkou účinností.

Za měřicí techniku a kalibrování bych chtěl poděkovat KOŘENovi, za grafy a fotky do článku pak Svikajovi.

[svikaj]

Mě se naopak na tom měření líbí to zjištění, že Matrix má oproti Exocet vcelku plochou křivku energie šípu v závislosti na váze, tj. pohybujeme se někde v oblasti maximální účinnosti mechanického systému.
Tudíž vím, že u Matrixu při zachování stejného ranivého účinku střely lze zůstat u lehčích vah (450 grain) a mít tu výhodu ploché balistické křivky...
Nebo se pletu?

[DanM]

Svikaj
Pravdu máš jen částečně. Vyšší rychlost je k lovu vhodnější. Pokud bych vzal rozdíl nejvyšší rychlosti Matrixu a nejnižší u Exocetu, jde skutečně  o propastný rozdíl, co se týče propadu střely. Zatímco nejlehčí šíp z Matrixu o váze 353 gr, bude mít na 45 metrech propad cca 130 cm, u nejtěžšího šípu z Exocetu o hmotnosti 742 gr, bude na takové vzdálenosti propad 220 cm. Pokud vezmu v potaz větší odpouštění rychlého šípu při mylném odhadu vlivem jeho menšího poklesu a kratší reakční dobu zvěře, je šance na ulovení kořisti výrazně vyšší. 
Co se týká účinku šípu v cíli, jde o stejně tak propastný rozdíl, ale obráceně. U kinetické energie je rozdíl nějakých 17 joule ve prospěch nejtěžšího šípu z Exocetu oproti nejlehčímu z Matrixu. To je relativně málo, nárůst jen 18%. Pokud jde ale o hybnost, je zde již nárůst o velice výrazných 64%! Pokud vezmu v potaz průřezové zatížení šípu, bude zde nárůst dokonce o 111%! Z toho jasně plyne, že těžký šíp bude, co se průbojnosti materiálů či tkání týče, diametrálně jinde.
Nelze tedy kategoricky říci, že jedno je dobré a druhé špatné, tohle funguje a tohle ne. I lehký šíp má více než dostatek energie na to, aby spolehlivě usmrtil jakoukoliv známou zvěř v Evropě či Americe. A i těžký šíp není tak pomalý, aby s ním dobře odhadující střelec nezasáhl. 
Jsou lukostřelci, kteří loví s rychlostmi šípů hluboko pod 200 fps a trefují. Každá situace prostě vyžaduje jiný přístup, volbu typu či váhy šípů.

[svikaj]

DanM:
Děkuju za doplnění, zapoměl jsem na argumenty typu hybnost a průřezové zatížení

[KOŘEN]

Trochu oživím téma:

   Nedávno jsem dostal podnět, proměřit u svého Tenpointu Turbo XLT II propad šípu na 40 metrů (nastřelení kříže na 20 metrů). Nebyl to vůbec podnět k testování balistiky, natož tak k psaní článku. Byl to pouze dotaz kamaráda nováčka, kterého kuše velmi chytla a hledá různá fakta, která mu pomohou utřídit si v hlavě informace, které se o kuších dozvěděl. Po střelbě jsem ale změnil názor a podělím se s vámi o dnešní poznatky a malé testování.

   Dnes jsem měl trochu času, tak jsem ráno nachystal terč, foukl do něj pár šípů, proměřil propad, a že to zabalím a pošlu kamarádovi hodnotu. Když už jsem to měl ale nachystané, skočil jsem si ještě domů pro Hickory Creek Mini. Znovu zkontroloval, jestli mám nastřeleno na 20 metrů a posunul se na 40 metrů. Výsledek (menší propad než u TP) mě velice překvapil. TP sice střílel o 23 grainů těžší šípy, ale střílel je rychleji než HC Mini.

   No - sbalil jsem kuše a šel domů stavět stejně těžký šíp pro TP. Bohužel nemám doma 23'' trubky šípů do kuše a do šípů pro Mini nemám zas tak těžké inserty, abych mohl dohnat hmotnost zkráceného šípu. Postavil jsem tedy stejně těžký šíp a olepil ho shodnými kormidly pod stejným úhlem jako u Mini, abych co nejvíce srovnal odpor vzduchu tvořený kormidly. Po sestavení šípů jsem otestoval obě sestavy na "úsťovou" rychlost.

   

   TP je jak vidno o 13 FPS rychlejší se stejně těžkým šípem, než HC Mini. (Pozorní si všimli, že mám nyní u TP s lehčím šípem shodnou rychlost jako dřívějších měřeních s šípem těžším. Není to způsobeno chybou měření, ale výměnou lanoví).  

   Pojďme ale znovu na střelnici a otestujme si velikost propadu nyní. Kříž nastřelen v horizontálce znovu "na nulu" ve 20 metrech. Nyní zpět na pozici 40 metrů. Natáhnout, založit, vystřelit – paráda, šíp z TP šel trochu doprava, tak druhý šíp bude s předsazením. Natáhnout, (založit), vystřelit – super, ADF funguje . Zapomněl jsem založit. Znovu nabít, založit, vystřelit. Výška stejná, stranově lepší. Měním kuše a už tam posílám dva výstřely z HC Mini. Jdu k terči, přeměřím, zapíšu hodnoty a udělám druhou sérii pro kontrolu.

   Zde se můžete mrknout na jeden ze soustřelů. Mířeno bylo "nulou" na vrchní zelený terčík u obou kuší. Propad z Mini byl cca 30 cm a z TP cca 37 cm. Stříleno bylo vsedě bez opory, ale 40 metrů není zas taková dálka na chyby, navíc byla udělána kontrolní série, která vyšla o +- 0,5 cm stejně.

           
 
Zhodnocení:
   První faktor, který jistě ovlivňuje menší propad je, že šíp z Mini má menší průměr než klasický šíp do kuše = menší odpor vzduchu.
   Druhý faktor je nejspíš FOC, který je u Mini blíže ke středu trubky (Mini 18,18%, TP 20%) = šíp z TP více padá na hrot.
   Třetím faktorem je délkalka šípu – zde se traduje, že delší šíp ve vzduchu lépe plachtí = má menší propad.
 
Zamyšlení:
   Opět jsem se dostal na začátek - loni jsem chtěl testovat rozdílný foc a rozdílné délky šípů, při zachování stejných hmotností šípů. Jak vidno, splněním loňského restu, si ověříme druhé a třetí tvrzení z předchozího odstavce. Už jsem namotivován – doobjednal jsem potřebné komponenty pro stavbu a vrhnu se na test – než to dorazí, bude ale květen, takže poprosím o strpení

           

[Rgx]

Výborně provedený test. Jo, souhlasím se všemi 3 závěry. K délce a průměru malý dodatek, příliš tenký a dlouhý šíp bude vykazovat nezanedbatelný průhyb po výstřelu a od určité hodnoty to bude dolet naopak zkracovat. To určitě znáš z běžného luku, kde se často řeší tvrdost šípu. Já jsem dneska provětral 70Lb kuš a potvrdil si, že při střelbě na 40m plytká drážka v railu v kombinaci s širokými kormidly a krátkými 14" šípy je peklo. Výsledek by se dal popsat jako "pravděpodobnost rozumného zásahu ≤ 50%". Viděl jsem hodně divně zakroucené balistické křivky, a to do naprosto různých stran. Když se daří, tak se daří...