Лук и стрела

<час />

Проще говоря, лук - это длинный гибкий посох; к двум концам посоха прикреплена более короткая струна, в результате чего посох изгибается. Стрела - это стержень с лопастями типа пера на одном конце, на котором есть выемка, и заостренной головкой на другом конце. Зубчатый конец стрелы крепится к тетиве, заостренный наконечник выступает за пределы лука. Держась одной рукой за лук, а другой сжимая тетиву, лучник тянет тетиву назад, сохраняя потенциальную энергию в луке. Когда лучник отпускает тетиву, эта потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, которая передается стреле, внезапно и быстро толкая ее вперед. Луки используются в основном для охоты и для стрельбы по мишеням.

Фон

Археологи считают, что охотники использовали луки и стрелы еще 50 000 лет назад. Коренные народы использовали такое оружие во всех частях мира, кроме Австралии. Помимо охоты и войны, луки и стрелы использовались для спорта в древних культурах Египта, Китая и Индии.

Первоначально луки изготавливались из любого упругого материала, включая бамбук, а также различные породы дерева, а тетивы - из кишок животных. Индейские и азиатские производители луков независимо друг от друга сделали важное нововведение, когда они усилили оружие, приклеив сухожилие животного (сухожилие) к задней части лука (сторона, обращенная к цели). Составной лук (состоящий из трех или более слоев разнородных веществ) был изобретен несколькими культурами Центральной, Северной и Юго-Западной Азии около 4500 лет назад. Техника включала укрепление спинки лука до трех слоев измельченных сухожилий, смешанных с клеем, и укрепление лицевой стороны лука (сторона, обращенная к лучнику) с помощью приклеенного слоя рога животного. Северные европейцы использовали другой метод усиления луков; к началу четвертого века нашей эры , они приклеивали заднюю часть заболони к сердцевине дерева (плотная древесина, взятая из неживой сердцевины дерева).

Стрелы, которые обычно делались из деревянных древков, имели наконечники из твердых пород дерева, кости, рога, кремня, бронзы или (в конечном итоге) стали. В Индии оружейники широко экспериментировали с железом и сталью и в III веке до нашей эры создали цельнометаллическую стрелу. Хотя вполне вероятно, что и тогда они делали металлические луки, только в семнадцатом веке стальные луки стали по-настоящему популярными в Индии.

Стрельба из лука (с использованием лука для стрельбы стрелами) была доминирующим средством ведения войны (стандартные луки, как правило, превосходили механические арбалеты) до конца шестнадцатого века, когда огнестрельное оружие стало практичным. С тех пор охота и стрельба по мишеням превратились в основные виды стрельбы из лука.

С 1929 по 1946 год семь лучников, которые также были учеными или инженерами, изучали характеристики конструкции оборудования и материалов, используя такие методы, как высокоскоростная фотография. Они опубликовали свои открытия в различных журналах, а в 1947 году трое из них отредактировали сборник этих статей, назвав книгу Стрельба из лука:техническая сторона. Этот экспериментальный и математический анализ динамики лука заложил основу для первых значительных улучшений в конструкции снаряжения для стрельбы из лука со времен средневековья. Среди нововведений, появившихся после Второй мировой войны, было использование новых материалов, таких как пластик и стекловолокно, а также модификация рукоятки лука, чтобы она напоминала рукоять пистолета.

Дизайн

Самый простой тип лука, называемый длинным луком, состоит из практически прямого стержня. Дополнительная мощность и стабильность достигаются за счет изогнутых луков, которые имеют постоянные изгибы, которые делают спину вогнутой на каждом конце. Еще большей мощности можно достичь с помощью блочного лука - устройства с механической поддержкой, которое прикрепляет тетиву к системе шкивов, а не к концам лука.

Изогнутый лук состоит из трех частей - двух гибких ветвей, отходящих от противоположных концов жесткого подступенка. Общая длина лука может составлять 50-70 дюймов (125-175 см). Подступенок, длина которого составляет около 20 дюймов (50 см), обеспечивает удобный захват и выступ, на котором стрелка опирается перед выпуском. Конечности могут быть постоянно прикреплены к подступенку или могут быть съемными, что позволяет лучнику разбирать лук для облегчения транспортировки и хранения или менять конечности с различными рабочими характеристиками.

Сырье

Изготовленный из цельного куска дерева лук может покоробиться от влаги или стать хрупким в холодную погоду. Он также может постоянно деформироваться в изогнутую форму, полученную при натяжении лука (тетива прикрепляется к обоим концам, изгибая лук). Когда это происходит, упругость лука уменьшается, и он теряет силу. Изготовление луков из стекловолокна решает некоторые из этих проблем, но со сниженными эксплуатационными характеристиками. Наилучшие результаты достигаются с композитными материалами, которые формируются путем склеивания слоев различных пород дерева, стекловолокна или углеродного волокна. Среди пород дерева, обычно используемых для изготовления луков, - красный вяз, клен, кедр, бамбук и экзотические породы дерева, такие как бубинга.

Исторически тетивы изготавливали из жил, скрученной сыромятной кожи, кишки, конопли, льна или шелка. Сегодня струны для деревянных длинных луков часто делают из льняной нити. На блочные луки можно натянуть стальную проволоку. Тетива для популярных изогнутых луков обычно изготавливается из дакрона, который очень мало тянется и хорошо изнашивается. Нейлоновая нить оборачивается вокруг тетивы, чтобы усилить ее на концах и в середине, где стрела и пальцы лучника соприкасаются с тетивой во время стрельбы.

Стрелы традиционно изготавливали из цельных стержней из дерева, такого как ясень, вяз, ива, дуб, кедр или ситкинская ель. Полые древки стрел могут быть изготовлены из современных материалов, таких как алюминий, стекловолокно, графит или углеродное волокно. Перья (обычно из крыльев индейки), закрепленные на древке около одного конца, заставляют стрелу вращаться во время полета, стабилизируя ее траекторию. Из-за большей прочности и влагостойкости лопатки из пластика или формованной резины стали для этой цели более популярными, чем натуральные перья. К заднему концу стрелы прикреплен наконечник (пластиковая деталь, на которой протянута канавка вокруг тетивы). Наконечники стрел, которые раньше делались из кремня, кости, рога, бронзы или твердой древесины, теперь обычно делают из стали. У них может быть от двух до шести выступающих лезвий, или они могут просто довести вал до закругленного или заостренного конца.

Производственный
процесс

Лук

В следующих параграфах описывается конструкция изогнутого лука с постоянно прикрепленными конечностями.

• 1 Различные материалы разрезаются на прямоугольники для слоев конечностей. Слои дерева окрашиваются в желаемый цвет. Наносится клей, и слои укладываются в правильной последовательности.
• 2 Многослойная секция конечности устанавливается на форму, которая определяет ее окончательную кривизну. После прикрепления к форме конечность сушится в печи при температуре 180 ° F (80 ° C) в течение шести часов.
• 3 Подступенок изготавливается из цельного блока алюминия или блока, образованного путем ламинирования различных слоев дерева. После обрезки блока до основных контуров его окончательной формы возле концов подступенка вставляются штифты, позволяющие прикрепить конечности.

  Типичный лук. Чтобы образовать петлю тетивы, тетиву можно соединить или сплести.

• В опорах просверливаются 4 отверстия, чтобы соответствовать положению штифтов в подступенке, и конечности временно прикрепляются к подступенку. После того, как стыки зашлифованы до гладкости, конечности снимаются с подступенка.
• 5 С помощью шаблона лучник (изготовитель лука) маркирует конечности для разрезания. Используя бензопилу и шлифовальную машинку, мастер сужает концы конечностей и придает им первоначальную прямоугольную форму. Концы ветвей подпиливают, чтобы сделать пазы для крепления тетивы.
• 6 Стрелок начинает формировать подступенок, вырезая секции, чтобы сформировать полку, на которую может опираться стрела, и обеспечить прицельное окно. Используя бензопилу, шлифовальную машинку и ручной рашпиль (напильник по дереву), лучник придает подступенку форму, удобную для захвата.
• 7 К готовому подступенку прикрепляют конечности и приклеивают на место. Окончательная форма выполняется на кончиках конечностей. Вся дуга шлифуется вручную, а затем покрывается защитным слоем из прозрачной эпоксидной смолы.

  Во время изготовления лука конечность устанавливается на форму, которая определяет ее окончательную кривизну. Прикрепленный к форме, конечность отверждается при высокой температуре, а затем подступенок прикрепляется к луку с помощью штифтов.

Тетива

Несмотря на то, что доступны изготовленные тетивы, некоторые энтузиасты стрельбы из лука предпочитают делать их сами.

• 8 Определено количество необходимых нитей нити. Это зависит от прочности используемой нити и натяжения (силы) лука. Пучок прядей разделен на три равных набора, и каждый набор покрыт пчелиным воском (возможно, с добавлением смолы). Наборы прядей затем формируются в шнур путем скручивания и переплетения их вместе.
• 9 Когда сформировано достаточное количество шнура, образуется петля, оборачивая конец шнура и сращивая или вплетая его в новый участок, на который устанавливается шнур. Когда желаемая длина тетивы почти достигнута, тетива предварительно натягивают, подвешивая ее за исходную петлю, прикрепляя груз к свободному концу. Затем длина повторно оценивается, и шнур продолжается до тех пор, пока не будет достигнута желаемая длина. Создание еще одной петли завершает струну.
• 10 «Сервировка» применяется путем наматывания нейлоновой нити на 10-дюймовую (25-сантиметровую) часть в центре тетивы и 5-дюймовую (13-сантиметровую) часть возле каждой концевой петли. Арматура, называемая точкой зацепления, которая сделана из резины или пластика, прикрепляется в точке, где стрелки будут прикреплены к струне.

Стрелка

Следующие шаги описывают, как изготавливаются деревянные стрелы.

• 11 Выбирается подходящая древесина «два на четыре» (2 дюйма [5 см] и 4 дюйма [10 см] шириной), чтобы волокна древесины были как можно ближе к длине доска. Отрезается участок, который примерно на 3 дюйма (7,5 см) длиннее запланированной длины стрелки. Используя тяжелый нож или топор, доску разрезают с одной стороны, образуя край, действительно идущий вдоль волокон древесины.
• 12 По разделенной кромке распиливаются квадратные заготовки, которые немного больше желаемого диаметра вала. При необходимости заготовки можно выпрямить, нагревая и сгибая.

  Стрела обычно изготавливается из дерева и покрывается полиуретаном и краской. Обрезанные перья или пластиковые лопатки приклеиваются к валу между гребнем и выступом по схеме, параллельной валу, спиральной (по прямой диагонали вала) или по спирали (по кривой, которая начинается и заканчивается параллельно к валу). На древко закреплен наконечник стрелы. Форма головы определяется целью, для которой будет использоваться стрела - стрельба по мишеням или охота на определенные виды животных.

• 13 Каждая сторона заготовки строгана, чтобы обеспечить гладкость и прямолинейность. Затем четыре угла обрезаются, чтобы получился восьмиугольный стержень. Опять же, углы струганы. Наконец, вал шлифуется, чтобы получился круглый дюбель.
• 14 На одном конце стержня стрелы прорезана насадка или паз. Как вариант, конец вала можно вставить в пластмассовую насадку.
• 15 Вал покрыт полиуретаном или лаком. Вокруг древка нанесен гребень (цветные полосы, которые идентифицируют владельца или производителя стрелки).
• 16 Стрела запускается путем приклеивания обрезанных перьев или пластиковых лопастей к древку между гребнем и зазубриной. Эти настоящие или искусственные перья могут быть наложены параллельно стержню, по спирали (по прямой диагонали к стержню) или по спирали (по кривой, которая начинается и заканчивается параллельно стержню). Обычно используются три пера, одно из которых будет обращено прямо от лука, когда стрела установлена ​​для стрельбы. Это перо называется петушиным пером, а два других - перьями на стержне.
• 17 На древко закреплен наконечник стрелы. Форма головы определяется целью, для которой будет использоваться стрела - стрельба по мишеням или охота на определенные виды животных.

Будущее

Основываясь на аналитическом подходе, начатом в 1930-х годах, современные исследователи совершенствуют математические модели, описывающие характеристики луков, чтобы оценить возможные изменения конструкции. Помимо изменения размера и формы элементов лука, поклонники также экспериментируют с новыми материалами. Например, по крайней мере, один производитель теперь предлагает конечности, сделанные с внутренним слоем синтаксической пены (высокопрочный материал с низкой плотностью, состоящий из эпоксидной смолы и микроскопических стеклянных шариков, которые можно отливать и обрабатывать на станке).

Некоторые лучники используют насадки на луках для улучшения характеристик, и производители разрабатывают все более сложные модели таких аксессуаров. Например, теперь доступно электронное прицельное устройство, которое не только помогает лучникам наводить цель на цель, но и действует как дальномер с цифровым дисплеем. Также разрабатываются новые конструкции стабилизаторов, которые устанавливаются на стержнях, выходящих наружу из задней части носовой части. Эти стабилизаторы состоят из грузов или гидравлических демпфирующих устройств (подвижных грузов, заключенных в цилиндр, заполненный жидкостью), которые помогают предотвратить скручивание лука во время стрельбы, поглощая часть удара при отпускании тетивы.