spear VS sword, bow VS crossbow etc

[Mezhick]

2 LeChat:

И он предполагал, что сила натяжения неоттянутой тетивы = 0. Я же исходил из того, что 40 кг - это средняя сила натяжения (такая сила может быть только у длинного или композитного лука).

Как бы то ни было, энергия тетивы в "покое" не равна нулю... Учтите, что тетива изначально растянута (причем очень сильно). Считать силу натяжения неоттянутой тетивы = 0 - имхо неправильно.

[Алекс]

энергия стрелы в "покое" не равна нулю... Учтите, что стрела изначально растянута (причем очень сильно).

Ээээ... Женя, ты о чем?? Или это новое слово в физике, или ты имел ввиду E=mc^2??? Может я конечно физику уже подзабыл...

[Mezhick]

Ну вот... допился! Естесственно не "стрела", а "тетива" :-)))))))))))

 

ЗЫ: Отредактировал - теперь, надеюсь, все понятно

[Engineer]

Я же исходил из того, что 40 кг - это средняя сила натяжения (такая сила может быть только у длинного или композитного лука).

Считать силу натяжения неоттянутой тетивы = 0

Ээээ. 40 кг, как я понимаю, это всего лишь сила потребная для того чтобы растянуть лук для производства выстрела. Я тут ранее высказался несколько нечетко:

силу натяжения средневековых луков, - примерно 30 - 45 килограмм. Для простоты можно допустить, что стрела получит почти всю накопленную луком энергию.

Если быть точным, то к энергии выстрела лука, эти 40 кг имеют весьма непрямое отношение. Попробую пояснить почему. Вам может быть приходилось вытаскивать автомобиль из болота без помощи лебедки? А играть на рояле? Сила, которую может приложить обычный человек к середине нятянутого каната или струны даёт огромный эффект. Фактически, Вы получаете рычаг длиной во всю верёвку. Двухтонный автомобиль, имея достаточно длинный и жесткий канат, может сдвинуть даже ребенок. То же и с луком. 40 кг. всего лишь сила, энергию запасаемую луком, мы получим, рассматривая время в течении которого действовала эта сила. И если для растяжения лука стрелку потребовалось несколько секунд (в силу специфики действия человеческой мускулатуры), то отдавать эту энергию лук сможет значительно быстрее. Это то, что вышеназваный автор

называет хлесткостью лука. Требушет тоже грузили по камешку, а стрелял он, как мы знаем, чуть ли не целыми роялями.

В первый момент растяжения тетивы, сила действительно очень мала, т.к. действует под прямым углом к середине натянутой тетивы, 40 кг она достигает уже на максимуме растяжения.

[LeChat]

2 Engineer:

Не важно, с какой скоростью оттягивают лук. И не важно, с какой скоростью он отдает энергию стреле.

Строго говоря в момент начала выстрела вся энергия сосредоточена в натянутом луке, и равна E = Integral(F)dS. В длинном и композитном луке сила натяжения возрастает относительно равномерно. В длинном из-за того, что оттяжение тетивы мало по сравнению с длиной лука. В композитном на разных участках натягиваемой тетивы действуют разные части рогов лука (для того короткие композитные луки степняков длали достаточно хитрой формы). Если сила натяжения строго равномерна, то средняя сила натяжения = (Fнач+Fкон)/2. Но вообще то это более сложная интегральная величина.

В момент вылета стрелы вся начальная энергия превратилась в энергию полета стрелы + преодоление сопротивления воздуха в момент выстрела + энергия колебания тетивы после выстрела. Я пренебрегал двумя последними энергиями, но они все таки существуют. Особенно остаточная энергия тетивы (лука) - лучнику обратный ход тетивы мог кисть разрубить.

В любом случае время тут не фигурирует. Только энергия.

[Алекс]

Млин, народ, мне этот топик уже начинает напоминать знаменитый топик "про самолет", когда народ до одури спорил по поводу того взлетит ли самолет, если вместо влетной полосы его поставить на транспортер а-ля беговая дорожка (то есть при вращении шасси транспортер двигается в обратном направлении с такой же скоростью).

 

ТО VokialMaks:

Ухожу, ухожу, ухожу! (ушел флудить в другой форум) :P

Изменено 6 октября, 2003 пользователем Алекс

[Sir Jan]

когда народ до одури спорил по поводу того взлетит ли самолет, если вместо влетной полосы его поставить на транспортер а-ля беговая дорожка

Не взлетит. Даже спорить не о чем.

[Kirill]

2 Sir Jan:

А ну шагом марш на Авиабазу и читать, читать, читать !

Или создавай тему в оффтопе, там и обсудим

[LeChat]

Если на него направить сильный поток воздуха - взлетит. Никуда не денется.

[Engineer]

2 LeChat:

2 Engineer:

Не важно, с какой скоростью оттягивают лук. И не важно, с какой скоростью он отдает энергию стреле.

Строго говоря в момент начала выстрела вся энергия сосредоточена в натянутом луке, и равна E = Integral(F)dS.

Мне так не кажется. Т.е. формально ты прав, но я совсем о другом. Давай вот рассмотрим тогда предельные случаи:

1. стрела не имеет веса, тогда ведь сам говоришь:

Особенно остаточная энергия тетивы (лука) - лучнику обратный ход тетивы мог кисть разрубить.

2. Стрела весом 200 кг. Ну допустим лук был исполинский, но кто тогда куда полетит? Стрела или сам лучник? И куда?

Я как раз о том талдычу, что для каждого лука с каждой силой натяжения существует стрела оптимального веса, т.е. стрела наилучшим образом отбирающая энергию лука. Именно эта стрела будет двигаться с такой начальной скоростью, при которой её энергия максимальна. Стрела меньшего веса для данного лука полетит быстрее (и дальше), но лучник ощутимо получит по рукам. Так вот знаменитые длинные луки при холостом выстреле могли и сломаться, - лопалось плечо от перегрузки, ведь энергию получало плечо. Стрела большего веса разгонится недостаточно, т.е. лук сможет передать её всю свою энергию, но скорость вылета будет недостаточна для достижения стрелой цели. Вы думаете почему тогда английские луки делались стандартными для всей армии? Именно потому чтобы легче организовывать снабжение, в том числе и стандартными стрелами.

Если сила натяжения строго равномерна, то средняя сила натяжения = (Fнач+Fкон)/2. Но вообще то это более сложная интегральная величина.

Присоединяюсь

В момент вылета стрелы вся начальная энергия превратилась в энергию полета стрелы + преодоление сопротивления воздуха в момент выстрела + энергия колебания тетивы после выстрела. Я пренебрегал двумя последними энергиями, но они все таки существуют.

Вот таки и не вся, как мы только что выяснили. При использовании слишком легкой стрелы часть энергии уходит на разгон плечей лука (и "отрубание кисти лучника" ).

Ну, кроме "колебания тетивы" существует ещё и "колебание стрелы" - описаный в литературе эффект: стрела слегка изгибается в момент выстрела и в начале полета дрожит, возвращаясь к первоначальной форме, что вызывает легкое смещение точки прицеливания от линии стрельбы. Да и нагрев плечей лука при интенсивной стрельбе, думаю, можно было бы даже замерить.

То есть, я хочу сказать, что как и в случае попыток теоретического расчета пробивания стрелой стального листа, эффектов требующих учёта довольно много и провести точный расчет весьма затруднительно. Поэтому, я, как ты и предлагаешь, использовал бы при оценках интеграл (в упрощенном случае =половине) от силы натяжения по всему ходу стрелы. Но во что выльется этот интеграл? А вылиться он должен в приобретение стрелой определенного веса определенной скорости. Только так мы и сможем решать дальнейшую уже чисто баллистическую задачу. Оценив несоответствие между расчетным значением, допустим: сила натяжения 40 кг. и стрела длиной 0,8 метра, весом 120 грамм. и реальной скоростью такой стрелы, выпущеной из подобного лука мы как раз и получим всю сумму потерь. А вот это уже интересно! Так какой процент мощности мы теряем? И, значит, существуют конструкции луков, в которых он меньше.

[LeChat]

Я как раз о том талдычу, что для каждого лука с каждой силой натяжения существует стрела оптимального веса, т.е. стрела наилучшим образом отбирающая энергию лука.

Т.е. есть оптимум массы стрелы, при котором дополнительные расходы энергии (звон тетивы, нагревание лука, удар по руке, деформация стрелы и пр) минимальны? Увы, такого оптимума нет! Чем больше масса стрелы, тем меньше энергии потеряется! Это просто монотонно возрастающая функция! Крайние варианты - масса стрелы -> 0 (стрела из одной молекулы). Практически вся энергия лука уйдет на дополнительный расход энергии. Другой крайний случай - стрела весит тонны. Тетива сдвинет ее очень медленно и когда тетива дойдет до свободного натяжения, она вообще не будет звенеть - скорость ее будет не та. Т.е. чем массивнее стрела (аэродинамику не рассматриваем - она от формы зависит), тем меньше израсходуется дополнительной энергии. Оптимума нет.

Стрела большего веса разгонится недостаточно

Совершенно верно. И именно этот факт органичивает сверху массу стрелы. Нужно, чтобы стрела вылетала с приемлемой скоростью. Так что с этой точки зрения чем стрела легче, тем лучше. Однако чем выше скорость, чем выше коэффициент сопротивления воздуха. Если сделать стрелу массой 1 грамм, скорость будет огромна (хотя много энергии потеряется при выстреле), однако эта скорость погасится на первых же метрах пути. Стрела быстро сбросит скорость до 30 грамовой, а пробивная способность снизится из-за массы.

Поэтому есть оптимальная масса стрелы для конкретного лука с точки зрения дальности стрельбы/пробиваемости (а не с точки зрения отбора энергии).

Ну, кроме "колебания тетивы" существует ещё и "колебание стрелы" - описаный в литературе эффект: стрела слегка изгибается в момент выстрела и в начале полета дрожит, возвращаясь к первоначальной форме, что вызывает легкое смещение точки прицеливания от линии стрельбы.

Есть такой эффект. Это основная причина, по которой стрелы не использовались при стрельбе из арбалета. При выстреле массивный наконечник медленнее разгонялся, а древко и оперение - быстрее. В результате на стрелу в момент выстрела действовала огромная сжимающая сила, стрела раьотала как пружина и могла сломаться. Поэтому отличные с точки зрения аэродинамики стрелы были вынуждены заменить на пули и болты - они не деформировались, но обладали худшими аэродинамическими свойствами.

При стрельбе из лука это было не очень важно - сила, действовавшая на стрелу была не столь большой. Но натяжение арбалета доходило до 600 кг. Тут этот эффект был очень значим.

[Engineer]

2 LeChat:

Увы, такого оптимума нет! Чем больше масса стрелы, тем меньше энергии потеряется! Это просто монотонно возрастающая функция!

Извини, я, наверное, опять некорректно выразился. Оптимум безусловно есть, если рассматривать ВСЮ задачу. Т.е. энергия стрелы долетевшей до цели имеет максимум. А нас интересует именно энергия в районе цели, а не энергия с которой стрела сходит с тетивы лука. А эта энергия конечно имеет выраженый максимум, зависящий от веса и связаной с ним начальной скорости стрелы. Вплоть до скоростей в 100 метров в секунду зависимость сопротивления воздуха от скорости квадратичная, так что для каждой дистанции стрельбы видимо должна существовать стрела "оптимального" веса. Может стоит действительно построить график энергии от расстояния для стрел разного веса?

[Chernish]

что для каждой дистанции стрельбы видимо должна существовать стрела "оптимального" веса.

 

Д.Ч.* Ну и? У древних воинов так и было - на каждого зверя своя стрела.. на птицу одна, на крупную цель - другая, на рыцаря в доспехах - бронебойная (третья)..и и стреляли ими с разных дистанций... т.е. это эмпирически так и было как вы теоретически дошли ...

[Игорь]

2 Chernish:

т.е. это эмпирически так и было как вы теоретически дошли ...

точно,мы ,как раз, и не хотели эмпирически,хотелось и теории немножко.

Смысл в том,что против рыцарей и не выставляли никогда одних лучников - толку никакого.Теперь я знаю почему,теоретически.А древние - на своей шкуре.Кстати,теория помогла переосмыслить некоторые постулаты и сражения древности.Например, арбалетный болт мог пробить в то время любой доспех.По теории,по расчетам.А на практике - не всегда.Скорострельность тормозила в том числе - и вся бронебойность насмарку.

[LeChat]

2 Engineer:

Все так. Но при низких скоростях сопротивление воздуха пропорционально скорости, а не квадрату скорости. Рост скорости увеличивает степень сопротивления, а снижение плотности воздуха снижает. Т.е. если стрела летит со скоростью 5 метров в секунду, рост сопротивления пропорционален скорости. Та же стрела со скоростью 100 метров в секунду - рост сопротивления пропорционален квадрату скорости. Дальше степень сопротивления увеличивается еще больше.

Если снизить плотность воздуха для стрелы на скорости 100 м/с, рост сопротивления опять будет пропорционален скорости. А если повысить плотность - например до плотности воды, сопротивление будет пропорционально 3-4 степени, если не выше!

 

Насчет зависимости энергии стрелы на расстоянии от массы стрелы - не задумывался. Видимо оптимум есть. Но строить графики ИМХО занятие бесполезное - там столько факторов влияет, что график можно строить разве что экспериментально. Теоретически его не выведешь, т.к. на летяюую стрелу действуют турбулентные силы. Либо если есть усредненные таблицы зависимости сопротивления воздуха, можно построить какие то усредненные графики. У меня таких параметров нет.

[Аналитик]

Пришел грозный Я, дабы смущать, опошлять и критиковать.

Шутка. Просто вставка в тему. Один мой знакомый из Совгавани делал холодное оружие, причем по всем правилам. Если ковать, так ковать. Практический вывод:

Лук, настоящий, боевой, сделать архитрудно. Работа штучная. Испытательную кольчугу не пробивает.

Арбалет сделать проще. Но если он достаточно силен, чтобы стрела (бельт?) пробила кольчугу, из такого агрегата нужно стрелять одев каску. Сорвется тетива - мало не будет.

[VokialMax]

[оффтоп]

2 Аналитик:

Пришел грозный Я, дабы смущать, опошлять и критиковать.

смело, однако...

[/оффтоп]

[Аналитик]

смело, однако...

 

Шутка.

[Egir]

2Аналитик

 

(бельт?)

 

Bolt!

[Аналитик]

Bolt

Я встречал "бельт", "болт", "больт" и как-то еще. Спасибо за подсказку.

[Аналитик]

Признаюсь, люблю я Японию. Сакура, Фудзияма, самураи, последний путь "Ямато", трусливо-осторожный Нагумо...

Но вот распространенного восторженного отношения к японскому оружию и доспехам не разделяю. Всегда старался понять и представить, как это действовало на самом деле.

Японские доспехи.

Лично видеть не довелось, но музейных фотографий и схем просмотрел немало. Технически яп. доспехи независимо от эпохи изготовления представляют собой много мелких пластин, соединенных воедино шелковыми шнурами. Пластин было много, шнуровки было тоже много. Очень много. На фотографиях я бы определил площадь шнуровки как 1/5 от общей "площади" доспеха, не меньше. И это меня смущает. В бою защита должна прикрывать воина, следовательно принимать на себя удары. При таком кол-ве шнуров идущих поверх, часть будет неизбежно разрезана/разрублена, часть разлохмачена, т.е. опять же приведена в негодное состояние. До конца боя вся конструкция худо-бедно продержится (благодаря тому же обилию шнуров), а дальше? Перешнуровывать, т.е. фактически разбирать и собирать заново. Это должно быть:

1. Неудобно.

2. Дорого. (шелк, все же)

3. Долго.

4. Антисанитарийно.

Неужели за 500 лет тотальной войны японы не придумали ничего проще и технологичнее? Тем более, что другие образцы компоновки доспехов им были знакомы. Монголы, те же белые варвары. Что помешало? Явно не косность мышления. Консерватизм? "Что годилось нашим предкам, хорошо и нам". Или у классических мару были иные достоинства, перевешивающие неудобство эксплуатации? Поделитесь соображениями.

[Aleksander]

2 Аналитик:

По теме была отличная ссылка приведенная сэром Жаном http://minnakiri.fromru.com/docs/warf.htm

[Marder]

По теме была отличная ссылка приведенная сэром Жаном http://minnakiri.fromru.com/docs/warf.htm

Весьма поверхностная статья. Опять же: нагината - не копье, До - не весь доспех, а только кираса

При таком кол-ве шнуров идущих поверх, часть будет неизбежно разрезана/разрублена, часть разлохмачена, т.е. опять же приведена в негодное состояние.

Есть такая проблема, были даже ножи для разрезания шнуровки, но основная часть шнуров пряталась под доспех.

Шелка в Япони завались, это и шнурки- веревки, и рубашки от вошек

Неужели за 500 лет тотальной войны японы не придумали ничего проще и технологичнее?

А зачем придумывать? Намбан-гусоку - кираса made in Spain

[Игорь]

2 Аналитик:

1. Неудобно.

2. Дорого. (шелк, все же)

3. Долго.

4. Антисанитарийно.

Вовсе не так.

Скрепляться могли и кожанными шнурами.А собственно доспех соостоял из 20 с лишним отдельных предметов,обеспечивая большую свободу движений.

И шнуровка не перерубалась,т.к. отдельные пластины краями заходили друг на друга.

Тяжелый доспех(о-ерои) состоял из панциря,наплечников,нарукавников,наголенников и шлема(кабуто)с маской и защитой шеи.Даже такой "тяжелый"(12 кг ) позволял телу воина дышать,свободно,не стесняя движений,сражаться в пешем и конном строю.

Только в страшном сне можно представить,как японец в таком жарком климате надевает нечто подобное европейскому доспеху(т.е. обильно потел бы,вот это была бы антисанитария ).К счастью,умалишенных среди них не было Климат в развитии доспеха счграл немаловажную роль.

Теперь о "долго".

Процесс одевания.Сначала нижнее платье,затем шапочка и перчатки,потом нарукавники,верхнее платье и наголенники,в конце обувь,панцирь и защита шеи.Шлем одевался перед самым боем.

[Игорь]

2 Marder:

и рубашки от вошек

совершенно точно,Европа насила шелковое белье,спасаясь от блох и мандавошек

2 Aleksander:

По теме была отличная ссылка приведенная сэром Жаном http://minnakiri.fromru.com/docs/warf.htm

не очень хороша.