В современной стрельбе из лука составной лук — это лук , который использует рычажную систему, обычно из тросов и шкивов , для сгибания конечностей. [1] Составной лук был впервые разработан в 1966 году Холлессом Уилбуром Алленом в Северном Канзас-Сити, штат Миссури , а патент США был выдан в 1969 году. Составные луки широко используются в стрельбе по мишеням и на охоте .
Система шкивов/кулачков дает пользователю механическое преимущество , поэтому плечи составного лука намного жестче, чем у рекурсивного лука или длинного лука . Эта жесткость делает составной лук более энергоэффективным, чем традиционные луки, так как меньше энергии рассеивается при движении плеч. Более жесткая, более совершенная конструкция также повышает точность, снижая чувствительность лука к изменениям температуры и влажности. В литературе начала 20-го века, до изобретения составных луков, составные луки описывались как «составные». [2]
Центральное крепление лука для других компонентов (плечей, прицелов, стабилизаторов и колчанов) называется стояком. Стояки проектируются так, чтобы быть максимально жесткими. Центральный стояк блочного лука обычно изготавливается из алюминия , магниевого сплава или углеродного волокна , а многие из них изготавливаются из алюминиевого сплава 7075 .
Конечности сделаны из композитных материалов на основе стекловолокна или иногда из дерева и способны выдерживать высокие силы растяжения и сжатия. Конечности сохраняют кинетическую энергию лука – энергия не сохраняется в шкивах и тросах. Сила натяжения взрослых составных луков составляет от 40 до 80 фунтов (от 18 до 36 кг), что может создавать скорость стрелы от 250 до 370 футов в секунду (от 76 до 113 м/с).
В наиболее распространенной конфигурации на конце каждого плеча находится кулачок или колесо . Форма кулачка может несколько отличаться в зависимости от конструкции лука. Существует несколько различных концепций использования кулачков для хранения энергии в плечах, и все они попадают в категорию, называемую эксцентриками лука . Четыре наиболее распространенных типа эксцентриков лука — это Single Cam, Hybrid Cam, Dual Cam и Binary Cam . [3] Однако существуют и другие, менее распространенные конструкции, такие как Quad Cam и Hinged. Кулачки часто описываются с использованием их рейтинга «спуска». При вращении кулачка сила, необходимая для удержания лука в нужном положении, достигает пика, а затем уменьшается по мере приближения лука к максимальному выдвижению (положению, известному как «стена»). Процентная разница между максимальной силой, возникающей во время натяжения, и силой, необходимой для удержания лука в полностью выдвинутом состоянии, и есть «спуск». Это значение обычно составляет от 65% до 80% от пикового веса для недавно разработанных блочных луков, хотя некоторые старые блочные луки обеспечивали сброс всего в 50%, а некоторые современные конструкции достигают сброса более 90%. [4]
При натяжении тетивы кулачок поворачивается и передает усилие для сжатия конечности. Изначально лучник имеет «короткую» сторону кулачка, при этом рычаг является механическим недостатком. Поэтому требуется высокий уровень энергии. Когда достигается почти полное натяжение, кулачок поворачивается на полную длину, лучник получает механическое преимущество, и к тетиве нужно прикладывать наименьшее количество силы, чтобы удерживать конечности согнутыми. Это известно как «спуск». Меньший удерживающий вес позволяет лучнику поддерживать лук полностью натянутым и тратить больше времени на прицеливание. Этот сброс позволяет лучнику точно стрелять из составного лука с гораздо более высоким пиковым усилием натяжения, чем у других луков (см. ниже).
Однако существуют некоторые ориентированные на молодежь составные луки с малым усилием натяжения, которые не имеют спуска и имеют максимальную длину натяжения, намеренно установленную дальше, чем большинство молодых стрелков. Это фактически делает функцию лука очень похожей на рекурсивный, с длиной натяжения, определяемой предпочтительной точкой привязки стрелка. Это устраняет необходимость регулировать длину натяжения лука или использовать другой лук для разных стрелков (или менять луки по мере взросления стрелка). Примером такого типа лука является Genesis, который является стандартным оборудованием в Национальной программе стрельбы из лука в школах США .
Тетивы и тросы для составных луков обычно изготавливаются из высокомодульного полиэтилена и рассчитаны на большую прочность на разрыв и минимальную растяжимость, чтобы лук передавал свою энергию стреле максимально эффективно и долговечно. В более ранних моделях составных луков тросы часто изготавливались из стали с пластиковым покрытием.
Стандартная длина натяжения AMO (Archery Manufacturers and Traders Organization, бывшее название организации, теперь известной как Archery Trade Association) — это расстояние от тетивы при полном натяжении до самой нижней точки на рукоятке плюс 1,75 дюйма (4,4 см). [7] Поскольку сила натяжения может увеличиваться более или менее быстро и снова падать более или менее быстро при приближении к пиковому натяжению, луки с одинаковым пиковым усилием натяжения могут накапливать разное количество энергии. Норберт Маллани определил отношение накопленной энергии к пиковому усилию натяжения (SE/PDF). Обычно оно составляет около одного фут-фунта на фунт-силу (3 джоуля на килограмм-силу ), но может достигать 1,4 фут-фунта/фунт-сила (4,2 Дж/кгс).
Эффективность луков также различается. Обычно от 70 до 85% накопленной энергии передается стреле. Эта накопленная энергия называется потенциальной энергией . При передаче стреле она называется кинетической энергией . Произведение SE/PDF и эффективности можно назвать коэффициентом мощности. [ необходима цитата ] Существует два стандарта измерения этой величины — скорость ATA и IBO. ATA определяется как начальная скорость стрелы весом 350 гран (23 грамма) при выстреле из лука с пиковым усилием натяжения 70 ± 0,2 фунта-силы (311,38 ± 0,89 Н) и длиной натяжения 30 ± 0,25 дюйма (76,20 ± 0,64 см). Скорость IBO определяется как начальная скорость стрелы весом 5 гран (0,32 г) на фунт усилия натяжения. В то время как многие производители измеряют скорость IBO, используя силу натяжения 70 фунтов-силы (310 Н) и длину натяжения 30 дюймов (76 см), стандарт IBO допускает силу натяжения до 80 ± 2 фунтов-силы (355,9 ± 8,9 Н) и не указывает длину натяжения. [8] Средняя скорость IBO для большинства блочных луков на рынке колеблется в пределах 310–320 футов в секунду. [9]
Высота основания — это расстояние от точки поворота рукоятки до тетивы в состоянии покоя. Обычно меньшая высота основания приводит к увеличению силы удара, но за это приходится платить луком, который менее прощает ошибки стрелка и имеет более резкие удары тетивы.
Стрелы, используемые с составными луками, не сильно отличаются от стрел, используемых с рекурсивными луками, и обычно изготавливаются из алюминиевого сплава, углеродного волокна или композита из этих двух материалов. Деревянные стрелы обычно не используются в составных луках из-за их хрупкости. Большинство используемых сегодня стрел изготовлены из углеродного волокна. Важное различие между рекурсивными и составными луками заключается в стержне стрелы. Составные луки и целевые рекурсивные луки с полностью вырезанными рукоятками по центру, как правило, очень снисходительны в отношении выбора стержня. Современные составные луки обычно оснащены значительно более жесткими стрелами, чем эквивалентные по длине и силе натяжения рекурсивные луки. Еще одним преимуществом рукоятки с центральным натяжением является то, что стреле не нужно изгибаться вокруг рукоятки (почти так же сильно или вообще) во время выстрела. Тонкая настройка может быть достигнута путем регулировки упора для стрелы или наконечника тетивы, а не путем изменения длины стрелы и веса наконечника.
Производители выпускают древки стрел с разным весом, разной жесткостью (жесткостью) и разной длиной в рамках одной модели древка, чтобы обеспечить различную силу натяжения и длину, соответствующую различным стилям, предпочтениям и физическим характеристикам лучников.
Жесткость стрелы (жёсткость) является важным параметром при подборе стрел, которые будут точно стрелять из любого конкретного лука (см. парадокс Арчера ), жёсткость варьируется в зависимости как от конструкции, так и от длины стрелы.
Другим важным соображением является то, что IBO (Международная организация по охоте с луками) рекомендует не менее 5 гран на фунт (0,71 грамма на килограмм) силы натяжения в качестве буфера безопасности. Это означает, что луку, который натягивает 60 фунтов (27 кг), потребуется не менее 300 гран (19 грамм) готовой стрелы с наконечником. Стрельба стрелами, более легкими, чем эта рекомендация, может привести к повреждению лука, аналогичному повреждению при холостой стрельбе, что, в свою очередь, может привести к травме лучника или любого, кто стоит рядом. Стрельба слишком легкими стрелами также аннулирует большинство гарантий производителя. [10]
