В стрельбе из лука форма лука обычно принимается за вид сбоку. Это продукт сложного соотношения материальных напряжений , разработанный лучником. Эта форма, если смотреть на плечи, разработана с учетом конструкционных материалов, требуемых характеристик и предполагаемого использования лука.
Существует множество различных видов форм луков. Однако большинство из них делятся на три основные категории: прямые, рекурсивные и составные . Прямые и рекурсивные считаются традиционными луками. Если плечо «прямое», его эффективная длина остается такой же, как и при натяжении лука. То есть тетива идет прямо к зарубке в натянутом (укрепленном) положении. Материалы должны выдерживать эти нагрузки, сохранять энергию и быстро отдавать ее обратно эффективно. Многие луки, особенно традиционные самострелы , изготавливаются приблизительно прямыми в профиль сбоку. Длинные луки, которые использовали английские лучники в Средние века в таких битвах, как Креси и Азенкур, были луками с прямыми плечами. Рекурсивный лук имеет наконечники, которые изгибаются от лучника, когда лук натянут. По одному определению, разница между рекурсивными и другими луками заключается в том, что тетива касается части плеча, когда лук натянут. Изогнутые луки, изготовленные из композитных материалов, использовались, среди прочих народов, персами , парфянами , скифами , гиксосами , венграми , булгарами , гуннами , турками , монголами и китайцами .
Если плечо «прямое», его эффективная длина остается такой же, как и при натяжении лука. То есть, тетива идет прямо к зарубке в натянутом (укрепленном) положении. Когда плечо изогнуто (кончик плеча от лучника), тетива касается плеча до того, как достигнет зарубки. Эффективная длина плеча, когда начинается натяжение, поэтому короче. Однако, когда лук натянут, рекурсия «раскручивается», плечо становится фактически длиннее, и механическое преимущество лучника увеличивается. В противовес этому, в материалах плеч накапливаются напряжения. Живот лука (ближайший к лучнику) находится в состоянии сжатия, задняя часть (дальнейшая от лучника) находится в состоянии растяжения, а линия между ними находится в состоянии сдвига.
Материалы должны выдерживать эти напряжения, сохранять энергию и быстро отдавать ее обратно эффективно. Количество сохраненной энергии определяется выдерживаемыми напряжениями и формой конечности, от не натянутого положения до натянутого (рассматриваемого как предварительно напряженное), затем деформируется далее до полного натяжения по мере раскручивания рекурсии. Эти основные принципы изменения механического преимущества для эффективного сохранения большего количества энергии и ее доставки для ускорения стрелы были четко поняты в древности, как показано в примерах, которые приведены ниже.
Многие луки, особенно традиционные самострелы , сделаны приблизительно прямыми в профиле сбоку. Их обычно называют прямыми, несмотря на незначительные изгибы натурального дерева и «установку» или кривизну, которую деревянный лук принимает после использования. Когда лучник начинает натягивать тетиву, механическое преимущество максимально, а плечи лука только предварительно напряжены до положения натянутой тетивы; поэтому сила натяжения минимальна. Однако сила натяжения быстро увеличивается, потому что механическое преимущество уменьшается (представьте, что тетива все больше и больше натягивается непосредственно на плечи), и в плечах нарастают напряжения. Следовательно, сила натяжения «накапливается» (очень быстро увеличивается). При выпуске происходит обратное, стрела ускоряется с максимальной силой, и эта сила быстро уменьшается. Следовательно, стрела должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать такое ускорение, и, поскольку тетива может замедляться, стрела может преждевременно сойти с тетивы, что неэффективно.
Длинные луки, которые использовали английские лучники в Средние века в таких битвах, как Креси и Азенкур, были прямыми луками, обычно изготавливались из тиса и имели тяжелые натяжители, использовались массово. Стрелы также были длинными и тяжелыми.
У рекурсивного лука кончики изгибаются от лучника, когда лук не натянут. По определению, разница между рекурсивным и другими луками заключается в том, что тетива касается части плеча, когда лук натянут. Рекурсивный лук запасает больше энергии и доставляет энергию более эффективно, чем эквивалентный лук с прямыми плечами, давая стреле больше энергии и скорости. Рекурсивный лук позволяет использовать более короткий лук, чем простой лук с прямыми плечами, для заданной энергии стрелы, и эта форма часто предпочиталась лучниками в условиях, где длинное оружие может быть громоздким, например, в кустарнике и лесу или во время езды на лошади .
Изогнутые плечи также оказывают большую нагрузку на материалы, используемые для изготовления лука, и могут производить больше шума при выстреле. Чрезмерные рекурсии делают лук нестабильным при натягивании тетивы. Ненатянутый рекурсивный лук может иметь запутанную форму, и многие виды оружия коренных американцев , будучи отделенными от своих первоначальных владельцев и культур, были неправильно натянуты назад и уничтожены при попытках выстрелить из них. [1]
Неофициальное выражение «рекурсивный лук» или просто «рекурсивный» в современных кругах лучников обычно относится к типичному современному рекурсивному луку, который используется лучниками на Олимпийских играх и многих других соревнованиях.
Рефлекторный лук — это лук с изогнутыми или загнутыми плечами, которые отворачиваются от лучника по всей своей длине. Когда тетива не натянута, вся длина лука изгибается вперед от живота (от лучника), напоминая букву «С»; это отличает рефлекторный лук от рекурсивного лука , в котором только внешние части плеч отворачиваются от лучника. Изгибы подвергают материалы лука большей нагрузке, позволяя довольно короткому луку иметь большую силу натяжения и большую длину натяжения. Это позволяет луку, который значительно короче рекурсивного или длинного лука, стрелять с той же или большей скоростью и силой. Они стали классическим оружием конных лучников, которые неоднократно покоряли большую часть Азии и Европы; их короткий профиль по сравнению с более длинными луками сделал их идеальными для использования верхом. Однако материалы и качество изготовления должны быть высокого качества.
Луки из традиционных материалов со значительным рефлексом — это почти все составные луки , сделанные из классических трех слоев рога, дерева и сухожилий; они обычно изготавливаются в форме рекурсии. Высокорефлексные составные луки все еще используются в Корее и были распространены в турецкой и индийской традиционной стрельбе из лука . Высокорефлексные луки в некоторых случаях могут потребовать специальных методов крепления и натягивания тетивы или инструментов, таких как доска для крепления.
Изогнутый лук — это лук, у которого концы изогнуты или закручены в сторону лучника. Такая форма лука уменьшает нагрузку на лук при его использовании, и лук может вообще не находиться под напряжением, когда натянут, так что его можно держать готовым к немедленному использованию в любое время. Она также уменьшает энергию, запасенную в луке, и скорость стрелы . Такая форма редко используется в современных или исторических луках, но иногда использовалась такими группами, как мохаве , у которых не было легкого доступа к качественной древесине для лука. Она позволяла им изготавливать эффективное охотничье оружие из доступного некачественного материала. Изогнутый лук можно увидеть на наскальной живописи с плато Тассили в Сахаре. [2]
Изогнутый лук — это лук, у которого плечи изогнуты или закручены у основания, чтобы поворачиваться к лучнику, когда тетива не натянута. Такая форма лука снижает нагрузку на конечности, а также энергию, запасаемую оружием. Большинство современных рекурсивных луков изготавливаются с некоторой степенью изгиба. Иногда он использовался в традиционных луках, например, чтобы сделать лук, который выглядит как традиционный роговой лук, не используя при этом никакого настоящего рога.
Составной лук , не путать с композитным луком, — это современный лук, который использует рычажную систему, обычно из тросов и блоков, для сгибания плеч. Плечи составного лука намного жестче, чем у рекурсивного лука или длинного лука. Эта жесткость плеч делает составной лук более энергоэффективным, чем другие луки, в сочетании с блоками/кулачками. У типичного составного лука тетива прикреплена к блокам (кулачкам), и один или оба блока имеют один или несколько кабелей, прикрепленных к противоположному плечу. Когда тетива натягивается, тетива заставляет блоки поворачиваться. Когда начинается натяжение, лучник имеет уменьшенное механическое преимущество, но во время натяжения, поскольку кулачки блока вращаются, и лучник получает механическое преимущество над сгибающимися плечами, сохраняется больше энергии по сравнению с другими луками.
Луки обычно сужаются от рукояти к кончикам. Сужение уменьшает массу внешнего плеча и рассеивает напряжения плеча; это увеличивает скорость движения кончиков, что ускоряет стрелы. Формы могут быть оптимизированы для различных целей, особенно для максимальной скорости стрелы; детали являются предметом активных исследований.
Узкие луки обычно сужаются равномерно. Однако конусность плоских луков варьируется. Рабочие плечи «весельных» луков сохраняют ширину почти по всей длине плеча, «пирамидальные» луки равномерно сужаются от рукоятки к узкому кончику, а « холмгордские » луки сохраняют полную ширину примерно до двух третей длины плеча, затем резко сужаются. «Эйфелева башня» сужается резко, но плавно, к очень узкому внешнему кончику.
Оптимальное поперечное сечение изгибающейся части плеча лука — прямоугольное , и почти все современные луки имеют такие плечи. Однако многие, возможно, большинство, традиционных луков имели поперечное сечение, близкое к круглому, и в какой-то момент использовались все возможные вариации. Текущие определения традиционного длинного лука требуют приближений к D-образному поперечному сечению.
