Pfeilschwingung/Eine These

[abgemeldet01]

Eine sehr interessantes Video. Danke für's Zeigen.
Für mich war überraschend, dass die Biegeschwingung des Pfeiles nach 20-30m Flug noch eine so große Amplitude hat.
Gruß und alles Gute im Neuen Jahr 2024
Christian


Ich weiß gerade nicht, ob du das meinst: Der Pfeil wird nur eine Weile weiterschwingt, wenn er den Bogen verlassen hat. Wenn Du das so meinst, denke ich, dass das nicht ganz richtig ist.
...

Nein, ich meinte nicht die Biegeschwingung selber, sonder die Größe der Amplitude. Das hat mich überrascht.
Gruß und klar doch doch,
"Gut Schuss!"
Christian

[JamesPark]

It is a very interesting topic.
The arrow flexes as well as rotates about its centre of mass.

The flex will be predominantly first mode, but probably with a little bit of second mode. You can see that in some pictures where the arrow can take an S shape. The S shape is the second mode. It will be flexing all the way to the target. Note that the frequency of the second mode is not exactly three times the frequency of the first mode, but approximately that.

In free flight the arrow tries to align itself with the resultant airflow direction. So, with a side wind, assuming the arrow leaves the bow aligned with its direction of travel (that is, the bow is well tuned), it will then rotate about its centre of mass to try to align itself with the resultant of the wind and the arrow's forward motion - that is, it will try to fly with the nock to the direction the wind is blowing. However, because it will almost always be under-damped, it will overshoot that alignment and will oscillate about the alignment. That oscillation will slowly die out downrange.

It is primarily the lift from the fletches that causes the arrow to align itself with the air flow. However, along with the lift there will be some lift-induced drag, and that will cause the amplitude of the oscillation to decrease.

I have modelled this and have an application that allows me to study it for any arrow configuration.

[b_der_k_te]

Also ich tue mich noch immer schwer, besagte Beobachtungen (Bullethole, Spitze/Schaft rechts links) beim Papiertest, [...] gedanklich nachvollziehen zu können.
Ich begründe das mit folgendem Video [...] ab 03:35. Hier sieht man die Schwingungen sehr schön vor dem violetten Hintergrund.
Bullethole kann ich mir hier schon gar nicht vorstellen.
Und ob der Pfeil mit der Spitze links ausgelenkt das Papier durchdringt oder die Spitze gerade rechts ist, ist m.E. doch eher von der Entfernung abhängig.

Was mir hingegen einleuchten könnte ist, dass der kleinstmögliche Riss ein Indiz für eine optimale Ausrichtung der Schwingungsknoten sein könnte.

Also helft mir. Wo sind meine "Gedankenknoten"?

Es wird wohl das zuletzt genannte: der kleinstmögliche Riss im Papier sein, den Sebastian genau damit gemeint hat

Ich habe einen weichen, langen Rohschaft genommen. Der fliegt Spitze rechts. Dann immer weiter geschnitten und geschossen bis die Spitze links fliegt. Dabei entsteht ein Riss der erst kleiner und dann wieder größer wird. Ein exaktes Bullethole bekommt man mit Glück, aber der Riss wird sehr klein. Je größer die Distanz zum Papier desto größer der Riss.

Durch die Biegebewegung die sowohl der unbefiederte als auch der befiederte Pfeil mit den Eigenfrequenzen haben, hängt es auch davon ab zu welchem Zeitpunkt der Pfeil auf das Papier trifft. Denn während er durch das Papier hindurch fliegt, schwingt er ja weiter. Anders herum gesagt, so gebogen wie er auf manchen Standbildern/Fotos zu sehen ist, so fliegt er nicht vollständigt durch das Papier. Er schlängelt sich sozusagen hindurch.

Ich habe mich mal gespielt und einen Pfeil mit 710mm Länge so dargestellt (nicht gerechnet) wie er mit seiner ersten Eigenfrequenz von 71Hz um seine Knotenpunkte schwingt. Dann habe ich so getan als ob dieser Pfeil mit einer Geschwindigkeit von 57m/s durch zwei Papierbögen fliegen (die mit 250mm Abstand zueinander) hintereinander aufgereiht sind. So kann man beobachten wie unterschiedlich breit die Risse theoretisch sind, je nachdem wann und in welchem Biegezustand der Pfeil auf das jeweilige Papier trifft.
Als Beobachter sieht man den Pfeil von Oben und man fliegt quasi mit ihm mit.

Als erstes Beispiel: die Verbindungslinie der Knotenpunkte liegt genau in Flugrichtung, der Pfeil ist also perfekt abgestimmt, reagiert weder zu weich noch zu hart.

Papier_gerade.gif

Der theoretische Riss ist zumindest so breit wie eine Biege-Amplitude des Pfeils.

Zweites Beispiel: Der Pfeil schwenkt (rotiert/giert) um seinen Schwerpunkt (COG) weil er zu steif (bei einem Rechshand Schützen) reagiert.

Papier_steif.gif

Ein befiederter Pfeil würde diesem "aus der Flugrichtung heraus schwenken" entgegenwirken. Nach einigen Metern würde der Pfeil dadurch sogar wieder zurück schwenken. So kann es einem passieren das, wenn genau dort ein Papier aufgestellt ist, ein nur sehr kleiner Riss entsteht obwohl der Pfeil nicht gut abgestimmt ist.
Aber ein unbefiederter Pfeil - so wie Sebastian es bei seinen Papiertests verwendet - kann dem "Wegschwenken" nichts entgegenwirken und deshalb wird der Riss im Papier immer größer je weiter das Papier vom Abschusspunkt entfernt aufgestellt ist.

[rstoll]

Hallo Bernd,
danke für die klasse Arbeit.So wäre auch mein Verständnis wieder im Lot.
Wenn ich jetzt nichts falsch interpretiere:
1) Bullethole quasi unmöglich.
2) Interpretation Heckdurchdringung (gemäß Beispilen im Tuning-Guide) eher "problematisch" und eher bei starker Fehlstellung.
3) Das zunehmende Gieren im zweiten Beispiel eher theoretisch da die Befiederung dem entgegen wirken würde (in der Form eher beim Rohschaft und dann aber keine Interpretation der Hecklage möglich).

Wäre es ein großer Aufwand und ein verwegener Wunsch von mir, eine deutlich höhere Zahl von Linien (ggf ein Raster) einzuzeichnen, so dass man folgende Situationen sieht:
1) Spitze durchdringt mit maximaler Auslenkung nach "unten" (nach "oben" ist ja schon dargestellt)
2) Heck durchdringt mit maximaler Auslenkung nach "unten"
3) Heck durchdringt mit maximaler Auslenkung nach "oben"
4) Schaft durchdringt mit Nullauslenkung im Schwerpunkt (Schwingung von "unten" kommend")
5) Schaft durchdringt mit Nullauslenkung im Schwerpunkt (Schwingung von "oben" kommend")

Ist jetzt eher akademisch, mir geht es aber immer noch ein wenig darum zu sehen wo die Hecklage sein kann und ob damit "sichere" Aussagen möglich wären.
Danke und Grüßle!
Ralf

[Radian]

Meiner Meinung nach ist es nicht unerheblich, wann man einen Rohschafttest oder einen Papiertest macht.
Was ich in der Regel sehe, ist: Ankunft in der Halle, einige Passen Warmschießen, dann Rohschafttest- wenn das passt, ein zufriedener Schütze. Wenn Papiertests bei uns gemacht würden, wäre der Ablauf gleich.
Ich habe mir mal den Spaß gegönnt, mit so eingestelltem Material 120 Pfeile zu schießen und dann den Rohschafttest zu machen, in einer Situation also, in der ich im Wettkampf gut noch in den Finalrunden stehen würde. Da reagierte der Pfeil deutlich steifer, das hätte ich bei einem Rohschafttest nicht akzeptiert.
Ich denke, dass in der Praxis jeder, der nicht so konstant schießt wie ein Spitzenschütze, gut beraten ist, den Faktor der Ermüdung im Wettkampf auch bei der Materialabstimmung mit einzupreisen- also ein Rohschaft, der im ausgeruhten Zustand des Schützen leicht zur weichen Seite hin tendiert, würde mich nicht stören (ich würde analog im Papiertest dann nicht den "kleinsten Riss" sehen wollen, sondern eher den "kleinsten Riss" sehen wollen, wenn ich ca. 100 Pfeile geschossen habe, oder wenn der Rohschafttest bei ausgeruhtem Schützen gut aussieht, einen Testablauf 30 Pfeile schießen-Test-30 Pfeile schießen-2. Test usw.).
Wie gesagt, bei Spitzenschützen sehe ich das Problem eher nicht, das liegt am Trainingszustand und der Automatisierung der Schußabläufe, nur im Breitensport- wer soll das erreichen können?
Alle ins Gold
Radian

[JamesPark]

I modified my arrow dynamics program just now to include a paper test.
About the best I can get for the lateral tear with the recurve bow tuned properly is a tear of 10mm with the paper about 40mm in front of the bow. Further out, the tear is larger.

[Sebastian Rohrberg]

Moin.
Ich habs gerade probiert. Es ließ mir keine Ruhe.
Zwischen 3m und 4m (alle 25cm) bekomme ich ein Loch mit 1-1,5cm Durchmesser. Drehe ich das Zuggewicht hoch (1/4 Umdrehung) wird es zum Riss.
Nun schieße ich momentan auch etwas bescheiden und habe nicht mehr probiert.
Wenn ich etwas besser drauf bin mache ich es nochmal.
Im Februar lasse ich mal Florian durch Papier schießen.....

[JamesPark]

I modified my arrow dynamics program just now to include a paper test.
About the best I can get for the lateral tear with the recurve bow tuned properly is a tear of 10mm with the paper about 400mm in front of the bow. Further out, the tear is larger.

[abgemeldet01]

I modified my arrow dynamics program just now to include a paper test.
About the best I can get for the lateral tear with the recurve bow tuned properly is a tear of 10mm with the paper about 40mm in front of the bow. Further out, the tear is larger.

Hello James, as I understand your extreme good book, you use a mechanical device to shoot your investigation programm.
Is that right?
Christian

[esemro]

Hallo zusammen!

Darf ich bzgl. Papiertest noch einen weiteren Gedanken einwerfen? ... Meinem aktuellen Verständnis nach ist der Papiertest eher für das Tuning von Compound-Bögen als für das Tuning von Recurve-Bögen geeignet.

Recurve-Bogen

• Das Auszugsverhalten der Wurfarme führt dazu, dass die volle "Schubkraft" direkt nach dem Lösen am Pfeil anliegt

• Insb. die Masse der Pfeilspitze wirkt dieser Spontanbeschleunigung als "Widerstand" entgegen, der Pfeil biegt sich dadurch sehr stark durch

• Auf den ersten Metern schwing der Pfeil mit großer Amplitude

• Beim Durchschuss durch Papier zeigt das Rissbild daher hauptsächlich die Breite dieser Amplitude

Compound-Bogen

• Das Auszugsverhalten der Bogens führt dazu, dass zunächst wenig und dann immer mehr "Schubkraft" am Pfeil anliegt

• Obwohl die Masse der Pfeilspitze dieser Beschleunigung als "Widerstand" entgegen wirkt, biegt sich der Pfeil durch die langsam ansteigende Beschleunigung eher wenig durch

• Auf den ersten Metern schwing der Pfeil mit geringer Amplitude

• Beim Durchschuss durch Papier zeigt das Rissbild daher hauptsächlich eine ggf. vorhandene Schiefstellung des Pfeils

Moin.
Ich habs gerade probiert. Es ließ mir keine Ruhe.
Zwischen 3m und 4m (alle 25cm) bekomme ich ein Loch mit 1-1,5cm Durchmesser. Drehe ich das Zuggewicht hoch (1/4 Umdrehung) wird es zum Riss.
Nun schieße ich momentan auch etwas bescheiden und habe nicht mehr probiert.
Wenn ich etwas besser drauf bin mache ich es nochmal.
Im Februar lasse ich mal Florian durch Papier schießen.....

Sebastian, wenn du deinen Versuch tatsächlich durchführst, würde ich einen Versuchsaufbau wählen, bei dem mehrere Blatt Papier hintereinander (Abstand ca. 5 cm) durchschossen werden.

• Bei einem Compound-Schützen sollte sich dann in allen Papieren ein gleiches Rissbild abzeichnen (glatter Durchschuss bei geradem Pfeilflug bzw. ähnliches Rissbild in alles Papieren durch Schiefstellung des Pfeils auf den ersten Metern)

• Bei einem Recuve-Schützen sollte sich in allen Papieren ein unterschiedliches Rissbild abzeichnen (durch große Schwingungs-Amplituden auf den ersten Metern)

Schöne Grüße und einen guten Start ins Wochenende
Markus