Somogyi Múzeumok Közleményei 11. - A népvándorláskor fiatal kutatói 5. találkozójának előadásai (1995)

Mészáros László - Szőllősy Gábor: Az íjak maximális lőtávolságának meghatározása számítógépes modellezéssel

AZ ÍJAK MAXIMÁLIS LŐTÁVOLSÁGÁNAK MEGHATÁROZÁSA SZÁMÍTÓGÉPES MODELLEZÉSSEL MÉSZÁROS LÁSZLÓ-SZŐLLŐSY GÁBOR Az íjak egyik legfontosabb értékmérő tulajdonsága a kilőtt nyíl maximális lőtávolsága. Bár a lőtávolság igen sok olyan tényező befolyása alatt áll, amelyek magától az íjtól függetlenek, mégis érdemes figyelembe venni, mert jószerivel szinte az egyetlen olyan jellemző, amelyet mindenféle mérőműszer nélkül is meglehetős pontosan lehet mérni (pl. lépéssel). Ez tehát az az értékmérő tulajdonság, ami alapján akár a neolit kori embernek is lehetősége volt az íjak összehasonlítására. (Más kérdés, hogy egy adott kultúrában egyáltalán felvetődőik-e az igény az íj maximális lőtávolságának megmérésére és az íjak ez alapján való rangsorolására.) Ha a maximális lőtávolságot közvetlenül méréssel akarjuk meghatározni és az íjak minél objektívebb összehasonlítására törekszünk, akkor a kísérleti lövéseket lehetőleg teljesen azonos körülmények között kell(ene) elvégeznünk. Ez természetesen nem megoldhatatlan feladat, hiszen belövőállvánnyal biztosítható a húzáshossz, a kilövési szög és az oldás azonossága. Az is megoldható, hogy minden alkalommal azonos tömegű, anyagú, méretű és tollazású nyilakat használjunk. Nagyszámú kísérlet esetén azonban, különösen, ha a vizsgálandó íjak közül egyszerre csak néhány darab áll rendelkezésünkre, nem egyszerű feladat hat nyolc alkalommal kitelepülni azonos módon ugyanarra a helyszínre. Az időjárással még nehezebb a helyzet, mert vagy mindig teljes szélcsendben, vagy mindig azonos irányú és erejű szélben kellene lőni. A jelen dolgozathoz elvégzett távlövési kísérletek arra is felhívták a figyelmünket, hogy a kísérleti módszer rendkívül időigényes. A vizsgálandó három íjból ugyanazzal a négy nyíllal négy különböző íjász adta le a kísérleti lövéseket. A 48 lövés leadása és a lőtáv megmérése több mint három órát vett igénybe. Részben az említett okok miatt, részben azért, mert mint látni fogjuk, a nyíl kilövése után az íjnak már semmi befolyása nincs a nyíl további útjára, a közvetlen mérés helyett célszerűbbnek látszik a maximális lőtáv számítógépes modellezéssel való meghatározása. Az alkalmazott program eredetileg egy számszeríj működésének modellezéséhez készült (MÉSZÁROS 1992) Nézzük meg most közelebbről, hogy milyen tényezők befolyásolják a maximális lőtávot. Légüres térben a maximális lőtávolság : L = v

2

/g (Csak érdekességként: láb/sec-ban és yardban mérve: L = (v/10)

2 pl. 200 ft/sec = 400 yard.) A tapasztalat szerint a légellenállás kb 1520 %-kal csökkenti a légüres térre számított lőtáv értékét. (KLOPSTEG 1947, 184) A nyilat repülés közben fékezi a közegellenállás és a nyíl oldalirányú rezgéséből, valamint forgó mozgásából adódó energiaveszteség. A közegellenállás részben a nyíl (hegy) keresztmetszetével arányos frontális ellenállásból részben a levegővel érintkező felület nagyságával és minőségével arányos felületi súrlódásból adódik. Súrlódás a nyíl rúdján és a tollakon (minden toll mindkét oldalán!!) keletkezik. Egy adott nyíl esetében a közegellenállás: D = KiV

2

+K

2

v

2

+K

3

v

3

+...+KnV

n

. A levegőben (mint közegbe) repülő nyíl sebességtartományában a K

2 tényező a meghatározó. Ez alapján a nyílra repülés közben ható légellenállási erő kielégítő pontossággal közelíthető a D = K2V

2 képlettel, ahol К az adott nyíl légellenállási tényezője. A légellenállási erő közvetlenül mérhető szélcsatornában, vagy a röppálya két pontján mért sebesség alapján számítható ki a következő képlet szerint: DX = 0.5m(vi

2-v

2

2

) Ahol D a légellenállás, X a két mérőpont távolsága, m a nyíl tömege, vi és v

2 a két sebesség. A szélcsatornás módszer csak magát a légellenállást méri, a sebesséqméréses viszont minden sebességcsökkentő tényezőt, ennél fogva reálisabb eredményt ad. ENGLISH szerint egy nyíl K-értéke 1.15x10"

6 . Ugyanerre a nyílra RHEINGANS szélcsatornában 1.06x10"

6 értéket mért. Ezeknél az értékeknél az erőt fontban, a sebességet láb/sec-ban mérték!!! PRATT mérése szélcsatornában 2.1-3.5x10"

6 a hegy formájától függően, azonos fóliázással. A tollak összfelülete: 79.68 cm

2 volt, szemben ENGLISH 40.84 cm

2 ével. A légellenállás legnagyobb hányada a tollakra esik. Ezek felületének csökkentésével lehet legeredményesebben csökkenteni a légellenállást. A tollak anyaga is fontos a felület minősége miatt. Egy nyílra lehetőség szerint mindig azonos oldali szárnyból való tollakat ragasztanak. Az így tollazott nyíl egyenes tollazás mellett is pörög repülés közben. Ez akdályozza meg a nagy felüle-