Jousi

[Tuukka Kumpulainen]

Suomessa (Turussa) on käyty jo sen verran monet primitiiviaseiden pituusammuntakisat että saavutetuista tuloksista voi hahmotella pitkälle lentävän nuolen yleispiirteitä käytännön kokemuksen valossa.

Nuolen kantomatkan ratkaisee, kun sen jäykkyys on jouseen sopiva, lähinnä nuolen massa, painopiste ja ilmanvastus (varren halkaisija / muotoilu / pinnan rakenne ja sulituksen koko / muotoilu / pinnan rakenne).

Alla ovat kaikki Suomessa muinaisaseesta todistetusti yli 230 metriä lentäneet nuolet.

Turunen 18 g / 2,4% FOC / varren halk. 7 mm.

Haverinen 22,5 g / 5% FOC / varren halk. 8 mm.

Kumpulainen 18 g / 0% FOC / varren halk. 6,8 mm.

Hankaniemi 18 g / 1,7% FOC / varren halk. 7 mm.


Eri nuoliseppien käsin tekemät, pisimmälle lentäneet nuolet ovat yllättävän samankaltaisia. Kaikissa näissä on ohut nuolivarsi, eritoten jousten jäykkyyksiin suhteutettuna. Kaikki näistä, Haverisen nuolta lukuunottamatta, on tehty kovista, painavista, jäykistä puulajeista joista erityisen ohuen nuolen teko onnistuu. Tiheän, ohuen nuolen ballistinen kerroin on selvästi parempi kuin samanmassaisen, kevytaineisen nuolen. Nuolten pinta on lisäksi hiottu liukkaan sileäksi. Tämä vähentää osaltaan nuolen ilmanvastusta.

Kaikkien näiden nuolten painopiste on selvästi lähempänä nuolen keskipistettä kuin tavanomaisissa nuolissa. Yksikään nuolista ei kuitenkaan ole takapainoinen.

Nuolten massa on lähes identtinen, eli noin puolet tavanomaisen, täyspitkän metsästysnuolen massasta. Kokemusperäisesti vaikuttaakin siltä, että Suomen tuulisissa, merenpinnan tasoisissa oloissa nuolen tekeminen tätä kevyemmäksi ei jousen iskunopeudesta riippumatta paranna nuolen kantamaa.

Kaikissa näissä nuolissa on hyvin pienet sulat. Useimmat sulituksista ovat paitsi pieniä, myös ohuita, eli leikattu pienemmistä sulista kuin tavanomaiset kaupalliset sulitussulat.

Nämä nuolet mielessä pitäen pitäisi hyvin pitkälle lentävän nuolen tekeminen onnistua keneltä tahansa, olipa päämääränä sitten hyvä pituustulos tai vaikkapa osumatarkkuus erityisen pitkältä matkalta tauluun ammuttaessa.

[jkekoni]

Millaiset kärjet noissa oli?

[Tuukka Kumpulainen]

Kärjellä ei ole merkitystä, painopiste ratkaisee. Turusen ja Haverisen nuolissa itse tehdyt /modifioidut, erittäin kevyet metallikärjet, Hankaniemellä muistaakseni katkaistu luodinvaippa, minulla ei mitään.

[Simo Hankaniemi]

Selvyyden vuoksi todettakoon, että 14.9.2005 ampumani tulos 238 m on todistamaton. Eli en onnistunut saamaan paikalle muita henkilöitä, vaikka soittelinkin muutamille. Lisäksi laukaus ammuttiin erittäin voimakkaassa myötätuulessa, joten se ei ole aivan rinnastettavissa näihin muihin tuloksiin.

Tuon lehtokuusamanuolen kärkenä on tosiaan kuparinen luodin vaippa, jota on hieman katkaistu.

[Tuukka Kumpulainen]

Luotan Simon sanaan, eritoten kun laaki ammuttiin samalla radalla kuin viralliset kisatkin, mutta tulos on tosiaan todistamaton. Kyseessä on kuitenkin kokeneen jousimiehen paras pituusnuoli ja sellaisena se puoltaa joka tapauksessa paikkaansa esikuvaksi soveltuvien pituusnuolten listassa.

[Eero]

[jkekoni]

[Eero]

En usko että röpelöt olivat pelkästään pitämään keihään suorassa. Ainakaan minulla tämä ei koskaan ole ollut ongelmana. Miks golf-pallossa on kolot?

[Eero]

[Tuukka Kumpulainen]

Eero,

Terävän nuolen tosiaan olettaisi olevan pitkäkantamaisempi kuin tylpän, onhan autonkorejakin jatkuvasti "teroitettu" tuulitunnelitestien myötä ja aika paljon lujempaa ne hevosvoimaa kohti taitavat mennä kuin 20-luvun laatikkobiilit. Käytännön kokemukset nuolten osalta eivät, kuten arveletkin, kuitenkaan ole mitenkään yksiselitteisiä.

Amerikkalaisen kilpajousiammunnan isä, Maurice Thompson, vannoo kirjassaan, että tylppä nuoli lentää kauemmas kuin teräväpäinen. Juuri kukaan nykypituusampujakaan ei käytä suippoja, teräviä pituusnuolia, ja selitykseksi on tarjottu juuri kuvailemaasi ilmiötä, jossa tylpähkö nuolen pää avaa ilmaan uran nuolivarrelle. Eli kärki puhkaisee aukon josta varsi pääsee sujahtamaan helposti mukana. Blunttinuolilla tauluun ja riistaan ampumisesta olen oppinut saman. Tylppä kärki avaa riittävän ison käytävän, josta nuolivarsi pääsee kitkatta kulkemaan, toisin kuin suippo nuoli joka hirttää kiinni.

Pitäisi tehdä testi, jossa ampuisi kevyellä jousella nuolia, joissa ainoastaan kärjen muoto vaihtelee. Muutaman kymmenen laakin jälkeen luulisi erottuvan, onko kärjellä väliä. Olen varma että sillä ei ole läheskään niin paljon väliä kuin nuolen painopisteellä tai sulituksen koolla. Omien parhaiden pituusnuolieni päät on vuoltu "tylpän teräviksi".

Röpelöt tosiaan lisäävät golf-pallon ja bumerangin, ilmeisesti myös keihään, kantamaa. Koloihin tarttuu ilmaa, ja ilman ja ilman välinen kitka on pienempi kuin vaikkapa puun ja ilman. Kysyin tämän soveltamista nuoleen eräältä amerikkalaiselta nuoliballistiikkaan paneutuneelta insinööriltä saatuani kuningasidean. Hän totesi jotain sen suuntaista että nuolen pinta-ala on liian pieni jotta koloista olisi hyötyä (tästä on jo aikaa enkä muista tarkkaa selitystä).

[Tuomo]

Kertokaapas vielä nuolen barreloinnin merkitys. Tavoitellaanko sillä kevyempää nuolta ilman että jäykkyys kärsii keventämisestä, vai onko barreloinnilla jotain aerodynaamista merkitystä? Ilmeisesti on.

[S. Hankaniemi]

Barreloidussa varressa etu- ja takapää ovat kevyempiä ja joustavampia kuin keskusta. Laukaisussa nuoli alkaa tehdä käärmemäistä liikettä ja tämä liike rauhoittuu suoremmaksi menoksi nopeammin, jos varsi on barreloitu. Siitä on siis aerodynaamista etua. Juhani Uusitalon mukaan barreloitu nuoli osuu tietyllä matkalla ylemmäksi kuin esim. tasapaksu varsi, eli siis lentorata on suorempi, mikä helpottaa tähtäämistä ja osumista.

Vesanuolien kohdalla barrelointi on seurausta jo käytetystä materiaalistakin. Vesahan ei yleensä ole tasapaksu, vaan ohenee latvaa kohti. Kun nokki tehdään paksumpaan päähän on samalla myös luonnollista veistää pois ylimääräistä puuta peräpäästä, jolloin tuloksena on barreloitu varsi.

[Eero]

Tässä tulikin mieleen, että eikös kaikista aerodynaamisin muoto ole pisara, jonka "kärkihän" on varsin pyöreä ja tylppä. Pitääkin tehdä pisaran mallinen nuoli . Barreloitu nuolihan muistuttaa hieman venytettyä pisaraa, eli tämäkin puoltaa pituusnuolten barrelointia.

[Simo Hankaniemi]

"Pisaran muotoinen" nuoli on ilmeisesti sellainen, missä varren etupää on paksumpi kuin takapää. Englanniksi tämä varsi taisi olla "bobtailed". Pituusammuntanuoleksi se on liian kärkipainoinen. Mutta maastoammunta-bluntiksi tämä bobtailed on melko hyvä, sillä varren arin kohta kärjen takana on varren paksuin ja kestää hyvin rajujakin osumia koviin kohteisiin.

[jkekoni]

Tosta tuli väkisin mieleen, että jos tekisi pisaran muotoisen nuolen, missä olisi metallia nokissa. Todennäköisesti toi ei olisi parempi, koska massa kasvaisi korkeammaksi kuin barrelloidussa nuolessa.

( Onko toi parempi kuin vastaavan painoinen barelloitu on aika akateeminen kysymys... )

[Simo Hankaniemi]

En usko, että se olisi parempi kuin saman painoinen barreloitu. Mutta ainahan voi kokeilla.

Pisarahan vain putoaa suoraan alas, sen ei ole tarkoitus lentää pitkälle painovoimaa uhmaten. Pisara tulee alas painovoimalla, mutta nuoli tuupataan matkaan, joten muotoiluvaatimuksetkin ovat hieman erilaiset.

[Jukka Koivusaari]

Omat pituusennätykseni olen ampunut noin 35 grammaisella nuolella , jossa oli pisaranmuotoinen 22mm paksu spoilerikärki. - Täysin valvomattomia ja askelpareilla mitattuja , että turha kait lukuja laittaa.

Massaa kannattaa olla, koska pieni ilmanvastus on tärkeämpi kuin nopeus.
230 metrin kantama 45 asteen lähtökulmalla ilman ilmanvastusta ei vaatisi kuin 48 m/s (160fps) lähtönopeuden.

[Jukka Koivusaari]

Joo niin - niiden golfpallokolojen viilaaminen nuoleen näytti parantavan kantamaa 10-20 metriä.

[Tuukka Kumpulainen]

Harva "fakta" on yhtä hataralla pohjalla kuin omissa oloissa askelilla mitattu nuolen kantama. Askelen mitta vaihtelee kymmeniä senttejä riippuen sekä kävelijästä, kävelijän vireystilasta että alustasta jolla kävellään ja huomaamaton huojunta suorasta linjasta askelia laskiessa tuo mukavasti lisämetrejä. Tyypillinen aikuisen miehen pitkä kävelyaskel on noin 70 senttiä, ei lähelläkään metriä niin kuin monet uskovat vakaasti.

Kolmensadan jaardin ampujia riittää kunnes ollaan pituusviivalla todistajien läsnäollessa (ei sillä, etteikö kolmesataa jaardia olisi kenen tahansa saavutettavissa tasokkailla vermeillä ja tekniikalla).

Jukka,

Miten viilasit kolot nuolivarteen? poikittain lyhyitä uria limittäin koko varrelle? Urien syvyys? Parinkymmenen metrin kantaman lisäys on huima. 35 gramman nuolesi varsi lienee pinta-alaltaan reilusti isompi kuin omat, seiskamilliset puikkoni?

Ilmanvastus syö tosiaan kantamaa. Minä tarvitsin 230 metriin yli 200 fps:n lähdöt 18 gramman nuolelle.

[Jukka Koivusaari]

[Jukka Koivusaari]

Joo niin se painava nuoli oli reilusti etupainoinen ja käytännössä sulittamaton -pyrstönä parisenttiset palat ohutta pääskysen sulkaa (magiickgaa )

[Tuukka Kumpulainen]

Kiitoksia, Jukka, selvennyksestä.

Fyysikoiden mukaan reilusti etupainoisen ja sulittamattoman nuolen pitäisi lentää jopa pidemmälle kuin perinteisten pituusnuolten. Testasin tätä 70# varsijousellani. Toinen nuolista oli keskipainoinen, barreloitu ja sulitettu, toinen suorakylkinen, erittäin etupainoinen (15% FOC) ja sulittamaton. Nuolet lensivät vapaalta kädeltä peräkkäin ammuttuna metrin sisään toisistaan. Mutu-tuntumalla perinteinen nuoli oli paremmin viimeistelty kuin äkkiä koemielessä kasaamani vertailuvasama, mutta kärkipaino ja sulattomuus näyttivät silti potentiaalinsa.

Käsijousista en ole vielä saanut kärkipainoisia nuolia lentämään yhtä pitkälle kuin keskipainoisia.

[Tuomo]

Veikkaisin, että syynä on käsijousen nuolen suurempi pituus, jolloin epäideaalisuudet, kuten nuolen jäykkyys vaikuttaa asiaan. Teoreettisissa laskelmissa ei varmastikaan ole huomioitu tuota jäykkyyttä. Varsijousen nuoli taasen on lyhyt, jolloin jäykkyys ei ole niin iso ongelma. Tai siis pikemminkin jäykkyyden puute. Löysän nuolen värähtelyihin hukkuu tarpeettomasti energiaa. Ideaalisessa tapauksessa sulittamaton nuoli on toki parempi, koska ilmanvastus on pienempi, mutta valitettavasti mikään ei ole ideaalista.

[Tuukka Kumpulainen]

Tämä kärkipainoisen ja sulittamattoman nuolen teoria on testattu ihan käytännössäkin. 1930-luvulla tehdyissä kokeissa ampumakoneeseen kiinnitetystä kevyestä puujousesta pisimmälle lensi sulittamaton, muistaakseni 17% FOC nuoli. Kantamaero takapainoisiin, sulitettuihin nuoliin oli prosenteissa aika vakuuttava. Vaan eipä ole ennätyksiä ammuttu tällaisilla nuolilla. Ehkä testijousesta ammuttiin ylijäykkää nuolta, joka ei ollut moksiskaan painavasta kärjestä tai peräti vaati sellaisen hyvin lentääkseen?

Painava kärki epäilemättä vahvistaa sormilaukaisussa, kahvan kiertämisessä jne. syntyviä häiriöitä jotka lisäävät nuolen ilmanvastusta ja energiahukkaa lennon alussa. Varsijousen nuoleen ei kohdistu sormien sivuttaisvääntöä eikä sen tarvitse kiertää kahvaa. Mielenkiintoista on, että keskiaikaisissa sotavasamissa, joiden kantomatka on myös varmasti pyritty maksimoimaan (tietyn massan sisällä pysyen), esiintyy molempia rakenteita, eli sekä pitkiä, barreloituja, pienikärkisiä ja sulitettuja että lyhyitä, (ulkonäön perusteella) painavakärkisiä ja sulittamattomia nuolia.

[Jukka Koivusaari]

Käsittääkseni peräpainoisen nuolen kantama ei perust niinkään ilmanvasuksen vähentämiseen, kuin lisäämiseen. Keski- tai peräpainoinen nuoli pysyy pitempään nousukulmassa ja sulat ja varsi jarruttavat putoamista. Nuoli tavallaan liitelee pitemmälle.

Se ilmanvastuspuolen ongelma, johon paksut kärjet , lyhyet varret ja golfpallourat auttavat on laminaarivirtauksen irtoaminen. Pitkän nopean kappaleen kyljissä ilmavirtaus ei pysy nättinä ajotuulena vaan irtautuu pyörteiksi ja kehittää nuolen taakse alipaineen, joka imee nuolta taasepäin.
Yksi temppu on vielä laittaa sulitus lähemmäs varren keskiosaa , jolloin nuolen perä toimii sulkien kehittämää turbulenssia vaimentavana spoilerina.

Tuulitunnelikokeissa pienin ilmanvastus on mitattu noin 7cm vasamilla, joiden varsi on ollut colapullon tai shamppanjalasin muotoinen. Parempi kuin pisara tai veneperä, juuri ym syystä.

[Mika]

[Tuomo]

Nuolen erilaisista variaatioista on jo ollut paljon tarinaa mutta vielä yksi nuolityyppi tuli mieleen. Miten toimisi ontto, putkimainen nuoli? Siis nuoli, joka on avoin kärjestä ja nokista. Nuoli olisi kevyt, jäykkä ja poikkipinta-alaltaan pieni. Mutta miten putken läpi nopeasti virtaava ilma vaikuttaa nuolen lentoon? Näkemyksiä?

[Tuomo]

Miten ohueen pituusammuntanuoleen tehdään helposti, kätevästi, nopeasti ja halvalla toimiva ja kestävä nokki? Minulla on nippu halkaisijaltaan noin 7 mm saarniaihioita ja nokin tekeminen niihin tuntuu hiukan hankalalta. Nykyisten nuolten nokki on leveydeltään noin 4 milliä, jolloin nokki on nykyisillä pellavajänteilleni hiukan väljä. Kestääkö noinkin leveä nokkiura ohuessa nuolessa vai pitäisikö sitten käyttää kapeampaa nokkiuraa ja ohuempaa (pituusammunta)jännettä? Vai pitäisikö nokkia vahvistaa jotenkin, esimerkiksi puuinsertillä, joka taas on työlästä, en viitsisi millään siihen ryhtyä. Entä jos vielä barreloin nuolia, jolloin päistä tulee vieläkin ohuemmat?

[K.Haulivuori]

On kieltämämttä hiukan pelottavaa tehdä nokkeja pituus ammunat nuoliin, mutta kyllä niiden pitäisi kestää kun laittaa ne ihan perus lanka\jänne sidokset nokin eteen.

[jkekoni]

Hikkorista/Bulletwoodista tehty irtonokki.

[Jukka Koivusaari]

[Mika]