巧了,我今天刚做了个实验。
我今天早上收拾院子发现了一根很好看的树枝,心血来潮就想做把弓箭,于是我花了一上午的时间做了这把弓。
工艺很糙,因为毕竟第一次做木工,弓的制作组也是上网现瞥了一眼,于是就刀刮了一遍木头,砂纸又磨了一遍,弓两头的凹槽只砍了粗的那头,另一边直接用绳子绑在小枝上也不会乱动,就没挖凹槽。
也不敢用火烤,怕把院子点了,于是就手工扳造型,差不多扳成合格的形状,就勒弓弦了。
我怕弹性不足,就按着复合的思路,在中央部位前段紧紧绑上两根一次性筷子,用的是装箱用的塑料绳,贴合得相当严密。之后用纱布缠好握把位置就完成了。
拉了拉,不是很紧,但是弓身弹性是够的。于是开始想怎么做箭。
最后我从小区路边找了两根够长够直的树枝,把枝干和底部磨平,冲刷晒干,大概一顿饭的功夫就弄完了。
其实说直也没那么直,不过好歹不是烂木头,挺实在的,而且打磨得也挺光滑了,就差个箭羽,想着射出去效果应该还不错吧。
https://www.zhihu.com/video/1133767479796121600虽然料到不存在穿透力和稳定性,但是这个真的是歪的可以,基本刚出手就横着了。
其实本来我就玩玩觉得无所谓,但是一躺下看知乎就看到这道题(知乎监控真可怕)。
于是我就想,是不是加个尾羽会好一点?可是我家没有羽毛呀!不过这个难不倒我…
我把家里的开锁公司名片给撕了,于是就有了如上图的箭羽。
那射出去什么样呢?
可以看到比上次稳了点,但是还不够,我就寻思是这个尾羽太散漫了吗?要不黏在一起?
然后射出去效果很差,总是打弓把,于是我干脆改姿势,把箭搭在外侧:
可以看到,第一次被吹飞,第二次打手,第三次改了姿势才射出去(其实还有更多次没录的都跟一二次一个情况),不过第三次明显弹道笔直。
后面我就想,这玩意得从原理入手啊,尾羽不就是一个定风舵加一个自旋效果吗?不如我再改装一下让它自旋起来:
…没办法手工就是这么糙…不过基础构造对了应该就没问题吧…
于是试出来是这样的:
https://www.zhihu.com/video/1133778380108431360你看到了吧,完全的水平,虽然因为弓箭材料问题加上我手打滑,射速并不快,但是很明显拥有四尾羽后稳定性大大提升。
最后,我一定要声明,我可是个守法公民哦,该弓箭不存在任何杀伤力各位都看见了哦!真的是纯粹为了科学哦!
我相信,最初的箭是没有箭羽的。只是一根磨尖的,光秃秃的树棍。
但随着使用率的普及,人们渐渐发现一个问题:箭射出超过10米后准头就没得看了。最后射到哪完全看缘分。绝大多数人认为这种武器就这样,大家都这么用。只有少数人会纠结“为什么10米内有点准头,10米开外就成了随机分布了?”
这些人当中有那么几个脑袋灵光的,开始研究关于箭飞行的原理。最终有人发现一个规律:射箭时顺风射的远,逆风射的近。为什么会这样?有人开始认真思考箭与风的关系。
没错,空气跟水流一样!也是有阻力的!朴素空气动力学诞生。
古人没有高速摄影机,也没有风洞。要发现风的秘密并不是一件容易事。(实际上,现代人想理解也并不容易)所以我个人推测:箭羽实际上是在一个偶然的情况下诞生的。可能是从鱼的尾鳍中获得灵感,也可能是从飞舞的树叶中获得灵感。总之,人们发明了箭羽。
箭羽的原理,本质上是利用了杠杆原理和空气阻力实现的“不倒翁式”风阻修正。其实做个示意动画就一目了然了,但做这东西太麻烦,我就尽量用语言表达出来。
找一张长纸条。平放面前,用手捏住一端,使劲吹气。你会发现长纸条被你笔直的吹起来了。
很多人知道这个现象,但未必知道原理。如果用高速摄像机拍下你吹气的过程,你就会发现纸条不是从疲软态一下被你吹硬的。而是剧烈的上下抖动,幅度越来越小,频率越来越快。最终保持在一个极高频率极小振幅的稳定状态。怎么样?是不是有点像波长的特征?跑题了,箭羽的原理就是如此。
一只完美的箭,需要将重心调整至箭的中心偏前。箭头要有流线造型降低风阻,尾端设置箭羽用来在“特定情况”下提升风阻。
那什么是特定情况呢?气流笔直向后的时候当然不算特定情况。因为绝对垂直下箭羽不起作用(且自然环境下气候和工艺也达不到绝对垂直)。只有当气流不稳定,上下左右倾斜的时候,箭羽才会产生对应大小的风阻,给箭一个反作用力。这样箭就不会被吹的越跑越歪最终失控,而是疯狂左右打轮逐渐稳定。就像你大力推一个不倒翁,通过重心的杠杆作用,引力也会给你一个同样大小的反作用力晃回去。
说的再通俗点:箭羽就是利用风阻,将整支箭变成不倒翁。一边摇晃一边前进的。虽然因为风阻牺牲了一点动能,但提升了弹道稳定性。要知道箭只有笔直插入的时候动能传递最有效率。稍微斜一点效果就如同倾斜装甲跳弹了。
有人可能会问:一支箭也就四片甚至三片箭羽,但气流的方向可是矢量的,有无穷个方向。四个方向兜不住啊。
你算是问到点子上了。而且古人也发现了这个问题且解决了。解决方案就是做两种箭羽。如果对精度没那么高要求,就用直羽。精度差动能损失小。(其实这是主流需求)如果你是强迫症患者,就用螺旋羽。利用风阻让箭在飞行时旋转起来,这样就能完美兜住各种方向的气流了。但代价是动能损失很大,射程短侵彻力小。
至于制作工艺,参考其他答案。
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