作者CJWUKNIGHT (ISSAC)
看板Warfare
标题Re: [讨论] 热兵器在中国无法发扬光大的原因?
时间Fri May 25 17:03:47 2012
从物理(力学)角度看弓箭
之前一直很好奇,以前专门破甲的箭会是用重的还是用轻的?
假设用同一把弓去射,而且拉距都一样
除了箭头形状,另一个参数就是动能。
动能公式为:1/2*mV^2,就是:0.5*(公斤)*(公尺/秒)^2
照上述公式来,轻的箭应该会有较高动能,因为轻的箭速度高,而公式中速度的加成较大
但是仔细想想,重量与速度这两个都是变数,这样理解没有什麽说服力
换个方式想:
在拉弓过程中,弓臂弯曲,弓臂储存了能量;
放箭的时候,能量放释放出来(这不是废话吗...)
能量分为三部分:
一是弓臂弹回去的能量,二是弦弹回去的能量,三是箭飞出去带走的动能
由於弦是绑在弓上,箭又搭在箭上,三者的速度有关连性
因此我把这三者的速度简化为相同。
以上假设完成,以下开始解题~~~
在同一把弓相同拉距下,总能量相同,那弓.弦.箭这三者到底个别分到多少能量?
因为上面假设三者速度都一样,所以动能公式中(1/2*mV^2)
速度一样,剩下变数就是重量,这三者的重量占%数大的就会得到较大%数的动能
答案出来了,重的箭就会争取到更大的动能,所以古代的穿甲箭会是重箭头~
那如果把箭的重量改为零呢?那动能就是由弓.弦两者平分
想当然尔,弓臂的重量比弦高出很多,弓臂吸收了绝大部分的能量,
对弓臂是满大的伤害...所以弓不能放空弦~~~那太轻的箭,也是类似的情况
箭带走的能量太少,弓臂一样吸收大部分能量,也是伤弓
话题继续延伸,把上述能量原理运用得最彻底的无非是现代复合弓!!!
复合弓超硬的弓臂,弯曲所需的力量非常大,也许300公斤只能弯曲1公分
但是在弦线与滑轮组的作用下,变成人能够使用的30公斤与80公分
(上述数字为胡扯,勿相信)
放箭时能量释放,由於弓臂只移动1公分,所以只吸收非常小的能量
轻量的滑轮也吸收少许能量(角动能+动能),弦线也很轻不用讲
剩下的能量就给箭罗~~~(不好意思,没有实际数字可以供参考)
可以参考一下:
http://ppt.cc/Cht~
中间有搭弓时的拉力变化与放箭时箭所受到推力的比较图
再加上把滑轮设计成非圆形的话,就会有省力的效果。
在不同的直径下,力量也不同,直径较长可以省力,短直径的力则较大
所以可以设计成在拉满弓的时候,手拉的那条弦在直径较长的地方
但是弯弓的弦在直径较短的地方,这样在拉满弓的时候,就可以省下不少力
不需要非常辛苦地去瞄准
我很好奇的是,上述的能量原理运在和弓上的话,会是相当悲剧的结果
目前的合成纤维可以让和弓有较高磅数,但是在古代的和弓,竹子材料加上长弓身
不高的磅数,在加上重量较大的弓臂,会在放箭时吸收更多能量
结果是会有悲剧的箭速,有谁有这方面的资料?
似乎一般对和弓都不会觉得是一把高性能的弓,能够与长弓.角弓相匹敌
这本来是我发在FB上的
PO在这让大家讨论一下
上一篇RollingWave大提到十字弓的效率较差
我也满认同的,中世纪的十字弓用钢铁制成,虽然拉力高
但是变形量少,而且本身重量大,放箭时会吸收不少能量
而且短拉距,造成只能用短箭
但是中国的弩我认为又不同,毕竟中国弩不像欧洲十字弓
个人认为,中国弩就是直接把弓横置再加上轨道
一样的材料,一样的拉距,一样的拉力
可以直接使用长箭,拉力可以更强,就直接拥有更高的射程
记得好久前的一部电影,好像是"英雄"吧,里面就有一幕是某国的弩兵使用踏张的弩
至於强弩之末,我想只是比喻吧,若是中国弩箭的长度比较长的话
我之前有一段时间自己做弓,用的是竹子,拉力也不高,6.7公斤而已
有次我垂直往天空放箭,箭直直地射上去,再直直的落下,地面是水泥地
结果,那只箭竟然弹起约1层楼高度(箭没有箭头,只是支木杆加羽毛)
箭的终端速度也是满可怕的
记得金庸某部小说,主角好像是袁崇焕的儿子,袁承志
有一幕是把清兵困在山谷中,袁承志的人使用弓箭,箭落下时可以杀伤清兵
但是清兵的火枪弹,却无法使用同样方法去杀伤敌人
至於土耳其弓箭的超远射程,我想是不是跟这有关阿
http://ppt.cc/FA5R
中国床弩不也号称1.5KM!!!
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◆ From: 36.224.28.57
1F:推 nightkid:日本人(卫恭X郎)都用弓射一些刀阿剑阿之类的东西 他比较 05/25 17:35
2F:→ nightkid:厉害吧? 05/25 17:35
3F:推 gametv:那部小说应是碧血剑 05/25 17:39
4F:→ digpig:和弓印象中是走高磅数路线, 那个Size靠杯大一把 05/25 17:50
5F:→ digpig:有英国佬说古代的和弓可以到160~200, 就算膨风打点折这 05/25 17:50
6F:→ digpig:数据还是很吓人. "矢重弓劲,中之者必毙" 05/25 17:52
7F:→ HDT:力学能守恒 能给的弹力位能都一样= = 05/25 17:57
8F:→ CJWUKNIGHT:没错啊,弹力位能都一样,我文中也假设每次拉距都一样 05/25 18:43
9F:→ CJWUKNIGHT:但是弹簧自己吸收的能量多少?能给抛射物多少能量? 05/25 18:43
10F:→ CJWUKNIGHT:国高中物理题目不也假设"一轻质弹簧.假设弹簧质量为零" 05/25 18:44
11F:推 RollingWave:游牧民族确实有利用你所说得这种射法的纪录.. 05/25 20:46
12F:→ RollingWave:但这缺点是距离变短,而且准头很难算,一堆人一起射 05/25 20:46
13F:→ RollingWave:弄不好打死自己人的机率不小 05/25 20:46
14F:→ RollingWave:至於破甲,说真的要看哪一种甲,其实不一定 05/25 20:47
15F:→ RollingWave:而欧洲在使用钢弩之前的一段时间其实也常常用复合弩 05/25 20:48
16F:推 RollingWave:基本上有两种一种事箭头越细越好另一种是越重越好.. 05/25 20:52
17F:推 T50:十字弓有点不懂,变形量少不是好事吗? 05/25 21:29
18F:推 RollingWave:不是.. 因为射出去的动能更多被弩本身的震动吸收掉了 05/25 21:56
19F:→ RollingWave:而弓这一点比较好是因为人本身的精密度比弩高太多 05/25 21:56
20F:推 T50:还是不懂耶 变形量少不就是震动减少?以长弓来说 和弓是变形量 05/25 22:06
21F:→ T50:大的这样讲没错吧? 05/25 22:06