Schußpräzision historischer Armbrusten

[Ravenheart]

Original geschrieben von newton

@K-H
Da hab ich schon Schlimmeres gelesen, z.B von einem Hoch-Tiefbau-Ingenieur zu "Stringfollow vermeiden":

Original geschrieben von ravenheart

...

da blieb mir die Spucke weg ;(

Andreas

Jetzt erst gelesen... Glück für Herrn Professor!

Was mich an der Sache wirklich ärgert, ist, dass er "vergessen" hat zu schreiben, dass ich dies bei der Weiterführung der Diskussion per IM selber als Fehler erkannt und korrigiert habe!
Das dennoch OHNE diesen Zusatz so hier zu schreiben, sieht aus meiner Sicht schon stark nach gezielter Diffamierung aus...

Der Spruch mit den Häusern ist ja leider nur noch als Zitat vorhanden; Noch mal Glück, mehr als vorher, denn das hätte in mehrfacher Hinsicht Konsequenzen gehabt, auch juristische, mein Wort drauf...

Ab jetzt werde ich aufpassen...

Rabe

[Pirat]

Das Bauteil dürfte in den meisten Baumärkten unter dem Begriff "einfacher Winkelmesser" zu bekommen sein, vielleicht auch unter "Schmiege" wobei letztere eigentlich keine Skala besitzt.

Gruß
Jens

[Uli]

@Theudebald
Aber über 5700N wären doch die absolute Wumme. :-)
Der Auslenkwinkel sollte so groß wie möglich sein um, wie Newton schon sagt, den Messfehler zu minimieren. Mach die Masse vom Pendel kleiner bis mind. 30°, besser um die 45°erreicht werden.

@Pirat
Den Begriff Schmiege habe ich in dem Zusammenhang auch schon gehört. OK, sagen wir einfach Winkelmesser.

Der Durchmesser der Winkelscale ist allerdings recht klein und damit die Auflösung nicht sehr groß. Da werd ich mir nochmal was einfallen lassen.
Aber ansonsten funktioniert das ganz gut, um mal grob die Leistung seines selbstgebauten Bogens einschätzen zu können.

Uli

[Theudebald]

Zunächst hab ich diese Skala an die Wand
gezeichnet.
Skala
dann aus 6,5 Metern Entfernung in die Mitte ge-
schossen.

1.
Masse Pendel 1300 gramm
Masse bolzen 50 gramm
Pendellänge 120 cm

=Auslenkung 24 °
=37,1 J und 38,5 m/s
(Bolzen streift leicht an der Wand)

2.
Masse Pendel 1070 gramm
Masse bolzen 50 gramm
Pendellänge 120 cm

= Auslenkung 27,5 °
=33,4 J und 36,5m/s
(Bolzen bleibt nicht stecken)


@Uli

Aber über 5700N wären doch die absolute Wumme.

wie kommst Du darauf ?

[Pirat]

mal so als Idee in den Raum geworfen.

Also wenn ich das System mit dem Schleppzeiger richtig verstanden habe könnte man den in vereinfachter Form doch selbst bauen,

ich hatte mir das so vorgestellt,

1. ein Grundbrett, Größe und Form nach belieben;

2. eine Winkelskala auf Papier aufgezeichnet oder ausgedruckt und dann auf dem Brett befestigt;

3. mittig im Brett/Winkelskala einen Nagel oder ähnliches als Welle verwendbares;

4. einen Stab(Holz oder ähnliches) mit einer Bohrung für die Welle auf der einen Seite und dem Schussfang auf der anderen Seite

5. einen Filzstift im 90° Grad Winkel auf dem Stab festgemacht so das die Spitze auf dem Papier ruht.



Meines Erachtens würde dann bei einem Schuss der Stift den zurückgelegten Winkel auf dem Papier markieren, das Papier mit der Skala sollte austauschbar sein, und die Verluste durch Reibung wären bei ner vernünftigen Welle/Nabe Passung nicht bemerkenswert.

So könnte man sich schnell und billig selbst was zaubern.

Gruß
Jens

Ps.: je größer die Winkelskala und je weiter der Stift vom Zentrum, desto genauer wäre doch auch der Messwert, oder??


PPs.: also so ähnlich wie der Herr Theudebald das grad erklärt hat, nur mit Stift und Papier und ohne Wand

[Theudebald]

@Pirat

Deine Konstruktion lässt sich bestimmt leicht realisieren.
Doch was in Bruchteilen an Deinem Schleppzeiger abgeht siehst du nicht-Du mußt es halt glauben !

Meine Wandmalereien sind nur vor dem Hintergrund
der Zeitlupenaufnahme zu verstehen.Man ist so
ganz nah und rechtwinklig zum Geschehen dabei.
Du siehst auch was mit der Pendelmasse und mit
der Schnur passiert.
Mit Deiner Methode hätte ich nicht gesehen ,daß
der Bolzen an der Wand gestreift hat.

[Pirat]

stimmt, ne Videoaufnahme hat schon Vorteile, nur meine Canon Ixus macht leider keine Highspeedaufnahmen :-|

Deswegen muss ich mir was anderes überlegen.

Gruß
Jens

[Theudebald]

Es sieht nach 3 Messungen mit unterschiedlicher
Pendelmasse so aus, als ob die E6,5 bei knapp 40 Joule liegt.
Die E0 sicher bei mind. 40 Joule.

Was mir nicht ganz klar ist :

Das Pendel hat nach dem Schuss eine um ca.
10 cm größere Höhe also
1,35 Kpm(Pendel+Bolzen) * 0,10 m = 0,135 Kpm =1,35 Nm =1,35 Joule.
Sind die restlichen 40 minus 1,35 Joule in die Verformung gegangen ?

Ps: die Zeitlupen laufen online nicht sauber ab -offline optimal.

Gruß Theudebald

[schiefa]

Original geschrieben von Theudebald
Sind die restlichen 40 minus 1,35 Joule in die Verformung gegangen ?

Genau! Es ist das gleiche wie beim Ritter auf dem Pferd. Beim Pendel kommt dazu, dass die Masse nach oben umgelenkt wird und am Umkehrpunkt die die Energie (1,35J) in potentielle E. umgewandelt ist.
Die Pendelschnur übt zwar eine Kraft aus, da diese aber 90° auf den Pendelweg steht, hat sie keine Komponente in Wegrichtung und führt der Pendelmasse keine Energie zu oder ab. Es gilt bis auf Luftwiderstand und Reibung die Energierhaltung in der Form:
Ekin + Epot = const.

Zu Uli's 5700N: Mit 24cm vertikaler Verschiebung kommt man auf eine Bolzensenergie von ca. 400J.
Beim Spannen der Armbrust legst Du einen Sehnenweg von ca. 0,2m zurück. (Müsste etwa hinkommen -oder?). Bei einem linearen Kraftanstieg mit dem Auszug hast Du dabei eine Mittlere Kraft Fm = 1/2*Zugkraft aufwenden müssen.
Die Energie die also im Armbrustbogen gespeicher ist beträgt:
Espann = Fm*s = 1/2*Fzug*0,2m = 0,1 * Fzug
Bei einem Wirkungsgrad von 70% (sehr optimistisch) brauchst Du ein Espann von 400J/0,7 = ca. 570N und damit eien 5700N Armbrust.
Stimmen bei Dir die 0,2m Sehnenweg, hat Deine Armbrust ein Espann vonn 100J und damit einen Wirkungsgrad von nur 40%, was bei einem 50g Bolzen doch eher wenig ist.
Auch mit sehr leichten Bolzen würde man nicht über 50m/s kommen. (Mit virtueller Wurfarmmasse gerechnet, mBolzen/(mBolzen+mvirt) = Wirkungsgrad).
Vielleicht hat das streifen des Bolzens an der Wand doch mehr Energie gekostet?

Andreas

[Theudebald]

@Andreas

Espann = Fm*s = 1/2*Fzug*0,2m = 0,1 * Fzug

was ist Fm (F eines Wurfarms)?

Hier noch ein paar bekannte Daten:

Zugkraft Mitte Sehne bei Auszug 0,17 m = 1000 N
Wurfweite bei 40 gramm =140 Meter
Wurfweite bei 50 gramm =115 Meter
Wurfweite bei 14 gramm =155 Meter
Sehnenweg 0,17 Meter
ergibt 47 % Wirkungsgrad

Nach der gerade noch mit Geissfuß spannbaren
2000 N Armbrust bei welcher mir im gespannten Zustand nie ganz wohl ist,habe ich ganz bewußt
eine weniger gefährliche Armbrust mit nur der halben Spannkraft gebaut.

Jetzt stellt sich natürlich die Frage ob die Aussage zur Schußpräzision(Streuung) historischer Armbrusten mit dieser gegenüber den Originalen eigentlich zu schwachen Armbrust getestet werden kann.
Der Unterschied ist eine gekrümmtere Flugbahn
und weniger Luftwiderstand.
Auf kurze Distanz (30 Meter)dürfte die leichte Armbrust hinsichtlich Streuung eher bessere Ergebnisse bringen.

Rein gefühlsmäßig ist der 50 Gramm Bolzen
etwas zu schwer,dafür aber wesentlich schonender für die Strickverankerung.

Nochmal die Frage:

Ein 40 N schwerer Bolzen welcher aus 1 Meter Höhe auf daselbe Material fällt
müsste doch gleich weit eindringen -oder ?

Bitte mal schauen wie sich das Büchsen.mpg
darstellt (Link: Wirkung von 40 Joule)

sieht man den Bolzen fliegen ?
mit Windows Media Player ok !
mit Quicktime muß man Einzelbilder schalten.
Die Entfernung zwischen den Einzel-Bildern lässt sich schlecht schätzen (50 cm ??).
Die Zeit zwischen den Bildern ist 1/66 sec.

Gruß Werner

[schiefa]

@Werner
Fm ist die Mittlere Kraft beim Spannen, anfangs ist sie Null, am Ende Fzug, bei linearem Anstieg also im Mittel 1/2 Fzug.

Den Film mit der Dose sieht man mit Quicktime im Einzelboldmodus recht gut.

Die Originalfrage bez. Bolzen mit 4kg (40N) bei 1m find ich nicht mehr.
Wenn Du als Zeil das Pendel meinst, würde der Bolzen weniger eindringen, der Bolzen überträgt viel mehr Impuls auf das Pendel, Pendel und Bolzen haben nach dem Treffer viel mehr kin. Energie, es bleibt weniger für die Verformung.
Ist das Ziel sehr Massereich, geht in beiden Fällen fast die gesamte Energie (die ist ja gleich) in die Verformung.
Da Zielmaterialien wie Muskelgewebe aber auch Stahl dem Projektil mit der höheren Geschwindigkeit mehr Widerstand entgegensetzen, würde hier der schwerere Bolzen weiter eindringen.
Bogenjäger nehmen auch aus diesem Grund schwere Pfeile (und englsiceh LB-Schützen).

Ich denke dass das Ergebnis der Messung (knapp 40J) stimmt. Der relativ kurze Sehnenweg und die relativ größere Wurfarmmasse (ich schätze Du hast die Dicke und Masse auf 80% reduziert, die Kraft aber auf die Hälfte) macht das Ergebnis plausibel. Die 115m Weite passen auch etwa dazu.

Was hast Du als Stahl genommen? Ich denke doch dass moderner Federstahl (gehärtet und angelassen) mehr aushält als historischer?

Andreas

[Theudebald]

@Andreas

Fm ist die Mittlere Kraft beim Spannen, anfangs ist sie Null, am Ende Fzug, bei linearem Anstieg also im Mittel 1/2 Fzug.

danke - verstanden !

Den Film mit der Dose sieht man mit icktime im Einzelboldmodus recht gut.

Das kommt auch mit der V in etwa hin

würde hier der schwerere Bolzen weiter eindringen.

In meinen Bolzenfang
(15 cm Styropor,Pappe,Tapeten )dringt der Bolzen soweit ein ,daß er auf der anderen Seite 6 cm rausschaut.
Das mit dem 40 N Bolzen kann ich ja am selben
Ziel vertikal probieren indem ich den Originalbolzen nach hinten mit einer Metallstange verlängere und aus 1 Meter Höhe
auf den Bolzenfang fallen lasse.
Der schwere müsste also weiter in den Bolzenfang eindringen !

Bogenjäger nehmen auch aus diesem Grund schwere Pfeile (und englsiceh LB-Schützen).

und aufs Eindringen kommts ja an !

ich schätze Du hast die Dicke und Masse auf 80% reduziert, die Kraft aber auf die Hälfte

das kommt in etwa hin !
Derselbe Bolzen fliegt mit der 2000 N Armbrust
167 Meter weit.

Was hast Du als Stahl genommen?

ja Federstahl

Andreas:
Danke für Deine gleichermaßen ausführlichen
wie fachmännischen Antworten .
Ich hab da jetzt schon einiges dazugelernt.

Gruß Werner

[Theudebald]

4 Kg Bolzen (alles stahl)

Diesen Bolzen aus 1 Meter Höhe auf den Bolzenfang
(15 cm Styropor,Pappe)fallen lassen entspricht etwa der E0 des 50 gramm-Bolzens.

Ergebnis:
Mit 4 Kg Masse hinter sich, dringt der Bolzen nahezu gleich weit in die Scheibe wie der 50 gramm Bolzen der aus etwa 10 Meter Entfernung in die Scheibe geschossen wird.
Nach dem Durchdringen schaut er lediglich 2 cm weiter hinten raus.

Nebeneffekt des Versuchs:

wenn man diese Granate in der Hand hält wird
buchstäblich begreifbar ,daß 40 Joule obwohl es nach wenig aussieht eine beachtliche Wirkung
hat.

Gruß Theudebald

[LaCroix]

Mit dem Teil könntest du glatt als Kriegswaffenfabrikant durchgehen...

zum vergleich

http://www.doppeladler.com/oebh/kuerass ... nition.gif

[Theudebald]

ja sieht gefährlich aus -

Die Ähnlichkeit zu dem Teil aus Deinem
Link ist nur äusserlich ,wieder zerlegt sind es nur Teile einer Drehbank.

Gruß Werner