二、箭杆主要规格参数及测量1、箭杆的内径、外径及选用影响除竹木实心箭杆外,大多数箭杆基本都是中空结构,可直接安插箭头、箭头座及箭尾。目前,箭杆内径一般有以下几种标准规格。
下表为箭杆常用内径规格
φ3.2、φ4.2毫米内径的细箭一般用作户外射准箭,其管壁较厚,内径φ4.2毫米(外径以φ6毫米计算)箭杆横截面面积实际上比内径φ6.2毫米(外径以φ7.2毫米计算)箭杆更大,所以箭杆重量一般更大;其次,细箭抗风偏性能较好,飞行阻力小(一般细箭的箭羽尺寸配的也会比较小),更适合户外远距离射准,且上靶后拔箭更省力,不过细箭内径空间有限,多采用内插式箭头,不易对箭头进行更换,且细箭对撒放动作要求较高,容错性一般。
φ6.2毫米内径的箭杆可以算粗箭,是美猎、传统弓、复合弓的常用箭,更适合室内环境射准,可配箭头座,方便更换箭头。选用粗箭在比赛中有更大机会压线,获得高环分(正规比赛射中环线时,一般按高环数计分,如射中8环与9环之间的环线,按9环计分)。
至于箭的外径,在相同规格内径时,箭杆挠度越小(箭越硬),箭的外径越大,因为越硬的箭,壁厚会越大。不过国际箭联对比赛用箭的最大外径是有限制的,室内赛用箭的最大允许外径为9.3毫米。
下图为压线示意图,射中8环与9环之间的环线,按9环计分
细箭、粗箭外观对比,图片引用自:江南核桃王(百度贴吧)
2、箭杆的直度与测量及其影响直度是指箭杆相对于绝对直线而言有多少弯曲度,通俗的讲就是箭杆有多直。虽然现代工艺已达到了相当高的加工精度,但依然无法加工出绝对零误差的批量产品,所以箭杆实际上仍是有一定弯曲度的。
箭杆的直度一般采用直度仪进行测量(有条件的爱好者也可自制直度仪),直度仪会设置两个相距28英寸(71.12厘米)的支点,每个支点可配上一对滚轮或轴承,可以使箭杆放上支点后自由滚动,之后用处在支点中间的千分表轻触箭杆,缓慢将箭杆旋转,并记录千分表的最大变动值,即箭杆直度。千分表指针或读数的变动在0.006英寸以内(0.152毫米),即千分之六直度(千六直度),变动在0.003英寸以内(0.076毫米),即千分之三直度(千三直度),变动在0.001英寸以内(0.025毫米),即千分之一直度(千一直度)。由此可见,箭杆直度的测量实际上更接近机械加工中同轴度的测量,但也算是一种实用的直度测量方法。
多数箭杆实际上很难达到千一直度,接近千一直度的箭常用于专业竞赛中,对于专业运动员而言,箭杆直度上的差异在70米射程上可能会对射准有较明显的影响。但对于普通爱好者而言,千六以内的直度变化是很难察觉到的,其误差与发丝直径差不多,因此,常规30米内的射准练习,完全可以选用千六、千三直度的箭杆,在这个距离上,以普通爱好者的技术水平,箭杆直度的差别几乎不会出现明显影响。但不同直度的箭杆在价格上却有很大差别,国内千六、千三直度的箭杆每打通常在几百元,真正接近千一直度的箭杆一打可能会近千元。
其次,不管什么材质的箭杆,在使用一段时间后,直度都会有所下降,只是程度可能有所区别,一般纯碳箭及碳铝箭的直度下降不会很明显。
下图为箭杆的直度测量
3、箭杆的挠度与测量挠度(Spine)实际上是结构力学上的一个变形量概念,它的定义是:当杆件中部受力弯曲时,其截面形心沿受力方向最大的线位移量。简单的说,就是杆件受力时的最大弯曲量,是其软硬程度的直观表现。
对于箭而言,撒放后箭杆实际上是受力弯曲的,这里的原理与影响详见箭支动态挠度的形变过程分析(
https://tieba.baidu.com/p/8089824445)。箭杆的挠度也分静态挠度和动态挠度,静态挠度是指箭杆在静止状态下,箭杆中部受静力影响产生弯曲的变形量。动态挠度是指箭杆在弓上射出时,因受弓弦、弓把作用力的影响,产生的弯曲变形量。
慢镜头下撒放瞬间的箭杆弯曲状态,图片引用自:rabbit_呆呆的兔子(B站)
静态挠度一般使用挠度仪进行测量(一些直度仪也可以测量挠度,有条件的爱好者可自制挠度仪),按照AMO(射箭生产商协会)标准,挠度测量应设置两个相距26英寸(66.04厘米)的支点【或相距28英寸(71.12厘米)的支点,以ASTM标准(American Society for Testing andMaterials 美国检测与材料协会)】,之后将箭杆放在两支点上,并在箭杆正中施加一个2.1磅(0.95千克)的压力【或1.94磅(0.88千克)压力,ASTM标准】,箭杆中部最大下沉量为0.5英寸(12.7毫米),即500挠度,最大下沉量为0.6英寸(15.2毫米),即600挠度,以此类推。一般挠度数值越高,说明箭杆抗弯能力越低,也就是越软;挠度数值越低,说明箭杆抗弯能力越高,也就是越硬。需要注意的一点是箭杆的静态挠度是其本身属性,不会随箭杆长度的改变而改变。
箭杆的动态挠度一般需要在确定箭长、确定重量的箭头与箭尾情况下,与弓的磅数相匹配,否则箭会出现左右落点偏差。动态挠度一般难以直接测量,主要是观察箭支的离弦姿态、未粘箭羽的光杆箭入靶姿态,或者光杆箭与有羽箭的落点偏差对比,来判断箭杆的动态挠度是否适合。相关方法详见《伊斯顿的箭调谐和维护指南》
https://tieba.baidu.com/p/8017039605下图为箭杆的挠度测量原理
压表式挠度测量
压杆式挠度测量
4、箭杆的同质性与测量(参考B站:弘毅说弓,相关视频教程,贴吧原帖:https://tieba.baidu.com/p/6034060055?pid=124074191963&cid=124085115907#124085115907)所谓同质性是指箭杆在横截面不同方向上的挠度差别,主要是箭杆材质的密度不均导致的,一般会在国产常规价位的箭杆上有所体现,高端竞技箭的同质性差别几乎可以忽略不计。
同质性属于精细调箭范畴,一般比较难注意到,如果能使一批相同挠度箭杆较软的一侧朝着同一方向(比如与弓弦平行),那么将使这批箭的动态挠度将获得一个较高的一致性。
同质性可采用以下简易测量方法,将箭杆两端与中部分别套上轴承,箭杆中部的轴承外圈附挂适当的重物,之后捏住箭杆转动一定角度,松手后如果箭杆反转回去,说明该箭杆存在密度不均,此时重物施力的方向即箭杆最软的方向,可在箭杆上标画方向记号,以方便调整主副箭羽的粘贴分布。如果箭杆在各个方向上都能够保持稳定状态,不发生回转,那么就说明该箭杆在各个方向上的密度均匀性很高,几乎没有同质性差别。
下图为箭杆同质性的简易测量方法