Vento e deriva della freccia compound: Park 2011

Park calcola quanto il vento laterale sposta una freccia da compound e confronta il calcolo con due prove. Lo spostamento ha due parti: la freccia si allinea con la somma della propria velocità e di quella del vento, e la resistenza dell'aria, che agisce lungo quella direzione, ha una componente laterale. Per una Easton Protour 470 tirata da un compound AR34, a 70 metri la prima parte vale il 16% dello spostamento totale e la seconda l'84%. Lo spostamento cresce più o meno con il quadrato della distanza e in modo lineare con la velocità del vento: a 90 metri è del 62% più grande che a 70 con lo stesso vento. Un vento di 3 m/s in faccia o alle spalle, invece, cambia l'altezza d'impatto a 70 metri di circa 24 mm in più o in meno, molto meno di quanto lo stesso vento sposti la freccia di lato.

In galleria del vento, su 10,3 metri, cinque frecce Easton hanno deviato nell'ordine previsto dal calcolo, dalla Protour 470 (9 mm misurati contro 11 calcolati a 4,41 m/s) alla X7 2512 (18 contro 19); a 8,49 m/s gli scarti tra calcolo e misura restavano entro l'errore stimato. All'aperto, a 70 metri, con raffiche oltre i 10 m/s, 36 Protour e 36 LightSpeed tirate da una macchina hanno dato una dispersione laterale (deviazione standard) di 44,6 e 58,6 mm: il rapporto, 1,41, è vicino all'1,45 previsto.

Con un vento laterale di 3 m/s a 70 metri, il calcolo dà 151 mm di spostamento per una X10 e 154 per una Protour tirate da un Hoyt Maxxis 35. Secondo i dati che l'autore riprende da un suo lavoro precedente, l'impennaggio pesa per circa il 13% della resistenza della freccia e la cocca per circa l'11%, fino al 16% con le cocche esterne grandi; un distacco del flusso dietro la punta aggiunge circa il 5%, e 50 mm di asta in più su una freccia di 700 mm allungano lo spostamento di circa il 7%.

Il calcolo usa i modelli del volo, della resistenza aerodinamica e del tiro da compound che Park aveva pubblicato negli articoli precedenti, applicati per passi successivi lungo la traiettoria, sia sul piano orizzontale sia su quello verticale. La freccia di riferimento è una Protour 470 con tre X vanes, cocca G pin e punta in acciaio inox di massa piena: 0,715 m di lunghezza, 23,4 grammi, 79,2 m/s alla partenza.

La prova in galleria è stata fatta nella grande galleria del vento della Monash University: la macchina lanciafrecce stava fuori, e la freccia attraversava il flusso per 10,3 metri all'altezza di 1 metro, con il vento a 4,41 e 8,49 m/s. L'arco, sempre l'AR34, era regolato al libbraggio minimo per avere frecce lente e quindi spostamenti più grandi. Prima delle prove, 12 frecce tirate di fila a 12 metri erano finite tutte nello stesso foro, con un errore massimo di 1 mm. Le frecce erano cinque modelli Easton con diametri medi da 5,04 a 9,92 mm e masse da 20,97 a 29,35 grammi; lo spostamento è stato letto sul foro nel bersaglio, con una precisione di circa 1 mm al vento più debole e di circa 3 mm a quello più forte, dove i fori diventavano ovali.

All'aperto, una macchina con un Hoyt Maxxis 35 ha tirato a 70 metri Protour e LightSpeed alternate, 36 per tipo, con lo stesso mirino e lo stesso punto di mira, mentre il vento arrivava in media da 135 gradi (0 è il vento in faccia). Siccome all'aperto non si può sapere dove cadrebbe la freccia senza vento, Park usa la dispersione laterale dei due gruppi come misura relativa. Senza vento, a 35 metri, entrambe le frecce raggruppavano con una deviazione standard sotto i 10 mm. Per i grafici finali, le frecce scelte erano quelle con lo spine più vicino a 400 nelle tabelle Easton, tutte lunghe 0,715 m, con la punta più pesante consigliata e lo stesso impennaggio.

La prova in galleria copre solo 10,3 metri, dove gli spostamenti sono di pochi millimetri; lo stesso autore ricorda che spostamento ed errore crescono con il quadrato della distanza, per cui la buona corrispondenza a quella distanza non basta a garantire i numeri a 70 o 90 metri. All'aperto c'è una sola sessione, con due tipi di freccia e un vento che non è stato misurato tiro per tiro: il confronto regge sul rapporto tra due dispersioni, non sullo spostamento in sé. La soglia dei 3 m/s oltre la quale i punteggi calano viene dal vento medio registrato in alcune gare, dai commenti dell'autore e di altri arcieri di vertice e dai punteggi ottenuti: lo stesso autore la presenta come un controllo soggettivo, non come una prova sistematica.

Tutto è calcolato e provato con archi compound; per il ricurvo l'autore si aspetta spostamenti maggiori, perché la freccia ha meno energia, ma non li calcola. I grafici con le curve di uguale spostamento trattano le aste come cilindri di diametro costante, mentre Protour e X10 sono rastremate, e partono dal presupposto che tutte le frecce raggruppino allo stesso modo senza vento. Infine c'è un dato che non torna: le dispersioni all'aperto sono tradotte in punteggi di 697 e 672 «su 36 tiri», valori possibili solo su 72 frecce.

Per chi tira all'aperto lo studio dà un ordine di grandezza utile: con un vento laterale di 3 m/s, cioè poco più di 10 km/h, una freccia da compound di quelle usate in gara si sposta di circa 15 centimetri a 70 metri, più della larghezza di due anelli del bersaglio da 122. A parità di vento, a 90 metri lo spostamento è di oltre la metà più grande, e il vento laterale pesa molto più di quello in faccia o alle spalle. Sotto 1 m/s, secondo l'autore, se ne può tenere poco conto tranne alle distanze più lunghe.

La scelta della freccia conta quanto la lettura del vento: a parità di spine, un'asta sottile e pesante deriva meno di una grossa o leggera, e nella prova all'aperto la differenza di dispersione tra Protour e LightSpeed è stata netta. Anche i dettagli hanno un peso misurabile: un'asta più lunga del necessario, una cocca esterna grande, alette spesse o alte e una punta con un gradino brusco sull'asta aumentano la resistenza e quindi la deriva. Sono numeri ottenuti con il compound; per il ricurvo, che lancia la freccia più piano, la direzione dovrebbe essere la stessa e gli spostamenti più grandi, ma lo studio non li misura.