In volo la freccia oscilla in beccheggio, con un ciclo ogni quattordici-ventidue metri, e l'ondeggiamento si vede soprattutto nel primo tratto

La sintesi di oggi

Che la freccia oscilli attorno al baricentro dopo l'uscita dall'arco lo dicono i calcoli, e dal 2011 anche una misura. Il meccanismo è sempre lo stesso: il centro di pressione sta dietro, verso le alette, il baricentro sta davanti, e appena l'asta è inclinata rispetto al flusso nasce un momento che la riporta in asse e la fa ondeggiare. Le prove di carta a più distanze su frecce tirate da un compound, nel 2011 con una macchina lanciafrecce, trovano un ciclo ogni diciannove-ventidue metri e un'oscillazione che si smorza in circa ventisei metri, in accordo con il modello dello stesso autore; nelle simulazioni di frecce da ricurvo a 57-60 metri al secondo il ciclo è di quattordici-diciotto metri, e l'ondeggiamento della traiettoria si vede nei primi venti metri dei settanta. Le ampiezze sono piccole: in aria ferma l'angolo massimo resta fra un quarto di grado e mezzo grado, e nel calcolo con tre metri al secondo di vento laterale arriva a tre gradi. Le misure hanno però due limiti: vengono da un solo ricercatore e da un compound, e guardano l'oscillazione sul piano orizzontale, non il beccheggio, per cui sul ricurvo e nel piano verticale i numeri restano quelli dei modelli.

Formulata anche come: la freccia si assesta dopo i primi metri; la freccia ondeggia in volo; beccheggio della freccia; oscillazione della freccia in volo; la freccia arriva meglio lontano che vicino

Evidenze

• 2011
  A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Modello della freccia come trave flessibile nel piano orizzontale, confrontato con prove di carta a più distanze su frecce Protour 470 tirate da un compound con una macchina lanciafrecce a 78,9 m/s; l'arco era regolato apposta per esagerare l'oscillazione laterale. La freccia oscilla attorno al baricentro con un periodo di circa 21,8 m (0,28 s) e una costante di smorzamento di 0,34 s, circa 25,8 m di volo; con alette Titeflight più grandi del 24% il periodo scende a 19,4 m e lo smorzamento cresce. Le lacerazioni misurate nella carta coincidono in modo soddisfacente con quelle calcolate. Anche le prove di carta di alcuni compoundisti della nazionale australiana vanno d'accordo con il modello nei due piani, anche se l'autore non può escludere che torcessero l'arco. L'oscillazione misurata con la macchina è quella in imbardata, non in beccheggio, ma il meccanismo è lo stesso.

  Arrow behaviour in free flight · J L Park

• 2014
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  In galleria del vento, su un modello di freccia in scala 2:1 a 30 m/s, il momento di beccheggio resta negativo fra 0 e 16 gradi d'incidenza mentre la portanza cresce: la freccia tende a riallinearsi al flusso, che è la condizione perché oscilli. Misura la stabilità statica, non l'oscillazione in volo, e la sede è segnalata come dubbia.

  Experimental Hydro- and Aerodynamics Research on Arrow Sede dubbia · Xiao An Long

• 2016
  A favore Modello Pubblicata dopo

  Freccia A/C/E con punta ogivale e alette Spin Wing o Gas Pro, lanciata ad aria compressa a 60 m/s; l'assetto iniziale viene da quattro telecamere a 3.000 fotogrammi al secondo e i coefficienti da galleria del vento a sospensione magnetica. Nel calcolo l'angolo d'attacco oscilla e si smorza quasi solo nel piano verticale; con condizioni di lancio ideali resta vicino a 0 gradi e lo strato d'aria resta laminare. Nello stesso lavoro la prova dinamica in galleria trova il termine di smorzamento così piccolo da poterlo trascurare. L'oscillazione è calcolata, non misurata in volo.

  The boundary layer transition and the attitude of archery allow · Takamasa Matsumoto, Ryu Ando, Takeshi Miyazaki, Satoshi Taguchi, Hiroki Sugiura

• 2017
  A favore Modello Pubblicata dopo

  Simulazione del volo di una freccia A/C/E partita a 60 m/s, con coefficienti di portanza e di momento misurati in galleria a sospensione magnetica e resistenza turbolenta: l'angolo d'attacco oscilla nel piano verticale a 3,95 Hz con le alette Spin Wing e a 3,28 Hz con le Gas Pro, circa un ciclo ogni 15-18 m, e l'ampiezza cala di 0,92 e 0,68 al secondo. Gli autori notano che le frequenze sono simili a quelle del lavoro del 2011 e lo smorzamento più lento, forse perché il modello non fa flettere l'asta. L'oscillazione è calcolata.

  Indeterminacy of drag exerted on an arrow in free flight: arrow attitude and laminar-turbulent transition · T Miyazaki, T Matsumoto, R Ando, J Ortiz, H Sugiura

• 2018
  A favore Modello Pubblicata dopo

  Simulazione del volo di una freccia A/C/E da 14 g su 70 m, partenza a 57,3 m/s, con coefficienti misurati in galleria e in volo libero. L'angolo d'attacco oscilla a 3,59 Hz con 3 m/s di vento laterale, 4,09 Hz con vento contrario e 3,50 Hz con vento a favore, e l'ampiezza cala di 0,87 al secondo per effetto delle alette. L'ondeggiamento della traiettoria è evidente nei primi 20 m, cioè nei primi 0,40 s di un volo che dura meno di 1,3 s, poi si attenua. Con 3 m/s di vento laterale l'angolo massimo arriva a 3,0 gradi. La freccia è trattata come un corpo rigido, senza flessione.

  Trajectory and attitude of an archery arrow in free flight:: estimation of the influence of the background wind. · Julio Ortiz, Masato Ando, Takeshi Miyazaki

• 2019
  A favore Revisione Pubblicata dopo

  Rassegna narrativa sul tiro alla targa all'aperto. Riassumendo il modello del volo libero dello stesso autore riferisce che le frecce con alette oscillano in beccheggio o in imbardata attorno al baricentro con un periodo che corrisponde a circa 20 m percorsi, che il periodo calcolato coincideva con quello misurato, e che a fornire il momento è soprattutto la portanza delle alette, con un braccio di leva molto più lungo di quello della resistenza. Non riporta i dati della misura.

  The impact of the atmosphere on target archery · James L Park

• 2020
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Frecce A/C/E 1206 con alette diritte, lanciate ad aria compressa su 55 m al chiuso con un sensore inerziale da 200 Hz dentro l'asta. In un tiro a 56,4 m/s, con 1,04 s di volo, la decelerazione media è 0,65 G fino a 0,40 s e circa 0,30 G dopo 0,45 s, letta dagli autori come ritorno al flusso laminare quando l'angolo d'attacco calcolato scende sotto 0,3 gradi, da un massimo di circa 0,36. Nel calcolo l'angolo oscilla a 4 Hz con le alette piccole e 5,3 Hz con le grandi. La misura è sulla resistenza, non sull'oscillazione.

  Experimental and Computational Study of Archery Arrows Fletched with Straight Vanes · Julio Ortiz, Atsushi Serino, Toshinari Hasegawa, Takahito Onoguchi, Hiroki Maemukai, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura

• 2020
  A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Nel lavoro sulla deriva da vento l'autore riporta una prova di carta a più distanze con una Protour 380 tirata dal suo compound, che lancia quella freccia a 78,9 m/s: l'oscillazione misurata ha una frequenza di circa 3,7 Hz, la stessa del modello, che le dà uno smorzamento di 0,49 s. A quella velocità sono circa 21 m per ciclo. L'autore avverte che la flessione dell'asta rende la misura approssimativa.

  The dynamic behaviour of an arrow in wind · James L Park

• 2022
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Analisi automatica di riprese a 3.000 fotogrammi al secondo su frecce A/C/E lanciate ad aria compressa a 40-60 m/s in una palestra di 55 m: angoli d'attacco misurati sotto 1 grado e velocità angolari sotto 0,5 rad/s nel tratto ripreso. Usando quei dati come partenza, il calcolo dà un angolo d'attacco massimo di 0,46 o 0,51 gradi con punta affusolata e 0,44 con punta ogivale. Misura l'assetto vicino al lancio, non l'oscillazione lungo il volo.

  Automatic image analysis of an archery arrow in free flight using high-speed video cameras · Riku Murakami, Hiroya Mamori, Takeshi Miyazaki, Naoya Takahashi

Storia dello stato

1. 2011 Riportato Il primo dato è già una misura. Un modello che tratta la freccia come una trave flessibile viene confrontato con prove di carta a più distanze su frecce Protour 470 tirate da un compound con una macchina lanciafrecce a 78,9 metri al secondo: la freccia oscilla attorno al baricentro con un periodo di circa 21,8 metri, e l'oscillazione si smorza in circa 25,8 metri di volo; con alette più grandi del 24 per cento il periodo scende a 19,4 metri. Le lacerazioni nella carta coincidono con il calcolo. È uno studio solo, su un compound, e l'oscillazione misurata è quella sul piano orizzontale, che obbedisce allo stesso meccanismo del beccheggio: riportato.
2. 2014 Riportato Una prova in galleria del vento su un modello di freccia in scala 2:1 trova il momento di beccheggio sempre negativo fra 0 e 16 gradi d'incidenza: la freccia tende a riallinearsi al flusso, che è la condizione perché oscilli. È stabilità statica, non oscillazione in volo, e la rivista è segnalata come sede dubbia: lo stato non cambia.
3. 2016 Riportato Arriva il primo calcolo sul piano verticale. Partendo dall'assetto di lancio misurato con quattro telecamere a 3.000 fotogrammi al secondo, su una freccia A/C/E lanciata ad aria compressa a 60 metri al secondo, la simulazione mostra un angolo d'attacco che oscilla e si smorza, quasi tutto nel piano verticale; con un lancio perfetto l'angolo resta vicino a zero. È il beccheggio dell'affermazione, ma calcolato e senza un periodo: lo stato resta riportato sulla misura del 2011.
4. 2017 Riportato Lo stesso gruppo giapponese mette un numero sul beccheggio di una freccia da ricurvo. Nella simulazione a 60 metri al secondo, con i coefficienti misurati in galleria, l'angolo d'attacco oscilla a 3,95 hertz con le alette Spin Wing e a 3,28 con le Gas Pro, cioè un ciclo ogni quindici-diciotto metri circa, e con le alette più grandi si smorza prima. Gli autori notano che le frequenze sono vicine a quelle del lavoro del 2011, mentre lo smorzamento è più lento. È un modello, quindi lo stato non cambia.
5. 2018 Riportato Altri numeri, ancora da una simulazione con parametri presi dalla galleria del vento e dal volo libero. A 57 metri al secondo l'angolo d'attacco oscilla 3,59 volte al secondo con vento laterale, 4,09 con vento contrario e 3,50 con vento a favore, circa un ciclo ogni quattordici-sedici metri, e l'ampiezza cala di 0,87 al secondo grazie alle alette. L'ondeggiamento della traiettoria si vede soprattutto nei primi venti metri dei settanta, i primi quattro decimi di secondo di un volo che dura meno di 1,3. È il quadro dell'affermazione, ma calcolato: lo stato non cambia.
6. 2019 Riportato Una rassegna dà la cifra tonda: le frecce con alette oscillano in beccheggio e in imbardata attorno al baricentro con un periodo che corrisponde a circa venti metri percorsi, e il periodo calcolato coincideva con quello misurato. È l'autore della misura del 2011 che riassume il proprio lavoro, e una rassegna non decide lo stato: riportato.
7. 2020 Riportato Due lavori nello stesso anno. Un sensore inerziale dentro l'asta, su frecce lanciate ad aria compressa a 56,4 metri al secondo per 55 metri al chiuso, registra una decelerazione media di 0,65 G nei primi quattro decimi di secondo e di circa 0,30 G dopo il quarantacinquesimo centesimo, che gli autori leggono come il flusso che torna laminare quando l'angolo d'attacco calcolato scende sotto tre decimi di grado: è coerente con un'oscillazione che si smorza nel primo tratto, ma misura la resistenza. Lo stesso anno l'autore delle prove del 2011 ripete la prova di carta a più distanze con una Protour 380 dal suo compound e trova circa 3,7 hertz, la frequenza del suo modello, cioè un ciclo ogni ventun metri circa. Gli studi diretti diventano due, ma sono dello stesso ricercatore, con lo stesso strumento, su un compound e sul piano orizzontale, e l'autore stesso avverte che la flessione dell'asta rende la prova approssimativa: per corroborato non bastano, e lo stato resta riportato.
8. 2022 Riportato L'analisi automatica delle immagini ad alta velocità misura l'assetto della freccia nel tratto ripreso dalle telecamere: angoli d'attacco sotto un grado e velocità angolari sotto mezzo radiante al secondo, e nel calcolo che ne parte un angolo massimo di 0,44-0,51 gradi. Conferma che l'oscillazione è piccola, ma non ne misura il periodo né lo smorzamento lungo il volo: lo stato resta riportato.

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