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原帖由 anchna 于 2007-7-11 15:12 发表
PS:第二章完结了……
本次要说的是战场上的职业设定……
不要期待一个魔法师突然神力爆发拿起1.7米长的战锤,除非战锤上施加了轻量化魔法,只是这样一来能给与对方的物理打击也变成了轻量化。
不要期待一个精 ...
你对弓箭的认识有点错误呢,不是钢铁就威力大的.
写过一篇文章,讲过钢弩和长弓的蓄能:
不同材料的蓄能情况:
steel 1300 kgf cm/kg
sinew 动物腱 25000 kgf cm/kg
horn 动物角质 15000 kgf cm/kg
yew 紫杉 11000 kgf cm/kg
maple 枫木 7000 kgf cm/kg
glassfibre 玻璃钢 43000 kgf cm/kg
(An Approach to the Study of Ancient Archery using Mathematical Modelling. Antiquity, 1997,71271( 124):134)
不同弓的蓄能情况:
“长弓 9000 kgf cm/kg (882 J/Kg)
鞑靼弓 20000 kgf cm/kg (1960 J/Kg)
土耳其弓 20000 kgf cm/kg (1960 J/Kg)
现代弓 30000 kgf cm/kg (2940 J/Kg)”
(On the Mechanics of some Replica Bows.Journal of the Society of Archer-Antiquaries 36:14-18 (1993) )
现在我提供一些实验数据可以更直观地进行比较:
长弓和钢弩:
Stephen V. Grancsay 的实验数据(Paterson, W.F., A Guide to the Crossbow, Soc.of Archer-Antiquaries, c.1990, U.K.):
Type of Weapon Draw weight Bolt weight Speed of bolt Difference
Longbow 68 lb. 2.5 oz 133.7 fps Not much!!
Crossbow 740 lb 1.25 oz. 138.7 fps Not much!!
(lb:磅 oz.:盎司(28.3495克) fps:英尺/秒 Bolt:一种方头簇的箭)
钢弩的拉力是长弓的11倍,高达740磅,但发射1.25盎司的Bolt初速度却与长弓发射2.5盎司的Bolt差不多,速度都在40m/s左右。
钢的蓄能太低,仅为紫杉木的几分之一,拉开距离也太短,弓臂太重,效率比长弓低很多,弓臂太短,直接限制了弦速度和箭速度,造成钢弩虽然拉力大,但发射的箭威力却不大。
“The reason for this is that the draw length and the lath (also called a prod) of crossbows are much shorter than those of longbows. ”
“In the above example, it should be stated that the bolt loosed by the crossbow could have been heavier without experiencing much of a decrease in exit velocity. A heavier arrow loosed by the longbow would have had a significantly reduced exit velocity.”
不过由于效率问题,在发射较重的BOLT时,速度基本上没有下降多少,也就是说适合发射比较重的BOLT(因为弓臂重拉力大,使用比较重的箭可提高效率)。
而长弓发射重箭速度有很明显的下降。
看来如果用重箭的话,由于箭的初速度不会怎么下降,威力确实可能超过长弓的,不过不会超过太多,因为箭重也有限。一般的BOLT也在100g以内。
如《科学美国人》也讲到:
还有:
"Crossbows of medieval and renaissance design were very inefficient devices.
Modern tests indicate that armor-piercing bolts, while heavier than war
arrows, achieved about the same velocity (130-40 fps) from a 700 lb. draw
crossbow as an arrow did from a 80 lb. draw longbow. The initial velocity
imparted to a crossbow bolt is governed by the velocity of the bow tips as
the bolt and string part company. Despite their heavy draw weights, medieval
laths were too massive to accelerate rapidly. This was made worse by short
draw lengths, which reduced the time available for the tips to accelerate.
In addition, the massive bowstrings required for such heavy draw weights
robbed energy from the bolt. "
(Foley, Palmer,Soedel.The Crossbow,SCIENTIFIC AMERICAN, January 1985; pp. 104-110. )
700磅的钢弩在射重箭时,威力和80磅拉力的长弓差不多,原因也提到,钢弩太重,拉距太短,弦也太重等等。
关于复合弓的,Adam Karpowicz在2004年有实验,
使用的是土耳其复合弓,这种复合弓前面也有数据,和鞑靼复合弓在蓄能上完全一样。使用蚕丝做的弦。
这是实验用的弓:
“The cores are hard maple, the bellies horn and the backs covered with sinew.”
是典型的使用了角材和动物肌腱的木芯复合弓。
一共测过几个拉力:67.4lb, 72.1lb, 75.5lb, 92.2lb, 105.5lb, 125lb,136lb
节选几个:
67.4磅拉力下:
67.4lb @ 30", target bow, 51.5" long:
arrow grains: 1548(100克) 1067(70克) 739 522 360 204
arrow fps: 135.2 160.4 185.9 214.7 239.8 277.9
(1grain=0.065克)
这个拉力和上面那个长弓基本一样,但确实效率比长弓高的多,相同拉力下,复合弓70克的箭160英尺/秒,而长弓仅133英尺/秒,复合弓威力高出长弓44%之多!也比740磅的钢弩高多了。
92.2磅拉力下:
92.2lb @ 28", flight bow, 41" long:
arrow grains: 1548 1067 739 437 360 204
arrow fps: 141.5 168.3 197.2 242.3 262.7 315.8
105磅拉力下:
105.5lb @ 27 ?quot;, flight bow, 42" long:
arrow grains: 1548 1067 605 440 358 255 203
arrow fps: 157 185.2 232.3 264.1 282 321.5 345.3
136磅拉力下:
136lb @ 29 7/8", war/target bow, 47.5" long:
arrow grains: 1548 1067 733 522
arrow fps: 180.4 210.3 245.1 280
在这个拉力下,100克的箭,速度达到54M/S,
对比:
Crossbow 740 lbs 1.25 oz. 138.7 fps
所以,结论是复合弓的威力和效率要比长弓和钢弩高得多。
[ 本帖最后由 gtdgtd 于 2006-01-29 23:30 编辑 ] |
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相关评论 | 上贴: challenger2 发布日期: 2006-1-09 | 如此看来,英国人是用小米加烂弓(长弓)打赢的克勒西和阿金库尔。厉害呀。 | 上贴: 诸葛连弩手 发布日期: 2006-1-09 |
原帖由 challenger2 于 2006-01-09 07:27 发表
如此看来,英国人是用小米加烂弓(长弓)打赢的克勒西和阿金库尔。厉害呀。 |
问题是法国人连烂弓都没有/le | 上贴: challenger2 发布日期: 2006-1-09 | 克勒西法国有热那亚弩手。阿金库尔法国有弩,有弓(共约4000)。
68磅长弓和740磅弩速度一样有人信吗?而且复合弓在同等拉力达到比长弓更高初速物理上怎么解释?影响箭速度的因素无非推力和作用距离,同样推力下,作用距离长的速度快(W=FS)。长弓发射的一个特点是拉弓齐耳,而不是象一般弓拉到脸前,这相当于炮膛压等同时炮管长了。怎么会速度低,难道实验时只拉到脸前?
还有算每公斤蓄能没什么意义,长弓拉力已达人体极限,也没见谁抱怨过长弓太重。
[ 本帖最后由 challenger2 于 2006-01-09 18:18 编辑 ] | 上贴: gtdgtd 发布日期: 2006-1-09 | 这是实验数据。
弓的威力不是只看拉力和拉距,更重要的是效率.
钢弩的体积都很小,弓身的长度不到长弓的1/3,而弓的形变是与弓身的变角成正比的,因此根据弧度原理,弓身越长,相同变角下,弓链接弦的一端运动距离就越大,因此弦速度越大,箭速度也越大。
蓄能=变形力*变形位移.
由于蓄能小,拉力大,钢弩的拉开距离很短,只有二三十厘米,甚至十几厘米,不到长弓的1/3,所以尽管拉力大,但拉力的做功距离小,输出功就小。
更重要的是,弓拉开后的能量释放并不是全释放给箭,箭只得到小部分。
这个总能量=弓身动能+弦动能+箭动能
而这三个动能是相关的,因为弓身速度决定弦速度,弦速度决定箭速度,
所以,由于钢弩蓄能小,弓身质量太重,大部分能量被弓身动能占据,箭只能得到很小一部分,也就是说效率太低。
为什么说钢弩适合射重一点的箭?因为箭重的话,箭与弓身的质量比就大一些,就能多分到一些能量。
同样复合弓为什么在同等拉力达到比长弓更高初速?
就是因为复合弓的材料蓄能好,弹性好,可以获得更大的变形角,因此不用加长弓臂就可以获得比较高的弦速度.
这个复合弓仅重0.33KG,而长弓重0.66KG,因此在射同样的箭的情况下,箭分得的能量就更多一些,效率更高,所以同等拉力下威力比长弓高不少。
[ 本帖最后由 gtdgtd 于 2006-01-09 19:09 编辑 ] | 上贴: challenger2 发布日期: 2006-1-09 | 钢弩拉开距离也很短是实情,但根据W=FS,F大近10倍,S=1/3,乘起来仍3倍于长弓。
弓弦终点的拉力应该是和初始推力相等的,弓身质量在此处似乎作用不大。
算“三个相关动能”是个舍近求远的算法,还有一部分能量作用于弓手,总不能说瘦子就射得远。
箭的速度来自作用力和距离,很简单的事,“弓的威力不是只看拉力和拉距,更重要的是效率”有点虚。
至于实验,难免有偏差,比如上面提的拉弓方式。
[ 本帖最后由 challenger2 于 2006-01-09 19:31 编辑 ] | 上贴: gtdgtd 发布日期: 2006-1-09 | 能作用于弓手的能量就是弓身的能量,是这个能量传递给人手,已经是能量传递后了.
因为放箭时,弦已经松开,弓身的动能作用于人手,不过这已经是二手能量传递,这个是已经是弓身得到能量以后的过程了.
"箭的速度来自作用力和距离,很简单的事"这样才是有点虚.
就像你挥一个高尔夫球秆,把一个高尔夫球打出去,
而你推一个20公斤的锤子,打同样的高尔夫球,
显然你不会比前者打的远,尽管后者你用的力更大,能量更大,但效率很低.锤的能量只有很小一部分转化给球.
效率=箭动能/(弓身动能+弦动能+箭动能)
4KG的钢弩,蓄能仅相当于0.27KG的复合弓,或约0.5KG的长弓,弓身太重,
所以钢弩的效率远远低于长弓,连1/3都不到,
也就是说尽管钢弩得到的能量多于长弓3倍,但释这个能量中箭动能所占的比率要小于长弓三倍,
比如长弓效率24%,而钢弩仅有8%
算下来,钢弩放的箭的能量和长弓比并没有什么优势.
这里有论文上的另外一个实验,是长弓和鞑靼复合弓比的
Ref. type Bow type F(|OD|) |OD| 2ma cl q.n Ma
kgf cm kg cm/s
Medieval longbow 36.2 81.3 0.050 5300 0.24 0.076
Tartar composite 27.2 81.3 0.050 5100 0.30 0.076
F(|OD|) 是拉力,|OD|是拉距, 2ma是箭重,cl是初速度, q.n是效率值。
都是同样50g的箭,长弓拉力36.2KG下获得53米/秒的速度,而鞑靼弓在27.2KG下获得51米/秒的速度。
鞑靼弓的效率0.30是高出长弓的0.24不少。
[ 本帖最后由 gtdgtd 于 2006-01-09 20:05 编辑 ] | 上贴: challenger2 发布日期: 2006-1-09 | 20公斤的锤子,打同样的高尔夫球只是锤子重,并非作用力大了。
莫非你是说拉弓的力不等于推力? | 上贴: gtdgtd 发布日期: 2006-1-09 | 拉弓的力不等于推力.
弦作用于箭,其实就是一个碰撞过程,
松开弦后,弦和弓身作为一个系统,不受外力,
弓身带动弦以一定的速度运动,把箭发射出去这个过程,相当于一个对箭的碰撞过程,把能量传递给箭,
所以这之间有能量分配,其中碰撞的力,也不是拉开时的力.
如现代的一些军用弩,如丛林王C型,拉力280牛顿,但在释放弦的瞬间可产生3000牛的力. | 上贴: challenger2 发布日期: 2006-1-09 | 弦和弓身作为一个系统,不受外力是对,但关键是箭呢?推力(碰撞的力)难道不等于拉力吗?
军用弩是用机械上箭,和弓不同啊。
还有长弓和鞑靼复合弓比的拉力是终点拉力,还是最大拉力?
[ 本帖最后由 challenger2 于 2006-01-09 20:22 编辑 ] | 上贴: gtdgtd 发布日期: 2006-1-09 | 把弓、弦和箭看作一个系统,它也是不受外力的。
就想你用力推出一个小球去碰另外一个小球,小球脱手后有一定的速度,它与另一小球碰撞的力和你原先手的推力不一样,
比如钢球碰钢球,这个力就大,钢球碰软泥球,这个力就小很多,而你脱手同一个钢球用的力一样。
拉力也不是一直那么大的,拉力和拉开距离成正比,拉的越开,力越大,反之亦然,所以并不是一直都是一个那么大的拉力做弓。
回复后的终点拉力都是0,不管是什么弓,就象弹簧缩回原状一样。
军用弩也是弓的原理,基本结构上和古代弩没什么两样,弩也只不过比弓多了弩臂弩机。
总能量=F*S不错(F是积分的等效力),但F*S=1/2(弓身等效质量+弦等效质量+箭质量)V*V
所以,弓身越重,V越小,
并不是这个F直接对箭做功。 |
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