531 ответов в теме

[Richter]

Но то, что чугун отличается от стали не только содержанием углерода - вбито ещё техникумовскими материаловедами.

Именно наличием эвтектики и отличается. AFAIR система Fe-C становится такой (в идеальных условиях) как раз при содержании углерода > 2.14% по массе.
Однако, мы слишком отклонились от темы . Вернемся лучше к нашим баранам арбалетам.

[sasa]

Ну и зачем тогда гнать? Особенно обидно потому, что в здешних обсуждения все-таки пинками заставляли приводить источнки и более-менее точно формулировать свое мнение. Про франкские мечи обычно цитируют Кирпичникова, который цитирует Бируни. Ценность их подтверждает и Кинди, но не настолько восторжено, у него получается что в первую очередь "накрутка" обусловлена редкостью.
Кстати, Бируни упоминает и индийский метод получения стали путем смешивания железа с чугуном (на железную пластину сыпят чугнную стружку, проковывают, складывают, проковывают, опять сыпят и так до победного).

[Loky]

Локи, придётся Вам поверить в "страшную правду":

Вера убивает сомнение, а следовательно является вернейшим путем ведущим к потери связи с реальностью. Я уж лучше как-нибудь без нее, с фактами в обнимку. А факт заключается в том, что булатом называют тигельную сталь только с середины 19 века. До того - вероятнее всего булатом называли разновидность дамасска, так как иных методов получения указанной структуры металла достоверно не известно. Или у вас есть описание изготовления тигельного булата на, допустим 12 век?

Ну и зачем тогда гнать? Особенно обидно потому, что в здешних обсуждения все-таки пинками заставляли приводить источнки и более-менее точно формулировать свое мнение. Про франкские мечи обычно цитируют Кирпичникова, который цитирует Бируни. Ценность их подтверждает и Кинди, но не настолько восторжено, у него получается что в первую очередь "накрутка" обусловлена редкостью.

Кстати и Эварт Оакшотт в своей "Археологии оружия" не особо распинается про замечательные мечи франков. Видимо ничего особенного чтобы это отдельно отметить ему не встречалось.

Кстати, Бируни упоминает и индийский метод получения стали путем смешивания железа с чугуном (на железную пластину сыпят чугнную стружку, проковывают, складывают, проковывают, опять сыпят и так до победного).

Это практически технология паренских ножей.

[sasa]

И вы тоже неправы.
1. Слово "пулат" оно вполне себе древнее и использовалось задолго до экспериментов по выплавке тигельной стали в Европе. И еще в начале 19го века прекрасно понимали разницу между "дамаском" французских и немецких ружейных стволов и "булатом" восточных клинков. Да и в сортах булата разбирались неплохо. Собственно, от этого понимания и растут ноги у экспериментов Аносова и др.

2. Тигельная сталь производилась в огромных масштабах и до 12го века. И у Кинди, и у того же Бируни есть вполне внятные описания процесса.

3.Оакешотт мечи франков вполне любит и радуется им. Да и есть чему: например, упоминания про полировщиков мечей есть не только в сагах, но и в англо-саксонских хрониках. Какашку полировать бессмысленно, не правда ли? Главная идея Оакешотт в том, что меч, как и любое другое оружие, соответсвовал требованиям времени.

Вполне возможно, что "просветленные кузнецы практики" фыркают при употреблении слова "булат", предпочитая "харалуг" или "тигельную сталь". Но у кузнецов-практиков все восприятие искажено личным опытом (это не упрек, а констатация факта). А для наших дискуссий вполне достаточно разделения на "булат" и "[сварной] дамаск"

[ulysses]

Последним (надеюсь!) оффтопом в этой теме: приношу извинения за несдержанность гражданину Локи!
В части булата-дамаска просто не сдержался - устал... Прошу сильно и надолго не обижаться.
А теперь - собственно оффтоп: объясните, что такое "харалуг" в системе координат "тигельная сталь - сварная пакетная сталь".
Ну и надо допросить фра Раймунда - он точно участвовал в обсуждении выдержки из трактата 12 века, в котором чистым арабским языком был описан случай разорения сарацинами франкских могил с целью добычи клинков "самородным способом" - потом их подогнали под свои стандарты местные кузнецы-слесари.
Кстати, известный клинок, приписываемый отцу Саладина, тоже подозревают в европейском происхождении.

[sasa]

Харалуг это такой мем славянствующих кузнецов. Порожден различными трактовками прилагательного "харалужный", встречающегося, например, в "Слове о Полку Игореве". Скорее всего, слово тюрского происхождения (многие сорта булата различаются по цвету, например знаменит был сорт "кара-хорасан"), но это отвергается практиками, часто с пеной у рта.

Что касается разрывания могил, то это древнее и почетное занятие. Вспомним, как добыл себе меч Гисли, вспомним, что кроме оружия (часто с дорогим набором на рукояти) в могилу клали украшения и прочие ништяки. А у мусульман вообще время жизни хорошего меча исчислялось столетиями: на некоторые клинки 10 го века (а то и 7го, если верить описаниям) рукояти переставляли по нескольку раз, вплоть до 18го-19го века.

[ulysses]

А не может харалуг оказаться тем же самым дамаском?

[Ingor]

В некоторых журнальных статьях, приводятся объяснения русского тенрмина "харалуг" от названия разновидности булата с тёмным, почти чёрным фоном, на котором имелись волнисто извивающиеся более светлые узоры, и который, якобы, назывался по-тюркски либо "кара-луг" - чёрная сталь, либо "кара-лыг" - чёрный цветок. Кто-то из современных кузнецов термин "хОролуг" пытался выводить из имени славянского бога Хорса.

[Loky]

Кто, что слышал про англоязычного лучного исследователя B.W. Kooi?

Вот пара таблиц из его статьи Kooi, B.W. 1993. On the Mechanics of some Replica Bows. Journal of the Society of Archer-Antiquaries, 36_14-18


Таблица 2.

Столбцы справа-налево.
1 - сервисный коэффициент
2 - упругость при полном натяжение
3 - аккумулирование энергии на единицу массы
4 - полная длинна лука
5 - полный вес лука
6 - рабочий ход тетивы
7 - сила натяжения



Странности в выходных параметрах Средневековых лонгбоу, которые он исследовал:

- Сила натяжения - 36,2 кг
- Рабочий ход - 0,813 м

Энергия 1 = 83,205 Джоуля <= ( 43^2*0,09*0,5)
- Масса стрелы - 0,090 кг
- Начальная скорость - 43 м/с

Энергия 2 = 70,225 Джоуля <= ( 53^2*0,05*0,5)
- Масса стрелы - 0,050 кг
- Начальная скорость - 53 м/с

Энергия 1 и Энергия 2 должны совпадать, так как начальная энергия стрелы у одного и того же лука должна быть одинаковой ибо E=m*V*V*0,5, но это не так.

Изменено: Loky, 01 Октябрь 2010 - 23:39

[Pehotinec]

Энергия 1 и Энергия 2 должны совпадать, так как начальная энергия стрелы у одного и того же лука должна быть одинаковой ибо E=m*V*V*0,5, но это не так.

Не должны они совпадать. так как чем легче стрела, тем меньше КПД. Потомучто с легкой стрелой плечи движутся быстрее и забирают больше энергии.

[Loky]

Не должны они совпадать. так как чем легче стрела, тем меньше КПД. Потому что с легкой стрелой плечи движутся быстрее и забирают больше энергии.

Неужели отличие в 40 грамм дает изменение в КПД на 16% у лука в 36кг? Ведь весьма мощный девайс, для луков, разумеется. Это не очень вяжется с выстрелом секретаря турецкого посольства в Британии на 400 с гаком метров сверхлегкой стрелой.

Упростим задачу. В безвоздушном пространстве дальность полета и траектория стрелы не имеющая массы очень легко рассчитывается. Само собой, это будет сильно завышенный результат, так как не учитывается масса снаряда и аэродинамические силы А1 и А2, причем А1 (лобовое сопротивление) у стрелы весьма существенна.

Итак.
S1 при 43 м/с будет равна ((43*43) * (sin45)^2)/9,8 = (1849 * 0,5) / 9,8 = 924,5/9,8 = 94,3 м.
S2 при 53 м/с будет равна (2809 * 0,5)/9,8 = 1404,5/9,8 = 143,3 м.

Вопрос, если при падении на 10 грамм веса снаряда КПД лука падает на 4%, то каким должен быть вес снаряда, чтобы разогнать стрелу до скорости, необходимой для перелета расстояния в безвоздушном пространстве равном 400м?

Начальная скорость рассчитывается как корень от (400 * 9,8)/0,5 и равна 88,5 м/с. Путем простых пропорциональных расчетов мы получаем, что при указанной прогрессии падения КПД указанного лука мы сможем разогнать стрелу до искомых 88 м/с начальной скорости только в случае, если она будет иметь массу 12,5 грамм. То есть, турецкий лук с силой натяжения 36,2кг будет выдавать только 57,4 Дж полезной энергии.

Это расчеты для безвоздушного пространства. Для реального - ориентировочно 5-6 грамм массы снаряда, а кпд еще ниже.

Изменено: Loky, 02 Октябрь 2010 - 23:04

[ulysses]

Очень странный лонг обмеряли.
Есть сильные подозрения, что товарищ где-то что-то напутал.
Для начала - рабочий ход: он стрелял метровыми стрелами? 83 см рабочего хода плюс 15 см базы даёт стрелу не короче 98 см. Так что, скорее всего, дядя что=то напутал.
К турку и египтянину - тот же вопрос: длина стрелы?
Второе: Пехотинец прав, чем тяжелее стрела, тем выше КПД лука. Но - в начальную скорость 43 м/с стрелы весом 90 грамм при луке в 36 кг я не верю - 36-38 м/с, не больше. 53 м/с для стрелы 50 грамм весом - ещё туда=сюда, хотя мне таких лонгов видеть не доводилось - Бикерстаффы и те более медленные.

По поводу дальности выстрела: Локи, Ваша формула касается прямого горизонтального выстрела? Если да - то посчитайте, сколько стрелы пролетят, вылетев под углом 45 градусов к горизонту.

Ну и насчёт низкой аэродинамики стрелы Вы категорически неправы...

Изменено: ulysses, 02 Октябрь 2010 - 22:40

[Loky]

По поводу дальности выстрела: Локи, Ваша формула касается прямого горизонтального выстрела? Если да - то посчитайте, сколько стрелы пролетят, вылетев под углом 45 градусов к горизонту.
Ну и насчёт низкой аэродинамики стрелы Вы категорически неправы...

Это известная формула для решения задачи - предмет брошенный под углом к горизонту в безвоздушном пространстве - S = (Vнач^2 * sin2α)/g
S = квадрат начальной скорости умноженный на квадрат синуса угла и разделенный на константу g => 43^2 * sin45^2 / 9,8 = (1849 * 0,5) /9,8 = 924,5 / 9,8 = 94,3 м.

О том, какая траектория будет в реальности можно понять ознакомившись с артиллерийской баллистикой. Общие сведения можно получить например тут https://armor.kiev.ua/lib/artilery/06/ Единственная ключевая поправка - расчет лобового сопротивления стрелы следует делать исходя из традиций ракетостроения, а не артиллерии, так как удлинение снаряда превышает его диаметр более чем в восемь раз.

Реальная дальность выстрела, как правило равна 1/3 - 1/2 от дальности полета в безвоздушном пространстве. То есть, в зависимости от качества стрелы она пролетит в среднем от 32 до 47 м.

Ну и насчёт низкой аэродинамики стрелы Вы категорически неправы...

Мы же уже обсудили все и вы согласились с тем, что стрела имеет плохую аэродинамику. Предлагаете по новой?

Изменено: Loky, 02 Октябрь 2010 - 23:07

[ulysses]

Я согласился только с тем, что плоскость боковой поверхности болта меньше, чем плоскость боковой поверхности стрелы того же веса.
Я по-прежнему настаиваю на том, что при одинаковом весе и одинаковой начальной скорости болт пролетит меньше, чем стрела.

Ну и формула Ваша тоже где-то с ошибкой, поскольку я абсолютно точно знаю, что стрела, вылетевшая из лука со скоростью меньшей, чем 50 м/с (реально - около 42 м/с) в реальной атмосфере пролетела 166 метров. Та же стрела, вылетевшая со скоростью около 47 м/с пролетела 183 метра. Поверхность, над которой стреляли - практически горизонтальная, место падения стрел даже чуть выше места старта. Высота наконечника стрелы над горизонтом в момет выстрела - около 2 метров, пятка, соответственно - около полутора метров.
Стрелял я сам, из двух промеряных луков - лонга в 60 фунтов при рабочем ходе 67 см и ламинированной рекурсивки с жёсткими рогами в 52 фунта на том же рабочем ходе. Вес стрелы - 550 гран (35,6 грамма) при длине 32 дюйма (81 см). Лонг, естественно, кинул стрелу ближе.

[Loky]

Я согласился только с тем, что плоскость боковой поверхности болта меньше, чем плоскость боковой поверхности стрелы того же веса.
Я по-прежнему настаиваю на том, что при одинаковом весе и одинаковой начальной скорости болт пролетит меньше, чем стрела.

Вот формула расчета лобового сопротивления:
А1 = с * ((p*V^2)*0,5) * S, где
A1 - сила лобового сопротивления
c - коэффициент аэродинамического профиля снаряда
p - плотность воздуха (0,125)
V - скорость снаряда
S - площадь смоченной поверхности для снаряда имеющего длину больше диаметра в более чем 8 раз

Коэффициент аэродинамического профиля снаряда рассчитывается по формуле

C = Cxp + Cxi + Cxb, где
Cxp - коэффициент профильного сопротивления (сила трения + сила давления)
Cxi - коэффициент индуктивного сопротивления
Cxb - коэффициент волнового сопротивления

Волновым и индуктивным сопротивлением на указанных скоростях можно пренебречь, так что в нашем случае C = Cxp, то есть сумме силы трения и силы давления.

Коэффициент профильного сопротивления складывается из силы трения и силы давления.

Сила трения рассчитывается из размашистой и геморройной формулы:

C трения = (Коэфф. трур. трения пластинки * (Полную площадь снаряда/Площадь миделя) - (Коэфф. лам. трения пластинки * (Полную ламинарную площадь/Площадь миделя) + (Средний коэфф. лам. трения пластинки длинной в лам. слой *(Полную ламинарную площадь/Площадь миделя)

Коэффициент трения пластинки считаются по числу Рейнольдса, выведенному из длинны корпуса.

Турбулентный слой - это та часть снаряда, которая взаимодействует с турбулентным воздушным потоком. Касательно стрелы это все ее участки, кроме наконечника. То есть, практически 95-99% площади стрелы и болта находятся в турбулентном слое. То есть, ламинарным слоем при расчетах можно пренебречь.

Ламинарный слой - это та часть снаряда, которая взаимодействует с ламинарный воздушным потоком. Касательно стрелы это исключительно зона наконечника.

Отличительная особенность турбулентного слоя важная в нашем случае - особое требование к гладкости поверхности, то есть, требуется полировки и лакировка, так как даже чуть заметная шероховатость увеличивает общую площадь турбулентного слоя, в то время как в ламинарном многие шероховатости обтекаются. О наличие полированных и лакированных стрел с жестким лакированным оперением в копанине или музеях я не слышал.

Собственно рассчитывать геморрно, ибо слишком много измерений линейкой, но вывод сделать можно - чем выше длинна снаряда и его площадь, тем выше сила трения.

Сопротивления давления связано напрямую с сечением миделя и формы обтекаемых частей снаряда. В случае арбалетного болта и стрелы оно крайне мало и равно примерно около 0,05-0,1.

Вывод о том, что чем больше длинна и площадь снаряда, тем выше его лобовое сопротивление, то есть, ниже аэродинамика, делать нужно или и так ясно?

Следует еще учитывать вот какой факт.

Для нормальной стабилизации полета площадь поверхностных стабилизаторов при неуправляемом полете на малых скоростях должна составлять 0,8 - 1,0 от общей площади остальной части снаряда. То есть, общая площадь для адекватной стабилизации полета арбалетного болта может быть меньше. Точнее сказать - площадь стабилизаторов арбалетного болта приближается к нормальной, в то время как площадь стабилизаторов лучной стрелы составляет значительно меньшую долю от общей площади остальной части снаряда. Иными словами - стрела недостаточно стабилизируется в полете, что напрямую сказывается на точности.

Ну и формула Ваша тоже где-то с ошибкой, поскольку я абсолютно точно знаю, что стрела, вылетевшая из лука со скоростью меньшей, чем 50 м/с (реально - около 42 м/с) в реальной атмосфере пролетела 166 метров. Та же стрела, вылетевшая со скоростью около 47 м/с пролетела 183 метра.

Формулу я взял из школьного курса. https://www.home-edu....nika/par_12.htm

Вы это сами видели или сами стреляли или прочитали на форуме а ля лонгбоу клуба?

Какие характеристики того лука и стрелы, которыми вы стреляете. Вы ведь практикуете стрельбу из лука, как я понял. Вы пробовали сами стрельбу на дальность тем девайсом, что у вас есть? Какие результаты получились?

Изменено: Loky, 03 Октябрь 2010 - 00:25

[Loky]

Немного размышлений о механике лука.

В общем, я пришел к выводу, что динамическая характеристика, в целом, фикция и влияет исключительно на эксплуатационные характеристики. Да и вообще стандартная формула расчета энергии стрелы относительно параметров лука не верно описывает процесс. Дальше я привожу поясняющую схемку и несколько упрощенные расчеты-размышления. Упрощены они за счет устранения корректур на углы, так как много характеристик являются векторными значениями.



Что такое лук? Это пара соединенных между собой пружин изгиба. Для рассмотрения энергетических свойств устройства разумно будет рассмотреть плечо как отдельную систему.

Согласно закону сохранения энергии Fa1 = Fb1, а Fa2 = Fb2, то есть Fa1 - Fb1 = 0, Fa2 - Fb2 = 0.
m = m1 + m2, где m1 - масса пружины, m2 - масса снаряда.

A = dF*S => (dV/dt)mdS, то есть, работа по перемещению снаряда равна дельте его скоростей деленную на дельту времени и умноженную на массу и пройденное расстояние, то есть --- A = ((V2-V1)/(t2-t1))/*m*(S2-S1) <S2 и S1 не со схемы, а вообще - конец и начало отрезка>. Само собой, без учета углов. Так как A = Eк, то это значение и будет кинетической энергией снаряда в момент отрыва от тетивы. Но так как у нас работу совершает два придмета - выпрямление пружины и передвижение снаряда, то этой формулы будет недостаточно.

Так как Fa2 отлично от нуля, то dFa будет равно Fa1 - Fa2, то есть, для расчета силы, которая передвигала снаряд нам нужно знать силу натяжения в крайних точках рабочего хода.

Важный момент, так как dFa = dFb, а A = Кинетической энергии, то мы можем подсчитать эффективность лука.

A = dF*S => A1 = dFa*S1, A2 = A2 = dFb*S2. Их отношение и будет эффективностью.

Например.
S1 = 0,20m
S2 = 0,81m
Fb1 = 100 H
Fb2 = 10 H
dFb = 90 H

A2 = 90*0,81 = 72 H
A1 = 90*0,20 = 18 H
Отношение S1 к S2 равно как 20% к 80%, собственно как и указанных сил. =>
То есть, при суммарно проведенной работе в 90 Н (dFb) - 80% ушло на передвижение снаряда.

Собственно из этого рассчета следует любопытные факт. Об эффективности лука говорит не рабочий ход тетивы, а дельта между рабочим ходом тетивы и рабочим ходом дуги.

Если разворачивать модель на цельный лук, то мы получаем простое удвоение сил и рабочего хода дуги, то есть эффективность лука является отношение S1 к S2. Это не считая массы, так как исходя из формул

A=dF*S*cosA => A = (dV/dt)*m*dS мы получаем, что эффективность лука зависит не только от отношения S1 к S2, но и отношения m1 к m2, где m1 - масса пружины, а m2 - масса снаряда. В итоге мы получаем тезисы:

- Лук эффективней тем сильнее, чем длиннее его рабочий ход тетивы и короче рабочий ход дуги;
- Лук эффективней тем сильнее, чем меньше масса его дуги в отношении к массе его снаряда, так как при выстреле он выстреливает не только снаряд, но и свои дуги, то есть, масса выстреливаемого снаряда ровна массе дуги и массе снаряда.

Из последнего тезиса мы делаем вывод о том, что в эффективности лука имеет значение то, какой процент энергии уходит на выполнению работы по передвижению дуги. Тут вспоминаем про так называемую паразитную массу и быстроту лука, ибо A = Eк => m*V*V*0,5 => A = m*(S/t)^2*0,5 где m - масса дуги, S - рабочий ход дуги, t - время передвижения. Время зависит напрямую от жесткости предмета, то есть, чем выше жесткость, тем меньше время и тем выше скорость.


Идем дальше. Как расчитать время выстреливания, то есть, скорость лука?

В данном случае нам важен импульс силы, который формируется в отношении снаряда.

Импульс силы рассчитывается по формуле P = F (t2 - t1), при условии постоянно действующей силы. В нашем случае действует переменная сила, прогрессирующая от Fa1 до Fa2, то есть P = dFa (t2 - t1). => d(mV) = dF*dt => (mV2 - mV1) = dF (t2 - t1) , то есть, импульс силы есть разница между произведением массы на начальную скорость и массы на на конечную скорость. Так как начальная скорость равна нулю, то получаем mV = dF(t2 - t1).

Таким образом, зная дельту сил натяжения лука в крайних точках S2, а так же начальную скорость и массу снаряда, мы можем посчитать то время, за которое снаряд преодолел расстояние S2 и был разогнан до указанной скорости.

Например.
m = 0,06 kg
V = 50 m/s
dFb = 90 H

=> 0,06*50 = 90 (dt) => 3 = 90 (dt) => dt = 3/90 = 0,03s

ЗЫ Вот меня плющит по ночам то...

Изменено: Loky, 04 Октябрь 2010 - 09:51

[ulysses]

" Во многая знание многая печали"
Результат стрельб, приведённый мной - это результат полёта выпущенной мной, любимым, стрелы - так что научитесь читать.
По поводу аэродинамики - приведите измеренные полощади и коэффициенты сопротивления конкретных снарядов - стрелы и болта - может, тогда Вам станет ясно, где Вы ошибаетесь.
Ну, и раз уж Вы так хорошо ругаетесь умными словами, - что такое "площадь смоченной поверхности"?
В остальном - вспомните Аристотеля, Бэкона и откуда есть пошла современная физика - а вдруг поможет?

[Loky]

Результат стрельб, приведённый мной - это результат полёта выпущенной мной, любимым, стрелы - так что научитесь читать.

То есть, это вы сами пускали стрелы из лонга на 163 метра? 8O Чудеса. Можете привести более подробные характеристики девайсов? Геометрические размеры, вес, минимальное натяжение. Кстати, какая была стрела? Современная из стеклопластика?

В общем какая-то фантастика.

Кинетическая энергия стрелы
m = 0,0356
V0 = 42m/s

Eк = m*V^2*0,5 => 0,0356*42^2*0,5=31,3992 Дж

Как при такой малой энергии стрела улетела на 163 метра? Это же просто поразительно! У меня такое впечатление, что вы либо скорость не верно померили, либо несли стрелу в руках. Это не считая того, что подобная энергия у такой стрелы (0,0359кг, 42м/с) с таким луком 60 футов (27,2кг) слишком низка, то есть, если это так, то кпд вашего лука всего 11,7% - именно такой процент энергии составляет кинетическая энергия стрелы от накопленной энергии двух изогнутых пружин.

По поводу аэродинамики - приведите измеренные полощади и коэффициенты сопротивления конкретных снарядов - стрелы и болта - может, тогда Вам станет ясно, где Вы ошибаетесь.

Вот уж святая холиварная вера. Смотрим на формулы, видим прямую зависимость аэродинамики длинного тела от его длинны и площади и все равно в отказ?

Ну, и раз уж Вы так хорошо ругаетесь умными словами, - что такое "площадь смоченной поверхности"?

Если говорить грубо, то это вся та площадь, которой соприкасается со средой девайс при движении, то есть сумма- ламинарного (гладкого) и турбулентного участков => говоря грубо, для стрелы/болта это общая суммарная площадь поверхности, так как она соприкасается с воздухом всеми частями корпуса.

В остальном - вспомните Аристотеля, Бэкона и откуда есть пошла современная физика - а вдруг поможет?

Договаривайте.

Изменено: Loky, 04 Октябрь 2010 - 10:43

[Dmitrij]

Кстати, какая была стрела? Современная из стеклопластика?

Стеклопластиковая (fiberglass) тяжелее деревянной.

[SkogTroll]

Думаю, дальность полета турецкой стрелы связана не только с "мощью" лука, но и значительной частью с движением воздушных масс. Угадать ветер, запулить ее повыше от земли- а дальше она движется с потоком....