Jousi ja nuoli

yksinkertaisimmillaan jousi on pitkä, joustava sauva; sauvan molempiin päihin on kiinnitetty lyhyempi naru, joka saa sauvan taipumaan. Nuoli on varsi, jonka toisessa päässä on sulkatyyppisiä siipiä, jotka ovat lovisia, ja toisessa päässä terävä pää. Nuolen lovinen pää on asennettu jousen jännettä vasten, ja terävä pää ulottuu juuri jousen taakse. Jousiampuja vetää toisen käden jouseen kiinnitettynä ja toisen naruun tarttuen takaisin jousella varastoiden potentiaalienergiaa jouseen. Kun jousiampuja vapauttaa narun, tuo potentiaalienergia muuttuu liike-energiaksi, joka välittyy nuolelle kuljettaen sitä eteenpäin äkillisesti ja nopeasti. Jousia käytetään pääasiassa metsästykseen ja maaliammuntaan.

Tausta

arkeologit uskovat metsästäjien käyttäneen jousia ja nuolia jo 50 000 vuotta sitten. Alkuperäiskansat käyttivät tällaisia aseita kaikissa maailman osissa Australiaa lukuun ottamatta. Metsästyksen ja sodankäynnin lisäksi jousia ja nuolia käytettiin urheiluna Egyptin, Kiinan ja Intian muinaisissa kulttuureissa.

alun perin jousia valmistettiin mistä tahansa jousimateriaalista, muun muassa bambusta sekä erilaisista puulajeista, ja jousia valmistettiin eläinten suolesta. Intiaanit ja Aasialaiset jousenvalmistajat tekivät itsenäisesti merkittävän innovaation vahvistaessaan asetta liimaamalla jousen takaosaan (maaliin päin oleva sivu) eläimen jänteen (jänteen). Komposiittijousi (joka on valmistettu kolmesta tai useammasta kerroksesta erilaisia aineita) keksittiin useissa Keski -, Pohjois-ja Lounais-Aasian kulttuureissa jopa 4500 vuotta sitten. Tekniikkaan kuului jousen selän vahvistaminen jopa kolmella kerroksella silputtua jäntettä, johon oli sekoitettu liimaa, ja jousen kasvojen vahvistaminen (jousimieheen päin oleva puoli) eläimen sarven päälle liimatulla kerroksella. Pohjoiseurooppalaiset käyttivät erilaista menetelmää jousien vahvistamiseen; 300-luvun alkuun mennessä jKr. , he sitoivat pintapuun takaosan sydänpuuhun (tiheää puuta, joka on otettu puun ei-elävästä ytimestä).

nuolet, jotka oli yleensä tehty puuvarsista, oli varustettu nuolenkärjillä, jotka oli muotoiltu lehtipuusta, luusta, sarvesta, piikivestä, pronssista tai (lopulta) teräksestä. Intiassa, ase päättäjät kokeilivat laajalti rautaa ja terästä, ja he tuottivat kaikki metalli nuoli aikana kolmannella vuosisadalla eKr.vaikka on todennäköistä, että he tekivät metalli jouset tuolloin myös, se oli vasta seitsemästoista luvulla, että teräs jouset todella tuli suosittu Intiassa.

Jousiammunta (jousella ammuttaessa nuolia) oli hallitseva sodankäyntiväline (vakiojouset osoittautuivat yleisesti mekaanisesti avustettuja varsijousia paremmiksi) 1500-luvun lopulle asti, jolloin tuliaseet tulivat käytännöllisiksi. Sittemmin metsästys ja maaliammunta ovat kehittyneet jousiammunnan pääelinkeinoiksi.

vuosina 1929-1946 seitsemän jousiampujaa, jotka olivat myös tiedemiehiä tai insinöörejä, tutkivat laitteistomallien ja materiaalien suorituskykyä käyttäen tekniikoita, kuten suurnopeuskuvausta. He julkaisivat havaintonsa eri lehdissä, ja vuonna 1947 kolme heistä toimitti näistä artikkeleista kokoelman, jonka nimeksi tuli kirja Archery: the Technical Side. Nämä kokeelliset ja matemaattiset analyysit jousidynamiikasta loivat pohjaa ensimmäisille merkittäville parannuksille jousiammuntavälineiden suunnittelussa sitten keskiajan. Toisen maailmansodan jälkeen ilmaantuneita uudistuksia olivat muun muassa uusien materiaalien kuten muovin ja lasikuidun käyttö sekä keulan pito-osan muokkaaminen pistoolin kahvaa muistuttavaksi.

rakenne

alkeellisin jousityyppi, jota kutsutaan pitkäjouseksi, muodostuu pääosin suorasta akselista. Lisätehoa ja vakautta tuovat rekursiiviset keulat, joiden kummassakin päässä on pysyvät kaaret, jotka tekevät keulan selästä koveran. Vielä enemmän tehoa voidaan saavuttaa yhdistelmäjousella, mekaanisesti avustetulla laitteella, joka kiinnittää jousen väkipyöräjärjestelmään eikä keulan kärkiin.

rekursiivinen jousi koostuu kolmesta osasta-kahdesta joustavasta raajasta, jotka ulottuvat jäykän nousuputken vastakkaisista päistä. Keulan kokonaispituus voi olla 50-70 tuumaa (125-175 cm). Nousuputki, joka on noin 20 in (50 cm) pitkä, tarjoaa mukavan kädensijan ja kielekkeen, jolla nuoli lepää ennen vapauttamista. Raajat voivat olla pysyvästi kiinni nousuputkessa tai ne voivat olla irrotettavia, jolloin jousiampuja voi irrottaa jousen toisistaan kuljetuksen ja varastoinnin helpottamiseksi tai vaihtaa raajaansa, jolla on erilaiset käyttöominaisuudet.

raaka-aineet

yhdestä puunkappaleesta valmistettuna jousi voi loimuta kosteudesta tai haurastua kylmällä säällä. Se voi myös pysyvästi muotoutua kaareva muoto saavutetaan, kun keula on koukussa (bowstring on kiinnitetty molempiin päihin, taivutus keula). Tällöin keulan kimmoisuus vähenee ja se menettää tehonsa. Making Jouset lasikuidusta ratkaisee joitakin näistä ongelmista, mutta vähentää suorituskykyä ominaisuuksia. Parhaat tulokset saadaan komposiittimateriaaleilla, jotka on muodostettu liimaamalla yhteen eri puu -, lasikuitu-tai hiilikuitukerroksia. Niistä metsät yleisesti käytetty jouset ovat punainen jalava, vaahtera, setri, bambu, ja eksoottisia puita, kuten bubinga.

historiallisesti bowstrings on valmistettu jänteestä, kierretty rawhide, gut, hamppu, pellava, tai silkki. Nykyään puisten pitkäjousien Jouset tehdään usein pellavalangasta. Yhdistelmäjouset voidaan kiinnittää teräslangalla. Suosittujen rekursiivisten rusettien rusetit valmistetaan yleensä Dacronista, joka venyy hyvin vähän ja kuluu hyvin. Nailonlanka kiedotaan jousen ympärille vahvistamaan sitä päissä ja keskellä, jossa nuoli ja Jousimiehen sormet koskettavat narua ammunnan aikana.

nuolia on perinteisesti tehty kiinteistä puuvarsista, kuten saarnesta, jalavasta, pajusta, tammesta, setristä tai Sitkankuusesta. Ontot nuoliakselit voidaan muodostaa nykyaikaisista materiaaleista, kuten alumiinista, lasikuidusta, grafiitista tai hiilikuidusta. Höyhenet (yleensä kalkkunansiivistä), jotka on kiinnitetty varteen lähelle toista päätä, saavat nuolen pyörimään lennon aikana ja vakauttamaan sen kulkua. Paremman kestävyyden ja kosteudenkestävyyden vuoksi muovista tai valetusta kumista valmistetut siivet ovat tulleet tätä tarkoitusta varten suositummiksi kuin luonnolliset höyhenet. Nuolen takapäähän kiinnitetään nock (muovikappale, joka on uritettu mahtumaan jousen ympäri). Nuolenkärjet, jotka ennen tehtiin piikivestä, luusta, sarvesta, pronssista tai jalopuusta, on nykyään yleensä valmistettu teräksestä. Niissä voi olla kahdesta kuuteen ulkonevaa terää, tai ne voivat yksinkertaisesti tuoda varren pyöristyneeseen tai terävään päähän.

valmistusprosessi

jousi

seuraavissa kappaleissa kuvataan rekursiivisen jousen rakennetta, johon on kiinnitetty pysyvästi raajat.

• 1 erilaiset materiaalit leikataan suorakulmioiksi raajojen kerroksia varten. Puukerrokset värjätään halutun värisiksi. Liimaa levitetään, ja kerrokset pinotaan oikeassa järjestyksessä.
• 2 monikerroksinen raajan osa on asennettu muotoon, joka määrittää sen lopullisen kaarevuuden. Muotoonsa kiinnitettynä raaja kovetetaan uunissa 180° F (80° C) kuuden tunnin ajan.
• 3 nousuputki on valmistettu alumiinista valmistetusta kiinteästä lohkosta tai eri puukerroksia laminoimalla muodostetusta lohkosta. Kun lohko on leikattu alas lopullisen muotonsa perusviivaan, nastat asetetaan lähelle nousupään päitä, jotta raajat voidaan kiinnittää.
  

  tyypillinen jousi. Jotta voidaan muodostaa bowstring silmukka, merkkijono voidaan joko silmukoida tai kudottu.

• 4 raajoihin porataan reiät vastaamaan nousuputken nuppien asentoa, ja raajat kiinnitetään väliaikaisesti nousuputkeen. Kun nivelet on hiottu sileiksi, raajat irrotetaan nousuputkesta.
• 5 käyttäen sapluunaa jousentekijä (bow maker) merkitsee raajat leikkaamista varten. Käsityöläinen karsii ja muotoilee voimasahan ja hiomakoneen avulla raajojen päitä niiden alun perin suorakulmaisesta muodosta. Raajojen päihin tehdään uurteita, joihin jousenauha voidaan asentaa.
• 6 jousiampuja alkaa muotoilla nousuputkea leikkaamalla pätkiä muodostaen hyllyn, jolla nuoli voi levätä ja tarjota näkyvyysikkunan. Voimasahalla, hiomakoneella ja käsiraspilla (puukiilalla) jousimies muotoilee nousuputken muotoon, johon on mukava tarttua.
• 7 raajat kiinnitetään valmiiseen nousuputkeen ja liimataan paikoilleen. Lopullinen muotoilu tehdään raajan kärjissä. Koko keula hiotaan käsin ja viimeistellään sitten kirkkaasta epoksista tehdyllä suojapinnoitteella.
  

  jousen valmistuksen aikana raaja asennetaan muotoon, joka määrittää sen lopullisen kaarevuuden. Muotoonsa kiinnitettynä raaja kovetetaan korkeassa lämpötilassa, minkä jälkeen nousuputki kiinnitetään keulaan tapeilla.

bowstring

vaikka valmistettuja jousenstringejä on saatavilla, jotkut jousiammunnan harrastajat tekevät mieluummin omia.

• 8 tarvittava säikeiden määrä määritetään. Tämä riippuu käytettävän langan lujuudesta ja jousen vetopainosta (vahvuudesta). Säikeiden kimppu on jaettu kolmeen yhtä suureen sarjaan, ja jokainen sarja on päällystetty mehiläisvahalla (ehkä lisätyllä hartsilla). Säikeistä muodostetaan sitten johto kiertämällä ja kutomalla ne yhteen.
• 9 kun narua on muodostunut tarpeeksi, muodostetaan silmukka tuomalla narun Pää ympäri ja liittämällä tai pujottamalla se uuteen, johdettavaan osaan. Kun jousen haluttu pituus on lähes saavutettu, naru esijännitetään ripustamalla se alkuperäisestä silmukasta samalla kun paino kiinnitetään vapaaseen päähän. Sen jälkeen pituus arvioidaan uudelleen, ja köydenvetoa jatketaan, kunnes haluttu pituus on saavutettu. Muodostaa toisen silmukan viimeistelee merkkijono.
• 10″ tarjoilua ” levitetään kietomalla nailonlankaa 10-tuumaisen (25-senttisen) osan ympärille jousilangan keskelle ja 5-tuumaisen (13-senttisen) osan ympärille kummankin päätylenkin lähelle. Kumista tai muovista valmistettu nocking point-niminen raudoitus kiinnitetään kohtaan, jossa nuolet asennetaan narua vasten.

nuoli

seuraavat vaiheet kuvaavat, miten puisia nuolia tehdään.

• 11 valitaan” kaksi kertaa neljä ” (2 paksussa ja 4 leveässä) sopivaa puuta varmistaen, että puun jyvä kulkee mahdollisimman lähellä laudan pituutta. Osa leikataan, joka on noin 3 in (7,5 cm) pidempi kuin suunniteltu nuoli pituus. Järeällä veitsellä tai kirveellä lauta halkaistaan toiselta puolelta niin, että siitä muodostuu särmä, joka todella kulkee puun jyviä pitkin.
• 12 halkaistun reunan jälkeen sahataan neliönmuotoisia aihioita, jotka ovat hieman haluttua akselin halkaisijaa suurempia. Aihioita voi tarvittaessa suoristaa kuumentamalla ja taivuttamalla.
  

  nuoli on tyypillisesti valmistettu puusta ja päällystetty polyuretaanilla ja maalilla. Leikatut höyhenet tai muoviset siivet liimataan vartta vasten nystyrän ja nokan väliin kuvioksi, joka on yhdensuuntainen akselin kanssa, spiraaliksi (suoralinjaisena lävistäjänä akseliin) tai kierteiseksi (käyränä, joka alkaa ja päättyy akselin suuntaisesti). Nuolenkärki on asennettu akseliin. Pään muoto määräytyy sen mukaan, mihin tarkoitukseen nuolta käytetään-tähtäysammuntaan tai tietyn eläinlajin metsästykseen.

• 13 kumpikin puoli tyhjä on höylätty varmistaa sen tasaisuus ja suoruus. Sitten neljä kulmaa höylätään kahdeksankulmaiseksi tangoksi. Jälleen kulmat höylätään pois. Lopuksi varsi hiotaan pyöreäksi vaarnaksi.
• 14 nuoliakselin toiseen päähän leikataan nock eli kolo. Vaihtoehtoisesti akselin pää voidaan työntää muoviseen nokkaan.
• 15 varsi on päällystetty polyuretaanilla tai lakalla. Crusting (värinauhat, jotka tunnistavat nuolen omistajan tai valmistajan) levitetään ympäri akselia.
• 16 nuoli lennätetään liimaamalla leikattuja höyheniä tai muovisia siipiä kuorrutuksen ja nokan väliseen varteen. Näitä todellisia tai keinotekoisia sulkia voidaan levittää varren suuntaisesti, spiraalimaisesti (akselin suuntaisella lävistäjällä) tai spiraalimaisesti (käyrällä, joka alkaa ja päättyy akselin suuntaisesti). Yleensä käytetään kolmea höyhentä, joista yksi kääntyy suoraan poispäin jousesta, kun nuoli asennetaan ampumista varten. Tätä kutsutaan kukonsulaksi ja kahta muuta kukonsulaksi.
• 17 akselille on asennettu nuolenkärki. Pään muoto määräytyy sen mukaan, mihin tarkoitukseen nuolta käytetään-tähtäysammuntaan tai tietyn eläinlajin metsästykseen.

tulevaisuus

1930-luvulla aloitetun analyyttisen lähestymistavan pohjalta nykytutkijat jalostavat jousen suorituskykyä kuvaavia matemaattisia malleja arvioidakseen mahdollisia suunnittelumuutoksia. Jousikomponenttien koon ja muodon vaihtelun lisäksi bowyers kokeilee myös uusia materiaaleja. Esimerkiksi ainakin yksi valmistaja tarjoaa nyt raajoja, jotka on valmistettu syntaktisen vaahdon ydinkerroksesta (lujasta, matalatiheyksisestä materiaalista, joka koostuu epoksihartsista ja mikroskooppisista lasihelmistä, jotka voidaan valaa ja työstää).

jotkut jousiampujat käyttävät jousissaan lisälaitteita suorituskyvyn parantamiseksi, ja valmistajat kehittävät yhä hienostuneempia malleja tällaisista lisävarusteista. Nykyään on saatavilla esimerkiksi elektroninen havaintolaite, joka paitsi auttaa jousimiehiä kiinnittämään tähtäimensä kohteeseen, myös toimii digitaalinäytön etäisyysmittarina. Uusia malleja kehitetään myös vakaimille, jotka on asennettu keulan takaosasta ulospäin ulottuviin sauvoihin. Nämä Vakaimet koostuvat painoista tai hydraulisista vaimennuslaitteista (liikuteltavat painot, jotka on sijoitettu nestetäytteiseen sylinteriin), jotka auttavat estämään keulan kiertymisen ammunnan aikana vaimentamalla osan iskusta, kun jousen jänne vapautetaan.