Sollecitazione della corda di un arco tradizionale moderno.
Siamo qui a parlare delle sollecitazioni cui è sottoposta la corda di un arco tradizionale ( ricurvo e longbow ) durante le fasi del tiro: ad arco armato , durante la trazione, e nella fase del rilascio della freccia. Le considerazioni che seguono si basano su rilevamenti della forza di trazione in funzione dell' apertura dell'arco (diagramma di trazione) e della contemporanea misura della tensione della corda. Per fare questo occorre costruire due semicorde che consentano di integrare un dinamometro, e quindi in corrispondenza di ogni misura dell'allungo rilevare le letture dei due dinamometri. I dati seguenti sono facilmente replicabili ma è caldamente raccomandato di lasciare questa esperienza a professionisti qualificati perché il notevole carico sopportato dal dinamometro sulla corda potrebbe superare il limite strutturale dello stesso esponendo al rischio di cedimenti che comporterebbero la proiezione di frammenti pericolosi.
Dunque partiamo dal caso di un ricurvo di 32# ½ @ 28" AMO trazionato fino a 30" (sempre da intendersi AMO).
Come si vede dalla fig. a fianco, al brace height (arco armato ma non ancora teso) il carico dell'arco è 0 (curva in rosso) mentre il carico sulla corda (curva blu) ha il valore massimo corrispondente circa al doppio del carico dell'arco @ 28". Da notare che le linee verticali sul grafico segnano lo spazio di un pollice. Si vede quindi che basta allontanare la corda dal contatto con la parte dei limbs vicina ai puntali per avere una riduzione "notevole" della tensione della corda. Per caso in questo arco (62") all'allungo finale la corda forma un angolo di 120° e per una questione puramente geometrica il vettore che spingerebbe sulla freccia ha lo stesso valore della forza di tensione che agisce sulla corda... quindi i due diagrammi si intersecano. La valutazione dello stress della corda al momento della chiusura (subito dopo avere tirato la freccia) è un pò più complicata e quindi con un margine di errore un po' più grande: c'è infatti da valutare come l'energia che resta sull'arco dopo che abbiamo tirato una freccia si traduce in forza che agisce sulla corda. Per un ricurvo di 32# che tira una freccia corrispondente a circa 7,5 grani per libbra un rendimento dell'80% è verosimile, quindi possiamo ritenere che sull'arco resta (almeno) un 20% dell'energia accumulata nella trazione all'incirca corrispondente a 10 Joule. L'arresto "istantaneo" di questa energia residua di movimento (dei limbs ) si traduce in una forza valutata intorno alle 45#. Quindi in chiusura la corda di un arco ricurvo sopporta forze di tensione che superano di tre volte il carico di trazione @ 28" (AMO). Le "generalizzazioni" sono motivate da prove fatte su vari libbraggi che mostrano una sostanziale regolarità nelle proporzioni. Da tenere presente che la tensione della corda al brace height è molto sensibile al valore dello stesso: ad un abbassamento corrisponde in incremento del valore della tensione e viceversa.
Passiamo adesso al LongBow (tipo reflex-deflex) con riferimento alla figura a fianco. La tabella a destra dei diagrammi aiuta a comprendere. Come si può vedere ci sono differenze rispetto al ricurvo dovute in gran parte al fatto che l'aderenza della corda al flettente di un ricurvo "abbatte" il braccio di leva con cui la corda (al B.H.) vincola il puntale. Il valore massimo della tensione (302 N) è ancora al B.H. e si aggira attorno a 1,6 volte il carico dell'arco @ 28". Per il resto sono molte le somiglianze: il decremento di tensione è ancora consistente nei primi pollici di trazione dell'arco. Un LongBow mediamente accumula un pò meno energia di un ricurvo dello stesso libbraggio, ma ha anche valori di rendimento un pò inferiori, quindi il bilancio finale della sollecitazione della corda (a parità di libbraggio) al momento della "chiusura" è "paragonabile".
Conclusioni:
Il numero di fili di cui una corda per arco è composta è ben ridondante rispetto al carico di trazione dello stesso, alla luce di quanto detto si comprende meglio perché lo stress cui è soggetta ad ogni tiro supera di gran lunga il "semplice" carico di trazione. Inoltre è bene che i segni di usura (fili rotti) arrivino ad essere ben visibili prima che un cedimento ci sorprenda. Appare anche chiaro che la corda di un arco tradizionale non può cedere durante la trazione: dal momento in cui cominciamo a tendere l'arco lo stress della corda si riduce. La rottura si ha al B.H. sulla chiusura quando le sollecitazioni sono al massimo.
Quando la tecnologia ce lo consente, per comprendere meglio il funzionamento, è importante studiare come avviene il trasferimento di energia dall'arco alla freccia. La cosa è un po' complicata visto che avviene nell'arco di circa 15 millesimi di secondo (dipende dal carico di trazione e dal peso della freccia). L'animazione qui sotto è formata da un reale diagramma di spinta costruito grazie ai dati del filmato in slow motion che vedete in alto.
Diana Armi, giugno 1994
Diana Armi, giugno 1994
TuttoTiro, dicembre 1993
