Ein Artikel zum Thema Pfeilauswahl

[kungsörn]

Hi Daniel, Danke für den Artikel und die Erläuterung.
Ich habe eine spezielle Frage zu den Flugkurven (Parabeln). Die Grafik suggeriert mir, dass die Pfeile mit etwa dem selben Winkel fallen, wie sie steigen (bezogen auf dem Abstand zum Hochpunkt).
Zumindest wirkt es so, als würde es einer einfachen quadratischen Funktion entsprechen und die Kurve würde um die Senkrechte im Hochpunkt gespiegelt.

Meiner Überlegung nach, müsste der Fallwinkel ab dem Hochpunkt deutlich schneller zunehmen, weil die Geschwindigkeit abnimmt.
Ohne das genau gemessen oder gerechnet zu haben, würde ich weiter vermuten, dass ein leichter Pfeil seine Geschwindigkeit schneller verliert als ein Schwerer.
Demzufolge müsste sich der Hochpunkt bei leichten Pfeilen weiter in Richtung Ziel schieben und er Einschlagwinkel in der Grafik deutlich steiler werden?

Denkt man das weiter, kommt man zu folgendem Schluss:
1. Leichte Pfeile fliegen anfänglich schneller und erreichen ihren Hochpunkt deshalb in weiterer Entfernung vom Schützen.
Dass bedeutet, dass sich Schätzfehler der Höhe bis zu diesem weiten Hochpunkt (und noch etwas darüber) weniger stark auswirken, als bei schweren Pfeilen.

2. Sind die Entfernungen nun deutlich weiter, als dieser leistungsbezogene Hochpunkt, würden sich die Schätzfehler aber zunehmend stärker negativ auswirken, als bei schweren Pfeilen.

3. Bei schweren Pfeilen ist die Kurve höher, aber etwas mehr „kreisförmiger“ und somit in weiteren Entfernungsbereichen etwas berechenbarer.

Kann das jemand bestätigen oder widerlegen?
PS: Ich hoffe, dass war einigermaßen verständlich.

[Landbub]

danke für deine Kritik an meinem Artikel. 
Es ging mir gerade nicht darum....

Super, dass Du dich hier meldest. Das kann eine gute Diskussion werden. Hier in Oberbayern heisst es "ned gschimpft is globt gnua", insofern: Dein Blog ist gut bis zur Überschrift "Flache Ballistik kontra Trefferpräzision".
Danach bringst Du ein paar Thesen, die zumindest zu hinterfragen sind. Nur fehlt jetzt gerade die Zeit hier die CAD-Simu anzuwerfen, evtl abends.

Dies betrifft

Insbesondere ein durch Lösefehler nur minimal schräg fliegender, leichter Pfeil hat einen wesentlich höheren Luftwiderstand, der ihn bremst.
...
Merke: Willst du Präzision brauchst du Gewicht, willst du eine flache Balistik und mehr Streuung, wähle einen leichten Pfeil.
...
Viel entscheidender ist aber daneben, dass ein Pfeil aufgrund der durch die oszillierende Bewegung größeren Luftwiderstandsfläche und das korrigierende Eingreifen der Federn beim Abschuss abgebremst wird. Diese Bremsung ist nicht zu vernachlässigen!

Meine Vorlesungen in Strömungsmechanik sind leider schon viel zu lange zurück, als dass ich das ad hoc widerlegen könnte. Ich gehe aber ganz stark davon aus, dass man den Pfeil kaum so krumm aus dem Bogen bekommt, so dass dieses eine relevante Rollte spielt im Verhältnis zum Staudruck an der Spitze und die schnelle Korrektur eines "Schiefstandes" durch das Leitwerk.
Eine naheliegendere Konsequenz wäre an dieser Stelle, sehr dünne Pfeile zu schiessen.

Wohingegen ein schwererer Pfeil möglicherweise gar nicht erst schräg aus dem Bogen herausgeflogen wäre und seine reguläre Flugbahn einfach beschreitet, als sei nichts gewesen.

Warum sollte das so sein? Die Größe der Auslenkungsamplitude entspricht der seitlichen Auslenkung der Sehne durch deren Weg über die Fingerkuppen. Da dieses beim Lösevorgange passiert, handelt es sich um eine initiale Ablenkung und nicht etwa um eine horizontale Beschleunigung. Und damit taucht das Gewicht in der Gleichung gar nicht auf. Ein schwerer Pfeil kommt bei identischem Lösefehler m.E. genau so schief aus dem Bogen wie ein leichter. Nur langsamer.

Merke: Ein höherer F.O.C. lässt den Pfeil präziser und schneller fliegen, solange das Pfeilgewicht gleich bleibt oder nur minimal steigt.

Uff... ein höherer FOC macht den Pfeil schneller? Da fehlt mir jetzt tatsächlich die Phantasie.
Und daraus leitest Du dann die Empfehlungen für einen FOC je nach "Zweck" ab, was der eigentliche Stein meines Anstosses ware. Wie oben gesagt: Es kann gut sein, dass nach dem optimieren des Systems der FOC in genau diesem Bereich liegt. Das lässt sich aber nicht umdrehen und einen best. FOC als Ziel oder zumindest als Empfehlung zu geben.

Zum Schluss: Grad für Instinktuivschützen haben langsame Pfeile einen grossen Vorteil, v.a. in Verbindung mit Tracern. Die evtl sogar unbewisste Beobachtung der ballistischen Kurve im peripheren Sichtfelt hat einen grossen Einfluss auf den Aufbau des Erfahrunsschatzes, mit dessen Hife ein nicht-Systemschütze trifft. Das ist ein sehr guter Grund für schwere Pfeile. Die meisten der von Dir geannanten m.E. jedoch nicht. Aber ich lerne gerne dazu!

[roscho]

Zu dem Thema Pfeilflug hier noch ein Video von Peter Juulsgard
https://youtu.be/PJaL5IxxBUc

Die wenigsten hier sind Physiker (mich eingeschlossen) die meisten wohl eher am praktischen Ergebnis interessiert

Ich denke wir sollten einige Tatsachen nicht ganz aus dem Auge verlieren ..
a) die meisten hier schießen Bögen ohne Pfeilauflage bzw Button was die Tuningmöglichkeiten einschränkt
b) die Schussentfernungen liegen eher im kürzeren Bereich bis ca 30m
c) Form und Technik sind nicht so klar und stabil wie bei olympischen Schützen .....

Es wäre schön wenn aus dieser Diskussion Empfehlungen für ein stabiles und fehlerverzeihendes Setup  heraus kommen
Speed- oder Technikfreaks werden sicher anders tunen als der Hobby/Freizeitschütze ...

Und was den FOC angeht: die ganze E/U FOC Diskussion kommt ja aus der Bogenjagd (Ashby Untersuchungen) - da gehts primär um kinetische Energie und Penetration - dieses Faktoren kann man für die Gummitierjagd sicher ignorieren ...
 
Wenn dort von schweren Pfeilen gesprochen sind 600gn+ gemeint ...

[The_Sheriff]

@Landbub:

Ausführliche Diskussionen sehr gerne, dann aber lieber persönlich, da man so genauer auf einzelne Fragen eingehen kann..  Vielleicht treffen wir uns ja mal bei uns oder auf irgendeinem Event...

Du hängst zu sehr am Begriff Lösefehler im Absatz "Flache Ballistik kontra Trefferpräzision" fest... Ich hätte nicht nur Lösefehler schreiben sollen, sondern einen allgemeineren Begriff für Fehler der Zug und Bogenhand beim Abschuss. Bei reinen Lösefehlern hilft Gewicht im Pfeil wahrscheinlich in der Tat nicht bis wenig, wobei ja auch das Gewicht des Pfeils die Intensität der seitlichen Auslenkung der Sehne (wenn auch minimal) bestimmt.

In drei Punkten sind wir uns doch sicher einig:
1. Die Bremsung durch die Federn bei Schrägflug des Pfeils ist immens und der Geschwindigkeitskiller Nr. 1.
2. Je stärker und länger der Pfeil oszilliert, desto mehr wird er gebremst. Das Schwingen ist auch der Grund warum ein Pfeil sich in der Praxis nicht so verhält, wie im "Windkanal" bzgl. des Luftwiderstands.
3. Mehr Masse bringt weniger Empfindlichkeit.


Schrägflug verhindere ich mit passendem Spinewert und minimaler Empfindlichkeit des Pfeils gegen Fehler des Schützen jeder Art und andere äußere Einflüsse: Hier kann hinsichtlich des Pfeiltunings nur mehr Masse des Pfeils Fehlerverzeihlichkeit bringen und ggf. das von Jake Kaminski angesprochene Tuning, dass jedoch für traditionelle m.E.n. nicht möglich ist.

Die Ausprägung der Oszillation des Pfeils kann ich per se nicht reduzieren, kann aber durch einen höheren FOC eine schnelleres Abflachen der Oszillation herbeiführen. Der Pfeil "stabilisiert" mit höherem FOC schneller, hat weniger Luftwiderstand, wird dadurch weniger gebremst und hat eine höhere Endgeschwindigkeit.


Und diese beiden Folgerungen aus den obigen drei Fakten führen mich zu den getätigten Aussagen, die du wundervoll zitiert hast 

@roscho:
Von Ultra FOC und Extreme FOC bin ich ja weit weg... diese fangen bei 18-20% an... das ist für uns mit Sicherheit uninteressant, da wir eben nicht nur auf 15m schießen.
Bei Ashby geht es nicht nur um kinetische Energie, sondern Penetration aus Masse + optimalem Eintrittswinkel. Und dieser ist eben bei hohen und extrem hohen FOCs aufgrund der schnelleren Stabilisierung des Pfeils auch bei starkem Seitenwind usw. besser und sorgt dann für mehr Penetration. FOCs im Bereich 15% bieten das "beste" aus beiden Welten, schnelle Stabilisierung ohne gleich den Pfeil zu frontlastig zu machen. Siehe dazu auch das was ich zuvor als Antwort auf Landbub geschrieben habe

[roscho]

@Daniel: das mit de U/E FOC war auch in keinster Weise als Kritik sondern nur als Diskussionshinweis gedacht ...

Ich find die Diskussion hier klasse ...

[Cayuga]

...
Meiner Überlegung nach, müsste der Fallwinkel ab dem Hochpunkt deutlich schneller zunehmen, weil die Geschwindigkeit abnimmt.
...
Kann das jemand bestätigen oder widerlegen?
PS: Ich hoffe, dass war einigermaßen verständlich.

Ja, dem ist so. Ich schieße überwiegend instinktiv und kenne die Flugbahn meiner Pfeile (weißes Heck und gelbe Federn) aus jahrelanger Erfahrung sehr gut. Meine Pfeile haben rund 520 Grain und fallen bei langen Schüssen zum Ziel hin stark ab.
Zur These, ob leichte Pfeile schneller an Geschwindigkeit verlieren kann ich nichts sagen.

[kustg]

Vielleicht kann dieser Ballistikrechner etwas helfen http://www.schuetzenverein-ettenheim.de/sportschiessen/ballistikrechner.php
Ich fahre jetzt mit meiner Frau zum Tanzkurs und kann das jetzt nicht prüfen

[The_Sheriff]

Die Grafik suggeriert mir, dass die Pfeile mit etwa dem selben Winkel fallen, wie sie steigen (bezogen auf dem Abstand zum Hochpunkt).
Zumindest wirkt es so, als würde es einer einfachen quadratischen Funktion entsprechen und die Kurve würde um die Senkrechte im Hochpunkt gespiegelt.

Der Eindruck täuscht und ist eher auf die komprimierte Form der Darstellung zurückzuführen. Der Scheitel liegt auch in der zweiten Hälfte der Wegstrecke. Die Grafiken dienen aber auch insbesondere nur der Veranschaulichungen der unterschiedlichen Flughöhenvarianz.

Meiner Überlegung nach, müsste der Fallwinkel ab dem Hochpunkt deutlich schneller zunehmen, weil die Geschwindigkeit abnimmt.
Ohne das genau gemessen oder gerechnet zu haben, würde ich weiter vermuten, dass ein leichter Pfeil seine Geschwindigkeit schneller verliert als ein Schwerer.
Demzufolge müsste sich der Hochpunkt bei leichten Pfeilen weiter in Richtung Ziel schieben und er Einschlagwinkel in der Grafik deutlich steiler werden?

Du hast das genau richtig erfasst. In dieser gedrungenen Darstellung kommt das nur nicht so zur Geltung. Wäre die X-Achse "breiter" würde man das mit dem verschobenen Scheitelpunkt auch sehen. Die These zum Einschlagwinkel kann ich nicht ganz nachvollziehen. Aber der schwerere Pfeil dürfte im steileren Winkel fallen, auch wenn er in der Tat langsamer an Geschwindigkeit verlieren dürfte. 

Denkt man das weiter, kommt man zu folgendem Schluss:
1. Leichte Pfeile fliegen anfänglich schneller und erreichen ihren Hochpunkt deshalb in weiterer Entfernung vom Schützen.
Dass bedeutet, dass sich Schätzfehler der Höhe bis zu diesem weiten Hochpunkt (und noch etwas darüber) weniger stark auswirken, als bei schweren Pfeilen.

2. Sind die Entfernungen nun deutlich weiter, als dieser leistungsbezogene Hochpunkt, würden sich die Schätzfehler aber zunehmend stärker negativ auswirken, als bei schweren Pfeilen.

3. Bei schweren Pfeilen ist die Kurve höher, aber etwas mehr „kreisförmiger“ und somit in weiteren Entfernungsbereichen etwas berechenbarer.

Jetzt wird's kompliziert deinen Überlegungen zu folgen... 
Schätzfehler wirken sich bei einer flachen Ballistik (leichte Pfeile) weniger aus, da die tatsächliche Flugbahn (falscher Winkel wegen Schätzfehler) nicht so sehr von der nötigen Flugbahn abweicht. Das will ich ja mit den beiden Grafiken zeigen. Die Trefferlage wird von der Höhe her also näher am Zielpunkt sein, als bei schweren Pfeilen.

Vielleicht kann dieser Ballistikrechner etwas helfen http://www.schuetzenverein-ettenheim.de/sportschiessen/ballistikrechner.php

Bei den Ballistikrechnern muss man aufpassen, da die meist nicht den bremsenden Effekt des Oszillierens des Pfeils (und weil das wohl auch extrem schwer ist zu berücksichtigen auch nicht die Abnahme des Oszillierens während des Flugs) berücksichtigen.

[Ampsivar]

Extrem geile Diskussion hier auf  hohem Niveau und trotzdem für "Nicht-Physiker" nachvollziehbar.  Danke euch!   

[Waldgeist]

Ja, großes Dankeschön, dass ihr uns an eurer Fachdebatte teilhaben lasst!

[Tom der Badner]

Ist bestimmt schon in Vergessenheit geraten, aber passt prima zum Thema.

Hier noch mal der Link zum Flugbahn Rechner:

https://www.archers-campfire.rocks/index.php?topic=411.msg4993#msg4993

[kustg]

Ich bin sehr dankbar für diesen Artikel. Mir hilft er sehr. Ich habe gerade auf schwere Pfeile gewechselt und kann das nur bestätigen, auch wenn ich die Zusammenhänge mangels Fachkenntnissen nicht erkennen konnte.

[Landbub]

Inzwischen glaube ich, dass wir hier zu keiner Lösung kommen werden, da diese aus meiner Sicht und folgendem Grund nur experimentell bzw simulativ ermitteln lässt:
Angesichts der Pfeilgeschwindigkeit weisst die Reynoldssche Zahl klar auf ein chaotisches Strömungsverhalten hin und nur am Ende der aussenballistischen Kurve auf ein laminares. Und das egal, ob mal als Bezugslänge den Durchmesser oder die Länge des Pfeils verwendet (wo mir nicht klar ist, welcher anzuwenden ist - es hängt wohl vom Anstellwinkel ab).
Aus Interesse wollte ich mal ein 6mm Stäbchen im CAD schräg anströmen lassen, aber das ist zu trivial, da die Schwingung unberücksichtigt bleibt. So könnte es auch ein Kochlöffel im Dampf des Spaghettitopfes sein.

In drei Punkten sind wir uns doch sicher einig:
1. Die Bremsung durch die Federn bei Schrägflug des Pfeils ist immens und der Geschwindigkeitskiller Nr. 1.
2. Je stärker und länger der Pfeil oszilliert, desto mehr wird er gebremst. Das Schwingen ist auch der Grund warum ein Pfeil sich in der Praxis nicht so verhält, wie im "Windkanal" bzgl. des Luftwiderstands.
3. Mehr Masse bringt weniger Empfindlichkeit.

An 3. machen wir einen Haken. ich würde es nur anders ausdrücken: Mehr Masse sorgt für mehr Trägheit.

Bei den Punkten 1 und 2 stimme ich schon nicht mehr uneingeschränkt zu, v.a. zu Deiner Konklusion.
Ich denke sogar, dass ein hoher FOC den ansonsten identischen Pfeil langsamer macht. Warum? Weil mehr Energie in den Flex geht. Ein Pfeil mit dem Schwerpunkt weit vorne wird sich deutlich mehr biegen (a.k.a. "schwere Spitzen machen den Pfeil weich") beim Beschleunigen und diese Energie fehlt dann bei der Geschwindigkeit.
Allerdings wird er sich schneller stabilisieren, weil die Strecke zwischen Federn und Schwerpunkt sozusagen der Hebel ist, mit dem die Federn die Flugbahn "gerade ziehen".
Wer dabei gewinnt, kann man nur mutmassen: Eine grosse Auslenkung bei verringerter Geschwindigkeit aber schnellere Stabilisation oder ein schnellerer Pfeil mit geringerer Amplitude, jedoch mit Schwingungen über eine längere Strecke.

Da dies lt. Roscho:

Die wenigsten hier sind Physiker (mich eingeschlossen) die meisten wohl eher am praktischen Ergebnis interessiert

eh niemanden ineressiert, kömmer uns dem Aufwand für weitere Erörterungen auch sparen.

[The_Sheriff]

Inzwischen glaube ich, dass wir hier zu keiner Lösung kommen werden, da diese aus meiner Sicht [...] nur experimentell bzw simulativ ermitteln lässt:

So wird das vermutlich sein.... 

Ich denke sogar, dass ein hoher FOC den ansonsten identischen Pfeil langsamer macht. Warum? Weil mehr Energie in den Flex geht. Ein Pfeil mit dem Schwerpunkt weit vorne wird sich deutlich mehr biegen (a.k.a. "schwere Spitzen machen den Pfeil weich") beim Beschleunigen und diese Energie fehlt dann bei der Geschwindigkeit.

Hier muss ich widersprechen... es geht ja nicht einfach nur drum eine schwerere Spitze aufzuschrauben! Wenn man sowas macht muss man Schaftlänge oder statischen Spine des Schafts ändern, damit die Schwingung wieder passt > Rohschafttest!  Egal wie hoch der FOC ist, der Pfeil muss die exakt richtige Anfangsschwingung haben. Das ist doch der Kern jedes Tunings..

Allerdings wird er sich schneller stabilisieren, weil die Strecke zwischen Federn und Schwerpunkt sozusagen der Hebel ist, mit dem die Federn die Flugbahn "gerade ziehen". 

Genau das ist der Vorteil eines höheren FOC!


Ich gebe dir recht, dass man dies praktisch nachweisen müsste! Und ich weiß, dass verschiedene Personen aktuell planen so etwas zu machen oder Tests dazu bereits durchführen. Sobald mir Ergebnisse vorliegen, werde ich gerne berichten.

[Absinth]

...
Ich denke sogar, dass ein hoher FOC den ansonsten identischen Pfeil langsamer macht.
...

@All: Ich nehme das Obige mal als Denkanstoss. Bezugnehmend darauf nachfolgende Situation mit einer anschließenden Frage...

Pfeil A und Pfeil B sind bis auf ihren FOC hin identisch und nur nebenbei, auch die mit dem Chrony ermittelten Geschwindigkeiten (so wie dies sonst gerne gemacht wird) beider Pfeile sind identisch. Pfeil B hat einen um 5 % höheren FOC als Pfeil A. Beide Pfeile werden unter völlig gleichen Bedingungen mittels eines Bogens geschossen. Anschließend sollen die erzielten Schussweiten gemessen und verglichen werden.

Frage: Wie bitte schaut denn nun vermutlich das Ergebnis der erreichten Schussweiten aus bzw. wer liegt vorn und warum oder, wer liegt hinten und warum oder, liegen gar beide Pfeile gleich weit auf und warum?