I problemi del ribaltamento delle gomme

Per approfondimenti:

Progetto G-Roll

...e così si realizzano le strozzature necessarie al sistema: video dimostrativo

Progetto Evo G-Roll

Non aggiungo altro preferendo riservarmi di discuterne nel blog

Confronto energia monogomma / doppia gomma / rollergun

Premessa

Affronterò il confronto solo relativamente alla balistica interna.

Questo confronto riguarderà arbalete con singolo circolare, doppio circolare e rollergun (una tipologia di arbalete che negli ultimi 10 anni non ha potuto godere di visibilità a causa di problemi legali inerenti la sua commercializzazione)

Ho scritto questo articolo cercando di renderlo il più possibile facilmente comprensibile per chiunque.

E' ovvio che sottostante a questa analisi ci sono formule che possono essere più o meno complicate ma ho ritenuto che fosse più proficuo cercare di rendere in maniera più discorsiva possibile il processo mentale che porta a determinati risultati piuttosto che tediare in una sterile elencazione di formule che disinnamorerebbe facilmente qualunque lettore, rendendomi comunque disponibile ad approfondire nei forum ogni ragionamento.

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Si è sempre tentato un confronto tra doppia gomma e monogomma, ne abbiamo sentite di tutte, i confronti hanno visto interessate moltissime prove, a volte utilizzando la stessa asta, a volte utilizzando una diversa asta, spesso utilizzando gomme diverse e tagliate a fattori diversi. Ovviamente variabili troppo diverse non riescono a fornire dati per un confronto non contestabile, sempre che esista un confronto non contestabile.

Voglio analizzare in maniera teorica questo argomento in modo che possa essere spunto di discussione tra i vari appassionati e momento di confronto: da questo momento di confronto sono certo che potrebbero emergere interessanti spunti e questo stesso articolo è quindi passibile di eventuali revisioni.

In questa analisi non parlerò neppure di massa del fucile e di massa dell'asta, queste due variabili andranno scelte successivamente in base all'energia disponibile nel sistema e al modo in cui quest'energia viene rilasciata.

L'energia sarà quindi analizzata e confrontata al lordo di attriti, rinculo, ecc... 

Ho scelto, per fare questa analisi, di adottare come costanti alcuni parametri, e precisamente:

1. L'analisi viene fatta utilizzando le curve relative ai cicli di carico e di scarico delle gomme Cressi G-20: tale analisi mi è stata possibile grazie ai grafici ricavati dall'ing. Endorossoro che non conosco personalmente ma che ringrazio per averli resi pubblici
2. Questo confronto viene effettuato con gomme di identica mescola e identico fattore di stiramento
3. E' stato scelto di analizzare gomme che lavorino in linea sia nel singolo circolare che nel doppio circolare
4. E' stato scelto di fissare in 3,5cm la lunghezza dell'ogiva e in 1,5cm la porzione di gomma dopo la legatura relativamente ad ogni circolare analizzato
5. Il confronto vede utilizzata un'asta in cui i 2 pernetti sono posti a 7cm di distanza
6. L'arbalete con il doppio circolare utilizza la configurazione che assicura la maggior quantità energetica disponibile, quella del singolo foro in testata
7. Non viene analizzato alcun attrito quindi si suppone che le gomme non struscino sul fusto, ecc...

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Arbalete 90 doppio circolare

Riepiloghiamo i dati fondamentali di questa analisi relativa al doppio circolare:

• Spinta globale: 57 cm
• Energia restituita: 198 Joule
• Punteggio (*): 100

Arbalete 90 con singolo circolare

Riepiloghiamo i dati fondamentali di questa analisi relativa al singolo circolare:

• Spinta globale: 57 cm
• Energia restituita: 102 Joule
• Punteggio (*): 72

Prime riflessioni

Utilizzando gomme della stessa tipologia a parità di fattore di stiramento l'energia a disposizione di un doppio circolare è SEMPRE superiore a quella di un arbalete con singolo circolare di pari lunghezza nominale.

Fatta questa prima riflessione la domanda che ci potrebbe venire spontanea è:

L'area energetica del doppio circolare analizzato a quale arbalete con singolo circolare può essere paragonato?

Una domanda che è meno difficile di quello che sembra!

Arbalete 167 singolo circolare

La spinta continua per altri 8 cm che il grafico non rappresenta per un limite di visualizzazione impostato

Riepiloghiamo i dati fondamentali di questa analisi 

relativa al singolo circolare da 167cm (lunghissimo?!?):

• Spinta globale: 108 cm
• Energia restituita: 198 Joule
• Punteggio (*): 140

Bene, la nostra domanda è stata esaudita, analizzando la sola area energetica abbiamo trovato qual'è l'arbalete paragonabile al nostro 90 con doppio circolare: si tratta dell'arbalete 167 con singolo circolare!!!

Paradosso

Alla ricerca di un paragone dell'area energetica di un triplo circolare con un singolo circolare ci saremmo ritrovati addirittura a paragonare un 90 triplo con un singolo circolare di circa 2 metri e mezzo.

Credo quindi che possa essere evidente come il confronto delle sole aree energetiche sia assolutamente inadeguato per paragonare i diversi sistemi.

Quali domande ci stimola questa riflessione:

• Siamo sicuri che abbia un senso paragonare un arbalete solo confrontando l'area energetica???
• Sarà così indifferente la lunghezza della spinta???
• Il doppio circolare spinge l'asta per soli 57cm mentre questo arbalete con singolo circolare spinge l'asta addirittura per 108cm, siamo certi che sia il caso di trascurare questa importante differenza??? 
• ...e in che modo potremo tenerne conto???

Ma ecco che, a questo punto, ho dovuto cercare una variabile che potesse  tener conto sia dell'area energetica che della lunghezza e verificare, anche se in maniera approssimativa, grazie a prove ed empirismi, che potesse avere delle attinenze con la realtà.

(*) Qui entra in campo il famoso punteggio, una valore che viene determinato tramite  un algoritmo, esprimibile se vogliamo anche sotto forma di funzione: quello che è certo che ho dovuto cercare la verifica di questi conteggi tramite l'empirismo di alcune prove ho avuto buoni riscontri.

Sulla base di questa variabile, di questo generico punteggio ecco qual'è l'arbalete con singolo circolare che ritengo paragonabile al 90 doppio circolare:

Arbalete 120 con singolo circolare

Riepiloghiamo i dati fondamentali di questa analisi 

relativa al singolo circolare da 120cm:

• Spinta globale: 77cm
• Energia restituita: 141 Joule
• Punteggio (*): 100

Qual'è il roller paragonabile a questo arbalete?

Bene, il roller tradizionale classico con gomme stirate al 300% 

e che si accontenti di una spinta attiva di soli 77 cm

riproduce lo stesso grafico di questo arbalete 120 con singolo circolare.

Questo significa che un roller tradizionale classico

che sfrutti tutti i 90 cm a disposizione

avrebbe un maggior punteggio energetico.

A maggior ragione ogni roller che lavori con le gomme tensionate 

avrà quindi un punteggio energetico ancor superiore.

Ricordo sempre che stiamo analizzando l'energia al lordo di qualunque attrito.

Esiste un 90 singolo circolare paragonabile al 90 doppio circolare?

Ma esiste anche la possibilità di trovare un arbalete 90 con singolo circolare che abbia la cararatteristica di ottenere un pareggio energetico con il doppio circolare analizzato.

Dobbiamo in tal caso aumentare l'energia e, utilizzando gomme della stessa mescola, dovremo aumentare il diametro maggiore e più stirato.

Arbalete 90 singolo circolare da 20 stirato al 380%

Riepiloghiamo i dati fondamentali di questa analisi 

relativa al singolo circolare da 90 cm:

• Spinta globale: 63cm
• Energia restituita: 177 Joule
• Punteggio (*): 100

Ecco che un arbalete con singolo circolare così configurato otterrà uno stesso punteggio energetico dell'arbalete con doppio circolare

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Conclusioni

Non ritengo sufficiente ai fini di un confronto

la sola analisi dell'area energetica

o la sola analisi della lunghezza della spinta

ma occorre una variabile che tenga conto di entrambe

...quella che sto utilizzando l'ho chiamata semplicemente

punteggio energetico ...e indicata come punteggio

...certamente non esiste in alcun libro di fisica

ma questo non la rende né più valida né meno valida

semplicemente è ancora in fase di verifica.

Nei confronti basati sul punteggio energetico

le prestazioni del doppio circolare e del roller classico

sono risultate quasi equivalenti

(pari se il roller utilizza solo 77cm di spinta attiva

altrimenti ottiene un vantaggio il rollergun)

mentre l'arbalete con il singolo circolare

necessiterà di gomme di maggior diametro o maggior stiramento

per risultare equivalente.

A parità di mescola e fattore di stiramento

un doppio circolare ottiene un punteggio energetico

sempre superiore ad un singolo circolare:

quest'ultimo avrà bisogno di utilizzare

diametri maggiori o maggiori tensionamenti delle gomme

per poter risultare equivalente al doppio circolare.

Ritengo ovvio 

(ho quindi evitato di riportare i grafici a dimostrazione)

che un roller che sfrutti una gomma più lunga

(che sia pretensionata o adotti altri sistemi di maggior tensionamento)

oppure utilizzi un circolare aggiuntivo

avrà un maggior punteggio energetico rispetto al roller classico

Precisazione:

Il pareggio del punteggio energetico

non significa pari prestazioni relative alla balistica esterna

anche perché

occorre tener presenti

i diversi attriti dei vari sistemi

le diverse ogive, aste,fusti ecc...

che influiranno molto sulla balistica esterna

(rinculo, momento di rinculo, dispersioni energetiche, spine, spin, ecc...)

Ad. es. 

una spinta più lunga con una inferiore energia media

risulterà più progressiva e provocherà minori flessioni

sull'asta, che influiranno pesantemente

su prestazioni e precisione

oltre ad avere una ridotta perdita energetica

a causa del rinculo

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