Macchina da tiro per l'arco: studio Lin 2009

Quattro ingegneri taiwanesi hanno costruito una macchina da tiro per togliere di mezzo l'arciere e poter così confrontare pezzi di attrezzatura uno contro l'altro. Con quella macchina hanno misurato la velocità di frecce Easton A/C/E 470 da 29 pollici, tirate con 44,8 libbre, cambiando tre cose: il tipo di aletta, la posizione dell'incollaggio, il numero di trefoli della corda.

Con una corda da 20 trefoli la freccia più veloce è quella nuda, 215,65 ± 0,1968 piedi al secondo. Le Spin Wing da 1-3/4 di pollice le stanno subito dietro con 215,1 ± 0,202, quelle da 2-13/16 scendono a 214,4 ± 0,2951, e le Tite Flight, più grandi, perdono di più: 212,5 ± 0,327 le P175 e 212,4 ± 0,241 le P200. Fra la freccia nuda e la Tite Flight più lenta ci sono circa 3,2 piedi al secondo, cioè l'1,5%.

Con una corda da 12 trefoli invece di 20 l'ordine resta lo stesso e tutte le velocità salgono un poco: 215,93 ± 0,1155 nuda, 215,6 ± 0,221 la Spin Wing piccola, 215,2 ± 0,283 la grande, 213,6 ± 0,233 la P175, 213 ± 0,228 la P200. Il guadagno è fra due e sei decimi di piede al secondo a seconda dell'aletta, e la dispersione si riduce per tutte tranne la Spin Wing piccola.

La posizione dell'aletta rispetto alla cocca, provata a 0, 3, 6 e 9 centimetri con le Spin Wing da 1-3/4 e la corda da 20 trefoli, non cambia la velocità media in modo apprezzabile: 215,18, 215, 215 e 215,4 piedi al secondo. Cresce invece un poco la deviazione standard, da 0,2307 a 0,275, e gli autori leggono questa tendenza come una conferma dell'abitudine degli arcieri di incollare le alette vicino alla cocca.

La macchina è costruita attorno a un robot a un asse con corsa di 600 millimetri, vite a sfera con passo di 5 millimetri e guida a rotaia con ripetibilità dichiarata di un centesimo di millimetro; il motore ha un encoder da 4000 impulsi per giro, cioè 1,25 micrometri per impulso. Il rilascio non è un dito ma uno sgancio meccanico Stinger, uno sgancio da compound a grilletto con ganasce rivestite in teflon, scelto perché apre senza torsione e si può regolare in sensibilità. Lo sgancio è stato integrato in un corpo unico con un dinamometro digitale della serie HANDY HF, che misura direttamente la forza di trazione e tiene in memoria fino a 256 misure, con una risoluzione di un centesimo di newton su fondo scala 100.

La velocità è letta da un cronografo per frecce con illuminatore a infrarossi, che permette di misurare in ambiente chiuso, posto a un metro dal rest. Per l'accordatura dell'arco gli autori usano il sistema di mappatura della forza della Easton.

Le frecce sono Easton A/C/E 470, cioè con deflessione di 0,470 pollici su un appoggio di 28 pollici: è così che si dichiara lo spine di quelle aste. Sono state selezionate a peso praticamente uguale e scartate con una prova preliminare di tiro a 18 metri, per avere un comportamento uniforme. Le alette confrontate sono quattro: Tite Flight P175 (1,75 pollici di lunghezza, 0,375 di altezza) e P200 (2,00 e 0,330), più Spin Wing da 1-3/4 e da 2-13/16 di pollice.

L'articolo non dice quanti tiri siano stati eseguiti per ciascuna condizione, e non riporta nessun test statistico: le tabelle contengono solo media e deviazione standard. Non è descritto nemmeno l'arco, di cui si conosce la sola forza di trazione.

Manca il numero di tiri. Senza sapere su quante frecce siano calcolate medie e deviazioni standard, nessuna di queste differenze si può valutare, e non c'è alcun test statistico nell'articolo. Le differenze in gioco sono piccolissime: fra la prima e l'ultima aletta ci sono 3,2 piedi al secondo su 215, e fra le due corde meno di mezzo piede al secondo.

Sulla posizione dell'incollaggio la conclusione va oltre il dato. Le quattro medie stanno in quattro decimi di piede al secondo e la più alta è quella a 9 centimetri dalla cocca, non quella a 0; l'unica cosa che cresce con la distanza è la deviazione standard, da 0,2307 a 0,275, cioè quattro centesimi. Chiamare questo una conferma dell'abitudine degli arcieri è un'interpretazione generosa.

Il cronografo sta a un metro dal rest, e gli autori lo scrivono: a quella distanza non si vede né la resistenza dell'aria lungo la traiettoria né l'effetto del vento laterale. Molte frasi dell'articolo sulle Spin Wing, sulla deriva ridotta e sul perdono ai rilasci imperfetti non vengono dalle misure: sono proprietà attribuite al disegno dell'aletta, in un linguaggio vicino a quello dei cataloghi. Le prove sono al coperto, quindi nessuna di quelle affermazioni è stata messa alla prova qui.

Ci sono anche due dettagli da controllare se si cita l'articolo. Le altezze dichiarate delle Tite Flight sono 0,375 pollici per la P175 e 0,330 per la P200, cioè l'aletta più corta sarebbe la più alta; e l'arco non è descritto, quindi il libbraggio di 44,8 libbre resta l'unico dato dell'attrezzatura. Niente in questo studio riguarda la precisione: non ci sono gruppi misurati né punteggi, e le fotografie di frecce infilate una nell'altra servono a mostrare la ripetibilità della macchina, non la bontà di un'aletta.

Il numero da ricordare è l'ordine di grandezza del costo aerodinamico delle alette appena fuori dall'arco: circa l'1,5% di velocità iniziale fra un'asta nuda e un impennaggio in plastica di misura generosa, e meno di mezzo punto percentuale fra un'asta nuda e una Spin Wing piccola. A un metro dall'arco, quindi, le alette non rubano quasi nulla; quello che accade nei settanta metri dopo questa prova non lo misura.

La seconda cosa è che spostare le alette lungo l'asta, fra 0 e 9 centimetri dalla cocca, non ha cambiato la velocità. Resta una tendenza minima della variabilità a crescere con la distanza, quattro centesimi di piede al secondo, che non sostiene da sola nessuna indicazione di montaggio.

La terza riguarda i trefoli. Passando da 20 a 12 trefoli le frecce partivano un po' più veloci, al massimo mezzo piede al secondo, e in genere con dispersione minore. La differenza è nell'ordine dei decimi di punto percentuale, e lo studio non ha misurato né la durata della corda, né l'allungamento, né la sensazione al rilascio, che sono le ragioni per cui di solito si sceglie un numero di trefoli invece di un altro.

Resta il contributo più solido, che non è un risultato ma uno strumento: una macchina che tende con una vite a sfera e rilascia con uno sgancio meccanico, con la forza di trazione letta da un dinamometro integrato, mette a confronto due pezzi di attrezzatura togliendo di mezzo la variabilità del rilascio. Questo studio mostra che si può fare, e insieme quanto poco si legga in una differenza di velocità misurata a un metro dall'arco.