Un'asta più sottile oppone meno resistenza all'aria

La sintesi di oggi

Nessuno ha misurato la forza con cui l'aria frena aste di diametro diverso: c'è soltanto una deduzione da un altro dato. In una galleria del vento a sospensione magnetica, dove la freccia resta sospesa senza supporti che disturbino il flusso, sono state confrontate senza alette due aste da gara di snellezza diversa: la A/C/E, a botte, e la X10, più sottile e allungata, provata su un modello cilindrico una volta e mezza più grande dell'asta reale. Allo stesso numero di Reynolds il coefficiente di resistenza, cioè la forza riferita alla sezione dell'asta, è risultato uguale per tutte e due, anche se la teoria del cilindro ne prevedeva uno più alto per la X10. Se il coefficiente non cambia, la forza che frena l'asta cresce con la sezione, e quindi quella più sottile dovrebbe riceverne meno. La forza però non è riportata, il confronto vale per aste senza alette e a numeri di Reynolds più bassi di quelli di un tiro di gara, e gli stessi autori attribuiscono la coincidenza dei coefficienti in parte al modo in cui hanno calcolato la sezione media dell'asta a botte. Un calcolo sul vento laterale parte dalla stessa idea, una spinta proporzionale alla superficie esposta, e trova che una freccia da gara di 5,24 millimetri ne riceve circa due terzi di una da allenamento di 7,5. Quanto la freccia derivi, però, dipende anche da peso e tempo di volo, che qui non entrano.

Formulata anche come: diametro dell'asta e resistenza; le aste sottili bucano l'aria; asta sottile più veloce; sezione della freccia e attrito dell'aria; frecce sottili all'aperto

Evidenze

• 2011
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Galleria del vento a sospensione magnetica della JAXA, aste senza alette: fra numero di Reynolds 1,1 e 1,3 per 10⁴ il coefficiente di resistenza della X10, più sottile e allungata, e della A/C/E, a botte, coincide, mentre la teoria del cilindro laminare dava un valore più alto per la X10. La resistenza è riferita alla sezione media di ciascuna asta, quindi a coefficiente uguale la forza è più piccola per l'asta più sottile. La forza non è riportata, la X10 è provata su un modello cilindrico ingrandito una volta e mezza, e gli autori attribuiscono la coincidenza dei coefficienti in parte all'uso della sezione media per l'asta a botte. Che la forza sia minore è una deduzione dal coefficiente, non una misura: per questo resta contesto.

  A10 Aerodynamic Properties of an Archery Arrow : JAXA's 60cm MSBS Experiments · Yuta Komori, Keita Mukaiyama, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura

• 2011
  Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

  Con l'asta inclinata fra meno 3,5 e 3 gradi, a numeri di Reynolds vicini, la diversa snellezza delle due aste cambia resistenza e momento di beccheggio ma non la portanza, che per gli autori dipende soprattutto dalle alette. La A/C/E, meno allungata, ha il momento di richiamo più forte, cioè un assetto più stabile.

  A10 Aerodynamic Properties of an Archery Arrow : JAXA's 60cm MSBS Experiments · Yuta Komori, Keita Mukaiyama, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura

• 2019
  Contesto Modello Pubblicata dopo

  Calcolo della spinta del vento laterale con una forza proporzionale alla superficie esposta, lunghezza per diametro, e coefficiente 1,2: la freccia da gara (5,24 mm per 774,7 mm) riceve circa 0,67 volte la spinta della freccia da allenamento (7,5 mm per 809 mm). È un calcolo che assume la proporzionalità, non una misura; la deriva confrontata nello stesso lavoro mette insieme frecce tirate a 18 e a 70 m, quindi non isola il diametro.

  Statics Investigation about Archery Robot in Drawing a Bow · Takuto Nakamura, Yogo Takada, Hitoshi Watanabe

Storia dello stato

1. 2011 Non studiato Arriva la prima prova in galleria del vento, ma non misura quello che l'affermazione chiede. Nella galleria a sospensione magnetica della JAXA, con frecce senza alette fra numero di Reynolds 1,1 e 1,3 per 10 alla quarta, il coefficiente di resistenza della X10, più sottile e allungata e provata su un modello ingrandito una volta e mezza, coincide con quello della A/C/E, mentre la teoria del cilindro in regime laminare ne dava uno più alto per la X10. Ne seguirebbe una forza più piccola sull'asta più sottile, ma la forza non è riportata, e gli autori attribuiscono la coincidenza dei coefficienti in parte al calcolo della sezione media della A/C/E, che è a botte. Su una deduzione così la domanda resta non studiata.

Collegamenti

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Filoni di ricerca

• 32 studiAerodinamica della freccia: resistenza, strato limite, alette
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