In una certa fascia di velocità la freccia può volare in due regimi diversi, e questo sposta l'impatto in altezza

8 studi

Ogni cerchio è uno studio: la posizione dice l’anno, la riga se va a favore, contro o fa da contesto, la grandezza quanti partecipanti ha misurato. I cerchi chiari sono studi su altre popolazioni o senza arcieri.

Che la stessa freccia, alla stessa velocità, possa volare con due resistenze molto diverse è misurato più volte, ma sempre dallo stesso gruppo di ricerca di Tokyo e quasi sempre con frecce lanciate ad aria compressa, che non si flettono. Fra numeri di Reynolds di 1,3 e 1,8 per 10 alla quarta il coefficiente di resistenza di una freccia A/C/E si divide in due famiglie, circa 1,5-1,6 con lo strato d'aria laminare e circa 2,6 con lo strato turbolento, e le due famiglie restano separate anche portando i tiri a sessanta. A decidere è l'assetto: bastano quattro-sei decimi di grado di incidenza per far passare il flusso a turbolento, e in un singolo volo un sensore nell'asta vede la decelerazione scendere da 0,65 a 0,30 G quando l'oscillazione si smorza. Che questo sposti l'impatto in altezza è invece un calcolo degli autori: circa 15 centimetri a 60 metri, ricavati dalle due resistenze a 60 metri al secondo. Due dati ne limitano il peso per chi tira. La freccia tirata da un'arciera d'élite a 58 metri al secondo, già sopra la fascia con un numero di Reynolds di 2,0 per 10 alla quarta, ha dato il valore turbolento, 2,65, e lo stesso valore, 2,68 e 2,63, si ritrova con due alette diverse; e con l'arco la flessione dell'asta rende il flusso turbolento in tutta la fascia quando un robot rilascia con dita meccaniche, mentre i due valori ricompaiono con lo sgancio meccanico, che flette pochissimo l'asta. Nessuno ha ancora contato gli impatti su due altezze.

Formulata anche come: freccia laminare o turbolenta; transizione dello strato limite della freccia; due frecce identiche volano diverse; resistenza della freccia a due valori; la punta cambia la resistenza della freccia

Nella pratica

Fra gli arcieri la freccia che cade fuori dal gruppo si spiega con il rilascio, con lo spine o con un'asta difettosa; che due frecce identiche possano volare con resistenze diverse non fa parte del discorso comune.

Evidenze

2011
Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Dardo da balestra con tre forme di punta, lanciato ad aria compressa fra 25 e 49 m/s e ripreso da due telecamere ad alta velocità, più prove nella galleria a sospensione magnetica della JAXA: nell'intervallo provato lo strato d'aria resta laminare con la punta affusolata e diventa turbolento con la punta ogivale e con quella tronca. La transizione cade alle velocità del volo reale, ma qui la decide la punta, non il caso.

Aerodynamic properties of an arrow: Influence of point shape on the boundary layer transition · Keita Mukaiyama, Kazuhiko Suzuki, Takeshi Miyazaki, Hideo Sawada
2012
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce Easton A/C/E in volo libero lanciate con un cannone ad aria compressa, più misure nella galleria a sospensione magnetica: con la punta affusolata, fra numeri di Reynolds di circa 1,3 e 1,8 per 10 alla quarta i valori del coefficiente di resistenza si dividono in due, circa 1,6 con lo strato laminare e circa 2,6 con lo strato turbolento, mentre a 1,0 per 10 alla quarta il valore è laminare, circa 1,5. Gli autori attribuiscono la divisione all'angolo d'attacco, che nel volo libero non è mai esattamente nullo. Atti di un simposio nazionale.

117 Aerodynamic Properties of an Archery Arrow : Free Flight Experiments and JAXA's 60cm MSBS Experiments · Kyohei Okawa, Yuta Komori, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura
2012
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E lanciate ad aria compressa su 60 m al chiuso e provate in galleria a sospensione magnetica. A un numero di Reynolds di 1,8 per 10 alla quarta la distribuzione del coefficiente di resistenza ha due picchi che restano separati anche portando i tiri a 60; con la punta affusolata i due valori, circa 1,6 e circa 2,6, compaiono fra 1,3 e 2,4 per 10 alla quarta, e fra 1,2 e 1,5 il tiro laminare vale circa 1,7 e quello turbolento circa 2,9 con entrambe le punte. A 60 m/s un rapporto che gli autori chiamano «fra massa e resistenza», ma che cresce con la resistenza, passa da circa 0,50 a circa 0,86, e gli autori stimano circa 15 cm di differenza in altezza a 60 m. Le 36 frecce tirate da un'arciera esperta della nazionale con il suo ricurvo a 58 m/s danno 2,65. Lo spostamento d'impatto è calcolato.

Aerodynamic properties of an archery arrow · Takeshi Miyazaki, Keita Mukaiyama, Yuta Komori, Kyouhei Okawa, Satoshi Taguchi, Hiroki Sugiura
2013
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Freccia da gara Easton A/C/E lanciata ad aria compressa fra 28 e 73 m/s, con due punte e due alette: con punta affusolata e Spin Wing, nella fascia intermedia il coefficiente di resistenza assume due valori, circa 1,6 laminare e circa 2,6 turbolento; con punta ogivale e Spin Wing sopra una certa velocità diventa turbolento; con le Gas Pro lo strato resta laminare a tutte le velocità provate, qualunque sia la punta. Una freccia tirata da un'arciera d'élite del ricurvo a 58 m/s dà 2,65, il valore turbolento.

Free Flight and Wind Tunnel Measurements of the Drag Exerted on an Archery Arrow · K. Okawa, Y. Komori, T. Miyazaki, S. Taguchi, H. Sugiura
2014
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E lanciate in quattro modi: aria compressa (nessuna flessione), ricurvo con robot e dita meccaniche, ricurvo con robot e sgancio meccanico, arcieri; flessione misurata dall'alto subito dopo il lancio, intorno agli 86 Hz con ogni metodo. Con l'aria compressa la resistenza è laminare, circa 1,5, a 1,0-1,1 per 10 alla quarta e a due valori fra 1,3 e 1,8; con le dita meccaniche, che flettono molto l'asta, è turbolenta in tutta la fascia; con lo sgancio meccanico, che la flette poco, i due valori compaiono a 1,6. Sopra 1,9 per 10 alla quarta è turbolenta, circa 2,5, con qualunque lancio, e le frecce degli arcieri hanno la dispersione della resistenza più piccola.

J0520102 Aerodynamic properties of an archery arrow : Influence of flexural oscillation · Ryu Ando, Kyouhei Okawa, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura
2015
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E con Spin Wing in galleria a sospensione magnetica e in volo libero con lanciatore ad aria, più simulazione: strato laminare per numeri di Reynolds sotto 1,3 per 10 alla quarta, turbolento sopra 1,8, e nella fascia intermedia due valori del coefficiente di resistenza, circa 1,5 laminare e circa 2,6 turbolento. Il calcolo della traiettoria lega il passaggio all'angolo d'attacco durante il volo. Atti di un congresso nazionale.

The relation between the boundary layer transition and the attitude of archery arrow · T. Matsumoto, R. Ando, J. Ortiz, T. Miyazaki, S. Taguchi
2016
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Stesso programma di prove del lavoro del 2015. Con un lancio che tiene l'angolo d'attacco massimo vicino a zero il coefficiente di resistenza resta laminare, circa 1,5; con un lancio volutamente non ideale e alette Spin Wing i valori si dividono fra circa 2,6 (turbolento) e circa 1,8 (laminare e turbolento alternati durante il volo); con le Gas Pro il valore è sempre turbolento. A un numero di Reynolds di 1,75 per 10 alla quarta lo strato resta laminare con un angolo massimo sotto 0,4 gradi e passa a turbolento sopra 0,6.

The boundary layer transition and the attitude of archery allow · Takamasa Matsumoto, Ryu Ando, Takeshi Miyazaki, Satoshi Taguchi, Hiroki Sugiura
2017
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Freccia A/C/E lanciata ad aria compressa, quindi senza flessione, seguita da cinque telecamere ad alta velocità, più prove nella galleria a sospensione magnetica. Con le alette Spin Wing, a un numero di Reynolds di 1,3 per 10 alla quarta i 137 tiri si raccolgono attorno a 1,4 e a 3,1, e a 1,75 per 10 alla quarta i 155 tiri, con quattro ugelli diversi, attorno a 1,6 e 2,7; a 1,1 per 10 alla quarta il valore è laminare, circa 1,5, e a 1,9 turbolento, circa 2,6. Con le Gas Pro la distribuzione resta una sola. Nel calcolo dell'assetto il passaggio a turbolento avviene quando l'angolo d'attacco massimo supera circa 0,4 gradi, e con una velocità angolare di lancio ideale la freccia potrebbe restare laminare. Una parte dei tiri con le Spin Wing viene dal lavoro dello stesso gruppo pubblicato nel 2012.

Indeterminacy of drag exerted on an arrow in free flight: arrow attitude and laminar-turbulent transition · T Miyazaki, T Matsumoto, R Ando, J Ortiz, H Sugiura
2017
Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Nello stesso lavoro un'arciera esperta tira la freccia con il suo ricurvo a circa 58 m/s, numero di Reynolds 2,0 per 10 alla quarta, cioè sopra la fascia: il coefficiente è 2,68 con le Spin Wing e 2,63 con le Gas Pro, 36 tiri ciascuna, con una dispersione di circa il 3%. Gli autori attribuiscono il flusso turbolento alla flessione dell'asta, 6,9 mm alla punta a 87 Hz, e ne deducono che una flessione adatta rende più costanti i tiri degli arcieri esperti.

Indeterminacy of drag exerted on an arrow in free flight: arrow attitude and laminar-turbulent transition · T Miyazaki, T Matsumoto, R Ando, J Ortiz, H Sugiura
2018
Contesto Modello Pubblicata dopo

Simulazione del volo di una freccia A/C/E su 70 m con i coefficienti di resistenza misurati, 1,50 laminare e 2,69 turbolento: a 57 m/s il rapporto fra resistenza e peso vale 0,45 nel primo caso e 0,80 nel secondo, e con lo stesso vento la deviazione è maggiore quando lo strato è turbolento. Con 3 m/s di vento laterale l'impatto si sposta di 0,36 m dal centro. È un modello, non una misura dell'effetto sul bersaglio.

Trajectory and attitude of an archery arrow in free flight:: estimation of the influence of the background wind. · Julio Ortiz, Masato Ando, Takeshi Miyazaki
2020
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E 1206 con alette diritte, lanciate ad aria compressa su 55 m al chiuso con un sensore inerziale dentro l'asta: coefficiente di resistenza intorno a 1,35 per numeri di Reynolds sotto 1,8 per 10 alla quarta e intorno a 2,45 sopra 1,85, con entrambi i valori presenti fra 1,55 e 1,95. Nello stesso tiro a 56,4 m/s la decelerazione media scende da 0,65 G nei primi 0,40 s a circa 0,30 G dopo 0,45 s, quando l'angolo d'attacco calcolato scende sotto 0,3 gradi: il regime cambia dentro un solo volo.

Experimental and Computational Study of Archery Arrows Fletched with Straight Vanes · Julio Ortiz, Atsushi Serino, Toshinari Hasegawa, Takahito Onoguchi, Hiroki Maemukai, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura
2025
Contesto Modello Pubblicata dopo

Modello del tiro con il ricurvo con una freccia Easton X10 a 57 m/s, costruito sui dati di galleria del gruppo di Tokyo: al passaggio da strato laminare a turbolento il coefficiente di resistenza passa da 1,63 a 3,23; con vento frontale l'angolo d'attacco resta al massimo a 0,49 gradi, la transizione non avviene e la deriva è molto minore. Calcolo, non misura.

Influences of an Arrow’s Aerodynamic Pressure Center on Recurve Bow Shooting · Wenfeng Shen, Liang Hu, Jing Hu, Yiming Xu, Xixia Xu, Jieqing Zheng

Storia dello stato

2011 Non studiato Si vede che lo strato d'aria attorno all'asta può essere laminare o turbolento proprio alle velocità del volo reale, ma a deciderlo è la punta: su un dardo lanciato ad aria compressa fra 25 e 49 metri al secondo il flusso resta laminare con la punta affusolata e diventa turbolento con le altre due. Che la stessa freccia alla stessa velocità possa volare nei due modi non è ancora stato visto.
2012 Riportato Le prove di volo libero lo vedono. Su frecce A/C/E lanciate ad aria compressa, fra numeri di Reynolds di 1,3 e 1,8 per 10 alla quarta il coefficiente di resistenza si divide in due valori, circa 1,6 con lo strato laminare e circa 2,6 con lo strato turbolento, e i due gruppi restano separati anche portando i tiri a sessanta: non è un effetto del numero di prove. Gli autori lo attribuiscono all'assetto, perché in galleria basta un angolo d'attacco minimo per far passare il flusso a turbolento, e calcolano che a 60 metri al secondo il passaggio da un regime all'altro dia circa 15 centimetri di differenza in altezza a 60 metri. Nello stesso lavoro un'arciera esperta della nazionale tira la stessa freccia con il suo ricurvo a 58 metri al secondo, già sopra la fascia, e ottiene il valore turbolento, circa 2,65: è il primo limite per chi tira. Il fenomeno è misurato sull'attrezzatura, lo spostamento d'impatto è un calcolo, il gruppo è uno: riportato.
2013 Riportato La fascia a due valori si ritrova con alette Spin Wing e punta affusolata, fra 28 e 73 metri al secondo, con gli stessi 1,6 e 2,6; con alette Gas Pro, invece, lo strato resta laminare a tutte le velocità provate. Lo stesso lavoro riporta di nuovo la freccia tirata dall'arciera d'élite a 58 metri al secondo, con il valore turbolento, 2,65, e gli autori ne deducono che l'oscillazione della freccia tirata dall'arco porta il flusso a turbolento. Conferma dallo stesso gruppo: lo stato non cambia.
2014 Riportato Quattro modi di lancio separano il ruolo della flessione. Con l'aria compressa, che non flette l'asta, la resistenza è laminare, circa 1,5, sotto 1,1 per 10 alla quarta e a due valori fra 1,3 e 1,8; con l'arco e un robot che rilascia con dita meccaniche, che flettono molto l'asta, è turbolenta in tutta la fascia; con l'arco e lo sgancio meccanico, che la flettono pochissimo, i due valori ricompaiono a 1,6 per 10 alla quarta. Sopra 1,9 per 10 alla quarta è turbolenta con qualunque lancio, e le frecce tirate dagli arcieri hanno la resistenza più costante. È la prima volta che il fenomeno compare con una freccia tirata da un arco, ma dipende dalla flessione: lo stato resta.
2015 Riportato La fascia viene delimitata con più precisione: strato laminare sotto 1,3 per 10 alla quarta, turbolento sopra 1,8, due valori in mezzo, circa 1,5 e circa 2,6, e un calcolo della traiettoria che lega il passaggio all'angolo d'attacco durante il volo. Stesso gruppo e nessuna misura sul bersaglio: lo stato non sale.
2016 Riportato Con un lancio curato per tenere l'angolo d'attacco vicino a zero la resistenza resta laminare, circa 1,5; con un lancio volutamente imperfetto e alette Spin Wing i valori si dividono fra circa 2,6 e circa 1,8, un regime misto in cui il flusso cambia durante il volo, mentre con le Gas Pro è sempre turbolento. Il passaggio avviene quando l'angolo massimo supera quattro-sei decimi di grado. Sono gli stessi dati del lavoro dell'anno prima, letti più a fondo, e sulle Gas Pro vanno in senso opposto alla prova del 2013: lo stato tiene.
2017 Riportato Lo stesso gruppo raccoglie in un solo lavoro i tiri ad aria compressa, alcuni già pubblicati nel 2012, e la fascia a due valori si vede netta: con le alette Spin Wing, a un numero di Reynolds di 1,3 per 10 alla quarta 137 tiri si dividono attorno a 1,4 e 3,1, e a 1,75 per 10 alla quarta 155 tiri attorno a 1,6 e 2,7, mentre con le Gas Pro la distribuzione resta una sola. Il calcolo dell'assetto mette la soglia a circa quattro decimi di grado d'incidenza. La stessa freccia tirata da un'arciera con il suo ricurvo, sopra la fascia, resta turbolenta con tutte e due le alette, 2,68 e 2,63. Conferme dallo stesso filone, e l'impatto su due altezze resta calcolato: riportato.
2018 Riportato Una simulazione su 70 metri usa i due valori, 1,50 laminare e 2,69 turbolento, e trova che a 57 metri al secondo il rapporto fra resistenza e peso vale 0,45 nel primo caso e 0,80 nel secondo, e che con lo stesso vento la freccia turbolenta devia di più. Quantifica le conseguenze nel modello senza aggiungere misure: lo stato resta.
2020 Riportato Un sensore inerziale dentro l'asta vede i due regimi nel volo reale e anche dentro lo stesso volo: coefficiente di resistenza intorno a 1,35 sotto 1,8 per 10 alla quarta e intorno a 2,45 sopra 1,85, con entrambi i valori presenti fra 1,55 e 1,95; in un tiro a 56,4 metri al secondo la decelerazione passa da 0,65 a 0,30 G quando l'angolo d'attacco scende sotto tre decimi di grado. Prove concordi con quelle già registrate, ma dello stesso filone, e il salto d'altezza al bersaglio resta un calcolo: riportato.
2025 Riportato Un modello del ricurvo costruito sui dati di galleria del gruppo di Tokyo, con una freccia X10 a 57 metri al secondo, fa raddoppiare la resistenza al passaggio da laminare a turbolento, da 1,63 a 3,23, e trova che con vento frontale l'angolo d'attacco non supera mezzo grado, la transizione non avviene e la deriva resta molto minore. È una conferma calcolata, non una misura nuova: lo stato non si muove.

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Cita

APA

Campagna, M. (2026). In una certa fascia di velocità la freccia può volare in due regimi diversi, e questo sposta l'impatto in altezza (Versione 3). In Registro delle evidenze. Consultato il 16 ottobre 2026, da https://matteocampagna.com/registro/attrezzatura/freccia-due-regimi-di-resistenza

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