La forma della punta e il tipo di aletta cambiano di molto la resistenza aerodinamica della freccia

18 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.

Il coefficiente di resistenza con alette diverse: grande scarto fra asta nuda e alette e fra due misure di aletta, quasi nessuno fra Spin Wing e Gas Pro

Ortiz et al. 2020, frecce A/C/E in galleria del vento, Reynolds 1,2 × 10⁴: a favore dell'affermazione

Diamond 175, alette corte

1,56

Diamond 280, alette grandi

2,05

Miyazaki et al. 2012, freccia A/C/E in galleria del vento, Reynolds da 1,0 a 1,5 × 10⁴: a favore dell'affermazione

Asta nuda, valore approssimato

0,75

Spin Wing, valore approssimato

1,5

Miyazaki et al. 2017, freccia A/C/E tirata da un'arciera con il suo ricurvo, 36 tiri per aletta: contro l'affermazione

Spin Wing

2,68

Gas Pro

2,63

coefficiente di resistenza

Ogni barra è un coefficiente di resistenza come lo riporta lo studio; hanno i baffi solo le due barre delle frecce tirate dall'arciera, e sono la deviazione standard su 36 tiri. Le prime quattro barre vengono dalla galleria del vento a sospensione magnetica della JAXA, con la freccia allineata al flusso e lo strato d'aria che resta laminare: per Ortiz e colleghi a un numero di Reynolds di 1,2 × 10⁴, con la punta bombata; per Miyazaki e colleghi fra 1,0 e 1,5 × 10⁴, con la punta a ogiva e con quella affusolata, che qui danno quasi lo stesso valore. Lo studio del 2012 dà circa 1,5 per la freccia con le alette e scrive che le alette aggiungono circa 0,75 a quanto fa l'asta nuda: la barra dell'asta nuda è la differenza fra i due valori, approssimati tutti e due come li scrive lo studio. Le frecce tirate dall'arciera viaggiano a circa 58 metri al secondo, Reynolds 2,0 × 10⁴, e secondo gli autori la flessione dell'asta rende turbolento lo strato d'aria con tutte e due le alette: per questo le loro barre stanno più in alto. Nello stesso studio, in galleria e con la freccia allineata, ognuno dei due tipi di aletta aggiunge all'asta circa 0,75, senza differenza fra l'uno e l'altro. Le Gas Pro hanno tre quarti della superficie delle Spin Wing. I tre studi vengono dallo stesso gruppo giapponese e le condizioni di prova cambiano da uno all'altro, quindi si leggono le differenze dentro ogni studio, non fra studi diversi. Dati da: Ortiz et al. 2020, Miyazaki et al. 2012 e Miyazaki et al. 2017.

I numeri della figura

Studio	Gruppo	Valore (coefficiente di resistenza)	Intervallo
Ortiz et al. 2020, frecce A/C/E in galleria del vento, Reynolds 1,2 × 10⁴: a favore dell'affermazione	Diamond 175, alette corte	1,56
Ortiz et al. 2020, frecce A/C/E in galleria del vento, Reynolds 1,2 × 10⁴: a favore dell'affermazione	Diamond 280, alette grandi	2,05
Miyazaki et al. 2012, freccia A/C/E in galleria del vento, Reynolds da 1,0 a 1,5 × 10⁴: a favore dell'affermazione	Asta nuda, valore approssimato	0,75
Miyazaki et al. 2012, freccia A/C/E in galleria del vento, Reynolds da 1,0 a 1,5 × 10⁴: a favore dell'affermazione	Spin Wing, valore approssimato	1,5
Miyazaki et al. 2017, freccia A/C/E tirata da un'arciera con il suo ricurvo, 36 tiri per aletta: contro l'affermazione	Spin Wing	2,68	± 0,073 (media ± deviazione standard)
Miyazaki et al. 2017, freccia A/C/E tirata da un'arciera con il suo ricurvo, 36 tiri per aletta: contro l'affermazione	Gas Pro	2,63	± 0,077 (media ± deviazione standard)

Le due metà di questa frase non sono solide allo stesso modo. Sulle alette le misure vanno nella stessa direzione, e gli effetti sono grandi quando le impennature sono davvero diverse: in galleria del vento a sospensione magnetica le alette circa raddoppiano la resistenza dell'asta nuda, da un coefficiente di circa 0,75 a circa 1,5, e fra due modelli di aletta diritta il coefficiente passa da 1,56 a 2,05; fuori da quella galleria le penne non rifilate da caccia fanno circa tre volte la resistenza di quelle paraboliche, e con un arco di legno la perdita di energia nei primi cinque metri va dall'1,93 per cento con penne da quattro pollici al 7,5 con le più corte, e oltre il 12 con le flu-flu. È poi l'aletta, e non il tubo né la punta, a far passare lo strato d'aria dal regime a bassa resistenza a quello ad alta. Fra due alette da gara, una con tre quarti della superficie dell'altra, la differenza può però sparire: tirate da un'arciera con il suo ricurvo, frecce con Spin Wing e con Gas Pro hanno dato lo stesso coefficiente, 2,68 contro 2,63, perché la flessione dell'asta rendeva turbolento lo strato d'aria in tutti e due i casi; e una ripetizione fatta dallo stesso gruppo giapponese non ha confermato il regime a bassa resistenza di un modello di aletta. Sulla punta il quadro è più stretto di come si racconta in campo. Con l'asta tenuta allineata al flusso, ogiva e affusolata danno la stessa resistenza; la differenza compare quando la punta crea un gradino o una rastremazione dietro la parte più larga, perché è lì che lo strato d'aria si stacca, e con quella geometria la freccia rallenta di più. Anche così l'effetto calcolato resta di pochi punti percentuali: su una freccia da compound la punta vale il 4 per cento della resistenza, la punta a bulbo allunga la deriva a settanta metri di circa 5 millimetri su 156, e una punta disegnata per tenere laminare il primo tratto d'asta la accorcerebbe dell'8 per cento. Nessuno, infine, ha portato il confronto sul bersaglio: non esiste in bibliografia uno studio che misuri punteggi o gruppi di arcieri con punte e alette diverse.

Formulata anche come: alette piccole o grandi per il vento; punte affusolate e velocità della freccia; quanto frenano le alette; resistenza aerodinamica della freccia; spin wing o gas pro

Nella pratica

Si scelgono alette piccole per il vento e punte affusolate per tenere la velocità, e si dà per inteso che la forma della punta conti per sé, a prescindere da come si raccorda all'asta.

Evidenze

1933
Contesto Modello Pubblicata dopo

Il primo trattamento aeronautico della freccia: la resistenza è calcolata come attrito sulla superficie bagnata, perché con penne ben montate la freccia resta allineata e la scia è trascurabile, e le penne entrano come un fattore che moltiplica la superficie dell'asta. Il fattore va da 1,02 per le alette in celluloide delle frecce da volo a 1,12-1,27 per le frecce da bersaglio e a 1,25-1,50 per le penne da caccia. Sono fattori stimati dalla geometria, non misure di resistenza.

The aerodynamics of an arrow · George Judson Higgins
2007
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Due frecce con aste e punte uguali, una con penne paraboliche e una con penne non rifilate da caccia, seguite con tre microfoni in una stanza di circa 13 m attraverso l'effetto Doppler del fischio della punta: dalla perdita di velocità gli autori ricavano una costante di resistenza di 9,4 contro 3,1 (per 10 alla meno sei), circa tre volte più alta per le penne non rifilate. Un tiro per freccia, e due impennature molto diverse fra loro.

Measuring the flight of an arrow using the Acoustic Doppler Shift · Mark French, Tom Kirk
2011
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce X10 e A/C/E sospese magneticamente nella galleria del vento da 60 centimetri della JAXA: con le alette montate e la freccia in rotazione il passaggio al regime ad alta resistenza avviene a un numero di Reynolds circa 1,5 per 10 alla quarta, il venticinque per cento più in basso che senza alette, e il coefficiente di resistenza sale di circa mezzo punto; con le alette ma senza rotazione il passaggio scende solo del dieci per cento. Senza alette è la punta a decidere: con quella a ogiva non si vede nessun passaggio nell'intervallo misurato, con quella affusolata sì, intorno a 2,0 per 10 alla quarta sull'A/C/E.

A10 Aerodynamic Properties of an Archery Arrow : JAXA's 60cm MSBS Experiments · Yuta Komori, Keita Mukaiyama, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura
2011
Contro Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Lo stesso lavoro dà anche il risultato opposto in una delle configurazioni provate: con l'asta A/C/E e le alette Spin Wing montate lo strato d'aria resta nel regime a bassa resistenza in tutto l'intervallo misurato, da 0,3 a 1,5 per 10 alla quarta, qualunque sia la forma della punta. E senza alette le due aste, X10 e A/C/E, non mostrano differenze di resistenza misurabili fra loro, anche se la teoria del cilindro ne prevederebbe una.

A10 Aerodynamic Properties of an Archery Arrow : JAXA's 60cm MSBS Experiments · Yuta Komori, Keita Mukaiyama, Takeshi Miyazaki, Hiroki Sugiura
2011
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Un dardo da balestra da 0,502 metri e circa 27,5 grammi con tre forme di punta, provato in volo con un lanciatore ad aria compressa e in galleria del vento a sospensione magnetica: con la punta affusolata lo strato d'aria resta attaccato e il coefficiente di resistenza vale circa 1,0 a 1,1, con quella a ogiva e con quella tronca diventa turbolento e il coefficiente sale a circa 1,5 a 1,9. L'intervallo di prova, da 25 a 49 metri al secondo, è quello delle frecce in volo reale. Basta però una piccola differenza di forma della punta perché la velocità di passaggio si sposti molto, da 0,55 a 1,45 milioni di Reynolds fra il dardo reale e un modello ingrandito, e con la punta tronca il coefficiente del modello risulta circa il dieci per cento più alto di quello del dardo. Il campione non è una freccia da arco ma un dardo da balestra, limite che gli autori dichiarano.

Aerodynamic properties of an arrow: Influence of point shape on the boundary layer transition · Keita Mukaiyama, Kazuhiko Suzuki, Takeshi Miyazaki, Hideo Sawada
2011
Contesto Modello Pubblicata dopo

Modello della resistenza come somma di punta, cocca, asta e alette, verificato con un cronografo fino a 90 m su tre frecce da compound lanciate da una macchina. Per una Protour 470 a 78,6 m/s la resistenza iniziale si divide così: asta 73%, alette 12% (metà attrito, metà area frontale), cocca 11%, punta 4%. Su una freccia da gara moderna, con alette piccole, punta e alette pesano quindi poco sul totale, purché il flusso non si stacchi dietro la punta.

The aerodynamic drag and axial rotation of an arrow · J L Park
2011
Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Modelli in scala di punte in un canale ad acqua, con coloranti e velocimetria a immagini di particelle. Con la punta a ogiva il flusso resta laminare per un tratto ben definito dell'asta; con la punta corta a bulbo in tungsteno, che scende da 5,3 a 4,7 mm in 4,5 mm, il flusso si stacca sulla rastremazione posteriore, a 1,61 diametri dalla punta, e alle velocità tipiche di una freccia l'asta è turbolenta per tutta la sua lunghezza. Nel calcolo d'esempio, con una freccia da compound a 84,1 m/s e 3 m/s di vento laterale, la deriva a 70 m passa da 156 mm con l'ogiva a 161 con il bulbo.

Air flow around the point of an arrow · James L Park, Michael R Hodge, Salam Al-Mulla, Michael Sherry, John Sheridan
2011
Contesto Modello Pubblicata dopo

Calcolo della deriva da vento con i dati di resistenza del lavoro precedente: sulla Protour 470 le alette valgono circa il 13% della resistenza e la cocca circa l'11%, fino a circa il 16% con una over-nock grande; il flusso turbolento che parte dal raccordo della punta aggiunge circa il 5% di resistenza, e 50 mm di asta in eccesso su circa 700 circa il 7% di deriva. Secondo l'autore una scelta poco accurata dei componenti può peggiorare la deriva di oltre il 10%.

Minimizing wind drift of an arrow · J L Park
2012
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce Easton A/C/E in volo libero e nella galleria a sospensione magnetica della JAXA, due tipi di punta e due tipi di aletta: con punta a ogiva e alette Spin Wing lo strato d'aria diventa turbolento sopra un Reynolds di circa 1,2 per 10 alla quarta e il coefficiente sale a circa 2,6, mentre con le alette GAS Pro resta attaccato a tutte le velocità provate. Anche restando nel regime a bassa resistenza le alette più piccole frenano un po' meno, con un coefficiente di circa 1,60 per le Spin Wing contro 1,45 per le GAS Pro. Senza alette il valore dell'asta coincide con quello teorico del cilindro, e allineata al flusso la freccia con le alette sta intorno a 1,5.

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

Freccia Easton A/C/E da 14,3 grammi, galleria a sospensione magnetica e lanci ad aria compressa fino a 75 metri al secondo: le alette circa raddoppiano la resistenza, dal coefficiente di circa 0,75 dell'asta nuda a circa 1,5 con le Spin Wing da un pollice e tre quarti. In volo la punta decide quando lo strato d'aria diventa turbolento, con quella a ogiva sopra un Reynolds di circa 1,3 per 10 alla quarta e un coefficiente di circa 2,6, mentre con quella affusolata si trovano due valori, circa 1,6 o 2,6. Il lavoro indica anche il perché: la punta a ogiva di serie ha un diametro massimo di 5,83 millimetri, maggiore della parte anteriore dell'asta, mentre quella affusolata in ottone arriva al suo massimo di 5,30 proprio dove l'asta comincia. È quel gradino a decidere.

Aerodynamic properties of an archery arrow · Takeshi Miyazaki, Keita Mukaiyama, Yuta Komori, Kyouhei Okawa, Satoshi Taguchi, Hiroki Sugiura
2012
Contro Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Lo stesso lavoro mette il limite alla parte sulla punta: con l'asta nuda e la freccia tenuta perfettamente allineata al flusso, ogiva e affusolata non danno nessuna differenza di resistenza fino a un Reynolds di 1,35 per 10 alla quarta, con un coefficiente di circa 1,5 sopra 1,0 per 10 alla quarta, a circa 0,15 dal valore teorico per via della resistenza di base. Altri due risultati nulli nello stesso studio: la cocca non cambia la resistenza in modo apprezzabile, perché finisce dentro lo strato d'aria già spesso in coda, e il parametro di rotazione, da 0,028 a 0,033, non ha influenza significativa sul coefficiente. Le 36 frecce con le Spin Wing tirate da un'arciera esperta della nazionale con il suo ricurvo, a 58 m/s, stanno invece tutte nel regime ad alta resistenza, con un coefficiente di circa 2,65, e gli autori lo attribuiscono alla flessione dell'asta.

Aerodynamic properties of an archery arrow · Takeshi Miyazaki, Keita Mukaiyama, Yuta Komori, Kyouhei Okawa, Satoshi Taguchi, Hiroki Sugiura
2012
Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Un dardo da balestra in carbonio da 0,51 metri tirato con una balestra da 150 libbre a 45,72 metri, con un sensore montato in punta che registra la decelerazione per tutto il volo, quattro tiri per ciascuna di due punte da caccia di massa quasi uguale, 6,48 e 6,54 grammi: la decelerazione media dovuta alla resistenza dell'aria è 1.385 millesimi di g con la punta a lame fisse contro 1.441 con quella meccanica da allenamento, e il tempo di volo 552,02 contro 555,33 millisecondi. L'energia conservata all'arrivo differisce di 0,75 punti percentuali, e gli autori concludono che fra le due punte si sceglierà con altri criteri. Quattro tiri per punta, nessun test statistico, quasi 15 grammi in punta fra sensore, adattatore e lama, e un autore che lavora per l'azienda che produce il sensore: dice che due punte da caccia simili frenano in modo simile, non quanto conti la forma della punta su una freccia da bersaglio.

Arrow-mounted Ballistic System for Measuring Performance of Arrows Equipped with Hunting Broadheads · John Barton, Jan Včelák, Javier Torres-Sanchez, Brendan O’Flynn, Cian O’Mathuna, Robert V. Donahoe
2013
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Freccia da gara Easton A/C/E, lanciatore ad aria compressa da 28 a 73 metri al secondo e galleria a sospensione magnetica: l'asta con la sola punta e senza alette resta nel regime a bassa resistenza su tutto l'intervallo esplorato, mentre basta montare le Spin Wing perché compaia il passaggio e il coefficiente salti da circa 1,6 a circa 2,6 in volo e a 3,1 in galleria. È l'aletta, non il tubo né la punta, a far cambiare regime allo strato d'aria.

Free Flight and Wind Tunnel Measurements of the Drag Exerted on an Archery Arrow · K. Okawa, Y. Komori, T. Miyazaki, S. Taguchi, H. Sugiura
2013
Contro Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Nelle stesse prove, in galleria del vento come in volo, fra punta a ogiva e punta affusolata non si osserva nessuna differenza qualitativa nel comportamento aerodinamico della freccia. È il secondo studio di fila dello stesso gruppo a trovarlo.

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
Contesto Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Quattro frecce commerciali in una galleria ad acqua e un modello in scala 2:1 in galleria del vento. A incidenza zero il flusso resta aderente sulle alette elicoidali in plastica e si stacca su quelle piatte e dritte, e il vantaggio delle elicoidali cresce con l'incidenza; cambiare la punta non cambia portanza e momento oltre la ripetibilità della misura, mentre presenza e angolo delle alette li cambiano in modo netto. Osservazioni in buona parte qualitative, senza valori di resistenza, in una sede segnalata come dubbia.

Experimental Hydro- and Aerodynamics Research on Arrow Sede dubbia · Xiao An Long
2015
Contro Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Ripetizione delle prove di volo libero sulle stesse frecce A/C/E con alette GAS Pro, a Reynolds 1,5 e 1,77 per 10 alla quarta: il coefficiente di resistenza è sempre ai valori del regime ad alta resistenza, contro il regime a bassa resistenza fino a 2,3 per 10 alla quarta riportato dal lavoro del 2012. La replica non conferma, e viene dal gruppo stesso che aveva pubblicato il risultato.

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

Frecce A/C/E lanciate con un angolo d'attacco forzato, cioè con un assetto non ideale come quello di una freccia appena uscita dall'arco: con le alette GAS Pro la freccia resta sempre al valore del regime ad alta resistenza, circa 2,6, mentre con le Spin Wing i valori si dividono fra circa 2,6 e circa 1,8. Con un lancio non perfetto il tipo di aletta cambia la resistenza.

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

La stessa freccia A/C/E con alette Spin Wing e con alette Gas Pro, 36 tiri ciascuna, tirata da un'arciera esperta con il suo ricurvo a circa 58 m/s: il coefficiente di resistenza è 2,68 con le prime e 2,63 con le seconde, con deviazioni standard di 0,073 e 0,077, cioè nessuna differenza. Secondo gli autori la flessione dell'asta, 6,9 mm alla punta a 87 Hz, dà un angolo d'attacco oscillante di circa 3,7 gradi che rende turbolento lo strato d'aria con tutte e due le alette. È l'unica misura in bibliografia su frecce tirate da un arciere con alette diverse; l'area delle Gas Pro è tre quarti di quella delle Spin Wing.

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

Nella galleria a sospensione magnetica, con la freccia allineata al flusso, il coefficiente resta intorno a 1,5 con tutti e due i tipi di aletta, e le alette ne valgono circa 0,75, qualunque sia il tipo: lo stesso quadro dei lavori del 2012 e del 2013 dello stesso gruppo. Basta inclinare la freccia di 0,75 gradi perché il coefficiente salga da 1,6 a 3,1.

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
Contro Modello Pubblicata dopo

Calcolo di stabilità lineare su un modello di asta senza alette, confrontando una punta affusolata e una a bulbo da gara: lungo l'asta è la punta affusolata a rendere lo strato d'aria un poco più instabile, e oltre settanta raggi di distanza dalla giunzione la forma della punta non si distingue più. La punta a bulbo crea invece, a monte della giunzione, una zona di ricircolo instabile con un tasso di crescita intorno a 1,2 su circa tre raggi, che la punta affusolata non ha. Il quadro è più complicato di quello di una punta che frena e di una che non frena, ed è un modello, senza misure nuove.

Linear stability of the boundary layer flow along an archery arrow · Toshinari Hasegawa, Atsushi Serino, Takeshi Miyazaki, Naoya Takahashi, Reima Iwatsu
2019
A favore Revisione Pubblicata dopo

Rassegna che riporta prove in canale ad acqua su modelli di asta di grande diametro: con una punta senza spallamento e con un raccordo dolce il flusso resta attaccato lungo l'asta fino a un numero di Reynolds di circa 450.000 per angoli d'attacco fino a due gradi, mentre con le punte a bulbo è turbolento subito dopo il bulbo in tutti i casi provati. Dà il meccanismo e una soglia, ma è materiale di terzi riletto senza i dati originali.

The impact of the atmosphere on target archery · James L Park
2020
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E 1206 con punta bombata e alette diritte, misurate in galleria a sospensione magnetica, in volo libero a 55 metri al chiuso e in simulazione: a un Reynolds di 1,2 per 10 alla quarta il coefficiente di resistenza è 2,05 con le Easton Diamond 280 contro 1,56 con le 175, a parità di tutto il resto. È la differenza più chiara misurata fra due impennaggi da gara.

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
2020
Contesto Modello Pubblicata dopo

Calcolo della deriva da vento con un modello che fa flettere l'asta: una punta disegnata per tenere laminare il flusso sul primo tratto d'asta sposterebbe la transizione da 3 a 121 mm dietro la punta su una X10 600 da ricurvo e ridurrebbe la deriva a 70 m da 253 a 232 mm, l'8,3%; sul compound a 50 m da 75 a 72 mm, il 4,0%. Con vento laterale l'angolo d'attacco della punta resta per lo più sotto i 3 gradi, quindi quel flusso laminare sembra possibile con vento leggero o moderato.

The dynamic behaviour of an arrow in wind · James L Park
2020
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Flatbow in olmo da 48 libbre tenuto da un dispositivo meccanico, frecce di cedro con impennature diverse, due cronografi a 1 e a 6 m. Con tre penne naturali dritte la perdita di energia in quei 5 m va dall'1,93% con le penne da 4 pollici al 4,65% con quelle da 5 e al 7,51% con le più corte da 2,5; le flu-flu, fatte per frenare, perdono dal 12,14 al 22,72%. Le alette sintetiche perdono un po' più delle penne di misura simile (4,88% contro 4,65%), ma con velocità più costanti da un tiro all'altro. Archi e frecce di tipo preistorico, e le masse delle frecce non sono identiche.

The important role of bow choice and arrow fletching in projectile experimentation. A ballistic approach · Christian Lepers, Veerle Rots
2022
A favore Prove sull'attrezzatura Pubblicata dopo

Frecce A/C/E con alette Diamond lanciate ad aria compressa e seguite con telecamere ad alta velocità e analisi automatica delle immagini: a 57 metri al secondo la velocità decade in modo più ripido con la punta bombata, perché lo strato d'aria è turbolento, mentre con la punta affusolata la pendenza resta la stessa anche a 60. Con la punta bombata il passaggio avviene già a 50 metri al secondo. È l'esito che si vede nella velocità e non solo nel coefficiente.

Automatic image analysis of an archery arrow in free flight using high-speed video cameras · Riku Murakami, Hiroya Mamori, Takeshi Miyazaki, Naoya Takahashi

Storia dello stato

1933 Non studiato Il primo a trattare la freccia con i metodi dell'aeronautica calcola la resistenza come attrito sulla superficie e mette le penne in un fattore che moltiplica l'area dell'asta: 1,02 per le alette in celluloide delle frecce da volo, fino a 1,50 per le penne da caccia. Secondo quel calcolo le penne grandi aggiungerebbero fino a metà della resistenza, ma i fattori vengono dalla geometria e nessuno ha ancora misurato niente: non studiato.
2007 Riportato La prima misura arriva dal suono. Due frecce uguali salvo l'impennatura passano sopra tre microfoni, e dall'effetto Doppler del fischio della punta si ricava quanto rallentano: la costante di resistenza è circa tre volte più alta con le penne non rifilate da caccia che con quelle paraboliche. È un tiro per freccia, in una stanza di tredici metri, con due impennature lontanissime fra loro, e della punta non dice niente: riportato, sulla parte delle alette.
2011 Riportato Arrivano le prime misure in galleria del vento a sospensione magnetica. Con le alette montate e la freccia in rotazione lo strato d'aria passa al regime ad alta resistenza a una velocità inferiore del venticinque per cento e il coefficiente di resistenza sale di circa mezzo punto, mentre senza alette è la forma della punta a decidere se il flusso resta attaccato. Un secondo lavoro sullo stesso banco, su un dardo da balestra, trova fra tre forme di punta coefficienti da 1,0 a 1,9. Nello stesso anno, in Australia, un canale ad acqua mostra perché la punta conta: dietro una punta corta a bulbo il flusso si stacca sulla rastremazione e l'asta è turbolenta per intero, mentre con l'ogiva resta laminare per un tratto. Ma i calcoli dello stesso autore mettono l'effetto in proporzione: su una freccia da compound la punta vale il 4 per cento della resistenza e le alette il 12, e il bulbo allunga la deriva a settanta metri di 5 millimetri su 156. Prove dirette sull'attrezzatura, nessuna sul bersaglio: riportato.
2012 Riportato Le misure si estendono dalla galleria al volo libero e il quadro si precisa. L'asta nuda con la sola punta resta nel regime a bassa resistenza e il suo valore coincide con quello teorico del cilindro; con le alette la resistenza circa raddoppia, e alette di superficie minore ne aggiungono meno. A parità di alette, invece, la forma della punta non cambia la resistenza quando la freccia è tenuta allineata al flusso, e nemmeno la cocca conta, perché finisce dentro lo strato d'aria già spesso in coda. Nello stesso lavoro un'arciera esperta della nazionale tira la freccia con le Spin Wing dal suo ricurvo, e i suoi tiri stanno tutti nel regime ad alta resistenza. Lo stesso anno, fuori da quel laboratorio, un sensore montato in punta su un dardo da balestra trova che due punte da caccia di massa quasi uguale frenano in modo simile, con una decelerazione media di 1.385 contro 1.441 millesimi di g su quattro tiri ciascuna: è una prova piccola, su un oggetto diverso da una freccia da bersaglio, e resta contesto. Lo stato resta riportato perché le prove più complete vengono dallo stesso banco e dallo stesso gruppo, e quella esterna del 2007 è un tiro per freccia.
2013 Riportato Lo stesso gruppo isola la causa: l'asta nuda con la sola punta resta nel regime a bassa resistenza a tutte le velocità provate, e basta montare le alette perché il coefficiente salti da circa 1,6 a circa 2,6 in volo, e a 3,1 in galleria. È l'aletta a far cambiare regime, non il tubo e non la punta, che anche qui non fa differenza fra ogiva e affusolata. Conferme dalla stessa galleria del vento, quindi lo stato non sale.
2014 Riportato Una galleria ad acqua e una galleria del vento in Cina guardano il flusso sulle alette: a incidenza zero resta aderente sulle alette elicoidali in plastica e si stacca su quelle piatte e dritte, mentre cambiare la punta non sposta portanza e momento oltre la ripetibilità della misura. Sono osservazioni per lo più qualitative, senza valori di resistenza, in una sede segnalata come dubbia: lo stato non cambia.
2015 Riportato Il primo risultato contrario arriva dallo stesso laboratorio: ripetendo le prove di volo libero, con un modello di aletta lo strato d'aria è sempre nel regime ad alta resistenza e il regime a bassa resistenza visto nel 2012 e nel 2013 non si replica. Tocca la parte sulle alette e non quella sulla punta, ed è un risultato contrario isolato in mezzo a prove concordi, quindi non porta a contestato: lo stato resta riportato, con la replica mancata scritta nella scheda.
2016 Riportato Un dettaglio che avvicina il laboratorio alla realtà: con un lancio volutamente non ideale, cioè con un angolo d'attacco forzato come succede a una freccia appena uscita dall'arco, il tipo di aletta cambia la resistenza, perché con un modello la freccia resta sempre al valore alto mentre con l'altro i valori si dividono fra alto e basso. Una prova sola, e lo stato tiene.
2017 Riportato Il gruppo giapponese fa tirare la stessa freccia da un'arciera esperta con il suo ricurvo, 36 volte con le alette Spin Wing e 36 con le Gas Pro: il coefficiente di resistenza è 2,68 contro 2,63, cioè lo stesso. Secondo gli autori la flessione dell'asta fa oscillare l'angolo d'attacco della punta di circa 3,7 gradi, e con un angolo così lo strato d'aria è turbolento con tutte e due le alette. È il primo confronto fra due alette su frecce tirate davvero da un arco, e va contro la parte sulle alette, ma riguarda due alette da gara non lontane fra loro, una con tre quarti della superficie dell'altra, e un'arciera sola, mentre le differenze grandi misurate finora riguardano impennature molto diverse: lo stato resta riportato.
2018 Riportato Un calcolo di stabilità complica la parte sulla punta. La punta a bulbo crea una zona di ricircolo instabile appena dietro la giunzione con l'asta, cosa che la punta affusolata non fa, ma lungo l'asta è proprio quella affusolata a rendere lo strato d'aria un poco più instabile, e dopo circa settanta raggi di distanza la forma della punta non conta più. È un modello, e una complicazione senza misure nuove non fa scendere lo stato.
2019 Riportato Una rassegna aggiunge il meccanismo e una soglia, da prove in canale ad acqua: con una punta senza spallamento e con un raccordo dolce il flusso resta attaccato lungo l'asta fino a un numero di Reynolds di circa 450.000 per angoli d'attacco piccoli, mentre con le punte a bulbo è turbolento subito dopo il bulbo in tutti i casi provati. Conferma la direzione, ma è materiale riletto da una fonte sola e lo stato tiene.
2020 Riportato Una misura in galleria a sospensione magnetica quantifica la parte più solida, quella delle alette: coefficiente di resistenza 2,05 con alette diritte grandi contro 1,56 con le corte, a parità di tutto il resto. Lo stesso anno, in Belgio, con un arco di legno tenuto da un dispositivo meccanico, la perdita di energia nei primi cinque metri va dall'1,93 per cento con penne da quattro pollici al 7,51 con quelle da due e mezzo, e oltre il 12 con le flu-flu. Dall'Australia un calcolo dà la misura della parte sulla punta: una punta disegnata per tenere laminare il primo tratto d'asta toglierebbe l'8 per cento della deriva a settanta metri. Le alette cambiano molto la resistenza quando sono molto diverse; la punta la cambia di qualche punto: riportato.
2022 Riportato L'analisi automatica di immagini ad alta velocità chiude il cerchio sulla punta, con un esito che si vede nella velocità e non solo nel coefficiente: con la punta bombata la freccia rallenta più in fretta perché lo strato d'aria diventa turbolento già a cinquanta metri al secondo, mentre con la punta affusolata resta attaccato anche a sessanta. Tre linee di misura concordi, ma una sola prova con un'arciera e in buona parte dalle stesse gallerie: resta riportato.

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Campagna, M. (2026). La forma della punta e il tipo di aletta cambiano di molto la resistenza aerodinamica della freccia (Versione 3). In Registro delle evidenze. Consultato il 16 ottobre 2026, da https://matteocampagna.com/registro/attrezzatura/punte-alette-resistenza

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