结束原理验证阶段，进入外观概念设计。

神勇无敌

还有，我觉得他能达到这么高的速度，与打击行程有关，  单看上图，他的弓片尺寸小，打击行程也大不到哪去，2组片合起来加大了宽度（轴距）获得更大点打击行程，提高了能量转换到箭上的效率

killer1223

他这个1000FPS的结构我很多年前就看到过了‘

首先力无穷大 代表的不是速度无穷大 。没有哪个物理学是这样的   重量有限的情况下 力无穷大只是加速度无穷大。加速度大不代表速度大。我说过跳蚤起跳的加速度超过步枪 但是速度也没那么高 。

还有一点是 力无穷大加速度大是在一个初中物理学前提下 就是力能始终作用在发射物上。如果不能呢。弓弩弹弓这类弹性发射的物体就有这个问题 就是弦速。

道理很简单 一个钢珠40磅的弹弓能射到70米每秒  大约256千米每小时。 那么你用汽车顶着这个钢珠试试 力比皮筋大了上千倍 速度呢？所以弓弩为什么力不等于初速 就是推动的弦自身也要能很快 如果弦速上限不够 再大的力也不行。

killer1223

你发这个1000FPS的这个结构 我告诉你为什么它能快  

首先加速比 你要明白  加速比就是指 片变形量和拉锯的比值。 因为推力点和片变形是同步的  片变形5厘米  推力点变形20厘米 那么说明推力点的弦速是片变形速度的4倍  这个很好理解吧。

复合弓只是用轮子改变了这个比值 但是不代表只有轮子能做到  传统弓也一样有这个比值。随便画张图就能看到 反曲弓的搭箭点移动量是比片变形量大的  这就是叫弓门加速。 这个比值越大 弦速能达到的理论上限就越高。

好多年前我在群里和人讲解加速比的时候就画过你传的这个结构 当时我都还没看到原图 只是在讨论如何加大加速比的时候就想到这个结构了。因为太容易想了。首先本来就已经知道弓门是有加速比的 你又是奔着增大去考虑。 那么用本来已经被加速过的搭箭点再去做新的弓稍 再加速一次 这就是平方关系。这个结构就呼之欲出了。所以在了解加速比本质后 这个结构谈不上什么创新。

所以它这个结构射1000FPS 正是源自于它最大化了加速比 让弦速有一个足够高的理论上限。这就和用桑塔纳推钢珠力够了 但是推不快，那就用兰博基尼去推一个道理。首先要解决的根本不是力大力小的问题，而是你的动力源要有可能跑那么快。

killer1223

神勇无敌 发表于 2014-12-27 13:07
还有，我觉得他能达到这么高的速度，与打击行程有关，  单看上图，他的弓片尺寸小，打击行程也大不到哪去， ...

他这个结构是有足够高的理论上限速度 因为是两个弓门加速比互乘的关系。

要设计高速弹性发射的东西 ，第一步是结构首先自身要有高弦速的可能。 弦速不够高 再大的力怎么可能推高呢。毕竟射出去的瞬间 搭箭点的弦速是等于箭速的。弦都走不快怎么推得快呢。

所以力是需要的 但是这个力要作用在一个有可能快的结构上，所以双弓弩快就是因为这个结构提供了高弦速的可能。拉力拉锯那些都不是这个弓的本质。

killer1223

这就是箭速和片变形速之间的关系

killer1223

那个高速弩试验品 再用弓上的拉点做发射弦的弓稍  就又会有一个这个比值上去 而且是互乘关系，所以最终结构就是 箭拉满以后 原始动力的片只变形一点点。所以这一点点回位就拉动了箭走了一大段。

当然物理学省力不省功 加速比越大减力就大 所以最终推力要不变 这种结构的片就要非常硬。比如说最终拉力200磅 打击行程10厘米  加速比为20倍的时候  片变形了5毫米 但是力要有4000磅。  这也是为什么同样拉力的复合弓片比反曲片硬的原因。

jimmy

个人 感觉
穿堡的设计不仅仅是弓片材料的单一复合 还有蓄能结构 形变（不仅仅压缩形变而是结构性变形）的复合 所以计算方法不能按单一的 压缩形变来算 是多元变化的一个体系  就像三角形比三根棍耐压一样

killer先生的 算法和理念很对 是不是考虑结构问题带来的变化？ 估计你俩表达的方向可能偏差了 所以产生这些口水   

killer1223

jimmy 发表于 2014-12-28 00:06
个人 感觉
穿堡的设计不仅仅是弓片材料的单一复合 还有蓄能结构 形变（不仅仅压缩形变而是结构性变形）的 ...

首先很佩服兄弟能得机器人大赛冠军。你说你想从事弩设计这行。
其实这行复杂的在于 几个方面的矛盾 设计师是在这些矛盾中找平衡点。

第一就是效率与结构强度之间的矛盾，弓比较难平衡 因为拉锯拉力固定 又是拿着射不是架着打的 所以边界条件的限制很多。在有限的输入内要上初速 所以现代弓已经把结构强度减到最小化了。现代复合弓安全箭重是每磅拉力要分配5GR以上箭重才安全。说明弓自身对残余动能的承受度低。其实轮子 轴 片 弦做结实了这个箭重数据肯定不一样 但是那样又同时增加了内耗。弩因为架着打 拉力大 拉锯范围也没特殊要求 所以设计简单一些。至少限制少一些 所以弩也可以打破弓每磅5GR箭重的限制。但是也只是数据上变变 本质上这个矛盾还是存在

第二是加速比和材料的矛盾  首先加速比很大 带来的好处是理论初速上限很高  能把多加的拉力尽可能转化为初速。这个极限低了 加拉力无用 因为片回弹速度是和材料自身特点有关的。
但是加速比过于大 就需要动力源的力很大 不然加速比是加速减力的结构  动力源的材料力不够怎么办 所以这也是很多弩用复合材料的片的原因 因为中间加碳纤维层 能在一样片厚度下 更轻 储存的力更大。 但是这也有个极限。 你加厚片能增加力 但是厚了片寿命就低。厚了自重大残余动能冲击就大。

所以弩的设计并不是说有个理论结构就可行的 它还和很多关系到实用和现代材料现状。那么你要走这条路这些是躲不掉的。

killer1223

jimmy 发表于 2014-12-28 00:06
个人 感觉
穿堡的设计不仅仅是弓片材料的单一复合 还有蓄能结构 形变（不仅仅压缩形变而是结构性变形）的 ...

从你回复看能看出你没有理顺这几个要素之间的权重。就是说你脑海中已经意识到这是一个复杂体系了 但是他们怎么工作 哪里多点少点很具体的会导致怎么样 哪个优先级在哪个之前还没清楚。
这是可以理解的 因为这些优先级和具体影响是需要具体参数才能做出权衡的。但是逻辑思路要对。

你说的没错 弩在变形发射的时候 我说的加速比都会因为角度的变化在变化不是简单算 这是完全正确的。变化过程是一个积分过程。所以原厂设计都用辅助软件来设计。

但是总趋势是不会变的 所以我简单化用比值来说明这个总趋势。因为自身不够快就无法推动快的 这是铁律，很简单的逻辑。碰撞发射可能出现发射物更快的情况比如高尔夫球  羽毛球。但是箭碰撞发射是不成立的。不同轻重之间的做功效率完全不同。

例如传统弓射轻短箭 土耳其飞弓速度最快  而射长重箭 飞弓就不如和弓。从穿堡兄有一个问题和他举例的这个1000FPS的弩可以看出，他现在以为拿捏住了射轻短箭的要素了，就掌握了箭速的秘密。其实轻短箭末端大拉力 小行程这种可以上高速早就不是秘密了。而长重箭的做功特征完全不能套用。这里说一下 那只1000FPS的弩 就是用高加速比射小箭的。 为什么不量产 道理很简单 打猎的箭重这个结构不够。第二加速比过大 片没有能商品化那么大拉力的。所以那个弩是一个试验品 是这个作者当时和人半打赌性质的一个作品。射2,3发就会出故障的。而且是抛开了耐用 量产可行性 耗材通用性 等等的一个专门为了初速去的一个东西。

国内玩家接触这些资讯太少。一千个玩弩的也不见得有一个人知道这只弩曾经出现过。更不要说具体情况 弊端了。

所以你如果要从事弹性形变发射器的工作。先去想加速比 因为这个是初速上限的门槛。加速比不够其他一切白搭。力再大航空母舰顶着一个钢珠推也推不出高速。这很好理解。
然后再看输入能和做功效率  首先输入能要大于你预期的输出 因为输出绝不可能大于输入。
再去分析哪些细节的角度变化，这一步是优化做功效率的。
同时一定要先知道现代的材料能做到什么，穿堡1为什么卡在四个直片上。不就是材料限制了吗？理论上能射和能产品化之间还有巨大鸿沟呢呵呵 如果不考虑产品化。那个1000FPS的弩还有更加简洁的方式。连弓片都不需要。就用两根绷紧的弦做动力源不就行了 弦绷得够紧张力也很巨大哦。自重也轻到不能再轻。效率很高。听起来不错吧，但是为什么没这种弩 原因就是现有材料下 没有材料的自身弦张力能稳定下来。所以貌似极端轻巧的结构其实是可以射 效果也极好 但是无法产品化的。因为你实验能射出500 600 但是客户不接受一个射几发初速就变的东西。

killer1223

如果不考虑量产 就只是为了射的实验 这种结构就搞定了。片都不需要 黑色粗弦是绷紧的两根弦。你要多大力 两端的螺丝拧拧就能改变弦张力。够简洁吧 要拉力 要加速比都足够。所有发射理论都成立。其实是没法量产的。

killer1223

穿堡 发表于 2014-12-24 21:07
Koltze博士1995年创造的记录：1000FPS！甚至没用滑轮。应该看出来弓的速度来自于哪里了吧？这个弓体和活动 ...

穿堡兄它这个移动部件哪里重呢 不就是片和弦吗  这种极大加速比的 片的原始力肯定也是巨大的 没法量产 做实验 验证一下初速上限用的 这个早就看过了。

弓的速度就是源自加速比 你看看他的片移动量比值和拉距比值 是一般反曲比值的平方。 它这个结构最终末端也不是拉力最大的 拉力曲线还是前小后大  区别就是2次加速比互乘 乘出一个超大加速比。而超大加速比等于超大省力 所以要求动力源力很大。

就那么简单。老黄历了。

killer1223

所以他这个例子正好说明了我说的  高速的第一要素是弦速的上限可能性要高 也就是加速比要足够大。他这个结构正是为此的。
第二就是结构移动件要少 减少内耗。他这个没轮子只有片和弦。比复合类少了轮子重量。轮子少了的那部分加速比 已经用互乘两次加速比补回来了。
第三就是他的原始片力很大所以他没法量产。我记得上千磅了，很久前看的 具体多少忘了。
所以我之前说的几个要点他这个例子是完全符合的。

而且他这个还是笨办法 要是只是为了试验 我113楼画的那个图将有更高效率。只是一样无法量产。

穿堡

killer1223 发表于 2014-12-28 02:22
穿堡兄它这个移动部件哪里重呢 不就是片和弦吗  这种极大加速比的 片的原始力肯定也是巨大的 没法量产 做 ...

针对你前面强调我的结构活动部件多这一点，我发的K博士的弩。他所有的弓片和弦都是活动的哦。还不重吗。

穿堡

killer1223 发表于 2014-12-27 19:04
这就是箭速和片变形速之间的关系

爪机试发图。力与速度交换出现在末端。理论上只要给我绝对的力，我能利用这里把箭射出光速。KIILER这个图忽视了弓片变化的连续性，看不出弦的位移变化和弓片形变位置变化之间关系并不是几何关系。

穿堡

穿堡 发表于 2014-12-28 09:39
爪机试发图。力与速度交换出现在末端。理论上只要给我绝对的力，我能利用这里把箭射出光速。KIILER这个图 ...

在弓里，弦（为了方便大家理解，我把抽象矢量力用弦代替）夹角存在“甜区”。也就是弦夹角180度到90度之间。弦夹角达到90度的时候，弦位移量和弓片变形位移量仅仅1：1。随着夹角逐渐趋零弓片形变对速度贡献效率趋零，就是所说的力大不干活。我们的先祖为了截取和利用大夹角的“甜区”，弓的长度越来越长。英格兰长弓拉满弓之后的弦夹角达到120-130度。可不可以把弓做到十几米甚至更长呢，理论上是这样，但是便携性和材料限制了弓的长度发展趋势。

穿堡

穿堡 发表于 2014-12-28 09:58
在弓里，弦（为了方便大家理解，我把抽象矢量力用弦代替）夹角存在“甜区”。也就是弦夹角180度到90度之 ...

不得不佩服我们的先祖，他们画了千年摸索时间，找到了突破口。答案还是弦夹角。匈弓的弦长度随着弓片形变而变化，并一直保持到弓稍打开为止。这期间弦夹角一直在110_120之间变化，成功实现小尺寸弓截取“甜区”的设计理想。依照理论，如果匈弓做到长弓的尺寸是否会很惊人？答案是“没必要”。因为追求的是弦夹角，而不是大尺寸。在截取甜区，将力度波峰推向弦行程前端方面，匈弓明显比长弓有巨大进步。正因为大夹角对速度贡献大，所以在这一阶段投入巨大能量，会收到巨大回报。至此，匈弓的进化为工匠和设计师打开了一扇大门，人类技术进步远未停止。

穿堡

穿堡 发表于 2014-12-28 10:19
不得不佩服我们的先祖，他们画了千年摸索时间，找到了突破口。答案还是弦夹角。匈弓的弦长度随着弓片形变 ...

在匈弓的原理基础之上，借助现代材料和加工技术，设计师们设计出偏心轮、大小轮等等进化之作。进一步把拉力峰值推到前端，将有限的、大部分能量聚集到甜区，全力挖掘甜区的效率金矿。在掌握了弓的理想力学模型的当下，为什么不把它进一步推到极致呢？还好，大多数人还在不断努力。

穿堡

jimmy的图，是他根据我有限的抽象理论，完全依靠他的独立思考设计出来的。

穿堡

这种积极探索的精神值得点个赞。

killer1223

穿堡 发表于 2014-12-28 09:39
爪机试发图。力与速度交换出现在末端。理论上只要给我绝对的力，我能利用这里把箭射出光速。KIILER这个图 ...

你没好好看我帖子 我早就说了 这是连续的变化过程 只是一个积分的过程 文字不好表达。几何事例只是说明弓门有放大片速的能力。那是用一个断面上的例子来说明加速比问题。还有连续的过程也一样是几何问题因为每个断面都是几何的。只是它是连续变化的。但是每一刻都是符合这个条件。
还有力永远作用于物体 那是初中物理里的理想条件  所以你说光速那些是基于力永远作用于发射物这个大前提的。

但是为什么我反复和你说加速比 就是一旦弦速上不去，它有力也没用。为什么弦速会上不去 因为弦是被片牵动的  人世间的片变形是有上限速度的。所以你作为一个要造成品的商家 如果你的考虑方向不是加速比 而是理想化的大力出奇迹 那就脱离了现实材料的特性。

如果你要说理论上大力能射出光速 那么直接用片崩也符合你这个理论。

killer1223

还有 从最早我就赞成 最后加速比最大的时候有大力是好的。但是我不同意的是小中大的变化。我是赞成大大大。接近平的拉力曲线 这能有最大的输入能。你说的现代复合弓他们仅仅是把拉力大点做到前面了吗 不是的 他们用凸轮是把除了LET OFF的那一寸以外全部做到几乎平的拉力曲线  。
如果峰值拉力一样的话 大大大的变化率 最终一段和你小中大一样 一样享受了甜区 而且在前段加速还能把发射物更快的加速到一定高度 而不是完全依赖最后的甜区。 复合弩早就这么做了。