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战争研究论坛 → 讨论区 → [军事装备] → 有关弓弩材料方面的问题，有请newavatar兄解惑

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 pigrush 男，离线
  
  
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有关弓弩材料方面的问题，有请newavatar兄解惑
newavatar兄是学材料的吧？应该回答比较权威。其他兄弟如果有知道的也请指点一二
在sc有人贴出了一个数据

当时欧洲的射击兵器都很落后，如十字弓用钢来做，事实上钢是最差的做弓蓄能材料，
Archery and Mathematical Modelling. Journal of the Society of Archer-Antiquaries, 34:21-29.
在这篇论文给出了不同材料的蓄能情况:
steel 1300 kgf cm/kg
sinew 动物腱 25000 kgf cm/kg
horn 动物角质 15000 kgf cm/kg
yew 紫杉 11000 kgf cm/kg
maple 枫木 7000 kgf cm/kg
glassfibre 玻璃钢 43000 kgf cm/kg

可见钢是最差的，
钢臂的蓄能仅为复合弓材料的1/15.

而且钢的变形能力相对差,欧洲的钢弩尺寸都很小，弓臂很少超过80厘米的,所以限制了弦的初速度,开弓距离也很短,有的仅十几厘米，做功距离短释放的能量更小。
钢弩弓身的质量很大，如一个弓臂80厘米的十字弓已经是非常大的型号了，比一般实战的十字弓还大的多，弓臂重近4公斤，然而它的蓄能极限仅相当于0.27KG的复合弓，而且做弓距离可小多了，三十多厘米而已。

弓或弩释放的能量转化的方向是箭能量+弦能量+弓臂能量，弓臂越重越不利，而如此重的十字弓臂消耗的能量占了很大一部分，而且弓臂太重，弓臂的运动速度就小多了，因此弦速度也被大大限制，箭的初速度就更小。



google了一下原文，原文给的是下面这张表
http://www.student.utwente.nl/~sagi/artikel/mathmod/table2.html
最后一栏按照原文意思，是给出了单位质量的材料可以存储的能量。令人疑惑的是，钢可以承受的力和弹性模量都大大超过其他材料，密度也没大到离谱，为何单位质量的材料可以存储的能量低那么多呢？这些数据之间是怎样的关系？还请各位达人给一点介绍

如果大家有兴趣阅读，原文的地址是这个
http://www.student.utwente.nl/~sagi/artikel/mathmod/mathmod.html

[此贴子已经被作者于2005-9-12 12:03:18编辑过]
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钢变形之后往往就是永久变形，很难回复原状态，自然谈不上什么蓄能 ：）

不过这个话题说起来有点意思：秦代的弩基本就是弓加固定支架，可往后弩臂明显加粗加厚，很明显已不会在发射时有变形了，宋代的神臂弩和西方十字弓都是如此。对此个人怀疑是因弦的制作工艺改进，对弩而言增强弦的力量更加可行，于是已无需再借助弩臂变形的能量了。


[此贴子已经被作者于2005-9-14 19:25:53编辑过]


死技青冷笑话之三 @
在诸多灵长类种群中动物园猴群远比公司程序猿高等，他们有：更好的空气、更大的活动空间、更短的工作时间、更仁慈的管理猿、以及全免费的食物住房和医疗，还在对PPMM这个族群的喜爱度争夺战中大幅领先！





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钢铁品种/成分不同，性能也差很远啊……何况单兵武器这个东西的上限是人力，不是材料……


需要再多一点运气啊





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http://www.sonicchat.com/topicdisplay_safe.asp?TopicID=1085848&Page=1&BoardID=16

这哥们的中学物理貌似没学好的样子


需要再多一点运气啊





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嗯……这个kgf cm/kg的数据跟弓的效能没有直接的联系。这个量纲表达的是每单位的材料所能储存的能量，而能量利用的效率取决于扭曲-恢复这个过程中有多大比例的能量被浪费掉转化成热能，就是说还需要每种材料的（输出能量/输入能量）这样一个比值。

现在回来看这个蓄能数据，这并不决定弓的效能，正如我以前就说过的，弓弩能释放的能量关键取决于弓箭手的体能，材料能储存的能量并不是主要影响因素，即使用单位蓄能较少的材料，只要加粗加长弓体就可以获得更大的蓄能能力。能量等于功率乘以时间，一般来说不论哪种弓弩，都要在不到一秒的时间里拉开，于是真正的限制就取决于于弓箭手的肌肉能输出的功率。英国长弓之所以威力惊人，并不是因为紫杉木，而是因为长弓手的体格。而后期的钢弩采用的棘齿+曲柄开弓，把做功时间延长了数十倍，输入的能量根本不在同一个数量级上，说它释放的能量比不上复合弓就很可笑了。

动物腱和角质可以用少得多的材料储存较大能量，这就是说使用两种材料可以减轻弓的重量或者缩小尺寸，这属于武器便携性的改进，而不能带来威力方面的增强。另一方面动物腱和角质本身所能达到的尺寸有其天然限制，并且受湿度影响较大，能否广泛利用就跟战场环境联系紧密。


铁口直断！！神～算～包～～

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其实弩在蓄能的时候，变形根本不是只由弓臂来承担，弓弦也要产生拉伸作用，两者的弹性模量等数据都会对变形状态产生巨大影响。（ronin21老大说的大约也有这个意思）
而他的那套模型纯粹是把弩上弦当成了弹簧挂重物，臂理想成一个弹簧来分析，完全是个没读过大学理论力学的人而已。（他关于射中盔甲后的变形分析更是如此）

实际上要不是用了“钢“臂而换其他材料，我恐怕由于臂中必须承受的巨大剪切力，已经够把弩臂崩断掉了。所以所谓“重弩“，就是因为必须加固结构才能让弩正常工作而不发生材料破坏，而以当时有限的理论知识最后能找到的理想物自然还是钢铁。
从木制弩到钢质弩，这是千年以上实践中演化来的结果，要是被那高中生兄弟一个拍脑袋模型就否定了，真是笑煞人也。（ps，那贴我从20几回贴时就开始关注了，不过那时和现在一样，只是好奇到底需要用多少回贴才能让他歇下来，自称博士生，还真不如请他把所在院校专业和导师名讳报上来，要是有我们也就干脆直接去和他导师联系，劝那高徒收收心干正事）


[此贴子已经被作者于2005-9-16 1:50:44编辑过]
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那家伙自称博士，恐怕是拉大旗做虎皮.....不知道高中毕业了没




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