Per le prove dei Mr. Carbon su bersaglio di legno abbiamo seguito un “protocollo” di prova (inteso come l'insieme regole formali su come condurre una sperimentazione allo scopo di renderla obiettiva e ripetibile) che ci permettesse una certa affidabilità del dato rilevato, mediante la seguente procedura:
I fucili erano armati normalmente in assetto da pesca, da provare con aste di diametro diverso, tutte dello stesso produttore (Gallini) ed elastici di lunghezze (e quindi carico) diverse, seppure della stessa qualità (C4 Superelax, nuovi).
E' stata effettuata una serie di tiri ripetuti, sempre con la stessa configurazione, sino ad rilevare 3 valori della profondità dell’impronta della punta dell’asta su un bersaglio rigido (in millimetri) che fossero sostanzialmente uguali (o che differissero per quantità irrilevanti).
Dalla misura dell’impronta dell’asta e conoscendone i parametri geometrico-strutturali (la massa, le dimensioni e la tipologia di punta) si risale alla energia cinetica nell’istante dell’impatto e quindi alla velocità dell’asta in tale istante, ricordando che Ec = ½ (m*V2).
Dalla formula della gittata e delle perdite idrodinamiche : E’c = Ec * e –((2Kr)/Cb) in funzione della distanza di tiro (3 o 4 metri) si risale alla velocità dell’asta al momento di uscita dal fucile.
Senza effettuare i calcoli energetici, poiché l’impronta è proporzionale all’energia cinetica per una prima approssimazione possiamo anche comparare i valori delle impronte espresse in cm per valutare quale sia l’asta più “performante”.
Cominciamo ad analizzare la prima prova: si tratta del MrC 79 di TEO, allestito come riportato nella Tabella 1 (riga 1):
Teo usa un elastico molto corto (L = 20 cm), caricato quasi al 400% e che sviluppa la notevole forza di circa 64 kg!
Faccio notare che il carico applicato non è l’unico paramentro per misurare la capacità di un elastico di restituire l’energia immagazzinata; infatti ciò che conta è l’AREA del diagramma sforzo-deformazione dell’elastico. Mi spiego con un esempio, riportando l’area del diagramma di due elastici della stessa lunghezza e ugualmente caricati a 64 kg:
L’energia immagazzinata è data dall’area della figura (parallelogramma) 1-A-B-5 nel caso del Superelax, mentre nel caso del BW coestruso è data dall’area della figura 1-A-C-5 che come si vede è minore, anche se arrivano allo stesso carico P= 64 kg.
Approfondiremo meglio le prove comparate sugli elastici in un altro articolo, ritorniamo quindi al nostro Mr.C 79 con asta da 6,25 mm di diametro (riga 1 della Tabella 1) e vediamo che l’asta penetra nel legno per un valore medio di circa 2,9cm.
Da solo questo dato ci dice poco, quindi ripetiamo la prova con un’asta da 6,5 mm (riga 2 della tabella) lasciando inalterate tutte le altre variabili e vediamo subito che lo stesso fucile con lo stesso carico porta la nuova asta a penetrare nel legno per una media di circa 3,6cm; quindi all’aumentare del peso dell’asta (rimanendo inalterata la lunghezza e cambiando solo il diametro) la prestazione è stata migliore.
Proviamo ancora ad aumentare il peso dell’asta e portiamo il diametro a 7 mm (stessa lunghezza) ripetiamo la prova (riga 3) e vediamo che la penetrazione media è adesso di 3,4 cm cioè è leggermente peggiorata. Certo! Non possiamo aumentare indefinitamente il peso dell’asta solo per avere maggiore penetrazione, esiste evidentemente un equilibrio fra peso asta e carico elastici (vero caro ANTOLAS? J ) che in questo caso ci conferma che la scelta ottimale è con asta da 6,5 mm.
Passiamo adesso ad esaminare le prove fatte con il Mr.C 79 di Paolone Cancelli che usa elastici lunghi L = 24 cm; gli stessi esprimono un carico di P=54 kg (che non è poco!) ma ben 10 kg di meno dell’esempio precedente.
Prendiamo la riga 4 della tabella e vediamo che la penetrazione media con asta da 6,25 mm è di 2,2 cm. Ripetiamo la prova con asta da 6,5 mm (riga 5) ed il risultato è una media di 3,3 cm. Quindi anche in questo caso si è ottenuta una prestazione migliore.
Passiamo all’asta da 7 mm (riga 6) e vediamo che la media è 2,5 cm quindi come nell’esempio del fucile di Teo la prestazione è peggiorata. Bene, abbiamo trovato l’optimum anche in questo caso con l’asta da 6,5 mm.
Passiamo adesso alla prova con il Mr.C 79 del caro Pasquale Pomaretti in arte SQUALO; purtroppo abbiamo solo un caso (riga 7) con asta da 6,35 mm di diametro ed elastici lunghi L = 22 cm che sviluppano P=58 kg di carico. Si consuntiva una media di 2,8 cm ma anche qui (con ottime probabilità) se avessimo provato con l’asta da 6,5 mm avremmo ottenuto la prestazione migliore.
Cambiamo adesso fucile ed andiamo sul Mr.C 94 di Paolone Cancelli, armato per la prova della riga 8 con elastici lunghi L = 24 cm che sviluppano P = 66 kg ed asta da 6,25 mm lunga 130 cm.
La media di penetrazione è 2,8 cm. Passiamo all’asta da 6,5 mm (riga 9) e leggiamo un valore medio di 3,0 cm, in linea con quello che ci si attendeva.
Ma attenzione adesso viene fuori un dato davvero interessante: abbiamo montato l’asta da 7 mm di spessore che Teone normalmente usa sul suo TERMINATOR 94…. Essa è vero è più spessa, ma è lunga 120 cm invece che 130 e quindi alla fine la differenza di peso è di soli 4 grammi (340 grammi pesa la 6,5; 344 grammi la 7). Eppure…. i valori medi di penetrazione del legno sono di 3,8 cm cioè il migliore risultato. La cosa si giustifica, a parità di altre variabili, poiché la stessa essendo più tozza, offre meno resistenza all’avanzamento. Il fattore di forma dovuto all’aumento di sezione quindi conta meno dello stesso fattore dovuto alla lunghezza del dardo; in pratica ai fini delle perdite idrodinamiche è meglio avere aste più corte e tozze invece che lunghe e snelle (le quali fra l’altro sbandierano di più).
Note esplicative: l'asta lunga e sottile (snella) ha effettivamente un diametro inferiore, e quindi una sezione frontale minore. E' innegabile che la sezione minore debba determinare una minore resistenza idrodinamica della stessa. Di contro l'asta corta e spessa (tozza) ha una sezione maggiore che determina incontestabilmente una maggiore resistenza idrodinamica. Però la lunghezza diversa delle aste, siccome il liquido aderisce su tutta la superficie delle aste stesse, influisce sul loro comportamento dinamico. Il sottile strato fluido che aderisce all'asta è fermo. Quando spariamo, l'asta parte e, per inerzia, lo strato di liquido tende a rimanere fermo: per trascinare il liquido nel movimento l'asta spende energia. Ovviamente quanto maggiore è la superficie di asta in contatto con il liquido quanto maggiore è questa azione frenante. In soldoni l'asta snella ha una minore resistenza idrodinamica frontale ma la sua superficie è molto più estesa con conseguente dispersione di energia per trascinare il liquido che la lambisce. L'asta tozza, invece, nonostante la maggiore resistenza idrodinamica frontale, avendo superficie inferiore disperde meno energia per trascinare lo strato di liquido che la lambisce. Il risultato: l'asta tozza offre prestazioni migliori!
Alla fine tutto ciò conferma sperimentalmente quanto già visto con le formule e con le “sensazioni” soggettive degli esperti pescatori.
Infine, è opportuno attirare l'attenzione del lettore sul fatto che per il 79 abbiamo tirato a 3 metri di distanza e per il 94 a 4 metri: non è quindi possibile effettuare alcun confronto sensato tra i valori delle penetrazioni espressi in cm dei due differenti fucili!
A questo punto ho inserito i risultati delle prove sperimentali nel mio primo foglio di calcolo, per vedere di confrontarli ed eventualmente di validare le formule.
Se ricordate, l’anno scorso ho utilizzato le prove sperimentali su bersaglio di legno per validare le formule dei fucili ad aria compressa, ottenendo una ottima aderenza dei valori teorici con quelli sperimentali (rif. Articolo su PescaSub di Marzo 2007).
Bene, nel caso degli arbalete ho ottenuto i seguenti valori (vedi fogli excel):
Cioè i risultati, seppur di poco, differiscono. C’è ancora qualcosa di sconosciuto sugli arbalete…… ritengo siano i coefficienti delle equazioni esponenziali, molto difficili da trovare esattamente (d'altra parte è incontestabile che il comportamento delle gomme durante la contrazione è tutt'altro che lineare e questo indubbiamente influisce determinando delle non linearità difficilmente prevedibili).
Il fucile ad aria compressa invece, segue meglio le leggi della meccanica classica, è più ripetibile come sistema perché più semplice e non legato a variabili indeterminate (infatti le formule hanno un’ottima rispondenza con quanto misurato nelle prove).
A questo punto potremmo concludere dicendo che, fucile per fucile, e a seconda delle variabili (asta, elastici) esiste sempre il miglior compromesso che ottimizza le prestazioni.
Lo studio però non è finito!
Infatti è vero che ad esempio il fucile della riga 2 aveva ottime performance
Ma sarà il sistema equilibrato? Cioè avrà equilibrio fra le 3 variabili (massa fusto, massa asta, carico elastici) in modo da ottenere un rinculo gestibile per garantire comunque la precisione del tiro e non disperdere troppa energia?
Utilizziamo allora la formula dell’equilibrio:
Mentre il rapporto fra peso asta e peso fucile è corretto (cella gialla, OK), la formula dell’equilibrio ci dice che comunque il fucile è troppo potente (valore ideale circa 16, ottenuto 19, cella rossa).
Pertanto chi non è abituato potrebbe avere problemi di precisione! (non Teo).
Se Teo avesse montato il mulinello sul suo fucile, cosa sarebbe cambiato in termini di equilibrio? Vediamo:
E’ bastato quindi aumentare il peso del fucile di circa 280 grammi per far rientrare tutti i parametri in zona verde….! Tutto OK!
Quindi cari amici se volete davvero pompare al massimo il vostro arbalete (beh è una battuta….pneumatica) metteteci il mulinello che, oltre ad assicurarvi la cattura in caso di bestione (come la ricciola di 30 kg di Giorgio Bettin, presa proprio con il Mr.C 79), vi dà anche quella massa in più necessaria.
Prendiamo invece il Mr.C 79 di Paolone Cancelli, con elastici lunghi 24 cm (che comunque hanno sempre un rispettabilissimo carico di P = 54 kg).
La formula dice:
Ottimo! Tutto in zona verde, Paolo ha un fucile bello, potente e preciso.
Giusto per curiosità e completezza, vediamo adesso i valori di equilibrio del fucile di Pasquale e del Mr.C 94, sempre di Paolone:
Tutto Ok per Pasquale!
Vediamo il Mr.C 94
Equilibrio perfetto! Valore pari a 16, zona gialla, significa che il fucile è molto potente ma preciso e gestibile.
Credo che con il Mr. Carbon si sia arrivati al massimo livello di sviluppo del fucile monoelastico; lo stesso rappresenta quindi il vertice della produzione attuale. Certo ulteriori miglioramenti sono possibili ma su sistemi, diciamo, secondari. Ormai siamo prossimi al limite fisico dell’attrezzo e di sicuro non vedremo un rateo di crescita così vertiginoso come quello che si è registrato nel corso degli ultimi 2-3 anni sugli arbalete a singola coppia di elastici.
Per il doppio elastico invece qualcos’altro ancora si può fare, sebbene le migliori produzioni in legno o carbonio offrano già oggi delle prestazioni veramente eccezionali. Vedremo!
