Lo spine della freccia e il peso delle punte: tabelle di riferimento

arcierielimi Aprile 15, 2018Febbraio 18, 2019

Lo spine della freccia e il peso delle punte: tabelle di riferimento

Per un arciere i significati sono diversi:

La rigidezza di un’asta della freccia = spine statico;
La flessione di una freccia quando è scoccata dall’arco = spine dinamico;
Il termine è anche usato, se si vuole impropriamente, per indicare la direzione del volo della freccia; si può sentir dire: “occorre fare così e così per ammorbidire (o diminuire) lo spine della freccia”, per dire che “così e così si faranno volare le frecce più a destra”.

Proviamo a precisare meglio il significato dei primi due significati, quelli che vale la pena di esaminare a fondo.

Lo Spine statico

Lo spine statico di un’asta è definito da un numero che indica la sua flessione se sottoposta ad un test preciso: lo spine statico è caratteristico dell’asta della freccia, è la sua rigidità, e dipende dall’elasticità dei materiali usati per costruirla e dalla geometria della loro costruzione.
Nei materiali è compresa anche la colla usata nella costruzione di aste multistrato.
La geometria dell’asta comprende il diametro, lo spessore (quello di ogni strato di materiale se è multistrato) e la forma dell’asta stessa (asta cilindrica o barilata).
Lo spine statico si misura per convenzione appoggiando l’asta su due supporti distanti fra di loro 28” ed applicando al centro dell’asta stessa un peso di 1,94 libbre (con aste non cilindriche ci si deve assicurare che lo spessore maggiore dell’asta sia al centro fra i due appoggi). 26″ per aste in legno con un peso di 2 libbre.

Lo spostamento verso il basso dell’asta (la sua flessione sotto l’effetto del peso) determina lo spine dell’asta. Minore è la rigidità dell’asta, più ampia la curvatura, maggiore la distanza misurata, il suo spine. Le tabelle fornite dalle case costruttrici delle aste permettono di scegliere fra i diversi tipi di aste offerte esclusivamente in funzione del loro spine statico, anche se ciascun costruttore definisce le sue aste in base ad indicazioni che non corrispondono a quelle degli altri costruttori.

Lo spine di un’asta (escludendo i fattori come la temperatura) può variare solo se variano le proprietà dei materiali o se cambia la struttura dell’asta ( per rottura, scollamento, ecc).
Rick McKinney segnala nel suo articolo che in casi particolari aste in alluminio possono deteriorarsi, e variare quindi il loro spine, anche dopo pochi tiri (l’alluminio si indurisce nel tempo, perché la sua struttura cristallina si altera a seguito della continua flessione a cui è sottoposta nel tiro); aste in carbonio cominciano a manifestare un’usura dello spine dopo diverse centinaia di tiri (lo spine si indebolisce per l’usura della parte esterna dell’asta per l’attrito che subisce penetrando nel batti-freccia).

Lo Spine dinamico

Lo spine dinamico non può essere definito da un numero. Si può dire che una freccia è rigida o morbida per quell’arco e per quel tiratore, definendo così in base alle sue caratteristiche nel tiro lo spine di quella freccia. Non esiste una prova che possa essere usata a questo scopo: la freccia scoccata si deforma elasticamente, si flette, in modo non valutabile con una formula precisa.

La deformazione elastica avviene perché la spinta della corda sulla freccia non agisce esattamente nella direzione dell’asse della freccia (più con gli archi storici, che non hanno una finestra sul raiser, meno con gli archi compound, nei quali la finestra può essere molto ampia), e perché la corda al rilascio percorre una traiettoria sinusoidale smorzata: infatti un rilascio, per quanto ben fatto, anche con uno sgancio meccanico, è un’azione che esercita una forza non esattamente in asse.

Studiando il volo della freccia per mezzo di riprese cinematografiche ad alta velocità, si è capito quello che è comunemente noto come il paradosso dell’arciere: come mai la freccia lasci l’arco senza colpirlo.

Punti nodali e Paradosso dell’arciere

Il punto in cui la freccia appoggia sul bottone a trazione completata, costituisce uno dei due punti nodali della freccia, cioè uno dei due punti che non sono soggetti a movimenti laterali durante il volo.
Questo tende a ridurre le conseguenze di un rilascio non corretto in quanto i punti nodali tendenzialmente rimangono fermi durante il volo, a differenza di quanto avviene ad es. per la punta di una freccia, come evidenziato nel disegno.
Come facciamo a trovare questi magici invisibili punti? In maniera simile a quella della messa a punto di una corda. Afferriamo la freccia per la punta, stringendola fra indice e pollice, e picchiettiamo la coda su un oggetto solido. Osserviamo quanto dura la vibrazione. Ora spostate in step successivi la presa delle dita lungo l’asta, sempre picchiettando la coda ed osservando la durata della vibrazione.
Ripetete l’operazione fino ad individuare il punto dell’asta a cui corrisponde la massima durata della vibrazione. Questo è il punto nodale anteriore della freccia.

Perché questo avvenga, è indispensabile che la freccia si fletta in una misura giusta, non troppo né troppo poco: durante il tempo che l’arco impiega per chiudersi (mediamente 1/250 di secondo) la freccia dovrebbe subire un ciclo di tre curvature complete, sempre con la cocca connessa alla corda.

Ovviamente questa flessione, lo spine dinamico, non corrisponde alla flessione definita dallo spine statico, che è intrinseco dell’asta come tale, ma dipende da molti fattori e può essere soggetto a variazioni notevoli: lo spine dinamico di due frecce identiche, costruite con aste uguali, tirate con archi diversi avranno un comportamento diverso.

Trovare la freccia esatta da accoppiare ad un arco è quindi un’operazione che non può essere fatta con la semplice misurazione di una caratteristica fisica, in base ad una formula matematica, ma richiede prove e decisioni da prendere in base all’esperienza ed al lavoro fatto tirando con l’arco, tenendo conto di tutti i fattori che influenzano lo spine dinamico, legati alle caratteristiche della freccia e dell’arco.

Aspetti che influenzano lo SPINE: fattori legati alle caratteristiche della freccia:

lo spine statico – maggiore lo spine statico, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
la lunghezza dell’asta – maggiore la lunghezza della freccia, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
il diametro dell’asta – fattore che amplia la distanza dell’asse della freccia dall’asse dell’arco (si aggiunge all’effetto provocato dal center shot – vedi nelle caratteristiche dell’arco);
il peso della punta – maggiore il peso della punta, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
l’impennaggio – maggiore il peso dell’impennaggio, minore la flessione, lo spine dinamico.

Aspetti che influenzano lo SPINE: fattori legati alle caratteristiche dell’arco:

il suo libbraggio – a parità di altri fattori, maggiore il libbraggio, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
la potenza dell’arco: il carico applicato all’asta e la sua distribuzione durante la corsa della corda – maggiore il carico applicato all’asta, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
il materiale con cui è costruita la corda – la sua elasticità, che influenza il punto di distacco della cocca dalla corda – una corda meno elastica, a fine corsa si distacca bruscamente dalla cocca e non rallenta la velocità della freccia con la sua azione frenante, quindi maggiore la flessione, lo spine dinamico;
l’efficienza dell’arco – maggiore la resa, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
l’allungo – a parità di altri fattori, maggiore l’allungo, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
il brace height (distanza arco corda) – determina la durata dell’impulso della corda sulla freccia – minore il brace height, maggiore la flessione, lo spine dinamico;
il center shot – definisce la deviazione fra il piano di mira e quello di scorrimento della corda – più il center shot si discosta dall’asse dell’arco, maggiore è la flessione, lo spine dinamico.