Boomerang

---

Hintergrund

Ein Bumerang ist ein aerodynamisch geformtes Objekt, das entworfen wurde, um effizient durch die Luft zu fliegen, wenn es von Hand geworfen wird. Der Begriff bezieht sich normalerweise auf ein Objekt, das einer kreisförmigen Flugbahn folgt, die es zum Werfer zurückführt. (Einige Quellen beschreiben alle aerodynamischen "Wurfstöcke" als Bumerangs und unterteilen sie in die Kategorien "rückkehrend" und "nicht zurückkehrend".) Traditionelle Designs sind V-förmig, aber neuere Versionen können unregelmäßige Formen oder mehr als zwei Arme haben.

Zwei Konstruktionskomponenten verleihen dem Bumerang die Fähigkeit zum Kreisflug. Einer ist die Anordnung der Arme, und der andere ist die Profilform des Tragflügels, die es den Armen ermöglicht, Flügel zu bilden. Während des Fluges dreht sich der Bumerang schnell (ca. 10 Umdrehungen pro Sekunde). Die Flügelprofile erzeugen den gleichen Auftriebseffekt, der Flugzeuge zum Fliegen bringt. Außerdem erzeugt die Drehbewegung eine Kreiselpräzession, die den Bumerang in eine Kreisbahn zieht. Ein ähnlicher Effekt kann bei einem Kreisel beobachtet werden:Wenn die Achse des Kreisels nicht ganz senkrecht ist, bewegt sich der obere Teil des Spielzeugs kreisförmig um die Achse.

Für einen erfolgreichen Flug muss der Bumerang auch richtig geworfen werden. Es sollte nahe dem Ende eines Flügels gehalten werden, wobei die obere (gekrümmte) Oberfläche zum Körper des Werfers zeigt. Der Bumerang sollte fast senkrecht stehen, wobei der Werfer den untersten Arm hält. Je nach Windverhältnissen und Bauart des jeweiligen Bumerangs kann der obere Teil bis zu 30° nach außen geneigt sein. Nachdem er den Arm nach hinten gezogen hat, schleudert der Werfer den Bumerang mit einer Überhandbewegung, ähnlich wie ein Werfer einen Baseball wirft. Im Moment des Loslassens fügt der Werfer ein Knacken des Handgelenks hinzu, als würde er mit einer Peitsche knallen. Der Auslösewinkel sollte zwischen horizontal und 15° nach oben liegen. Bei Wind muss der Bumerang zwischen 30° und 90° nach rechts vom Gegenwind geworfen werden (bzw. bei einem linkshändigen Werfer nach links; rechts- und linkshändiger Bumerang sind spiegelbildlich). andere).

Wenn der Bumerang vorwärts fliegt, beginnt er langsam zu rollen (gegen den Uhrzeigersinn für eine Rechtskurve) und fliegt schließlich horizontal mit der flachen Seite nach unten. Wenn es zum Werfer zurückkehrt, wird es sicher in Brusthöhe gefangen und fängt es wie ein Sandwich zwischen den offenen Händen ein.

Freizeitwerfer spielen einfach gerne ein Solitär-Fangspiel. Wettkampfinteressierte können aus einer Vielzahl von Disziplinen wählen, darunter Präzision (so nah wie möglich zum Startpunkt zurückkehren) und Ausdauer (die meisten Fänge in einem Zeitraum von fünf Minuten machen). Der internationale Rekord für die zurückgelegte Distanz vor der Rückkehr zum Werfer liegt bei 780 ft (238 m) in einem Flug, der fast 22 Sekunden dauerte. Der Rekord für die maximale Flugzeit (MTA) liegt bei zwei Minuten 59,94 Sekunden; der inoffizielle MTA-Rekord, der in einem sanktionierten Wettbewerb gesehen, aber nicht geworfen wurde, beträgt erstaunliche 17 Minuten und sechs Sekunden.

Verlauf

Bumerangs entwickelten sich als Veredelung von geschnitzten Wurfstöcken (kylies), die als Waffen, vor allem für die Jagd, verwendet wurden. Die älteste bisher gefundene Kylie ist eine aus einem Mammutstoßzahn. Sein Alter wurde 1987 in Polen entdeckt und auf etwa 20.300 Jahre karbonisiert. Dieses 60 cm lange, 0,9 kg schwere, leicht gebogene Gerät wurde wahrscheinlich geworfen, um Rentiere zu töten. Es wurde festgestellt, dass eine Plastikreplik beim Werfen durchschnittlich 27 m weit zurücklegt, obwohl sie bei Gegenwind seine Reichweite auf durchschnittlich 38 m erhöht.

Kylies wurden von prähistorischen Menschen in allen Teilen der Welt verwendet. Sie waren normalerweise aus Holz und hatten die Form einer Banane; beide Gesichter jedes Arms waren in gekrümmte Tragflächenoberflächen geschnitzt. Wenn sie geworfen wurden, bewegten sie sich über Entfernungen von bis zu 200 m parallel zum Boden und drehten sich wütend auf ihr Ziel zu. Sie waren normalerweise 0,9 m lang und 2,3 bis 4,6 kg schwer und waren effektive Jagdwerkzeuge.

Es gibt Hinweise darauf, dass Bumerangs in mehreren Kulturkreisen entwickelt wurden. Ein in Deutschland gefundenes bumerangförmiges Objekt wurde beispielsweise aus Eschenholz hergestellt. Es wurde auf ein Alter von 2.400 bis 2.800 Jahren kohlenstoffdatiert und ist so gut erhalten, dass Archäologen seine gesamte Form rekonstruieren können. Die Replik wurde mit der linken Hand geworfen, um eine vollständige Bumerang-Flugbahn zu erzeugen; Die Flügelprofile waren jedoch nicht optimal, was es schwierig machte, erfolgreich zu werfen. Es gibt Hinweise darauf, dass Bumerangs auch in Ägypten und Indien entwickelt wurden.

In allen Gebieten außer Australien entwickelten Jäger Speere zum Werfen und Bögen zum Schießen von Pfeilen, und sie hörten auf, Kylies zu verwenden. Die australischen Ureinwohner jagten jedoch weiterhin mit Wurfstöcken. Die Bewohner des östlichen und südlichen Teils dieses Kontinents entwickelten beim Experimentieren mit Designs Bumerangs, die sie hauptsächlich für den Sport nutzten. Bei großen Stammesversammlungen veranstalteten sie Wettbewerbe, die auf Qualitäten wie der Präzision des Rückflugs und der Geschwindigkeit und Qualität des Fluges basierten. Bumerangs wurden nicht auf Raubtiere geworfen, obwohl sie manchmal als Lockvögel geworfen wurden, um Vögel in ein Netz zu locken.

Der älteste in Australien gefundene Bumerang stammt aus der Zeit vor etwa 14.000 Jahren. Der Ursprung des Wortes ist ungewiss, obwohl es von dem Ruf „boom-my-row“ („Zurück, Stock“) abgeleitet sein könnte, den britische Kolonisatoren 1788 von Dharuk-Stammesangehörigen beim Werfen der Instrumente hörten. Die traditionelle Methode zur Herstellung eines Bumerangs war es, ein entsprechend gebogenes Holzstück auszuwählen, normalerweise aus dem Abschnitt, in dem der Baumstamm mit einer großen Wurzel verbunden ist, wobei ein Winkel von 95-110° entsteht. Bei Bedarf wurde der Winkel zwischen den Flügeln angepasst, indem der Bumerang über einem Feuer erhitzt und gebogen wurde. Die aerodynamischen Profile wurden mit einer Axt aus dem Holz geschnitzt, mit einem Feuerstein geglättet und mit Sand poliert. In die Oberflächen können Designs eingraviert werden, entweder zur Dekoration oder zur Verbesserung der Flugeigenschaften. Das Holz wurde mit Fischöl oder Farbe versiegelt.

Bumerangs blieben bis etwa 1970 eine relativ obskure Kuriosität. Ein Workshop über das Herstellen und Werfen von Bumerangs wurde von der Smithsonian Institution in Washington, DC, veranstaltet. Es löste große Begeisterung für den Sport aus und das Smithsonian begann, jährliche Turniere in der National Mall zu sponsern. Das erste internationale Meisterschaftsturnier wurde 1981 ausgetragen.

Rohstoffe

Für die Herstellung eines Bumerangs können verschiedenste Materialien verwendet werden. Holz ist nach wie vor eines der beliebtesten, da es gute Ergebnisse liefert, relativ günstig ist und sich leicht bearbeiten lässt. Im Allgemeinen wird finnisches oder baltisches Birkensperrholz in Flugzeugqualität bevorzugt, das aus sehr dünnen Holzschichten laminiert wird. Eine 0,2 Zoll (5 mm) dicke Platte besteht aus fünf bis 10 Schichten. Um das Holz vor Feuchtigkeit zu schützen, wird es in der Regel mit einem Polyurethan versiegelt Glasur.

Zu den synthetischen Materialien, die für Bumerangs verwendet werden können, gehören Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)-Kunststoff, Glasfaser, Kohlefaser, Leinen-Phenolharz-Laminate und Kevlar-Para-Aramid-Faser. Spielzeug-Bumerangs aus Urethanschaum oder Karton können in Innenräumen verwendet werden.

Design

Da die richtige Drehbewegung für die Leistung eines Bumerangs entscheidend ist, gibt es einige grundlegende Konzepte, die während des Designprozesses befolgt werden müssen. Diese Grundelemente lassen jedoch viel Raum für Kreativität und Bumerangmacher experimentieren häufig mit innovativen Formen.

Beim Erstellen eines neuen Musters markiert der Designer einen Punkt in der Mitte eines Bogens Ein Bumerang. festes Papier. Diese erste Führungsmarke bezeichnet den Schwerpunkt des Bumerangs. Während der Designer den Bumerang weiter skizziert, muss er oder sie darauf achten, die Form um den Schwerpunkt herum auszubalancieren. Die andere wichtige Überlegung ist, dass die Mittellinien jedes Flügels des Bumerangs im Allgemeinen zum Schwerpunkt zeigen müssen (d. h. innerhalb von 10° in jede Richtung). Der zweite Satz von Führungsmarkierungen, die der Designer auf dem Papier macht, sind also die Mittellinien der Flügel. Innerhalb der durch die Führungsmarkierungen gesetzten Grenzen kann der Designer dann je nach Wunsch ein einfaches oder skurriles Design skizzieren.

Nachdem das Design vollständig gezeichnet ist, schneidet der Designer es aus dem Blatt Papier aus. Durch das sukzessive Aufhängen des Musters am Ende jedes Flügels kann der Konstrukteur überprüfen, ob der geplante Schwerpunkt ausreichend erhalten ist. Dies ist der Fall, wenn die Mittellinie jedes Flügels innerhalb von 30° von der Vertikalen hängt.

Ernsthafte Designer, die nach genaueren Methoden suchen, können ausgefeiltere Techniken verwenden, einschließlich computergestützter Entwurfssoftware.

Der Herstellungsprozess

Die folgende Beschreibung konzentriert sich auf die Herstellung eines V-förmigen Sperrholz-Bumerangs. Synthetische Materialien werden auf ähnliche Weise bearbeitet, einige erzeugen jedoch beim Schneiden oder Schleifen gefährlichen Staub oder Dämpfe. In diesem Fall sind Staubmasken und Schutzkleidung unerlässlich.

Formen

• 1 Die Sperrholzplatte wird auf Ebenheit geprüft. Wenn es nicht ganz flach ist, wird es so ausgerichtet, dass die konkave Seite der Oberseite des Bumerangs entspricht. Dadurch wird die Stärke des Bumerangs deutlich erhöht und die Flügelspitzen für eine bessere Aerodynamik leicht angehoben.
• 2 Das Muster wird so auf das Sperrholz gelegt, dass die Holzmaserung von der Spitze des einen Armes des Bumerangs zur Spitze des anderen Armes verläuft. Der Umriss des Musters wird mit einem Bleistift auf das Sperrholz gezeichnet.
• 3 Eine Dekupiersäge, Stichsäge, Kappsäge, Bandsäge oder Laubsäge wird verwendet, um die Bumerang-Form aus dem Sperrholz zu schneiden. Dieser grundlegende Ausschnitt wird als Rohling bezeichnet.
• 4 Als Alternative zum Schneiden eines einteiligen Zuschnitts können zwei separate Flügel geschnitten werden, die einen Überlappungsabschnitt an der Stelle ermöglichen, an der sie verbunden werden. Mit einer Oberfräse wird die halbe Dicke dieses Überlappungsabschnitts von jedem Flügel weggeschnitten. Die überlappenden Abschnitte werden mit Holzleim verbunden und zusammengeklemmt, bis die Fuge ausgehärtet ist.
• 5 Auf der Oberseite des Zuschnitts wird ein Umriss gezeichnet, um die Bereiche anzuzeigen, die für die Vorder- und Hinterkante der Flügel geformt werden sollen.
• 6 Die Profile der Flügel werden mit einem Bandschleifer oder von Hand mit einer Raspel oder einem Hobel geformt. Die Oberseite der Vorderkante jedes Flügels ist in einem Winkel von 45° abgesenkt, während die Rückseite des Flügels nach unten abgewinkelt ist, um eine 0,04-0,08 Zoll (1-2 mm) dicke Hinterkante zu hinterlassen. Die untere Fläche der Vorderkante ist etwas zurückgeschnitten. Die Flügelspitzen sind auf die gleiche Dicke wie die Hinterkante geformt. Die verschiedenen Schichten des Sperrholzes dienen als Höhenlinien, die dem Arbeiter helfen, gleichmäßige Neigungen zu erzielen.
• 7 Ein flacher Abschnitt kann auch von der Unterseite jedes Flügels ausgeschnitten werden. Dies kann zum Beispiel aus einem 5 cm langen Streifen in der Nähe der Flügelspitze und hinter der Vorderkante bestehen.

Abschluss

• 8 Mit zunehmend feineren Schleifpapier (80-250 Körnung) wird die Oberfläche des Bumerangs vorsichtig mit einem Schwingschleifer oder von Hand geglättet.
• 9 Nach dem Besprühen der Oberfläche mit Schleifmittel, feiner Stahlwolle wird verwendet, um die Oberfläche weiter zu glätten. Ein Anstrich oder Holzlasur gefolgt von einer oder mehreren Schichten klarem Polyurethan-Finish.

Abstimmung

• 10 Der Bumerang wird mehrmals geworfen, um seine Flugfähigkeiten zu testen. Es können verschiedene Arten von Einstellungen vorgenommen werden, um den Bumerang für eine bessere Leistung abzustimmen. Beispielsweise können die Flügelprofile durch zusätzliches Schleifen angepasst werden.
• 11 Eine andere Stimmtechnik besteht darin, die Flügel zu biegen und ihre Spitzen etwa 3 mm über die Scheitelebene anzuheben; Dies nennt man dem Bumerang eine positive Dieder. Es kann erforderlich sein, den Bumerang zu erwärmen, um ihn flexibel genug zum Biegen zu machen und die Einstellung dauerhaft zu machen. Dies kann mit Dampf oder sogar in einer Mikrowelle erfolgen.
• 12 Auch das Verdrehen der Flügel zum Anheben oder Absenken der Vorderkanten kann die Leistung des Bumerangs beeinträchtigen.
• 13 Andere Stimmtechniken umfassen das Bohren von Löchern durch die Flügel, das Schneiden von Schlitzen in die Vorderkanten der Flügel oder das Bohren flacher Löcher in die Unterseite der Flügel und das Einsetzen von Blei oder Messing Stecker, um das Gewicht zu erhöhen.

Qualitätskontrolle

Während des gesamten Herstellungsprozesses wird die Qualität des Bumerangs regelmäßig überprüft. Jegliche Unebenheiten des Bumerangs wie ungleiche Seiten oder Unebenheiten beeinträchtigen das aerodynamische Design. Bumerangs werden von Organisationen wie der World Boomerang Association und der United States Boomerang Association (USBA) sanktioniert. Diese Gruppen legen die Standards und Regeln fest, die bei allen Bumerang-Wettbewerben eingehalten werden müssen, z. B. Sicherheit, Geschicklichkeit und Timing.

Die Zukunft

Boomerang-Innovationen können in zwei Bereichen entwickelt werden:Materialien und Design. Während neue Materialien entwickelt werden, die stark, haltbar und leicht sind, werden Bumerang-Hersteller versuchen, sie einzeln oder in Kombination zu verwenden. Der Bumerang, der mehr als 17 Minuten lang flog, bestand beispielsweise aus einer zweilagigen Außenhülle aus Kohlefasern und Kevlar; die Hülle wurde mit Epoxidharz gefüllt, das mit phenolischen Mikroballons vermischt war.

Zwei neue Innovationen schlagen Möglichkeiten vor, wie das Design modifiziert werden kann, um die Aerodynamik zu verbessern. Eine beinhaltete, die oberen und unteren Oberflächen der Hinterkanten der Flügel eines Bumerangs leicht konkav zu machen. Normalerweise sind diese Oberflächen flach oder leicht konvex. Dieses Design wurde für den Bumerang verwendet, der den aktuellen Distanzweltrekord aufstellte. Im anderen Beispiel wurden die Flügelspitzen eines Bumerangs in einem Winkel geschnitten, der sie senkrecht zu imaginären Linien machte, die zum Rotationszentrum führten. Normalerweise stehen die Flügelspitzen senkrecht zur Mittellinie der Flügel. Diese Änderung wurde vom Inhaber des inoffiziellen MTA-Datensatzes erstellt.