Pfeil und Bogen

Einfach ausgedrückt ist ein Bogen ein langer, flexibler Stab; An den beiden Enden der Notenzeile wird eine kürzere Schnur befestigt, wodurch sich die Notenzeile verbiegt. Ein Pfeil ist ein Schaft mit federartigen Flügeln in der Nähe eines Endes, der eingekerbt ist, und einer spitzen Spitze am anderen Ende. Das gekerbte Ende des Pfeils wird gegen die Bogensehne montiert, wobei der spitze Kopf knapp über den Bogen hinausragt. Mit einer Hand gegen den Bogen und der anderen die Sehne greifend, zieht ein Bogenschütze die Sehne zurück und speichert potentielle Energie im Bogen. Wenn der Bogenschütze die Sehne loslässt, wird diese potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt, die auf den Pfeil übertragen wird und ihn plötzlich und schnell vorwärts treibt. Bögen werden hauptsächlich für die Jagd und für das Zielschießen verwendet.

Hintergrund

Archäologen glauben, dass Jäger bereits vor 50.000 Jahren Pfeil und Bogen benutzten. Indigene Völker benutzten solche Waffen in allen Teilen der Welt außer in Australien. Neben der Jagd und der Kriegsführung wurden Pfeil und Bogen in den alten Kulturen Ägyptens, Chinas und Indiens zum Sport eingesetzt.

Ursprünglich wurden Bögen aus allen federnden Materialien hergestellt, darunter Bambus sowie verschiedenen Holzarten, und die Bogensehnen wurden aus Tierdarm hergestellt. Indianische und asiatische Bogenbauer machten unabhängig voneinander eine wichtige Innovation, als sie die Waffe verstärkten, indem sie Tiersehnen (Sehne) auf die Rückseite des Bogens (die dem Ziel zugewandte Seite) klebten. Der Kompositbogen (einer besteht aus drei oder mehr Schichten unterschiedlicher Substanzen) wurde vor 4500 Jahren von mehreren Kulturen in Zentral-, Nord- und Südwestasien erfunden. Die Technik umfasste das Verstärken der Rückseite des Bogens mit bis zu drei Schichten geschredderter Sehne, die mit Klebstoff vermischt wurden, und das Verstärken der Vorderseite des Bogens (die dem Bogenschützen zugewandte Seite) mit einer aufgeklebten Schicht aus Tierhorn. Nordeuropäer verwendeten eine andere Methode, um Bögen zu verstärken; zu Beginn des vierten Jahrhunderts n. Chr. , sie verbanden eine Rückseite aus Splintholz mit einer Vorderseite aus Kernholz (dichtes Holz aus dem nicht lebenden Kern eines Baumes).

Pfeile, die normalerweise aus Holzschäften bestanden, wurden mit Pfeilspitzen versehen, die aus Hartholz, Knochen, Horn, Feuerstein, Bronze oder (eventuell) Stahl geformt waren. In Indien experimentierten Waffenhersteller ausgiebig mit Eisen und Stahl und stellten im dritten Jahrhundert v. Chr. Ganzmetallpfeile her. Obwohl zu dieser Zeit wahrscheinlich auch Metallbögen hergestellt wurden, wurden Stahlbögen in Indien erst im 17. Jahrhundert wirklich populär.

Bogenschießen (mit einem Bogen zum Schießen von Pfeilen) war bis Ende des 16. Seitdem haben sich die Jagd und das Zielschießen zu den Hauptaktivitäten im Bogensport entwickelt.

Von 1929 bis 1946 untersuchten sieben Bogenschützen, die auch Wissenschaftler oder Ingenieure waren, die Leistung von Ausrüstungsdesigns und -materialien mit Techniken wie der Hochgeschwindigkeitsfotografie. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in verschiedenen Zeitschriften, und 1947 gaben drei von ihnen eine Sammlung dieser Artikel heraus und nannten das Buch Archery:The Technical Side. Diese experimentellen und mathematischen Analysen der Bogendynamik legten den Grundstein für die ersten wesentlichen Verbesserungen in der Konstruktion von Bogensportgeräten seit dem Mittelalter. Zu den Innovationen, die nach dem Zweiten Weltkrieg auftraten, gehörten die Verwendung neuer Materialien wie Kunststoffe und Fiberglas sowie die Modifikation des Griffabschnitts des Bogens, der einem Pistolengriff ähnelt.

Design

Die einfachste Bogenart, Langbogen genannt, besteht aus einem im Wesentlichen geraden Schaft. Zusätzliche Kraft und Stabilität werden durch Recurved-Bögen erreicht, die permanente Krümmungen aufweisen, die den Rücken des Bogens an jedem Ende konkav machen. Noch mehr Kraft kann mit einem Compoundbogen erreicht werden, einer mechanisch unterstützten Vorrichtung, die die Bogensehne an einem System von Rollen statt an den Bogenspitzen befestigt.

Ein Recurved-Bogen besteht aus drei Teilen – zwei flexiblen Gliedmaßen, die sich von gegenüberliegenden Enden eines starren Tragegurts erstrecken. Die Gesamtlänge des Bogens kann 50-70 Zoll (125-175 cm) betragen. Der etwa 50 cm lange Riser bietet einen bequemen Griff und eine Leiste, auf der der Pfeil vor dem Auslösen ruht. Die Wurfarme können permanent am Tragegurt befestigt oder abnehmbar sein, so dass der Bogenschütze den Bogen zum leichteren Transport und zur Aufbewahrung auseinandernehmen oder Wurfarme mit unterschiedlichen Betriebseigenschaften austauschen kann.

Rohstoffe

Aus einem einzigen Stück Holz gefertigt, kann sich ein Bogen durch Feuchtigkeit verziehen oder bei kaltem Wetter brüchig werden. Es kann sich auch dauerhaft in die gebogene Form verformen, die beim Bespannen des Bogens erreicht wird (die Bogensehne wird an beiden Enden befestigt, wodurch der Bogen gebogen wird). In diesem Fall wird die Federkraft des Bogens verringert und er verliert an Kraft. Die Herstellung von Bögen aus Fiberglas löst einige dieser Probleme, jedoch mit reduzierten Leistungsmerkmalen. Die besten Ergebnisse werden mit Verbundwerkstoffen erzielt, die durch das Zusammenkleben von Schichten verschiedener Hölzer, Glasfaser oder Kohlefaser gebildet werden. Zu den Hölzern, die häufig für Bogen verwendet werden, gehören Rotulme, Ahorn, Zeder, Bambus und exotische Hölzer wie Bubinga.

In der Vergangenheit wurden Bogensehnen aus Sehnen, gedrehtem Rohleder, Darm, Hanf, Flachs oder Seide hergestellt. Saiten für Holzlangbögen werden heute oft aus Leinenfäden hergestellt. Compoundbögen können mit Stahldraht bespannt werden. Bogensehnen für gängige Recurved-Bögen bestehen in der Regel aus Dacron, das sich sehr wenig dehnt und gut trägt. Nylonfaden ist um die Sehne gewickelt, um sie an den Enden und in der Mitte zu verstärken, wo der Pfeil und die Finger des Bogenschützen die Sehne beim Schießen berühren.

Pfeile werden traditionell aus massiven Schäften aus Holz wie Esche, Ulme, Weide, Eiche, Zeder oder Sitka-Fichte hergestellt. Hohlpfeilschäfte können aus modernen Materialien wie Aluminium, Glasfaser, Graphit oder Kohlefaser hergestellt werden. Federn (normalerweise von Truthahnflügeln), die am Schaft in der Nähe eines Endes angebracht sind, bewirken, dass sich der Pfeil während des Fluges dreht und seinen Weg stabilisiert. Wegen der besseren Haltbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit haben sich für diesen Zweck Flügel aus Kunststoff oder geformtem Gummi gegenüber natürlichen Federn durchgesetzt. Am hinteren Ende des Pfeils ist eine Nocke (ein Plastikstück, das gerillt ist, um um die Sehne zu passen) befestigt. Pfeilspitzen, die in der Vergangenheit aus Feuerstein, Knochen, Horn, Bronze oder Hartholz bestanden, werden heute üblicherweise aus Stahl hergestellt. Sie können zwei bis sechs hervorstehende Klingen haben oder einfach den Schaft zu einem abgerundeten oder spitzen Ende bringen.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Der Bogen

Die folgenden Absätze beschreiben den Aufbau eines Recurved-Bogens mit fest angebrachten Wurfarmen.

• 1 Für die Schichten der Gliedmaßen werden verschiedene Materialien in Rechtecke geschnitten. Holzschichten werden in der gewünschten Farbe eingefärbt. Kleber wird aufgetragen und die Schichten werden in der richtigen Reihenfolge gestapelt.
• 2 Der mehrschichtige Gliedmaßenabschnitt wird auf eine Form montiert, die seine endgültige Krümmung bestimmt. Während das Glied an der Form befestigt ist, wird es in einem Ofen bei 180 °F (80 °C) sechs Stunden lang gehärtet.
• 3 Die Steigleitung besteht aus einem massiven Aluminiumblock oder einem Block, der durch Laminieren verschiedener Holzschichten gebildet wird. Nachdem der Block auf einen grundlegenden Umriss seiner endgültigen Form geschnitten wurde, werden Stifte in der Nähe der Enden des Steigrohrs eingesetzt, um die Befestigung der Gliedmaßen zu ermöglichen.

  Ein typischer Bogen. Um eine Bogensehnenschlaufe zu bilden, kann die Sehne entweder gespleißt oder gewebt werden.

• 4 Löcher werden in die Gliedmaßen gebohrt, um der Position der Stifte im Riser zu entsprechen, und die Gliedmaßen werden vorübergehend am Riser befestigt. Nachdem die Fugen glatt geschliffen sind, werden die Wurfarme von der Steigleitung entfernt.
• 5 Mit einer Schablone markiert der Bogenbauer (Bogenmacher) die Wurfarme zum Schneiden. Mit einer Motorsäge und einem Schleifer verjüngt und formt der Handwerker die Enden der Wurfarme aus ihrer ursprünglich rechteckigen Form. Die Enden der Wurfarme werden gefeilt, um Rillen zu machen, in denen die Bogensehne montiert werden kann.
• 6 Der Bogenbauer beginnt, die Steigleitung zu formen, indem er Abschnitte ausschneidet, um eine Ablage zu bilden, auf der der Pfeil ruhen kann, und um ein Sichtfenster bereitzustellen. Mit einer Motorsäge, einem Schleifer und einer Handraspel (Holzfeile) konturiert der Bowyer den Riser in eine Form, die angenehm zu greifen ist.
• 7 Die Wurfarme werden am fertigen Riser befestigt und verklebt. Die endgültige Formgebung erfolgt an den Extremitätenspitzen. Der gesamte Bogen wird von Hand geschliffen und anschließend mit einer Schutzbeschichtung aus klarem Epoxidharz versehen.

  Während der Bogenherstellung wird der Wurfarm auf eine Form montiert, die seine endgültige Krümmung bestimmt. Während das Glied an der Form befestigt ist, wird es bei hoher Temperatur ausgehärtet und der Riser wird dann mit Stiften am Bogen befestigt.

Die Sehne

Obwohl hergestellte Bogensehnen erhältlich sind, ziehen es einige Bogensportbegeisterte vor, ihre eigenen herzustellen.

• 8 Die Anzahl der benötigten Fadenstränge wird bestimmt. Dies hängt von der Stärke des verwendeten Fadens und dem Zuggewicht (Stärke) des Bogens ab. Das Bündel von Strängen wird in drei gleiche Sätze unterteilt, und jeder Satz wird mit Bienenwachs (eventuell mit hinzugefügtem Harz) beschichtet. Die Stränge werden dann durch Verdrillen und Verweben zu einer Schnur geformt.
• 9 Wenn genügend Kordel gebildet wurde, wird eine Schlaufe gebildet, indem das Ende der Kordel herumgeführt und in den neuen Abschnitt, der gespult wird, gespleißt oder verwebt wird. Wenn die gewünschte Länge der Bogensehne fast erreicht ist, wird die Sehne vorgedehnt, indem sie an der Anfangsschlaufe aufgehängt wird, während am freien Ende ein Gewicht befestigt wird. Die Länge wird dann neu bewertet und das Schnüren wird fortgesetzt, bis die gewünschte Länge erreicht ist. Das Bilden einer weiteren Schleife beendet die Saite.
• 10 "Aufschlag" wird angewendet, indem ein Nylonfaden um einen 25-cm-Abschnitt in der Mitte der Bogensehne und einen 13-cm-Abschnitt in der Nähe jeder Endschlaufe gewickelt wird. An der Stelle, an der die Pfeile an der Saite befestigt werden, wird eine als Nockpunkt bezeichnete Verstärkung aus Gummi oder Kunststoff angebracht.

Der Pfeil

Die folgenden Schritte beschreiben, wie Holzpfeile hergestellt werden.

• 11 Ein "zwei mal vier" (2 in [5 cm] dick und 4 in [10 cm] breit) geeignetes Holz wird ausgewählt, wobei darauf geachtet wird, dass die Maserung des Holzes so nah wie möglich an der Länge des Gremium. Es wird ein Abschnitt geschnitten, der etwa 7,5 cm länger ist als die geplante Pfeillänge. Mit einem schweren Messer oder einer Axt wird das Brett an einer Seite gespalten, um eine Kante zu bilden, die wirklich entlang der Holzmaserung verläuft.
• 12 Nach der Spaltkante werden quadratische Rohlinge gesägt, die etwas größer sind als der gewünschte Schaftdurchmesser. Bei Bedarf können die Rohlinge durch Erhitzen und Biegen gerichtet werden.

  Der Pfeil besteht normalerweise aus Holz und ist mit Polyurethan und Farbe beschichtet. Beschnittene Federn oder Kunststoffflügel werden zwischen Kamm und Nocke schaftparallel, spiralförmig (geradlinig diagonal zum Schaft) oder schraubenförmig (in einer parallel beginnenden und endenden Kurve) auf den Schaft geklebt zum Schaft). Auf dem Schaft ist eine Pfeilspitze montiert. Die Form des Kopfes wird durch den Zweck bestimmt, für den der Pfeil verwendet wird – Zielschießen oder Jagd auf bestimmte Tierarten.

• 13 Jede Seite des Rohlings wird gehobelt, um seine Glätte und Geradheit zu gewährleisten. Dann werden die vier Ecken abgehobelt, um einen achteckigen Stab zu bilden. Auch hier werden die Ecken abgehobelt. Abschließend wird die Welle zu einem Runddübel geschliffen.
• 14 In ein Ende des Pfeilschafts wird eine Nocke oder ein Schlitz geschnitten. Alternativ kann das Schaftende auch in eine Kunststoffnocke gesteckt werden.
• 15 Der Schaft ist mit Polyurethan oder Lack beschichtet. Um den Schaft herum ist ein Wappen (Farbbänder, die den Besitzer oder Hersteller des Pfeils identifizieren) angebracht.
• 16 Der Pfeil wird befiedert, indem beschnittene Federn oder Plastikflügel an den Schaft zwischen Kamm und Nocke geklebt werden. Diese echten oder künstlichen Federn können parallel zum Schaft, spiralförmig (geradlinig diagonal zum Schaft) oder spiralförmig (in einer Kurve, die parallel zum Schaft beginnt und endet) aufgebracht werden. Normalerweise werden drei Federn angebracht, von denen eine direkt vom Bogen weg zeigt, wenn der Pfeil zum Schießen montiert ist. Dies wird als Hahnenfeder bezeichnet, und die anderen beiden werden als Schaftfedern bezeichnet.
• 17 Am Schaft ist eine Pfeilspitze montiert. Die Form des Kopfes wird durch den Zweck bestimmt, für den der Pfeil verwendet wird – Zielschießen oder Jagd auf bestimmte Tierarten.

Die Zukunft

Aufbauend auf dem in den 1930er Jahren begonnenen analytischen Ansatz verfeinern moderne Forscher mathematische Modelle, die die Leistung von Bögen beschreiben, um mögliche Designänderungen zu bewerten. Neben der Variation von Größe und Form der Bogenkomponenten experimentieren Bogenbauer auch mit neuen Materialien. Mindestens ein Hersteller bietet beispielsweise jetzt Wurfarme mit einer Kernschicht aus syntaktischem Schaum (einem hochfesten Material mit geringer Dichte, bestehend aus Epoxidharz und mikroskopisch kleinen Glasperlen, die gegossen und bearbeitet werden können) an.

Einige Bogenschützen verwenden Aufsätze an ihren Bögen, um ihre Leistung zu verbessern, und die Hersteller entwickeln immer ausgefeiltere Modelle dieses Zubehörs. Zum Beispiel ist jetzt ein elektronisches Visiergerät erhältlich, das Bogenschützen nicht nur dabei hilft, ihr Ziel auf ein Ziel zu richten, sondern auch als Entfernungsmesser mit digitaler Anzeige fungiert. Neue Konstruktionen werden auch für Stabilisatoren entwickelt, die auf Stangen montiert sind, die sich von der Rückseite des Bugs nach außen erstrecken. Diese Stabilisatoren bestehen aus Gewichten oder hydraulischen Dämpfungsvorrichtungen (bewegbare Gewichte in einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder), die ein Verdrehen des Bogens während des Schießens verhindern, indem sie einen Teil des Stoßes beim Loslassen der Bogensehne absorbieren.