IDDU II° - Thunderstorm

IDDU II° è una versione di IDDU finalizzata solo allo studio.

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Ha, infatti, una complessità di gestione tale in acqua che non ne consente un effettivo uso in pesca se non in condizioni estreme, ossia allorquando non si imposta la pescata con il desiderio di effettuare pochissimi tiri e su pesci di mole.

Le soluzioni tecniche adottate in IDDU II "Thunderstorm" fanno seguito ad alcune osservazioni di natura balistica.

In sostanza l'idea da cui sono partito è stata quella di "pneumatizzare" il più possibile l'arbalete.

Ho cercato, cioè, di rendere la balistica dell'asta dell'arbalete simile a quella di uno pneumatico.

Il fucile ad aria ha infatti la caratteristica di avere una propulsione sull'asta trasmessa lungo l'asse longitudinale dell'asta stessa: questo particolare è a mio avviso di grande importanza nel determinare attriti e flessioni che poi si rendono responsabili di dissipazione energetiche maggiori nell'arbalete rispetto agli pneumatici, anche a parità di forze applicate.

In particolare ho voluto contrastare, con apposite soluzione tecniche, due fenomeni presenti al momento dello sparo:

1. La flessione dell'asta (dovuta in parte al momento di rinculo secondario che, specie nei fucili lunghi e potenti - vedi anche roller - , determina un abbassamento della traettoria del tiro e un aumento della sezione frontale dell'asta stessa) .

2. L'attrito che si sviluppa tra fucile ed asta negli attimi della propulsione dell'asta lungo il fusto (ed in particolare, a mio parere, proprio in testata dove si incontranzo le forze dovute all'alzo del fucile da una parte ed alla traettoria imposta dagli elastici dell'altra).

Questo aspetto è di una certa importanza e vorrei soffermarmi su di esso: l'asta propulsa da un arbalete , infatti, subisce in genere uno spostamento che porta la coda ad alzarsi e la punta a flettersi verso il basso. Ciò impone la comparsa di una zona di attrito proprio in corrispondenza della punta del fucile che funge da fulcro in questo movimento: piccoli spostamenti della punta del fucile si traducono nella trasmissione di energia dal basso verso l'alto con accentuanzione di un movimento ondulatorio.

Il classico sistema di aggancio degli elastici sull'asta ( pernetti o tacche, ogive rigide o in dynema che siano) probabilmente accentuano questo fenomeno a causa della propulsione asimmetrica lungo la sezione frontale dell'asta.

Proprio sulla punta del fucile, potrebbero svilupparsi la maggior parte degli attriti dovuti al passaggio dell'asta su una superficie che tende a sollevarsi, mentre gli elastici vi spingono sopra (tenendola serrata) l'asta.

Questa azione è alla base di quelle forze che poi vengono trasmesse all'asta e ne determinano il moto ondulatorio ( spine ), oltre a fenomeni intrinseci all'asta stessa ( come la sua flessibilità).

I fucili pneumatici sono progettati in modo da limitare questi fenomeni: in pratica sono caratterizzati da un meccanismo di propulsione dell'asta da dietro ( pistone ) e da un vincolo sia sul codolo dell'asta che in testata del fucile che "obbligano" l'asta ad un passaggio forzato lungo un tragitto rettilineo pistone/testata.

Le soluzioni adottate sono state quelle di dotare il fucile anche di un tratto di guidasta "superiore" che raddrizza l'asta in uscita limitandone la flessione, associata ad un sistema di propulsione in asse all'asta stessa.

Gli attriti che si possono sviluppare sono ridotti grazie ad un semplice sistema di pulegge ( IDDU II ne possiede due, ma nulla impedisce di sviluppare sistemi con un numero maggiore di puleggine) che trasformano l'attrito radente dell'asta sul fusto in attrito volvente, mentre la superficie di contatto tra asta e guidasta superiore è ridotta al minimo. La puleggia in testata è logicamente quella fondamentale nel ridurre gli attriti.

Il guidasta invertito ha una superficie di contatto minima che riduce gli attriti. Inoltre, la sua forma piatta, non altera la linea di mira : elemento caratterizzante la struttura di ogni arbalete.

L'insieme di "guidaasta invertito" e di puleggine sul guidaasta determinano l'instaurarasi di una traettoria (canale) obbligata in cui l'asta è costretta a muoversi in modo del tutto rettileneo, qualsiasi sia l'inclinazione degli elastici.

La testata slargata di IDDU II consente altresì di opporre un freno idarulico all'alzo del fucile.

Il guidaasta "invertito" in testata ha altresì un'altra importantissima funzione: contrastare in modo netto il rinculo.

Spiego come.

Il passaggio obbligato dell'asta nel canale del guidasta invertito, accompagna l'ogiva verso lo stesso. In tal modo l'ogiva va ad autobloccarsi sul guidaasta scaricando una carte di energia sul guidaasta stesso: ciò da un punto di vista balistico è di scarsa o nulla importanza poichè l'asta ha già assorbita la sua quota di energia, ma l'impatto dell'ogiva sul guidasta invertito ( saldamente ancorato al fusto) controbilancia una quota di rinculo.

Ho dovuto studiare un'asta apposita.

L'asta adottata è un'asta nuda con aletta rotante (concetti non miei, ma imitati da soluzioni commerciali).

Ad essa è associato un meccanismo di sgancio che consente una propulsione dal retro ( senza tacche ne perni).

L'assenza di tacche o perni associata ad una superficie totalmete liscia risulta essere di tutto vantaggio nella idrodinamicità dell'asta.

Si associa la possibilità di integrarre al fucile tutta la potenza desiderata tramite l'aggiunta di elastici a caricamento manuale tramite una lunga sagola che ruota intorno alle puleggie anteriori.

Nelle foto a seguire, IDDU II è stato dotato di una coppia aggiuntiva di elastici ambra.

 

IDDU II CON COPPIA DI ELASTICI AGGIUNTIVI

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TEST BALISTICI IDDU II

Protocollo di prova:

I test balistici realizzati, seppur di grande semplicità, rendono l'idea delle prestazioni di IDDU II.

Il sistema usato per l'analisi dei tiri è quello da me ideato e che sfrutta il segnale audio dell'impatto su un bersaglio in legno.

Successivamente, grazie ad un foglio di calcolo excel (sempre realizzato da me) ho potuto derivare le curve che descrivono in modo molto attendibile i dati balistici reali.

I tiri sono stati effettuati con aste dotata di aletta sopra e senza sagola. Distanza di tiro 4 metri esatti.

Bersaglio usato: pannello di legno di abete

2

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Aste usate:

  • 8 mm - 126 cm - 480 g
  • 6,35 mm - 121 cm - 300 g

Elastici montati su IDDU ( 3 coppie, le misure sono da legatura a legatura):

  • Coppia roller elastico nero 18 mm ( caricato con con verricello) : 33,5 cm stirati per (90 cm + 60 cm) cioè a fattore 4,5
  • Coppia 17,5 mm ambra/nero semiroller 19 cm stirati per 70 cm (fattyore 3,6)
  • Coppia 17,5 mm ambra/nero semiroller 22 cm stirati per 76 cm (fattyore 3,45)
Le coppie di elastici da 17.5 sono state integrate in IDDU II con una carrucola mobile secondo il principio vela/paranco.

 

Risultati

Asta da 6.35 due tiri:

  • Tiro 1: tempo 0,153 sec - distanza bersaglio 4 metri - Velocità media calcolta 26,14 m/sec
  • Tiro 2: tempo 0,151 sec - distanza bersaglio 4 metri - Velocità media calcolta 26,49 m/sec

Asta da 8 due tiri:

  • Tiro 1: tempo 0,157 sec - distanza bersaglio 4 metri - Velocità media calcolta 25,47 m/sec
  • Tiro 2: tempo 0,169 sec - distanza bersaglio 4 metri - Velocità media calcolta 23,64 m/sec

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Da notare che con entrambi i tiri con asta da 8, l'asta ha passsato di netto il bersaglio e proseguito la sua corsa per altri 3-4 metri.

 

Quello che riporto di seguito è il grafico che ho tratto da una prova filmata di un arbalete commerciale monoelastico da 90 cm.

La disatnza di tiro è 4 metri, il tempo impiegato è di 0,262 sec con una velocità media di 15,6 m/s

L'asta impiega quasi il doppio del tempo per percorrere la stessa distanza di 4 metri rispetto ad IDDU II.

 

balist6

 

Di seguito riporto due tabelle di prove personali eseguite con IDDU II ed altri fucili subacquei commerciali e non.

Quindi il confronto è stato diretto e soprattutto eseguito con la stessa apparecchiatura e le stesse condizioni.

Le differenze saltano agli occhi.

balist7

 

Dalla media dei tempi misurati conn bersaglio a 4 e 4,8 metri ed usando il mio foglio execel ho ottenuto i seguenti grafici riassuntivi dei dati balistici di IDDU II con asta da 6.35 .

Notare la corrispondenza con i dati reali misurati direttamente con analisi della traccia audio.

 

vel dist

dist tem

Cinet

 

Quelli che seguono sono i grafici relativi alle prove preliminari effettuatate con asta da 8 mm.

 

dist tem_8

vel dist_8

cinet 8

 

Conclusioni:

Sono particolarmente soddisfatto delle prestazioni balistiche di IDDU II, sia con asta da 6,35 mm che con asta da 8 mm.

Sono soddisfatto perchè ritengo di aver prove molto concrete che un arbalete roller "evoluto" può lanciare aste a velocità fin'ora ritenute impossibili per i sistemi di propulsione ad elastico.

Con asta da 6, 35 IDDU II tocca quasi i 38 m/sec di Vmax (valore stimato dall'analisi teorica della traccia audio ma molto verosimile).

Con asta da 8 mm si ottengono invece velocità inferiori di Vmax (circa 29 m/sec), ma energie cinetiche sulle lunghe distanze impressionanti: a 4,5 metri si hanno circa 120 Joule.

Giusto per rendere un paragone ricordo che tali valori di energia cinetica a 4,5 metri sono raggiungibili solo con fucili arbaleti triplo elastico della misura 110/120 cm con un ingombro del fusto di quasi 1,50 metri e che montano asta almeno da 8 mm.

IDDU ha l'ingombro di un 90. E' come sparare con un 110/120 triplo elastico compattato in un novantino.

Il prototipo è in fase di ulteriore miglioramento ( diciamo che da esso prenderà vita IDDU III° ).

Mi riservo di pubblicare prossimamente i test balistici con IDDU III.

Il mio obiettivo è di verificare la possibilità di superare i 40 m/sec con asta da 6,35.