最佳射箭羽毛设计背后的物理原理

不同羽毛的箭对目标的影响–法国INSEP。

在射箭方面，为箭头选择合适的羽毛是获胜的关键。精度的必要性使理解环境和设计如何影响飞行中的箭头变得至关重要。

理工学院的水动力实验室的科学家将在2019年11月23日星期六在西雅图举行的APS流体动力学分部第72届年会上解释最佳箭头设计背后的物理原理。该演讲是飞行中生物流体动力学会议的一部分。

研究人员说，射箭精度中羽毛大小和形状的方面尚未得到深入研究。为了发现最佳的羽毛设计，汤姆·马达莱纳（Tom Maddalena），卡罗琳·科恩（Caroline Cohen）和克里斯托弗·克拉内特（Christophe Clanet）首先使用投掷机用各种羽毛打箭。然后，他们使用风洞观察箭头上的空气动力。将这些实验与箭头飞行的理论模型进行了比较。

“我们发现最佳尺寸取决于环境条件。如果没有风，射手必须使用很大的羽毛。尺寸的限制实际上主要由弓的几何约束所决定。” Maddalena说。

作者计划进一步研究箭头上的环境影响。尽管大羽毛可以提供更大的稳定性，但它们也会更容易受到风的影响。

“我们与法国射箭联合会合作进行了这项研究。当前，羽毛的选择基于直觉，并且直接来自运动员及其教练。通过我们的工作，我们希望能够告诉他们哪些羽毛是最好的，以便他们完全信任自己的设备。”

参考：Tom Maddalena，Caroline Cohen和Christophe Clanet撰写的“箭术中的箭矢飞行和最佳羽毛”。