Réflexions sur les configurations

[Apo]

Je suis récemment tombé sur un rapport de stage de master de Jesse Spiller "Modelling speargun dynamics" (Cranfield University). C'est le seul document à ma connaissance dans lequel des mesures exploitables de force de sandows à différentes élongations ont été réalisées de manière robuste (dynamomètre étalonné, en réplicats, température constante, après 30 min de tension). C'est l'occasion de calculer la force transmise à la flèche pour différentes configurations et d'effectuer des comparaisons de premier ordre (donc grossières)

Mise en garde :

• On ne s'intéresse pas à la balistique de la flèche qui dépend de trop nombreux paramètres (masse, longueur/largeur, rigidité, forme, ...).
• On prendra à chaque fois un cas identique de distance encoche-tête de 100 cm.
• Vous ne trouverez pas "votre" configuration dans ce qui va suivre, encore une fois c'est à simple objectif comparatif pour expliquer les choses.
• Les mesures fournies dans le rapport correspondent majoritairement à de la gomme Primeline. Vous aurez autant de résultats différents que de qualité de gomme.

Cadre théorique :

L'énergie fournie par une force qui se déplace est appelée travail (noté W pour work, exprimé en joules). Dans le cas d'un ressort élastique idéal, la force de rappel est directement proportionnelle à l'élongation. Dans le cas pratique et mesuré des sandows, on constate que la variation de la force en fonction de l'élongation décrit une courbe (et non une droite). Pour calculer le travail de la force des sandows, j'ai ajusté un polynôme aux données discrètes fournies dans le rapport de stage. Puis j'ai calculé le travail, c'est à dire l'intégrale de la force tout au long de son déplacement (bref, l'aire sous la courbe quoi). Attention cette valeur en joule n'a rien à voir avec l'énergie du projectile (ne pas chercher à comparer avec les valeurs fournies pour les armes terrestres). Sur les graphiques la poussée s'effectue de gauche à droite, 100 cm étant la position de l'encoche/ergot sur la flèche, 0 cm étant la tête de l'arbalète.

Pourquoi faire  ? Répondre aux questions existentielles : 16 gros coeff ou 18 petit coeff ? Pourquoi pas un gros 19 mm ? Double 14 mm ou roller ? Pourquoi les pneus leur sont supérieurs ? Quel est l'âge du capitaine ?

 

Cas simple (la config des anciens ?) : 16 mm coef 3,5

Les sandows poussent la flèche jusqu'à leur taille initiale (la force est nulle). Leur longueur au repos ne participe pas à la poussée, c'est une longueur "perdue".

 

Cas "classique" : 18 mm coef 3,2

Il faut plus de force pour armer, mais les sandows travaillent sur une plus petite distance. Le travail n'est que ~ 9% supérieur au cas précédent. Cependant le coefficient plus petit assure une meilleur conservation de la force dans le temps (à l'échelle de la sortie) et une durée de vie sensiblement plus longue de la gomme (à l'échelle de la saison).

 

Cas "bourrin" : gros 19 mm coef 3,5

Là il faut des bras et une bonne technique pour armer. La force exercée au départ de 500 N (plus de 50 kg) commence à générer un recul conséquent. 

 

Cas double sandows : double 14 mm coeff 3,5

L'armement de chaque sandow demande considérablement moins de force que les situations précédentes (mais c'est pratiquement deux fois plus cher). Ce petit diamètre à fort coeff aura également une durée de vie plus courte. La force totale au départ est très importante (environ 60 kg), il faut s'attendre à un gros recul qui dépendra aussi de la masse de la flèche, laquelle flèche devra être d'un diamètre conséquent pour ne pas se tordre. Pour limiter ce recul, une masse d'arbalète plus conséquente (donc aussi un volume) sera privilégiée.

 

Cas roller simple : 16 mm coeff 4

Le sandow accompagne la flèche jusqu'à la tête, il n'y a plus de distance perdue. Le travail est égal à la configuration précédente en double sandow. Cependant le recul est plus faible, tout d'abord parce que la force initiale est de l'ordre de 40 kg, mais surtout parce que le point d'accroche des sandows sous l'arbalète provoque une réaction du support dans le sens d'avancement dans la flèche. La tête roller et les sandows dessus/dessous diminuent la maniabilité de l'ensemble et posent des questions d'équilibre. Je ne suis pas capable de quantifier les pertes en frottement sur les poulies.

 

Cas roller prétendu : 16 mm coeff 4  (coeff 1.5 en tête)

La force maximale est identique au cas précédent (même diamètre et coeff) mais la pré-tension augmente le travail de 15 %. Il faut sans doute une aide au chargement.

 

Cas pneumatique : canne de 13 mm - 19 bar

Une canne de course 100 cm doit correspondre à un pneu d'environ 120 cm hors tout. A cette pression, typique d'un kit étanche, en début de chargement il y a seulement 25 kg de force (on arme d'une main). "On dit" que cette valeur "correspondrait" à la poussée qu'une flèche de 7 mm peut accepter sans trop se tordre. En fin de chargement, la compression du volume de la canne augmente très légèrement la force nécessaire au chargement d'environ 10 %. Intérêt majeur du pneu : la force est faible mais quasi-constante tout au long du déplacement. Le travail est légèrement supérieur au double 14 ou au simple roller. Dans le cas d'une canne étanche, on ajoute le fait que la flèche frotte contre de l'air et non de l'eau à son départ, ce qui explique le faible recul et les très bonnes performances.

 

Je ne peux faire les même calculs pour les invert et les systèmes à palans. Il faudrait des mesures fiables au dynamomètre, pour l'instant inexistantes.

 

Ce ne sont que de réflexions qui ne présagent en rien de la portée réelle de la flèche. Chaque système a ses avantages et ses inconvénients (simplicité, maniabilité, coût, entretient). Aucun ne remplace l'expérience, la connaissance des zones et du poisson. La meilleure configuration c'est celle avec laquelle vous pêchez.

[VCTERIC]

Trés sympa sauf que je comprends pas tout ,le roller aurait la meme force sur la fleche qu un simple sandow mais un travail comme un double 14 et c est donc celui ci qu il faut prendre en compte ? 

Ce n est pas des droites mais on en est quand meme trés prés !😅

   Un roller avec prétension coef 4 est impossible a tendre avec chargeur ou pas .Donc je sais pas trop comment il a modélisé les exemples mais dans la prratique c est impossible a tendre chargeur ou pas .

      J ai donc du mal ,a comprendre pour le reste ,il y a eu plein de tableau fait avec différentes gommes et cela a toujours a peu prés donné la meme chose et comme il est dit que l on ne peut pas extrapolé la force de la fleche 🤔

   Comme on a pu le voir avec ,un bouledogue 65 montage hybrid roller/invert pour limiter recul et chargement ,j ai tiré un maigre de 40 kg juste derriere l ouie et la pointe a traversée a plus de 2 m ...

[Ch'ti max]

il y a 2 minutes, VCTERIC a dit :

,j ai tiré un maigre de 40 kg juste derriere l ouie et la pointe a traversée a plus de 2 m

T'aurais pu tenter un doublé...😮😉