In modern archery, a compound bow is a bow that uses a levering system, usually of cables and pulleys, to bend the limbs.[1] The compound bow was first developed in 1966 by Holless Wilbur Allen in North Kansas City, Missouri, and a US patent was granted in 1969. Compound bows are widely used in target practice and hunting.
The pulley/cam system grants the user a mechanical advantage, and so the limbs of a compound bow are much stiffer than those of a recurve bow or longbow. This rigidity makes the compound bow more energy-efficient than traditional bows, as less energy is dissipated in limb movement. The higher-rigidity, more advanced construction also improves accuracy by reducing the bow's sensitivity to changes in temperature and humidity. In literature of the early 20th century, before the invention of compound bows, composite bows were described as "compound."[2]
A bow's central mount for other components (limbs, sights, stabilizers and quivers) is called the riser. Risers are designed to be as rigid as possible. The central riser of a compound bow is usually made of aluminum, magnesium alloy, or carbon fiber and many are made of 7075 aluminum alloy.
Limbs are made of fiberglass-based composite materials and able to withstand high tensile and compressive forces. The limbs store the kinetic energy of the bow – no energy is stored in the pulleys and cables. Draw weights of adult compound bows range is between 40 and 80 pounds (18 and 36 kg), which can create arrow speeds of 250 to 370 feet per second (76 to 113 m/s).
En la configuración más común, hay una leva o rueda al final de cada extremidad. La forma de la leva puede variar ligeramente entre los diferentes diseños de arco. Hay varios conceptos diferentes sobre el uso de levas para almacenar energía en las extremidades, y todos se incluyen en una categoría llamada excéntricas de arco . Los cuatro tipos más comunes de excéntricas de arco son Single Cam, Hybrid Cam, Dual Cam y Binary Cam . [3] Sin embargo, también hay otros diseños menos comunes, como Quad Cam y Hinged. Las cámaras a menudo se describen utilizando su calificación de "liberación". A medida que se gira una leva, la fuerza necesaria para mantener el arco en posición alcanza un máximo y luego disminuye a medida que el arco se acerca a su máxima extensión (una posición conocida como "la pared"). La diferencia porcentual entre la fuerza máxima encontrada durante el tensado y la fuerza requerida para mantener el arco en extensión completa es la "liberación". Este valor suele estar entre el 65% y el 80% del peso máximo para los arcos compuestos diseñados recientemente, aunque algunos arcos compuestos más antiguos proporcionaban una liberación de sólo el 50% y algunos diseños recientes logran una liberación superior al 90%. [4]
A medida que se tira de la cuerda, la leva gira e imparte fuerza para comprimir la extremidad. Inicialmente, el arquero tiene el lado "corto" de la leva, siendo la palanca una desventaja mecánica. Por lo tanto, se requiere un alto aporte de energía. Cuando se alcanza casi la tensión total, la leva ha girado en toda su extensión, el arquero ha obtenido ventaja mecánica y es necesario aplicar la menor cantidad de fuerza a la cuerda para mantener las extremidades dobladas. Esto se conoce como "dejar ir". El menor peso de sujeción permite al arquero mantener el arco completamente tensado y tardar más tiempo en apuntar. Esta liberación permite al arquero disparar con precisión un arco compuesto con un peso máximo de tiro mucho mayor que otros arcos (ver más abajo).
Sin embargo, hay algunos arcos compuestos orientados a los jóvenes con pesos de tiro bajos que no tienen liberación y tienen una longitud máxima de tiro establecida deliberadamente más allá de lo que alcanzaría la mayoría de los tiradores jóvenes. Esto efectivamente hace que el arco funcione de manera muy similar a un recurvo, con la longitud de tiro determinada por el punto de anclaje preferido del tirador. Esto elimina la necesidad de ajustar la longitud del arco o usar un arco diferente para diferentes tiradores (o cambiar los arcos a medida que el tirador envejece). Un ejemplo de este tipo de arco es el Génesis, que es equipo estándar en el Programa Nacional de Tiro con Arco en las Escuelas de EE. UU .
Las cuerdas y cables de los arcos compuestos normalmente están hechos de polietileno de alto módulo y están diseñados para tener una gran resistencia a la tracción y una mínima elasticidad, de modo que el arco transfiera su energía a la flecha de la manera más eficiente y duradera posible. En los modelos anteriores de arcos compuestos, los cables solían estar hechos de acero recubierto de plástico.
La longitud de estiramiento estándar de la AMO (Organización de fabricantes y comerciantes de tiro con arco, el nombre anterior del organismo ahora conocido como Asociación de Comercio de Tiro con Arco) es la distancia desde la cuerda en tensión completa hasta el punto más bajo de la empuñadura más 1,75 pulgadas (4,4 cm). [7] Debido a que la fuerza de tracción puede aumentar más o menos rápidamente, y nuevamente disminuir más o menos rápidamente cuando se acerca al pico de tracción, los arcos con la misma fuerza de tracción máxima pueden almacenar diferentes cantidades de energía. Norbert Mullaney ha definido la relación entre la energía almacenada y la fuerza de tracción máxima (SE/PDF). Esto suele ser alrededor de un pie-libra por libra-fuerza (3 julios por kilogramo-fuerza ), pero puede alcanzar 1,4 pies⋅lb/lbf (4,2 J/kgf).
La eficacia de los arcos también varía. Normalmente entre el 70 y el 85% de la energía almacenada se transfiere a la flecha. Esta energía almacenada se conoce como energía potencial . Cuando se transfiere a la flecha se le llama energía cinética . El producto de SE/PDF y la eficiencia se puede llamar factor de potencia. [ cita necesaria ] Hay dos estándares de medición de esta cantidad: velocidad ATA e IBO. ATA se define como la velocidad inicial de una flecha de 350 granos (23 gramos) cuando se dispara con un arco con un peso máximo de tiro de 70 ± 0,2 lbf (311,38 ± 0,89 N) y una longitud de tiro de 30 ± 0,25 pulgadas (76,20 ± 0,64 centímetros). La velocidad IBO se define como la velocidad inicial de una flecha con un peso de 5 granos (0,32 g) por libra de peso. Si bien muchos fabricantes miden las velocidades de IBO utilizando un peso de tracción de 70 lbf (310 N) y una longitud de tracción de 30 pulgadas (76 cm), el estándar IBO permite un peso de tracción de hasta 80 ± 2 lbf (355,9 ± 8,9 N). y no especifica una longitud de sorteo. [8] La velocidad promedio de IBO para la mayoría de los arcos compuestos en el mercado ronda los 310 a 320 pies por segundo. [9]
La altura de la riostra es la distancia desde el punto de pivote de la empuñadura hasta la cuerda en reposo. Por lo general, una altura de refuerzo más corta dará como resultado un mayor golpe de potencia, pero tiene el precio de un arco que es menos indulgente con los errores del tirador y que tiene un golpe de cuerda más fuerte.
Las flechas utilizadas con arcos compuestos no difieren significativamente de las utilizadas con arcos recurvos, y suelen ser de aleación de aluminio , fibra de carbono o un compuesto de los dos materiales. Las flechas de madera no se utilizan habitualmente en arcos compuestos debido a su fragilidad. La mayoría de las flechas que se utilizan hoy en día son de fibra de carbono. Una distinción importante en cuanto a flechas entre arcos recurvos y arcos compuestos es la del lomo de la flecha. Los arcos compuestos y los arcos recurvos con bandas recortadas totalmente centradas tienden a ser muy indulgentes con respecto a la selección del lomo. Los arcos compuestos modernos suelen estar equipados con flechas sustancialmente más rígidas que un arco recurvo de longitud y peso equivalente. Otra ventaja del cuerpo de tiro central es que la flecha no necesita doblarse alrededor del cuerpo (casi tanto o nada) durante el tiro. El ajuste fino se puede lograr ajustando el apoyo de la flecha o el punto de culatín de la cuerda, en lugar de cambiar la longitud de la flecha y el peso de la punta.
Los fabricantes producen flechas con diferentes pesos, diferentes espinas (rigidez) y diferentes longitudes en el mismo modelo de flecha para adaptarse a diferentes pesos y longitudes, adaptadas a los diferentes estilos, preferencias y atributos físicos de los arqueros.
La rigidez de la flecha (lomo) es un parámetro importante para encontrar flechas que se disparen con precisión con cualquier arco en particular (consulte la paradoja de Archer ), y el lomo varía tanto con la construcción como con la longitud de la flecha.
Otra consideración importante es que la IBO (Organización Internacional de Caza con Arco) recomienda al menos 5 granos por libra (0,71 gramos por kilogramo) de peso de tiro como amortiguador de seguridad. Esto significa que un arco que tira de 60 libras (27 kg) necesitaría al menos una flecha terminada con punta de 300 granos (19 gramos). Disparar flechas más ligeras que esta pauta corre el riesgo de dañar el arco de manera similar a la causada por el disparo en seco, lo que a su vez puede causar lesiones al arquero o a cualquier persona que se encuentre cerca. Disparar flechas demasiado ligeras también anula la mayoría de las garantías del fabricante.[10]
