El trabuquete de brazo flotante es un arma de asedio de contrapeso que es una variante moderna [1] del trabuquete medieval . Su característica distintiva es el movimiento libre de un eje en el brazo de lanzamiento, [2] y un canal de caída lineal para el contrapeso. El diseño y la construcción de estas máquinas es un proyecto popular en las clases de ingeniería postsecundaria. [3] [4]
Un trabuquete tradicional, que es fácil de diseñar, consiste en un brazo que descansa descentrado sobre un eje con un contrapeso articulado en el extremo corto del brazo. [2] La diferencia en las longitudes de los dos extremos del brazo proporciona una ventaja mecánica .
En cambio, un trabuquete de brazo flotante tiene un eje en el brazo que se mueve libremente a lo largo de una pista de deslizamiento horizontal. [2] Esto permite una mayor altura de caída para el contrapeso, [2] que puede caer por un "canal de caída" vertical lineal y resistente. El brazo está sobre un eje móvil y el par actúa sobre toda la estructura, evitando el estancamiento. [5] El movimiento hacia delante del eje a medida que el brazo gira añade velocidad al extremo del proyectil del brazo. Esta caída lineal del contrapeso es más eficiente a la hora de transferir energía potencial a energía cinética que el movimiento de contrapeso de péndulo de un trabuquete tradicional. [4] Cuanto más alto sea el canal de caída, más energía se libera, pero esto pone más tensión en el mecanismo. [6]
La caída del contrapeso obliga al brazo a oscilar hacia un lado de la pista de planeo y a dar un tirón rápido en la dirección opuesta para lanzar un proyectil. [2] Esto tira del contrapeso ligeramente hacia arriba después del lanzamiento. [2] El proyectil se puede lanzar a alta velocidad. [7]
El trabuquete de brazo flotante utiliza un contrapeso colocado sobre un canal de caída alto para convertir la energía potencial en energía cinética. [5] Se carga un proyectil en una eslinga al final del brazo de lanzamiento. Al soltar el gatillo, se permite que el contrapeso caiga a través del canal. [2] Esto hace que la rueda del eje del brazo impacte en la pista de planeo, [2] [8] que normalmente se mantiene firme con fuertes vigas de soporte. Mientras esto sucede, la rueda se mueve hacia atrás por el par que actúa sobre el brazo desde el contrapeso. [2] Luego, el brazo se sacude hacia adelante y libera el proyectil de la eslinga. Para restablecer el dispositivo, el contrapeso debe volver a elevarse a la altura original y bloquearse con el mecanismo del gatillo.
Si bien el diseño del brazo flotante puede tener un armazón más liviano que un trabuquete tradicional porque las fuerzas generales que produce son menores, [5] el impacto del brazo en la pista de planeo provocará daños eventuales y puede requerir mantenimiento. Reducir la distancia de caída del eje de la rueda a la pista de planeo reduciría los daños, pero también reduciría el alcance del trabuquete.
El mecanismo de disparo más común es el de dos pernos de ojo y una clavija que atraviesa ambos pernos. [2] Los pernos de ojo suelen colocarse en la parte inferior del armazón y se bloquean por encima del brazo para evitar que se suelten accidentalmente. En los diseños más grandes, el sistema de disparo se aplica en la parte superior del canal de caída. Los diseños a gran escala requieren mecanismos de disparo especiales que puedan soportar el peso del brazo de lanzamiento.
La eslinga o bolsa, que contribuye a acelerar el proyectil y luego lo libera en el ángulo de lanzamiento deseado, suele estar hecha con cuerda de poliéster u otro material delgado y duradero. El mecanismo de liberación es un gancho con una curva específica en su punta para determinar cuándo la fuerza centrípeta liberará un extremo de la eslinga, lo que permitirá que el proyectil continúe su trayectoria. [6]
Un trabuquete de brazo flotante tiene tres puntos de contacto donde la fricción puede interferir con la eficiencia. La fricción cuando el contrapeso desciende hasta el punto de planeo se puede reducir utilizando grasa de silicona o una película fina de plástico en el canal de caída. [6] La fricción de la rueda en el eje del brazo contra la pista de planeo debe manejarse de manera similar. Para reducir la fricción de la eslinga en la pista de lanzamiento, la pista debe tener una superficie lisa. [6]
El trabuquete de brazo flotante pierde la ventaja de alcance sobre el trabuquete regular a escalas muy grandes, porque la dificultad en la construcción del canal de caída y el eje aumenta con el tamaño. Un trabuquete regular es una máquina de guerra más realista.
Sin embargo, un trabuquete de brazo flotante es más eficiente cuando se construye con un tamaño de entre uno y cinco metros, [6] lo que lo hace adecuado para aficionados y constructores de modelos. [9] Es frecuente encontrar a estas máquinas y a sus diseñadores compitiendo en diversos eventos recreativos, por ejemplo, concursos de lanzamiento de calabazas. [10] [11] [12]
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