Archers Campfire
Bogenschießen => Pfeile => Thema gestartet von: Grendel am Dezember 27, 2025, 02:30:27 Nachmittag
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Mal eine theoretische Frage.
Pfeile mit geringerem Durchmesser sind etwas schneller als diejenigen mit größeren Durchmesser ( bei ansonsten gleichen Parametern).
Aber um wieviel gehts da?
Beispiel:
Easton Axis mit 5mm und 8,1 gpi und dazu der Victory Vforce mit Standarddurchmesser und 6,9 gpi (alles 500er Spine).
Weiss einer aus Erfahrung, ob der geringere Durchmesser vom Axis das etwas höhere Gewicht wettmacht ( und letzten Endes eine flachere Flugbahn bringt im Vergleich zum Vforce)?
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Wieso sollte ein dünnerer, schwererer Schaft schneller sein? Das ist doch ein Trugschluss.
Das einzige was die dickeren Schäfte vielleicht im Unterschied ausmacht, ist etwas mehr Seitenwindanfälligkeit bei gleichem Leitwerk.
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Weshalb sollte der dünnere Pfeil schneller sein? Ich würde sogar behaupten, dass der "dicke" Pfeil bei sonst identischen Daten (Spine, Länge, Spitzengewicht) direkt nach dem Abschuss geringfügig schneller ist, da er weniger wiegt. Ein dünner Schaft ist durch die größere Wandstärke in der Regel schwerer als ein dicker Schaft.
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Hierzu gibt's ein Video von Thomas Sillmann. 9 Jahre alt.
Dicke oder dünne Pfeile im 3D-Bogensport.
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Seh ich auch so, leichterer Pfeil ist immer schneller, da bei gleichem Spine so gut wie immer der dickere Pfeil leichter (wenn man auf leichte Schäfte schaut) ist, ist auch so gut wie immer der dickere schneller.
Wenn du also auf Geschwindigkeit aus bist dann würd ich es als Faustregel so sagen:
Ab 800er und darunter so gut wie immer dickerer Pfeil da leichter.
Unter 6.2 mm nur 900er und weicher (einfach weil es fast keine 6.2er weicher gibt da die Wandstärken zu dünn wären (brechen schon beim hinschauen)).
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Ich bin davon ausgegangen, dass dünnerer Durchmesser weniger Luftwiderstand bedeutet.
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Zwei Pfeile mit gleichem Gewicht und nur unterschiedlichem Durchmesser sind direkt nach dem Abschuss praktisch gleich schnell.
Der dünnere wird aufgrund des geringeren Luftwiderstands jedoch etwas weniger Geschwindigkeit verlieren und daher eine flachere Flugbahn haben.
D.h. auf weite Entfernung wird der dünnere eine höhere Endgeschwindigkeit beim Einschlag haben.
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Ich bin davon ausgegangen, dass dünnerer Durchmesser weniger Luftwiderstand bedeutet.
Ich glaub das ist bei gängigen Entfernungen die wir meistens schießen zu vernachlässigen.
Wenn du aber z.b. traditionell koreanisch auf 145 Meter schießt mags anders sein. 😆
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Ich habe spaßeshalber ChatGPT gefragt – und natürlich gibt’s einen Unterschied. Aber das Gewicht hat deutlich mehr Einfluss als der Außendurchmesser vom Schaft.
Zu den Bildern: Damit ich’s berechnen lassen kann, habe ich ein paar Annahmen gemacht. Die Pfeile sind als Zylinder vereinfacht, und es wird nur der Außendurchmesser betrachtet. Gewicht und Geschwindigkeit sind ebenfalls angenommene Werte.
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Von der reinen Physik gesehen ist natürlich ein dünner Schaft weniger dem Luftwiderstand ausgesetzt als ein dickerer. Aber Physiker neigen zu Vereinfachungen um komplexe Situationen besser berechnen oder darstellen zu können
In der Praxis ist ein dünner Schaft weniger Seitenwind anfällig wie ein dickerer.
Die größte Seitenfläche ist aber die Befiederung und diese hat viel mehr Einfluss als der Schaft.
Meiner Meinung nach sind die meisten Schützen gar nicht in der Lage solche minimalen Differenzen auszuschießen.
Wir reden hier von Nachkommastellen, die gehen in der Streuung des persönlichen Können unter
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Genau so ist es Carpe.... 👏👏😉
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Hierzu gibt's ein Video von Thomas Sillmann. 9 Jahre alt.
Dicke oder dünne Pfeile im 3D-Bogensport.
Und das neue Video betreffend Spitzengewicht bei unterschiedlichen Durchmessern, Federgrößen etc. ist diesbezüglich auch ganz interessant.
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Also kann man abschließend sagen:
Dünnerer Durchmesser bringt leider nix, nur geringeres Gewicht bringt etwas ( nämlich flachere Flugbahn).
Ich hab 39 lbs auf den Fingern, schiesse auf meinen Satoris ( Uukha WA) Victory VForce 500 (6.9 gpi) in voller Länge, gpp irgendwo bei 8.3.
Bin ned total unzufrieden, aber etwas flacher könnte die Flugbahn halt schon sein.
Von der Haltbarkeit bin ich halt sehr begeistert.. ist die Frage, ob man da zuviel herumpfuschen sollte. Auch die Wurfarme werden mir dankbar sein, dass ich über 8 gpp schiesse.
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Ist wohl ein wenig differenzierter. Einen nicht unerheblicher Einfluß auf den Luftwiderstand hat die sich zwischen Pfeiloberfläche und umgebender, ruhender Luft ausbildende Grenzschicht, Und da spielt die geometrische Größe der Pfeiloberfläche durchaus eine Rolle. Nicht auf den ersten 2m aber im Verlauf des Pfeilfluges macht das einen Unterschied.
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Oh da kommt mein Studium wieder zurück.
Luftwiderstand = 1/2 * ρ * cw * A * v² , wobei
ρ Luftdichte
cw Widerstandsbeiwert
A Stirnfläche (Projektilstirnfläche)
v Geschwindigkeit
ist.
Wichtig ist, dass der Luftwiderstand nicht konstant ist und auch nicht linear ist. Der Luftwiderstand hängt quadratisch von der Projektilgeschwindigkeit ab.
Bedeutet: Je mehr der Pfeil abgebremst wird, desto mehr ändert sich der Luftwiderstand.
Das ist em Ende eine Differentialgleichung 1. Ordnung.
Gehen wir von gleichen Bedingungen beider Pfeile aus (gleiches Gewicht, gleiche Befiederung...), so ist nur die Stirnfläche A am Anfang unterschiedlich.
Bei einem Beispiel von 5 mm vs 7 mm Pfeilschaftdurchmesser haben wir also 19,63 mm² und 38,48 mm² und damit fast Faktor 2 zwischen diesen beiden.
Der Widerstandsbeiwert ist irgendwas zwischen 0,5 und 1,5 in der Literatur für Pfeile, daher sage ich mal 1.
Der Formel nach haben wir bei 60 m/s Pfeilgeschwindigkeit und 1,2 kg/m³ Luftdichte bei 5 mm 0,042 N und bei 7 mm 0,083 N Luftwiderstand.
Das gilt für den Moment des Lösens.
Mit der Flugdauer wird der Luftwiderstand gegen die Flugrichtung wirken und den Pfeil abbremsen. Mit dem Abbremsen nimmt der Luftwiderstand ab.
Mit der DGL 1. Ordnung kann man sich das ganze über die Pfeilgeschwindigkeit anschauen, mit der DGL 2. Ordnung auf die Distanz aufgelöst.
Die Pfeilgeschwindigkeit wird nichtlinear wegen der v² Geschichte abfallen.
Für einen Pfeil mit 30 Gramm Gewicht komme ich auf folgende Werte nach einer Sekunde Flugdauer:
t (s) v 5 mm (m/s) x 5 mm (m) v 7 mm (m/s) x 7 mm (m)
0,0 60,00 0,00 60,00 0,00
0,1 59,86 5,99 59,72 5,99
0,2 59,72 11,97 59,45 11,94
0,3 59,58 17,94 59,18 17,88
0,4 59,44 23,89 58,91 23,78
0,5 59,30 29,82 58,65 29,66
0,6 59,16 35,75 58,38 35,51
0,7 59,03 41,66 58,12 41,34
0,8 58,89 47,55 57,86 47,13
0,9 58,75 53,44 57,61 52,91
1,0 58,62 59,30 57,35 58,66
0,042 -> 0,0387 = delta 0,0033
0,083 -> 0,0759 = delta 0,0071
Nach einer Sekunde Flugdauer gäbe es in diesem Beispiel nur 1,27 m/s Geschwindigkeitsunterschied. Dabei ändert sich nach dieser Sekunde der Luftwiderstand um 0,0033 N bei 5 mm und um 0,0071 N bei 7 mm. Die Änderung des Widerstandes bleibt also vergleichsweise gering. Daher wird die Stirnfläche den größeren Einfluss haben.
In Realität dürfte der Unterschied aber deutlich größer ausfallen, weil der Pfeil nicht unendlich steif ist und im Flug eine stehende Welle entlang zweier Knotenpunkte beschreibt (er wobbelt im Flug). Dieses wobbeln ändert die Stirnfläche in der Ausgangsformel in Form einer geämpften Sinusschwingung (irgendwas ovalförmigs in der Fläche mit 1/e² Dämpfung). Außerdem wird ein nicht unerheblicher Teil der kinetschen Energie in eine Rotationsenergie gewandelt (durch die Neigung der Federn). Diese Rotation erhöht die Reibung noch mehr. Die Verwirbelung am Schaftende trägt auch noch bei.
Also was machen wir also mit dem Gehirngulasch hier, den sich bestimmt nur 2-3 Leute durchlesen werden?
-> Rein von der Formel und der Physik und der Theorie her müsste ein Pfeil mit kleinerem Durchmesser aber sonst identischen Werten schneller fliegen. Der dünnere Pfeil „konserviert“ seine Geschwindigkeit besser. Der 7-mm-Pfeil startet mit deutlich höherem Widerstand und verliert deshalb schneller seine Geschwindigkeit und zwar fast mit dem Faktor 2 des Flächenunterschiedes.
-> Der Geschwindigkeitsunterschied wächst also doppelt schnell bei doppelt so großer Fläche. Der allgemeine Unterschied ist aber nicht sonderlich groß.
Habt einen schönen Abend und ein leckeres Bierchen :trink:
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„Also was machen wir also mit dem Gehirngulasch hier, den sich bestimmt nur 2-3 Leute durchlesen werden?“
Moin Gartenpinguin,
das ist der Kernsatz in Deinem Beitrag. Ich habe keine Zweifel an Deinen Daten, auch wenn ich diesen nicht folgen kann. Im Ergebnis ergibt Deine Berechnung einen geringen Unterschied und wirft noch 2 weitere Aspekte in den Ring, die Verwerfung des Schaftes und den Einfluss von Befiederungsgröße bzw. Anstellwinkel. Beides könnte, meiner Vermutung nach, die Effekte des Durchmessers völlig überblenden. Das mehr oder weniger saubere Lösen des Pfeils dürfte ebenfalls die übrigen Effekte maßgeblich beeinflussen. In der Theorie lassen sich Unterschiede berechnen. In der Praxis dürfte sich über den Durchmesser allein bestenfalls bei den Olympischen Distanzen und sehr erfahrenen Schützen ein feststellbarer Effekt auf größere Distanzen ergeben.
Danke für Deine interessante Berechnung und Deine Schlussfolgerungen! :pop:
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Danke für die fundierten Betrachtungen @Gartenpinguin.
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In Realität dürfte der Unterschied aber deutlich größer ausfallen, weil der Pfeil nicht unendlich steif ist und im Flug eine stehende Welle entlang zweier Knotenpunkte beschreibt (er wobbelt im Flug). Dieses wobbeln ändert die Stirnfläche in der Ausgangsformel in Form einer geämpften Sinusschwingung (irgendwas ovalförmigs in der Fläche mit 1/e² Dämpfung). Außerdem wird ein nicht unerheblicher Teil der kinetschen Energie in eine Rotationsenergie gewandelt (durch die Neigung der Federn). Diese Rotation erhöht die Reibung noch mehr. Die Verwirbelung am Schaftende trägt auch noch bei.
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Dazu kommt das durch das "Wobbeln" sich der Anstellwinkel des Schaftes zur umströmenden Luft ändert was einen deutlichen Einfluß auf den Widerstandsbeiwert hat und der schwingende Schaft nochmals stärker abgebremst wird.
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Kann jemand sagen bei welchem Luftdruck (in hPa) die Messungen erfolgt sind?
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Und vergesst bitte nicht die feuchten Partikel der Luft, die bei -10° wie es bei uns heut morgen war, gefroren sind und um einiges mehr an der Oberfläche des Schaftes reiben. Also an einem dickeren Schaft doch mehr. Darf ich dann im Winter doch nur dünne Pfeile schießen? Muß ich doch glatt mal in mich gehen... ::)
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Und vergesst bitte nicht die feuchten Partikel der Luft, die bei -10° wie es bei uns heut morgen war, gefroren sind und um einiges mehr an der Oberfläche des Schaftes reiben. Also an einem dickeren Schaft doch mehr. Darf ich dann im Winter doch nur dünne Pfeile schießen? Muß ich doch glatt mal in mich gehen... ::)
Na, da musst du nur Winterschäfte nehmen, die haben ab +7°C weniger Reibung und gehen bis -15°C.
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Und vergesst bitte nicht die feuchten Partikel der Luft, die bei -10° wie es bei uns heut morgen war, gefroren sind und um einiges mehr an der Oberfläche des Schaftes reiben. Also an einem dickeren Schaft doch mehr. Darf ich dann im Winter doch nur dünne Pfeile schießen? Muß ich doch glatt mal in mich gehen... ::)
Na, da musst du nur Winterschäfte nehmen, die haben ab +7°C weniger Reibung und gehen bis -15°C.
-15°...? Da wirds aber schon eng die nä. Tage... 😂
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Winterschäfte, wie konnte ich dir nur außer Acht lassen? Ein leichter Speiseölfilm würde sicher auch helfen. Dabei ist Rapsöl wegen des geringeren Gewichts der Pflanze Olivenöl klar vorzuziehen. Sehr gut!!! :pop:
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Kann jemand sagen bei welchem Luftdruck (in hPa) die Messungen erfolgt sind?
Meinst Du meinen rechnerischen Quark von gestern?
Die Luftdichte von 1,2 kg/m³ kann man mit dem idealen Gasgesetz in einen Druck umrechnen.
Bei 20° C und der Gaskonstante von 287 J/(kg·K) für Luft wären das ca. 1010,29 hPa.
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Danke für die Mühe Gartenpinguin. :thankyou:
Ich hab es nicht nachgerechnet, mir sehr wohl aber die Zeit genommen, die Werte anzuschauen.
Die Berechnung mit den deinen Annahmen zeigt ja, dass die unterschiedlichen Geschwindigkeiten (und wir reden hier ja von 60m Distanz) überschaubar sind.
Meine eigenen Erfahrung mit unterschiedlichen Pfeilgewichten - und den üblichen Exceltools - zeigt, dass besonders der CW-Wert oft viel zu niedrig angesetzt wird.
Die Angaben im Netz beziehen sich vielleicht auf diese Spinwings der OLy-Pfeile.
Allein die Abweichung im Drall von wenigen (2-3) Grad (°) ergibt einen enormen rechnerischen Zuwachs der Fläche.
Wenn die Geschwindigkeit in der Realität dadurch nochmal stärker abfällt, hat der Anteil des Schaftquerschnitts noch weniger Einfluss.
Um der Erbsenzählerei noch mehr Vorschub zu geben: Bulletspitzen dürften diesbezüglich einen erheblichen Vorteil gegenüber den 3D-Spitzen haben.
Waldgeist: Gartenpinguin schreibt von Berechnungen. Nicht Messungen... ;)
Meine Pfeile sind eh schneller. Immerhin bin ich hier auf ca.500 m.ü.0. :pop:
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Allein die Abweichung im Drall von wenigen (2-3) Grad (°) ergibt einen enormen rechnerischen Zuwachs der Fläche.
Wenn die Geschwindigkeit in der Realität dadurch nochmal stärker abfällt, hat der Anteil des Schaftquerschnitts noch weniger Einfluss.
Genau das ist die wesentliche Kernaussage: Der Einfluss von anderen Parametern ist deutlich größer.
Gefragt wurde explizit nur nach der Betrachtung des Durchmessers, wenn der Rest identisch bleibt.
Rein ideal-rechnerisch kann man mit einem dünneren Schaft 1-2% rausholen, die würden in der Realität eher weniger ausmachen.
Für jemanden, der aber auf das Limit tunen möchte, kann diese Information von 1-2% Optimierung durchaus etwas wert sein. Ich blicke da in Richtung Flight-Turniere, bei denen es um maximale Distanz geht.
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Oh da kommt mein Studium wieder zurück.
Luftwiderstand = 1/2 * ρ * cw * A * v² , wobei
ρ Luftdichte
cw Widerstandsbeiwert
A Stirnfläche (Projektilstirnfläche)
v Geschwindigkeit
ist.
Du hast dich auch durch Strömungsmechanik gequält?
Ergänzend zur Ausführung vom Gartenpinguin:
In der Literatur wird davon ausgegangen, dass nicht die Stirnfläche in Form einer aerodynamisch günstig geformte Spitze eines Pfeils der "Bremser" ist, sondern die Reibung entlang des Schaftes durch chaotische Verwirbelungen. Und die Fläche eines 30" langen 245er ist um ca 20% größer als die eines 166ers.
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s. #13