Стабилизатор лука

 

Использование: стабилизация лука в момент выпуска стрелы для повышения точности попадания. Сущность изобретения: в момент выстрела лук перемещается вместе с закрепленным на нем стабилизатором. При этом магниты, в силу инерции, стараются сохранить свое исходное положение в пространстве и корпус перемещается относительно магнитов. При продольном перемещении корпуса происходит сжатие газа в одной из торцевых полостей, за счет него сближение магнитов и возникновение сил взаимного отталкивания магнитов, перемещение всего магнитного блока, сжатие воздуха в полости в направлении перемещения магнитов и возвращение их в исходное положение, на что расходуется энергия колебаний. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам стабилизации лука в момент выпуска стрелы и создания тем самым необходимых условий для повышения точности попадания. Изобретение может быть использовано по аналогичному назначению в арбалете.

Из патентных источников известен стабилизатор лука, содержащий немагнитный цилиндрический корпус, в котором размещена подвижная инерционная масса в виде магнитов и торцевые упругие демпферы для их торможения, выполненные из эластичного материала /см. патент США N 3683883 F 41 B 5/00, 1972 прототип/.

Основным недостатком известного стабилизатора является ограниченная восприимчивость колебаний лука, обусловленная трением магнитов о корпус и их перекосами в корпусе при сближении из-за стремления развернуться навстречу противоположными полюсами. Пониженная восприимчивость приводит к запаздыванию реакции стабилизатора на возникающее внешнее возмущение лука. Другим недостатком устройства является неполное поглощение кинетической энергии магнитов торцевыми демпферами, что объясняется жесткостью материала из которого они изготовлены инерционностью процесса их деформации. И, наконец, в известном стабилизаторе невозможна настройка на более эффективное рассеивание энергии колебаний с учетом силовых и частотных параметров лука, который в отличие от других видов спортивного оружия имеет большой разброс этих параметров. Разброс параметров обусловлен индивидуальными механическими характеристиками упругих плечей лука и их сильной зависимостью от влажности и температуры окружающей среды. В основу изобретения положена задача усовершенствования конструкции стабилизатора таким образом, чтобы он обладал повышенной чувствительностью к внешним возмущениям лука и повышенной способностью рассеивать энергию этих возмущений, а также позволял настройку стабилизатора на восприятие внешних нагрузок и их эффективное ослабление с учетом силовых и частотных параметров лука.

Эта задача решается тем, что в стабилизаторе лука, содержащем немагнитный цилиндрический корпус, в котором размещена подвижная инерционная масса в виде магнитов и установлены торцевые демпферы для их торможения, согласно изобретению, торцевые упругие демпферы образованы воздушными полостями выполненными с возможностью изменения их объема, для чего одна из торцевых стенок корпуса выполнена в виде поршня, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом, на кромках магнитов образованы опорно-уплотнительные кольца из магнитной жидкости и в стенке корпуса между магнитами выполнены отверстия.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его осуществления и прилагаемым чертежом, на котором, согласно изобретению: фиг. 1 изображает стабилизатор лука в продольном разрезе, а фиг.2 стабилизатор в плане.

Стабилизатор лука содержит немагнитный корпус 1, у которого неподвижная торцевая стенка образована крышкой 2, снабженной резьбовым хвостовиком 3 для установки стабилизатора на луке, а другая, подвижная, поршнем 4, обладающим возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса 1 и связанного посредством толкателя 5 с гайкой 6, сопрягаемой с корпусом 1, постоянные магниты 7, служащие инерционной массой и свободно установленные в корпусе 1 одноименными полюсами навстречу друг другу с образованием с ним кольцевого зазора 8 благодаря центрирующим опорно-уплотнительным кольцам из магнитной жидкости. Последние образованы на кромках магнитов 7, где наиболее высокая напряженность магнитного поля, в результате внесения туда магнитной жидкости, которая втягивается в область этого поля и удерживается им. Магнитное поле сообщает образовавшемуся объемному телу упругие свойства и поддерживает его форму, а также восстанавливает ее в случае деформации после устранения ее причины. Кольца 9 образуют с корпусом 1 плотный контакт, поэтому кольцевое уплотнение 9 выдерживает определенный перепад давления по обе стороны от него. Между крайними магнитами и торцевыми стенками корпуса 1 образованы воздушные полости 10 и 11. Герметичность этих полостей обеспечена уплотнительными кольцами 12 и прокладкой 13, а также упругими кольцами 9. Магниты 7 благодаря отсутствию контакта с корпусом 1 и жидкостному трению колец 9 о корпус легко подвижны в осевом направлении. Снаружи на корпусе образована шкала 14, а в стенке его между магнитами выполнены отверстия 15 для сообщения негерметичных полостей корпуса с атмосферой.

Настройку стабилизатора на лучшее восприятие и более полную диссипацию энергии колебаний лука производят следующим образом. Навинчивают гайку 6 на корпус 1. При этом толкатель 5 перемещает поршень 4 внутри корпуса, который уменьшает объем полости 10 и сжимает объем воздуха в ней. Повышение давления в полости 10 вызывает перемещение ближайшего к ней магнита 7, что вызывает в свою очередь подвижку остальных магнитов и, как следствие этого, повышение давления в полости 11. Состояние массы газа в герметичных воздушных полостях 10 и 11 подчиняется закону Бойля-Мариотта, которое описывается известной формулой: P₁ V₁ P₂V₂, где: V₁ и V₂ соответственно объемы воздушных полостей до и после подвижки поршня 4, а Р₁ и Р₂ соответственно давление в полостях до и после подвижки поршня 4. Относительную степень поджатия магнитов газовым давлением контролируют по шкале 14. Газовое давление в полостях 10 и 11 подпружинивает магниты 7, сближая их между собой, что увеличивает между ними силу взаимодействия (отталкивания). Влияя столь простым способом на величину взаимодействия между магнитами и на упругость пневматических демпферов, получают возможность, изменяя жесткость демпфирующей системы, настроить стабилизатор на восприятие конкретного усилия и частоты колебаний в зависимости от индивидуальных параметров лука. В эффективности настройки убеждаются путем пробных пусков стрел и анализа характера рассеивания пробоин на мишени, либо экспериментально по скорости затухания сигнала сейсмодатчика установленного на луке, в момент выстрела. Стабилизация лука в момент выстрела за счет рассеивания энергии его колебаний, обусловленных разными причинами, происходит следующим образом. В состоянии покоя лука и отсутствия вибраций инерционная масса, т.е. магниты 7 находятся в состоянии покоя, занимая равновесное положение в корпусе 1. В момент выстрела лук испытывает перемещение, вместе с которым перемещается и жестко закрепленный на нем стабилизатор. Пространственное перемещение стабилизатора может быть каким угодно, однако наиболее выраженным является перемещение вдоль линии стрельбы как следствие приложения ударной силы тетивы к плечам лука и возникновения их изгибных колебаний. В начале движения корпуса 1 магниты 7, обладая инерцией покоя, стремятся сохранить свое исходное положение в пространстве, поэтому перемещение корпуса /и лука/ происходит относительно этих магнитов. В поперечном направлении такое перемещение возможно за счет упругой деформации колец 9 из магнитной жидкости. Диссипация энергии колебаний в этом направлении осуществляется за счет трения в слоях жидкости и последующего восстановления формы колец 9 магнитным полем. Продольное перемещение корпуса 1 /и лука/ относительно блока магнитов становится возможным за счет сжатия газа в полостях 10 или 11, на что расходуется часть энергии колебаний. Другая ее часть поглощается за счет преодоления сил взаимного отталкивания магнитов 7 при их сближении, выведенных из состояния покоя, за счет повышения давления в одной из полостей 10 или 11, перемещения всего магнитного блока в корпусе 1 и сжатия воздуха в полости в направлении перемещения магнитов и возвращения их в исходное положение, а также дросселирование воздуха в атмосферу через отверстия 15 из уменьшающегося объема между магнитами 7 при их сближении. Обратное поступление воздуха извне через отверстия 15 в корпус и выравнивание давления происходит, когда магниты 7 расходятся. Таким образом, в предложенном стабилизаторе имеет место комбинированная диссипация энергии колебаний лука. Поэтому предлагаемый стабилизатор обладает повышенным энергопоглощением вынужденных колебаний лука при выстреле и позволяет сохранить его устойчивость в ответственный момент. Процесс восстановления равновесного состояния магнитов 7 является быстрозатухающим и, следовательно, тормозящим перемещения стабилизатора, а также и самого лука, с которым он жестко связан.

В предлагаемом стабилизаторе магниты 7 благодаря кольцевым опорам 9 не касаются корпуса 1 и благодаря жидкостному трению легко подвижны. Эти опоры препятствуют перекосу магнитов 7 в корпусе 1. Легкая подвижность магнитов 7 обеспечивает их быструю реакцию на внешние возмущения, поэтому стабилизатор обладает повышенной восприимчивостью к внешним возмущениям, в том числе слабым. Пневматические торцевые демпферы в виде воздушных полостей 10 и 11 обеспечивают плавность взаимодействия с ними магнитного блока и полностью поглощают его кинетическую энергию. Демпфирующая система позволяет легкую перенастройку собственной упругости путем подвижки поршня 4 и возможности ее контроля по шкале 14.

Формула изобретения

Стабилизатор лука, содержащий немагнитный цилиндрический корпус, в котором размещены подвижная инерционная масса в виде магнитов и торцевые упругие демпферы для их торможения, отличающийся тем, что торцевые упругие демпферы образованы воздушными полостями, выполненными с возможностью изменения их объема, для чего одна из торцевых стенок корпуса выполнена в виде поршня, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом на кромках магнитов образованы опорно-уплотнительные кольца из магнитной жидкости и в стенке корпуса между магнитами выполнены отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2