135.1966年:复合弓
霍利斯·威尔伯·艾伦(Holless Wilbur Allen,1909—1979)
在由国际射箭联合会(FITA)举办的2013年法国巴黎射箭世界杯上获得女子项目第三名的阿宾娜·洛吉诺娃(Albina Loginova)。
弓与箭(公元前30000年)
搭弓射箭是人类最古老的技艺之一,弓和箭的使用历史已有数万年。因此,似乎很久以前工程师就已经榨干了这种技艺的提升空间。但到了1966年,工程师掀起了一场新的技术革命,最终导致了复合弓的出现。
我们先来了解一下传统弓的工作原理。我们用弯曲的木棍做弓身,将弓弦系在弓身两端的弓梢上。弓身弯曲程度越大,蓄积的力量就越强,弓身回复过程中传递给弓弦的张力也就越大。一张牢固的英格兰长弓的开弓磅数可以达到150磅(670牛顿),射手需要站在原地并施加150磅的力才能使用这样的一张弓进行射击。
霍利斯·威尔伯·艾伦于1966年首次获得了复合弓的专利。复合弓与传统弓最大的区别在于蓄力方式的不同。在复合弓中,射手持握的部分成为弓身(riser),弓身是严格竖直的。两个接近水平的部分称为弓缘(limb),将弓缘的两个尖端拉近可以蓄力。弓缘成为了一种悬臂弹簧—― 和跳水板上的弹簧是一样的。
凸轮(cam)的作用相当于一种可变杠杆,凸轮的存在使射手可以通过调整弓弦和弓身的距离改变弓弦上的拉力。靠近弓身的地方开弓磅数很大,但在射手将弓弦逐渐拉远的过程中,凸轮的旋转会改变杠杆臂的大小,从而导致开弓磅数的显著下降。因此,射手可以更轻松地持弓射击。
如何在不减小威力的情况下降低开弓磅数?这是工程师一直在思考的问题,以上的介绍是其中一种方法。工程师找到了很好的解决方案,尽管花了数万年的时间。■ 工程学之书