В опорном вузе региона модернизировали спортивный лук

На днях изобретение профессора кафедры «Гидромеханика и транспортные машины» ОмГТУ Александра Болштянского было запатентовано в Роспатенте и сразу привлекло внимание научного сообщества. Спортивный лук модернизирован совместно с деканом факультета физической культуры СибГУФКа Ольгой Галеевой. По словам авторов, лук имеет гибкие плечи с неподвижно установленными на концах упругими пластинами-рычагами, к которым крепится тетива. На концах плеч шарнирно установлены жесткие рычаги, свободные концы которых направлены в сторону выстрела. Натяжение тетивы производится плечами с помощью одно- и многоручьевых полиспастов (систем блоков, обвитых канатом).

Мы решили узнать подробнее у Александра Павловича об идее совершенствования стандартного спортивного лука и о дальнейших планах в реализации изобретения.

С чего началось ваше взаимодействие с Ольгой Галеевой? Кому пришла идея улучшить характеристики лука?

Ольга Галеева – моя племянница, спортсменка-пловчиха, кандидат педагогических наук, декан СибГУФК. В течение всей ее научной карьеры мы часто обсуждаем проблемы физического воспитания и спорта, а они, в принципе, одинаковы и для плавания, и для стрелкового спорта. При разработке новых конструкций луков, которые можно использовать и при изготовлении арбалетов, мы вместе решали системные вопросы, ответы на которые реализованы в трех опубликованных патентах. Кроме того, нами получен довольно интересный патент на устройство для имитации действия блокирующих игроков-волейболистов, а также патент на устройство для тренировки старта пловцов.

Какова характеристика усовершенствованного лука?

Рычажно-пружинные конструкции только отдаленно напоминают обычные луки. Честно говоря, они менее эстетичны. Стрелы отличаются формой наконечника и устройством хвостовой части – их издалека и не отличишь от обычных. По массе рычажно-пружинные луки несколько тяжелее обычных, хотя вес лука положительно сказывается на точности стрельбы, что характерно для любого стрелкового оружия. Усилие же может быть абсолютно любым, доступным для человека. Например, боевые английские прямые луки имели силу натяжения до 70 кг. Преимущество наших конструкций в том, что один и тот же лук может быть легко настроен владельцем на любое усилие. Но, конечно, с соблюдением заданного верхнего предела, который, кстати, может быть очень большим. Например, 100 килограмм без каких-либо конструктивных ухищрений. По длине наш лук несколько короче обычного лука, но не кардинально. Например, длина обычного лука в свободном состоянии составляет около 140 см, нашего – около 120 см. Короче вряд ли можно сделать, поскольку это приведет к уменьшению угла между ветвями тетивы при полном натяжении, и тетива будет сдавливать пальцы. Хотя при использовании стрел с нашими хвостовиками этот угол не будет оказывать никакого влияния.

Техническим результатом совершенствования лука является уменьшение его габаритов, повышение удобства использования, увеличение мощности выстрела. За счет чего это происходит?

Уменьшение габаритов лука при ненатянутой тетиве происходит за счет оригинальной конструкции концов плеч лука, которые сначала находятся как бы в сложенном состоянии и затем «распрямляются» только в процессе натяжения тетивы, то есть во время выстрела. Мощность лука – это вообще сложное понятие. С точки зрения механики – это произведение силы на путь (работу) за единицу времени. Для одного и того же стрелка путь (длина натяжения тетивы) один и тот же, а вот сила, которую придает тетиве лук, может распределяться вдоль этого пути по-разному. В обычном луке максимальная сила действует в начале пуска стрелы, когда она еще неподвижна. Это вызывает в начале движения стрелы большие силы инерции, из-за которых стержень стрелы теряет устойчивость, и она начинает колебаться. А это отрицательно влияет как на точность выстрела, так и на его мощность. Конструкция рычагов, на которых натянута тетива в наших изобретениях, позволяет снизить начальную силу, действующую на стрелу, и сделать ее максимально возможной, когда стрела уже начала движение. Это и позволяет повысить мощность выстрела без потери его точности.

Сколько времени ушло у вас на совершенствование конструкции лука?

Попыткой усовершенствовать конструкцию луков и арбалетов я занялся лет 12-13 назад, когда решил перейти с огнестрельного оружия на метательное во время охоты. Я решил, что применение огнестрельного оружия против птиц и зверей нечестно – слишком разные возможности у охотника и добычи. И я абсолютно против того, что государство разрешило применять на спортивной охоте нарезное огнестрельное оружие. Убойная дистанция у винтовки или карабина доходит при использовании оптического прицела до 400-500 метров. Зверь не видит и не слышит охотника, и при точном выстреле у него нет никаких шансов спастись! На мой взгляд, это нельзя назвать спортивной охотой. Это натуральное убийство!

В чем принципиальное отличие вашего усовершенствованного оружия от стандартного лука?

Разработанные нами конструкции можно разделить на две большие группы – обычные луки, снабженные инновационными аксессуарами (прицел, стрела, стабилизатор, устройство фиксации стрелы, звуковой сигнал окончания процесса натяжения) и рычажно-пружинные луки, у которых отсутствуют гибкие плечи, замененные системами рычагов, пружин и блоков.

Прицел позволяет производить быструю перестройку на разные дистанции выстрела: стрела первые 25-30 метров (обычная дистанция выстрела на охоте) летит по прямой линии, стабилизатор очень компактен, фиксация стрелы позволяет натянуть тетиву заранее и ходить с натянутым и готовым к выстрелу луком без всякого напряжения, звуковой сигнал дает возможность стрелять длинными стрелами независимо от «габаритов» стрелка.

Пружинно-рычажные конструкции, в свою очередь, полностью решают проблему дефицитных и дорогих материалов, из которых изготавливают луки. Они легко перестраиваются на другие (меньшие или большие) усилия, их практически невозможно сломать, они имеют неопределенно большой ресурс работы, им не страшны ни высокие, ни низкие температуры, ни высокая влажность, они не ломаются при холостом (без стрелы) выстреле. Это очень важные преимущества, прежде всего, для охотничьих луков. Например, ресурс современного лука, плечи которого сделаны из композитов – всего 10 000 выстрелов. Для того чтобы только пристрелять лук, нужно сделать не менее 500 выстрелов (чаще около тысячи). На каждой тренировке вы сделаете не менее 50-100 выстрелов. А чтобы вообще научиться более или менее точно стрелять из лука, вы будете тренироваться несколько лет!

В армии старинной Англии лучник был представителем привилегированного класса. Стрельба из лука – очень сложный процесс. Так что обычный лук вы быстро «исстреляете», и придется покупать новый, который тоже потребует пристрелки. Однако, дело даже не только в этом. По правилам разрешается охотиться с луком, сила натяжения которого составляет более 60-ти фунтов силы (более 27 килограммов силы), а в продаже вы найдете самый мощный лук с усилием не более 60-ти фунтов! Почему? А потому, что луки с усилием более 27-ми килограмм – это уже гражданское оружие, и их мало кто в мире производит. То же самое относится к арбалетам до 43 килограмм силы – это спортивный снаряд, а свыше – гражданское оружие. А правила предусматривают охоту с арбалетом с усилием свыше 43 кг. Рычажно-пружинная конструкция арбалета так же проста, как и конструкция лука.

Где можно и каким образом использовать данный вид оружия? Подходит ли он для охоты?

Вот как раз для охоты наши луки пригодны более всего! Кроме того, нами разработана конструкция стрелы, которая может обездвижить животное или крупную птицу, не причиняя им вреда. Это, вероятно, может пригодиться орнитологам и биологам.

Данное метательное оружие используют в Олимпийских играх. Есть ли в планах предложить организационному комитету игр перенять вашу разработку?

Стрельба из лука как олимпийский вид спорта предусматривает использование классических луков. Пока не решен вопрос даже с блочными луками, которые выпускаются давным-давно. Однако применять на соревнованиях, например, разработанные нами инновационные стрелы, прицелы и стабилизаторы, наверное, уже можно.

Какие перспективы развития данного изобретения?

Эта работа является для меня и моего соавтора не более чем хобби и возможностью отвлечься в свободное время от «дел насущных». Лично для меня она может окончиться только написанием брошюры с условным названием «Механика и изготовление лука своими силами». Возможно, мне удастся сделать один-два выставочных образца, но на большее я не рассчитываю.

Надеемся, что изобретение Александра Павловича найдет свое применение в жизни. Желаем ему удачи в дальнейших исследованиях.