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Puissance d'une arbalette ?.


Le_MarGiNaL
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Bonjour,

Depuis quelques temps je m'intéresse aux arbalettes et prévoit d'en acquérir une

Comment interpréter la puissance d'une arbalette quand on dit par exemple : 150 Livres

Quelle est son équivalence en kilo ?.

Est ce que 150 livres est une bonne moyenne ?.

:37: et bienvenue sur le forum

pour plus d'infos,

les arbalètes vendues en magasin (style barnett commando) sont appelées de "loisirs" en effet elles ne peuvent être utilisées que pour ça malheureusement

-car la chasse à l'arbalète est interdite en france

-les arbalètes de compétitions de tir, sont vraiment spécifiques et ne ressemble quasiment pas aux arbalètes que loisirs

-et quasiment aucun club de tir ou de tir à l'arc ne te laisserait tirer chez eux avec

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  • 1 month later...
Bonjour,

Depuis quelques temps je m'intéresse aux arbalettes et prévoit d'en acquérir une

Comment interpréter la puissance d'une arbalette quand on dit par exemple : 150 Livres

Quelle est son équivalence en kilo ?.

Est ce que 150 livres est une bonne moyenne ?.

cette valeur (qui devrait, pour un ingénieur ou un scientifique, être exprimée en N et non en kg ou (pire) en lbs), ne permet PAS de comparer la puissance de tir des arbalètes entre elles! Une erreur d'interprêtation très souvent lue dans ce forum.

Cf comparatif "Barnett vs Oneida" où un arc annoncé à 69 "lbs" donne un tir plus puissant (test de traversée d'annuaires) qu'une arbalète annoncée à 175 "lbs".

En effet, tout dépend aussi (et surtout!) de la course motrice du projectile dans le lanceur.

Une arbalète ayant une grande force d'armement mais sur une course courte peut ainsi être battue à plate coutures (en puissance d'impact réel du projectile, portée, etc) par un modèle ayant une force de mise en tension bien plus faible mais sur une course plus longue (façon arc).

En première approximation (cette formule n'est exacte que pour les ressorts ou élastiques longitudinaux, mais constitue une estimation acceptable pour un arc si on ne l'incurve pas trop), prendre 1/2 * force (en N, pas en kg) * course (en m, pas en cm) ce qui donne la puissance de tir (attention: brute. Tenir compte de la masse de la corde et de la partie mobile (déformable) de l'arc, qui vont s'accaparer une part non négligeable de la force motrice au détriment du carreau!) en Joules (unité d'énergie. La force à elle seule n'est RIEN à part une mesure de la difficulté à tendre l'arc...)

Les joules servent à mesurer des puissance d'impact, en particulier pour les marteaux pneumatiques. C'est tout aussi vrai pour les arcs et arbalètes, où la seule chose qui compte est l'énergie cinétique réellement communiquée au carreau quand il part.

Les anglomanes de ce forum peuvent s'amuser à calculer l'énergie de tir en BTU (ce qui remplace les Joules (et jadis les "calories") dans le système britannique) mais en aucun cas le raisonnement en livres (ou kg ou N, peu importe) n'a le moindre sens... sauf à course égale (distance de recul de la corde pendant la mise en tension).

Voir "tests de penetration. Barnett Vs Oneida" dans ce forum, confirmation du rôle très important de la course motrice dans l'énergie réelle du tir: un arc oppose beaucoup moins de force de mise en tension, mais peut générer un tir plus puissant que celui d'une arbalète (développant une force statique pourtant de plus du double, dans ce comparatif) car cette force décroit sur une course bien plus longue (dans l'arc) que celle de l'arbalète. Toutefois pour un comparatif équitable de "pénétration" il faudrait utiliser des pointes identiques (même diamètre, même forme) car cela joue aussi beaucoup, surtout pour traverser un annuaire dont les pages génèrent énormément de frottement au détriment des projectiles épais. D'autre part, à largueur égale, une pointe pyramidale (3 ou 4 côtés, si possible taillés un peu concaves pour avoir des arrêtes plus affûtées) tronçonnera bien mieux le papier qu'un cône (qui, lui, devra l'arracher en le refoulant autour du trou, après que la pointe l'ait percé) donc sera moins freinée. C'est utilisé aussi pour les balles d'armes à feu lorsqu'il faut pouvoir percer un blindage léger (mais fort résistant, utilisé dans les blindés rapides modernes et les gilets pare-balles) en "Nomex", fibre très difficile à arracher (par une pointe cônique qui tente de les écarter pour passer) mais plus facile à sectionner (pointe triangulaire à "joues creuses"). Par contre, pour défoncer une tôle de blindage un peu épaisse, la pyramide concave risque plus de s'écraser que le cône plein qui pourra mieux jouer les "emporte-pièces": tout dépend donc de vers quoi on tire! Tôle fine ou matériaux fibreux (bois, tissus, annuaire, matériaux composites): pointe découpante. Tôle épaisse ou matériau cassant (duralumin, fonte d'acier ou d'aluminium, parpaings, briques, plastiques durs non fibrés, verre trempé) pointe "percutante" de type "burin". Le même test en tirant vers un mur en parpaings aurait pu avantager l'arbalète, dont le carreau plus lourd encaisserait mieux l'impact que la flèche de l'arc.

Le choix de la forme de la tête du projectile compte donc aussi beaucoup, selon ce vers quoi on tire (et aussi du soucis de ne pas trop endommager la cible pour s'en resservir pour de nombreux tirs: dans ce cas la tête cônique fera beaucoup moins de dégâts que la pyramidale)

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  • 12 years later...

Bonjour,

Magnifique réponse de Kermario.

Juste une correction de principe.

La formule F x l /2 ne donne pas la puissance de l'arbalète qui s'exprime en Watt (1 Watt = 1 Joule /s), mais son énergie. Elle provient de la formule donnant l'énergie d'un ressort qui est égale à la constante de raideur du ressort multiplié par le carré de son allongement et divisé par 2, elle même exprimé en Joule. Dans le cas d'un ressort on a également l'expression de la force du ressort qui est égale à la constante de raideur multiplié par l'allongement. On obtient alors la formule de l'énergie d'un ressort qui est égale à F x l /2.

Une autre manière d'interpréter cette formule est de considérer que la flèche est soumise linéairement à une force décroissante de F à 0 sur la totalité de la course. Le travail (exprimé en joule) de cette force est alors égale à la force moyenne sur la totalité de la course égale à F /2 multiplié par la distance parcourue l soit la formule F x l /2.

La formule F x l /2 pour une arbalète consiste alors à assimiler le travail de la force de l'arbalète au travail d'un ressort chargé à x livres, la livre étant dans cette formule un multiple du kgf  (1 livre force = 0,453592 kgf =  0,453592 x 9,81 N). Cette approximation est correcte et il suffit de mettre l'arbalète en verticale et d'accrocher des poids successifs pour démontrer la linéarité de la force par rapport à la course.

Attention, il s'agit de l'énergie maximale, à laquelle il faut retrancher les énergies de tension de la corde, d'inertie des branches de l'arbalète et de frottements (attention en fonction de la vitesse les forces de frottement sont proportionnelle à la vitesse pour des vitesses faible et proportionnelles au carré de la vitesse pour des vitesses plus élevé, je ne me souviens plus de la limite). D'où l'utilité de bien lubrifier le rail de l'arbalète et la corde, cela permet non seulement de transmettre plus d'énergie à la flèche, mais cela permet également de moins abimer la corde par échauffement lié au frottement.

Lors  de son vol, la flèche va être soumise à la résistance de l'air qui est proportionnelle au carré de la vitesse, ainsi on en déduit les énergies à l'impact de la flèche comme étant l'énergie initiale donnée par la formule 1/2 m*v^2 moins les énergies de dissipation de la flèche liées à son coefficient balistique et au carré de la vitesse (forces de trainée).

Ainsi, une flèche rapide perdra beaucoup plus d'énergie à l'impact qu'une flèche plus lourde et moins rapide ayant la même énergie initiale. D'où l'importance de soigner la forme aérodynamique de la flèche, sa raideur (vibration de la flèche dans le sens orthogonal de la trajectoire), la forme de l'empennage, l'alignement des lames (pointe de chasse) avec l'empennage, etc...

Par contre, une flèche ayant une vitesse plus faible verra sa trajectoire moins rectiligne qu'une flèche plus rapide à distance égale.

Comme le dit bien Kermario, lors de l'impact, la flèche va être soumise à la réaction de la cible. La pénétration dans la cible va donc dépendre de l'énergie à l'impact (poids de la flèche et distance de la cible) et du coefficient "balistique" de la pointe sur la matière à transpercer. Pour s'en rendre compte facilement il suffit de remplacer une flèche à embout conique par une flèche à pointe de chasse, cette dernière pénétrant beaucoup plus la cible.

Ces commentaires montrent bien que le choix d'une arbalète dépendra essentiellement de ce que l'on veut faire. Si c'est pour du tir de précision, il faudra alors préférer une arbalète avec moins de force, mais une course plus importante et des flèches plus légère, on s'assurera alors d'un tir plus précis à longue distance, mais avec des énergies d'impact moindre. Cela permettra également d'économiser sur la cible dont le coût n'est pas anodin et est une denrée périssable. D'ailleurs tous les archers recommandent de ne pas tirer des pointes de chasse sur des cibles traditionnelles.

Dans un cadre plus survivaliste, on préfèrera une arbalète plus puissante, munies de flèches à pointe de chasse dans le cadre du survivalisme et de pointe lestée à embout semi-sphérique pour préserver la cible et pour l'entrainement permettant de simuler la trajectoire des pointes de chasse sur de longues distances.

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Réactivation d'un vieux sujet, très intéressant. Mais à propos de cette remarque :

"On obtient alors la formule de l'énergie d'un ressort qui est égale à F x l /2.

Une autre manière d'interpréter cette formule est de considérer que la flèche est soumise linéairement à une force décroissante de F à 0 sur la totalité de la course.

Le travail (exprimé en joule) de cette force est alors égale à la force moyenne sur la totalité de la course égale à F /2 multiplié par la distance parcourue l soit la formule F x l /2."

Ce n'est plus vrai aujourd'hui avec les arbalètes à poulies qui constituent la majeure partie des ventes, dont le principe et l'objectif est de conférer une tension constante tout au long de l'armement. En première approximation, on peut calculer l'énergie en admettant :

E = F*l

Seuls quelques cm au départ et en fin d'armement sont voisins de 0 N.

Les arbalètes haut de gamme comme TenPoint et Ravin limitent énormément les frottements de la corde de propulsion sur l'arbrier par un double jeu de cames et tendeurs par poulie, pour tendre les arcs, ce qui permet aux arcs supérieurs et inférieurs ainsi qu'aux poulies de rester parfaitement parallèles entre eux avec l'arbrier (plus d'arcs qui se tordent) et à la corde d'effleurer l'arbrier tout au long de la course, pour un rendement maximum.

A noter que les arcs ne consomment pas tant d’énergie que ça, vu qu'ils ont un déplacement relativement court par rapport au projectile malgré leur masse. Même la corde qui pour le coup se déplace à la moitié de la vitesse du projectile (son C.D.G. du moins) va absorber une énergie non négligeable.

La mesure de vitesse de projectiles de masses différentes permet d'évaluer une énergie de transfert résiduelle qui transite par tout le mécanisme de lancement, et qui est proche de 20% de l'énergie captée par le projectile. Pour qu'un trait embarque une énergie de 200 Joules, il faut une arbalète qui en emmagasine environ 240.

Et effectivement, plus le projectile est massif, plus il emmagasine d'énergie.

Avec un projectile fictif de masse nulle, c'est la corde de propulsion qui se prend toute l'énergie de transfert avec les tendeurs, soit les 240 Joules au lieu de 40 ... d'où la casse quasi assurée. C'est aussi la raison pour laquelle le tir à vide est proscrit. Car quand les cordent cassent, ce sont les arcs qui volent.

Edited by marco63
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