Kruisboog
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
 |
Een kruisboog (armborst, arbalest, voetboog) is een wapen bestaand uit een boogstaaf (lijkend op een korte handboog), gemonteerd op een zuil, vaak met een kolf die lijkt op een geweerkolf, en voorzien van een mechanisme om de pees vast te houden en een trekkermechanisme om deze te lossen waardoor een korte pijl wordt weggeschoten. Soms is er een opwindmechanisme of lier aanwezig, of een spanhaak of stijgbeugel als de kracht nodig om de boog te spannen te groot is om dit met de hand te doen. (Dit is meestal het geval.)
Inhoud |
[bewerk] Pijlen
De pijlen worden soms bouten of schichten genoemd. Vroeger verschilden ze sterk van gewone pijlen, waren korter en hadden andere aerodynamische eigenschappen dan handboogpijlen. Het is voor de reproduceerbaarheid van de prestaties op een bepaalde boog belangrijk dat de gebruikte kruisboogpijlen even zwaar zijn. Dan wordt het consistente prestatieniveau mogelijk waardoor de kruisboog zich een plaats heeft verworven in het middeleeuwse oorlogsarsenaal. Kruisboogpijlen zijn lichter dan handboogpijlen, en moeten worden gelakt om opname van vocht te verhinderen wat hun eigenschappen zou veranderen. Ze hebben meestal ook maar 2 of zelfs geen veren per pijl in plaats van de drie van handboogpijlen. Hierdoor zitten ze het mechaniek van de boog niet in de weg bij het afvuren en hebben ze minder luchtweerstand. Pijlen van moderne jachtkruisbogen lijken weer veel meer op de pijlen van handboogschutters, al blijven ze iets korter.
[bewerk] Kruisboog versus handboog
Kruisbogen waren vanouds krachtiger en nauwkeuriger dan handbogen, ze konden een pijl door een harnas heen schieten. Omdat de schutter de boog niet zelf onder spanning hoeft te houden bij het richten kan dit meer ontspannen gebeuren. Het spannen is echter moeizamer door de grotere daarvoor vereiste kracht. Dit leidt weer tot een geringer aantal schoten per minuut dan bij de handboog. De kruisboog was daarom in de Middeleeuwen meer een verdedigings- dan een aanvalswapen, de schutter heeft wat dekking nodig voor het herladen. De spankracht is de kracht waarmee men de pees naar achter moet trekken als de boog tot de schietspanning wordt gerekt. Aangezien deze bij een kruisboog veel groter kan zijn dan de schutter kan opbrengen hebben zulke kruisbogen meestal een hulpmiddel om ze te spannen, dat gebruik kan maken van een hefboomeffect, een katrol of tandradmechanisme. Het is deze grote spankracht van de kruisboog die hem zo'n formidabel wapen maakte in de strijd tegen geharnaste tegenstanders. In de Middeleeuwen werden er echter ook al uitstekende handbogen gemaakt, vooral in Engeland, die qua effectiviteit volgens velen te prefereren waren boven kruisbogen, mits gebruikt door een deskundig schutter. Hierin zat hem echter de crux: handboogschieten vereist een veel grotere deskundigheid en veel meer en geregelde oefening dan kruisboogschieten. Het was veel duurder een aantal handboogschutters in goede staat van oefening te krijgen en te houden. In moderne tijden hoeven beide handwapens elkaar qua kracht en schietafstand weinig meer toe te geven.
[bewerk] Kruisboogsport
Ook tegenwoordig wordt er nog met kruisbogen geschoten, als sport en voor de jacht, dit laatste vooral in de Verenigde Staten. Moderne kruisbogen hebben boogstaven van staal of moderne composietkunststoffen en halen pijlsnelheden van meer dan 100 m/s op het moment dat de pijl de boog verlaat en zijn met telescoopvizier tot ca 100 m nauwkeurig genoeg om een doel van 20 cm te treffen. (Robin Hood-verhalen van pijlen die een eerder geschoten pijl op het doel in tweeën splijten zijn, anders dan door een nu en dan optredend toeval, niet mogelijk.) Bij de jacht wordt meestal echter gestreefd naar afstanden van 20 meter of minder. Zulke jachtbogen zijn weer anders geconstrueerd dan middeleeuwse kruisbogen, met langere pijlen. Het schieten met kruisbogen op openbare terreinen is overigens in Nederland verboden.
[bewerk] Geschiedenis
De kruisboog heeft een lange en uitgebreide geschiedenis. In China was de kruisboog in 200 v. Chr al goed ontwikkeld, zoals blijkt uit vondsten van geavanceerde bronzen trekkermechanismen. Uit schriftelijke bronnen blijkt dat de bogen al minstens honderd jaar eerder werden gebruikt. Romeinse kruisbogen waren versierd en goed ontworpen, maar West-Europese bogen van 600 jaar later waren nog vrij ruw afgewerkte stukken hout. Kruisbogen werden veel gebruikt tussen 800 en 1500 na Christus. Omstreeks 1400 veranderde het ontwerp, en werd de kolf tegen de schouder geplaatst om nauwkeuriger te kunnen richten. Een bekend kruisboogschutter uit deze tijd is (de legendarische) Willem Tell. Tegen 1650 had de kruisboog een kolf in de moderne geweervorm, en werd op vergelijkbare wijze gebruikt. Kruisboogmakers (arbalestmeesters) maakten tegen 1600 prachtige kruisboogkolven. Sommige Belgische ontwerpen waren zo volmaakt als moderne scherpschuttersgeweren.
[bewerk] Constructie
De boogstaaf van de kruisboog werd vervaardigd van hout of composietmaterialen tot in het midden van de 15e eeuw. Het voordeel van een houten boogstaaf is dat de boog als geheel lichter blijft. Composietbogen werden gemaakt van hoorn, pees en hout, waarmee veel grotere spankrachten mogelijk werden. Hoorn werd voor de binnenkant van de boogstaaf gebruikt, en dierlijke pezen voor de buitenkant. Omdat boogstaven van composietmaterialen werden vervaardigd door het samenlijmen van de onderdelen was een stevige lijmverbinding essentieel. De sterkste lijmen hadden ook de meeste tijd nodig om te drogen. Het was niet ongewoon om 6 maanden tot een jaar uit te moeten trekken voor de droogtijd van een boog. In de late 15e eeuw maakte de staalfabricage grote vorderingen en werd dit materiaal steeds vaker gebruikt voor de boogstaven. Een kruisboogstaaf is tenslotte niet anders dan een speciaal gevormde veer. Stalen boogstaven kwamen tegen het begin van de 16e eeuw steeds meer voor aangezien ze een consistenter schietgedrag hadden, behalve bij heel koud weer.
Een kruisboog heeft een pees die op zijn plaats wordt gehouden door een noot (ook wel rol of tuimelaar genaamd) als de boog is gespannen en de pijl wordt geplaatst. De noot ligt meestal aan het uiteinde van het pijlplatform, de lade. Hij bestaat uit een cilindrisch stukje hoorn, metaal of kunststof dat om een horizontale as dwars op de schietrichting draait, en waarin een keep is gemaakt waarin de pees kan rusten, terwijl aan de onderkant dan een richel is waar een staaf tegen aan drukt, die voorkomt dat de noot wegdraait en de pees lost. Deze blokkeerstaaf wordt door een veer op zijn plaats gehouden en door de trekker over te halen vrijgemaakt. De veer zorgt dat bij het weer naar achter halen van de pees de noot weer vanzelf blokkeert. De noot heeft vaak een groef in het midden waar de achterkant van de pijl in past, zodat het contact van de pees en de pijl bij het afschieten zo gelijkmatig mogelijk ontstaat. De pijl rust ook in een ondiepe gleuf op de lade om hem zo consistent mogelijk te presenteren aan de pees. De gleuf speelt zelf eigenlijk geen rol bij het geleiden van de pijl. Bij een eenvoudiger trekkermechanisme rust de pees in een uitsparing op de lade, en wordt door een pen die door de kolf heen loopt omhooggewipt als daar van onder op wordt gedrukt. Hierbij is de beweging van de pees minder goed voorspelbaar en slaat de pees nogal hard tegen het uiteinde van de pijl, wat de nauwkeurigheid schaadt.
De boogstaaf ('boog ') en de kolf van een kruisboog werden vaak van een goede kwaliteit hardhout gemaakt, zoals eikenhout of hard esdoornhout. De Centraal-Europese bogen waren vaak versierd en ingelegd met andere materialen zoals ivoor en speciale houtsoorten. De boogstaaf wordt aan de kolf bevestigd met henneptouw, linnen, of ander sterk bindmateriaal. De lade van de kruisboog is een plat gedeelte met een rechte groef waar de pijl op ligt en langs glijdt bij het afvuren. De pees van een kruisboog wordt gemaakt van sterke vezels die weinig neiging tot rafelen hebben. Linnen, hennep en dierlijke pezen werden gebruikt. Zelfs met katoen werd met enig succes geëxperimenteerd. De dierlijke pezen bestaan uit bindweefsel afkomstig van de nekwervelkolom van grotere dieren. Het bevredigend vastmaken van de elastisch vervormende boogstaaf aan de niet-vervormende zuil is ook een vrij lastig technisch probleem dat vaak werd opgelost door gebruik te maken van enigszins elastisch materiaal zoals dierlijke pezen en tussenliggende stukjes vervormbaar materiaal zoals leer. De kruisboog heeft verder een trekker, zoals die later ook werd ingebouwd in geweren, musketten en andere vuurwapens. Trekkers zijn in europa al bekend van kruisbogen uit de vroege 15e eeuw. Leonardo da Vinci ontwierp vele complexe trekkermechanismen voor kruisbogen, en kwam uiteindelijk uit op een gevoelige trekker die met zeer weinig kracht kon worden gelost.
Moderne kruisbogen (en handbogen) gebruiken soms ook een langere pees die aan beide uiteinden van de boogstaaf over een al dan niet excentrische katrol loopt, om een geringe beweging van de boogstaaf in een veel groter verplaatsingstraject van de pees om te kunnen zetten. Een dergelijke boog werkt efficiënter omdat meer energie van de boogstaaf op de pijl overgedragen wordt, omdat de zware boogstaaf zelf minder bewegingsenergie verkrijgt. Niettemin zijn moderne kruisbogen meestal veel lichter dan de loodzware grote kruisbogen uit de Middeleeuwen, met een veel geringere spankracht. Een moderne kruisboog heeft een pijlsnelheid die vergelijkbaar is met die van een moderne composiet-handboog.
[bewerk] Boogmechanica en Ballistiek
De kruisboog is ook in natuurkundig opzicht een bijzonder apparaat. Als de boog wordt aangespannen, wordt menselijke spierkracht in de boogarmen opgeslagen als potentiele mechanische energie. Als die potentiele mechanische energie op de pijl wordt losgelaten, wordt die vervolgens omgezet in kinetische energie. Het Spangewicht van de boog (F) is proportioneel met de Treklengte(x); net als dit bij de veer gebeurt in de wet van Hooke. De mechanische energie, die in de boog is opgeslagen is gelijk aan Fx/2 (omdat er twee boog-armen zijn). Deze relatie kan worden neergelegd in een *energietabel* waarbij de Treklengte varieert. Spangewicht x Treklengte wordt vaak uitgedrukt in "inch-pounds", en is daardoor makkelijk om te zetten naar footpounds. De kinetische energie wordt uiteraard mede bepaald door de massa van de pijl. De kinetische energie van een projectiel (als bijv. een pijl) kan worden afgeleid uit de vergelijking KE=0.5 x M x V^2. In deze berekening wordt de invloed van de trekkracht, het gewicht en de massa van de boogarm niet meegenomen, zie daarvoor de research van Bob Kooi*. De Snelheid (V in feetpersecond) en de kinetische energie (in KE of footpounds) kunnen uiteenlopen aan de hand van het gebruikte type pijlen M (meestal uitgedrukt in grains*). Spangewicht, Treklengte en het Gewicht van de pijl zijn typisch componenten van de Interne Ballistiek.
N.B. De uitkomst van de vergelijking hierboven, geeft de Initiele Snelheid, oftewel de snelheid van de pijl in een tweedimensionele wereld. Aerodynamische factoren als inertia, pijlrotatie, zwaartekracht en luchtweerstand worden hierin niet meegenomen. Deze grootheden behoren typisch tot het terrein van de externe ballistiek en als we een kruisboog gebruiken zijn we daar meestal in geinteresseerd, want hiermee wordt duidelijk hoe snel en hoe precies een pijl over een bepaalde afstand in het doel terechtkomt, en wat de kracht is van de inslag (zie Rotgans* en Tapley*).
Snelheid en slagkracht Bij jachtkruisbogen is de snelheid (in fps of m/s) een belangrijk verkoopargument, maar daarbij speelt natuurlijk ook het gewicht van de pijl een cruciale rol. "Hoe lichter hoe beter" wordt er vaak geroepen, maar dat is niet helemaal zo, want de boogarm moet zijn energie wel ergens aan kunnen afgeven. Gebeurt dit niet, dan kan de losgelaten kracht, die voor de pijl is bedoeld, de pees doen breken of zelfs de boogarm stukslaan. Ieder kruisboogtype heeft daarom een door de fabrikant voorgeschreven minimale lengte en gewicht voor de pijl. De International Bowhunting Organization geeft als standaard 5 grains per pound aan. Met andere woorden, het gewicht van de pijl mag nooit minder zijn dan 5 x de spankracht van de boogarm. Dus een 150 ponds kruisboog mag pijlen afschieten die niet lichter zijn dan 750 grains (= ongeveer 49 gram). Het kan natuurlijk nooit kwaad om de pijlen zwaarder te maken. De snelheid wordt over grotere afstand wel snel minder, maar de slagkracht over een korte afstand (30 - 50 meter) wordt er veel groter door. Voor de jacht kunnen holle aluminiumpijlen worden afgevuld met zilverzand. Naast het gewicht van de pijl is het materiaal waaruit de pijl bestaat van groot belang. We onderscheiden hier drie types materiaal die gangbaar zijn: hout, aluminium en carbon.
[bewerk] Disciplines
De moderne kruisboogsport kent een aantal disciplines: (o.a.?)6m, 10m, 20m, 28m en 61m traditioneel, field, match, wipschieten.
