Laminaatti- ja yksipuisen jousen erot

[Markus]

Oon tässä jonkin verran lukenut tietoa laminaattijousista ja tosi useesti oon törmännyt lauseeseen, että laminaattijousi olisi tehokkaampi kuin yksipuinen. En vaan ymmärrä, miten jouseen maagisesti tulisi lisää heittoa tai "tehoa", vain pelkästään siitä, että siinä on kahta tai useampaa eri puulajia. Eikös enemmänkin jousen profiili vaikuta heitto-ominaisuuksiin? Jos leikitään, että on kaksi täysin saman paksuista, leveetä ja pitkää jousta, joissa molemmissa on identtinen profiili, joista toinen on kaksipuinen ja toinen yksipuinen. Onko niissä silloin jotain konkreettista eroa "tehon" suhteen? Maa en jummarra.

[Tuomo Reiniaho]

Melkoisen laaja asia…

Jos määritellään ensin jousen ”teho”. Yleensä sillä tarkoitetaan jousesta ammutun nuolen nopeutta. Jotta jouset olisivat vertailukelpoisia, niin nuolen massa pitää vakioida suhteessa jousen jäykkyyteen. Nuoleen saa lisää nopeutta kahdella tavalla: Jousen pitää varastoida enemmän energiaa tai lapojen (liikkuvan massa) pitää olla kevyemmät. Tämä pätee myös ulkomitoiltaan identtiisiin jousiin (jäykkyys, mitat, profiilit, tms.) – nopeampi jousi joko varastoi enemmän energiaa tai on kevyempi.

Laminointi sinänsä ei ole mikään taikakeino. Jos teet yksipuisen saarnijousen ja samanlaisen kahdesta tai useammasta laminaatista laminoidun saarnijousen, niin ne ovat yhtä nopeita. Tai itse asiassa, laminaatti saattaa olla jopa hitaampi, jos laminaatteja ja liimaa on paljon. Useimmat liimat ovat melko painavia.

Laminaatin edut tulevat siinä, että rakenteeseen voidaan varastoida enemmän energiaa, esimerkiksi esijännityksellä. Perry-reflex hyödyntää juuri tätä. Toki energiaa voi varastoida enemmän jousen profiilin avulla (vrt. myötä- ja vastakaareva). Tai toisin päin, esijännityksellä voidaan tehdä yhtä jäykkä mutta kevyempi rakenne.

Toinen laminaattien etu johtuu materiaalien ominaisuuksista. Laminaattijouseen voidaan valita seläksi hyvin vetoa kestävä puulaji (bambu, hikkori, valkotammi, tms.) ja vatsaksi hyvin puristusta kestävä puulaji (massaranduba, ipe, osage, tms.). Näin voidaan hyödyntää materiaalien erityisiä ominaisuuksia, joita ei yhdessä puussa ole. Samaa ideaa hyödynnät koivu-kataja-laminaatissasi – kataja on hyvä puristuspuolella, koivu vetopuolella. Tämä ei vaikuta suoraan energian varastoimiseen tai painoon, vaan pikemminkin siihen, että jousen selän ja vatsan lujuudet ovat suurin piirtein tasapainossa (tämä on taas laaja kokonaisuus...). Puujousien suurin ongelma nopeuden kannalta on jousen vatsan viruminen ja sitä voi estää hyvin puristuslujalla materiaalilla.

Samaan, eri materiaalien ominaisuuksien hyödyntämiseen perustuu sarvi-jännejouset, laminaatteja nekin. Sarvi ja jänne sietävät suuria rasituksia, joten jouseen voidaan varastoida paljon energiaa. Tosin, ne ovat myös melko painavia materiaaleja, joten ne pääsevät parhaiten oikeuksiinsa riittävän jäykissä jousissa.

Kolmas etu on materiaalin keskiarvoistaminen. Jos käytössä ei ole ihan parasta mahdollista saarnilankkua, niin laminoimalla voi hieman parantaa materiaalin keskimääräistä lujuutta. Huonot kohdat jakautuvat tasaisemmin, eivätkä keskity vain yhteen kohtaan.

Nämä kaikki pätevät vain, jos laminaattijousen osaa rakentaa oikein. Silloinkin etu yksipuiseen on karkeasti 5-10 % jousen nopeudessa.

Modernilla puolella laminoinnissa pyritään hyödyntämään eniten materiaalien ominaisuuksia. Eli käytetään materiaaleja, jotka ovat mahdollisimman kevyitä ja jäykkiä. Tavoiteena on tehdä lapoja, jotka varastoivat mahdollisimman paljon energiaa ja ovat kevyitä (esimerkiksi BorderBows suuret ja jyrkät rekurvit). Esirasitusta modernilla puolella ei juuri hyödynnetä sen työläyden vuoksi. Tunnetuin tekijä oli aikoinaan Harold Grooves, joka rakensi kuitujousia perry-reflex-periaatteella. Hänen jousensa olivat tunnettuja ja aikana nopeimpia, myös nykyisiin jousiin verrattuna.

Lyhyesti, kyse on tavallaan optimoinnista.

[Markku Hernetkoski]

Kiitos Tuomo!
Tämä oli ainakin minulle varsin valaiseva tietopaketti.