Boemerang

Achtergrond

Een boemerang is een aerodynamisch gevormd object dat is ontworpen om efficiënt door de lucht te vliegen wanneer het met de hand wordt gegooid. De term verwijst meestal naar een object dat gemaakt is om een ​​cirkelvormige vliegbaan te volgen die het teruggeeft aan de werper. (Sommige bronnen beschrijven alle aerodynamische "werpstokken" als boemerangs en verdelen ze in "terugkerende" en "niet-terugkerende" categorieën.) Traditionele ontwerpen zijn V-vormig, maar nieuwere versies kunnen onregelmatige vormen of meer dan twee armen hebben.

Twee ontwerpcomponenten geven de boemerang het vermogen van een cirkelvormige vlucht. Een daarvan is de opstelling van de armen en de andere is de vorm van het vleugelprofiel die de armen in vleugels laat. Tijdens de vlucht draait de boemerang snel rond (ongeveer 10 omwentelingen per seconde). De vleugelprofielen creëren hetzelfde lifteffect dat vliegtuigen doet vliegen. Bovendien creëert de draaiende beweging een gyroscopische precessie, die de boemerang in een cirkelvormig pad trekt. Een soortgelijk effect is te zien bij een tol:als de as van de tol niet helemaal verticaal is, beweegt het bovenste gedeelte van het speelgoed in een cirkel rond de as.

Voor een succesvolle vlucht moet de boemerang ook correct worden gegooid. Het moet dicht bij het uiteinde van een vleugel worden gehouden met het bovenste (gebogen) oppervlak naar het lichaam van de werper gericht. De boemerang moet bijna verticaal zijn, waarbij de werper de onderste arm vasthoudt. Afhankelijk van de windomstandigheden en het ontwerp van de specifieke boemerang, kan het bovenste gedeelte tot 30° naar buiten worden gekanteld. Nadat de arm naar achteren is getrokken, slingert de werper de boemerang met een bovenhandse beweging, net zoals een werper een honkbal zou gooien. Op het moment van loslaten voegt de werper een polsslag toe, alsof hij een zweep laat barsten. De loslaathoek moet tussen horizontaal en 15° daarboven liggen. Als er een briesje is, moet de boemerang tussen 30° en 90° naar rechts van de aankomende wind worden gegooid (of naar links voor een linkshandige werper; rechts- en linkshandige boemerangs zijn spiegelbeelden van elk ander).

Terwijl de boemerang naar voren vliegt, begint hij langzaam om te rollen (tegen de klok in voor een rechtshandige), en uiteindelijk horizontaal te vliegen met de platte kant naar beneden. Wanneer het terugkeert naar de werper, wordt het veilig op borsthoogte gevangen en op een sandwich-manier tussen open handen gevangen.

Recreatieve werpers genieten gewoon van het spelen van een solitaire-vangspel. Degenen die geïnteresseerd zijn in competitie kunnen kiezen uit een verscheidenheid aan evenementen, waaronder precisie (zo dicht mogelijk bij het startpunt terugkeren) en uithoudingsvermogen (de meeste vangsten maken in een periode van vijf minuten). Het internationale record voor afgelegde afstand voordat hij terugkeerde naar de werper is 780 ft (238 m), in een vlucht die bijna 22 seconden duurde. Het record voor maximale tijd omhoog (MTA) is twee minuten, 59,94 seconden; het onofficiële MTA-record, dat werd gezien maar niet werd gegooid in een gesanctioneerde competitie, is een verbazingwekkende 17 minuten en zes seconden.

Geschiedenis

Boemerangs ontwikkelden zich als een verfijning van gebeeldhouwde werpstokken (kylies) die als wapens werden gebruikt, voornamelijk voor de jacht. De oudste kylie die tot nu toe is gevonden, is een slagtand van een mammoet. Ontdekt in Polen in 1987, is zijn leeftijd gecarboniseerd op ongeveer 20.300 jaar. Dit 2 ft (60 cm) lange, 2 lb (0,9 kg), licht gebogen werktuig werd waarschijnlijk gegooid om rendieren te doden. Een plastic replica ervan is gevonden om gemiddeld 90 ft (27 m) te reizen wanneer deze wordt gegooid, hoewel het in tegenwind gooien het bereik vergroot tot gemiddeld 123 ft (38 m).

Kylies werden gebruikt door prehistorische mensen in alle delen van de wereld. Ze waren meestal gemaakt van hout en hadden de vorm van een banaan; beide vlakken van elke arm waren uitgehouwen in gebogen vleugeloppervlakken. Wanneer ze werden gegooid, reisden ze evenwijdig aan de grond over afstanden tot 200 m en draaiden ze woedend naar hun doel. Typisch 3 ft (0,9 m) lang en met een gewicht van 5-10 lb (2,3-4,6 kg), waren ze effectieve jachtinstrumenten.

Er zijn aanwijzingen dat boemerangs werden ontwikkeld in verschillende culturele groepen. Een in Duitsland gevonden voorwerp in de vorm van een boemerang was bijvoorbeeld gemaakt van essenhout. Het is met koolstof gedateerd op een leeftijd van 2.400-2.800 jaar en is voldoende bewaard gebleven om archeologen in staat te stellen zijn volledige vorm te reconstrueren. De replica is linkshandig gegooid om een ​​compleet boemerangtraject te produceren; de vleugelprofielen waren echter niet optimaal, waardoor het moeilijk was om succesvol te werpen. Er zijn aanwijzingen dat boemerangs mogelijk ook in Egypte en India zijn ontwikkeld.

In alle gebieden, behalve Australië, bedachten jagers speren om te werpen en bogen om pijlen te schieten, en ze stopten met het gebruik van kylies. De Australische aboriginals bleven echter jagen met werpstokken. Door te experimenteren met ontwerpen ontwikkelden de bewoners van de oostelijke en zuidelijke delen van dat continent boemerangs, die ze voornamelijk voor sport gebruikten. Op grote tribale bijeenkomsten hielden ze wedstrijden op basis van eigenschappen als de precisie van de terugkeer en de snelheid en kwaliteit van de vlucht. Boemerangs werden niet naar roofdieren gegooid, hoewel ze soms als lokvogels werden gegooid om vogels in een net te lokken.

De oudste boemerang gevonden in Australië dateert van ongeveer 14.000 jaar geleden. De oorsprong van het woord is onzeker, hoewel het kan zijn afgeleid van de kreet "boom-my-row" ("return, stick") die Britse kolonisatoren in 1788 Dharuk-stamleden hoorden schreeuwen toen ze de instrumenten gooiden. De traditionele methode voor het maken van een boemerang was om een ​​passend gebogen stuk hout te kiezen, meestal uit het gedeelte waar de boomstam samenkomt met een grote wortel, onder een hoek van 95-110°. Indien nodig werd de hoek tussen de vleugels aangepast door de boemerang boven een vuur te verhitten en te buigen. De aerodynamische profielen werden met een bijl uit het hout gesneden, gladgemaakt met een vuursteen en gepolijst met zand. Ontwerpen kunnen in de oppervlakken worden gesneden, hetzij voor decoratie, hetzij om de vliegeigenschappen te verbeteren. Het hout werd verzegeld met visolie of verf.

Boemerangs bleven tot ongeveer 1970 een relatief obscure curiositeit. Een workshop over het maken en gooien van boemerangs werd gegeven door het Smithsonian Institution in Washington, DC. Het leidde tot veel enthousiasme voor de sport en het Smithsonian begon jaarlijkse toernooien in de National Mall te sponsoren. Het eerste internationale kampioenschapstoernooi werd gehouden in 1981.

Grondstoffen

Een grote verscheidenheid aan materialen kan worden gebruikt om een ​​boemerang te maken. Hout blijft een van de meest populaire omdat het goede resultaten geeft, relatief goedkoop is en gemakkelijk te bewerken is. Over het algemeen wordt de voorkeur gegeven aan Fins of Baltisch berkenmultiplex van vliegtuigkwaliteit, dat is gelamineerd uit zeer dunne lagen hout. Een vel van 5 mm dik heeft tussen de vijf en tien lagen. Om het hout tegen vocht te beschermen, wordt het meestal verzegeld met een polyurethaan bekleding.

Tot de synthetische materialen die voor boemerangs kunnen worden gebruikt behoren polypropyleen, acrylonitril-butadieen-styreen (ABS) plastic, glasvezel, koolstofvezel, linnen-fenolharslaminaten en Kevlar para-aramidevezel. Speelgoedboemerangs gemaakt van urethaanschuim of karton kunnen binnenshuis worden gebruikt.

Ontwerp

Omdat een goede draaiende actie cruciaal is voor de prestaties van een boemerang, zijn er enkele fundamentele concepten die tijdens het ontwerpproces moeten worden gevolgd. Die basiselementen laten echter veel ruimte voor creativiteit en boemerangmakers experimenteren regelmatig met vernieuwende vormen.

Bij het maken van een nieuw patroon markeert de ontwerper een punt in het midden van een vel Een boemerang. stevig papier. Deze eerste markering geeft het zwaartepunt van de boemerang aan. Terwijl de ontwerper de boemerang blijft schetsen, moet hij of zij ervoor zorgen dat de vorm rond het zwaartepunt in evenwicht blijft. De andere belangrijke overweging is dat de hartlijnen van elke vleugel van de boemerang in het algemeen naar het zwaartepunt moeten wijzen (d.w.z. binnen 10° in beide richtingen). Dus de tweede set markeringen die de ontwerper op het papier maakt, zijn de hartlijnen van de vleugels. Binnen de beperkingen van de geleidelijnen kan de ontwerper vervolgens naar wens een basis- of grillig ontwerp schetsen.

Nadat het ontwerp volledig is getekend, knipt de ontwerper het uit het vel papier. Door het patroon achtereenvolgens aan het uiteinde van elke vleugel te hangen, kan de ontwerper controleren of het geplande zwaartepunt voldoende behouden is gebleven. Dit is het geval als de hartlijn van elke vleugel binnen 30° van verticaal hangt.

Serieuze ontwerpers die preciezere methoden zoeken, kunnen meer geavanceerde technieken gebruiken, waaronder computerondersteunde ontwerpsoftware.

Het fabricageproces

De volgende beschrijving is gericht op het maken van een V-vormige boemerang van multiplex. Synthetische materialen worden op een vergelijkbare manier bewerkt, maar sommige produceren gevaarlijk stof of dampen wanneer ze worden gesneden of geschuurd. In dit geval zijn stofmaskers en beschermende kleding essentieel.

Vormen

• 1 De triplex plaat wordt gecontroleerd op vlakheid. Als het niet helemaal vlak is, is het zo georiënteerd dat de holle kant overeenkomt met het bovenoppervlak van de boemerang. Dit verhoogt de kracht van de boemerang aanzienlijk en het verhoogt de vleugeltips iets voor een betere aerodynamica.
• 2 Het patroon wordt op het triplex geplaatst zodat de houtnerf van de punt van de ene arm van de boemerang naar de punt van de andere arm loopt. De omtrek van het patroon is met een potlood op het triplex getekend.
• 3 Een figuurzaag, decoupeerzaag, decoupeerzaag, lintzaag of figuurzaag wordt gebruikt om de boemerangvorm uit het triplex te zagen. Deze basisuitsparing wordt de blanco genoemd.
• 4 Als alternatief voor het snijden van een uit één stuk bestaande plano, kunnen twee afzonderlijke vleugels worden gesneden, waardoor een deel overlapt waar ze worden samengevoegd. Met behulp van een bovenfrees wordt de helft van de dikte van dit overlapgedeelte van elke vleugel weggesneden. De overlappende secties worden samengevoegd met houtlijm en aan elkaar geklemd totdat de voeg hard wordt.
• 5 Er wordt een omtreklijn op de bovenkant van de plano getekend om de gebieden te tonen die moeten worden gevormd voor de voor- en achterrand van de vleugels.
• 6 De profielen van de vleugels worden gevormd met een bandschuurmachine of met de hand met een rasp of een schaaf. De bovenkant van de voorrand van elke vleugel is verkleind onder een hoek van 45 °, terwijl de achterkant van de vleugel naar beneden is gekanteld om een ​​achterrand van 0,04-0,08 inch (1-2 mm) achter te laten. De onderkant van de leading edge is iets ingekort. De uiteinden van de vleugels zijn gevormd tot dezelfde dikte als de achterrand. De verschillende lagen van het triplex dienen als contourlijnen die de werknemer helpen om uniforme hellingen te bereiken.
• 7 Er mag ook een ondiep gedeelte uit de onderkant van elke vleugel worden gesneden. Dit kan bijvoorbeeld bestaan ​​uit een strook van 5 cm lang bij de vleugeltip en achter de voorrand.

Afwerking

• 8 Met steeds fijner schuurpapier (korrel 80-250) wordt het oppervlak van de boemerang voorzichtig gladgestreken met een vlakschuurmachine of met de hand.
• 9 Na het besproeien van het oppervlak met schurende sealer, fijne staalwol wordt gebruikt om het oppervlak verder glad te maken. Een likje verf of houtbeits wordt gevolgd door een of meer lagen heldere polyurethaanafwerking.

Afstemmen

• 10 De boemerang wordt verschillende keren gegooid om zijn vliegcapaciteiten te testen. Er kunnen verschillende soorten aanpassingen worden gemaakt om de boemerang af te stemmen voor betere prestaties. Zo kunnen de vleugelprofielen aangepast worden door extra schuren.
• 11 Een andere afstemtechniek is om de vleugels te buigen, waarbij de punten ongeveer 3 mm boven het vlak van het hoekpunt uitsteken; dit heet de boemerang een positieve tweevlakshoek geven. Het kan nodig zijn om de boemerang te verwarmen om hem flexibel genoeg te maken om te buigen en om de aanpassing permanent te maken. Dit kan met stoom of zelfs in een magnetron.
• 12 Het draaien van de vleugels om de voorranden omhoog of omlaag te brengen, kan ook de prestaties van de boemerang beïnvloeden.
• 13 Andere afstemtechnieken zijn onder meer het boren van gaten door de vleugels, het snijden van sleuven in de voorranden van de vleugels, of het boren van ondiepe gaten in de onderkant van de vleugels en het inbrengen van lood of messing pluggen om gewicht toe te voegen.

Kwaliteitscontrole

Gedurende het hele productieproces wordt de kwaliteit van de boemerang periodiek gecontroleerd. Eventuele oneffenheden in de boemerang, zoals ongelijke zijkanten of hobbels, doen afbreuk aan het aerodynamische ontwerp. Boemerangs worden gesanctioneerd door comities zoals de World Boomerang Association en de United States Boomerang Association (USBA). Deze groepen bepalen de normen en regels waaraan boemerangwedstrijden moeten voldoen, zoals veiligheid, vaardigheid en timing.

De Toekomst

Boomerang-innovaties kunnen op twee gebieden worden ontwikkeld:materialen en design. Naarmate er nieuwe materialen worden ontwikkeld die sterk, duurzaam en lichtgewicht zijn, zullen boemerangmakers proberen ze afzonderlijk of in combinatie te gebruiken. De boemerang die meer dan 17 minuten vloog, bestond bijvoorbeeld uit een tweelaagse buitenste schil van koolstofvezels en Kevlar; de schaal was gevuld met epoxyhars gemengd met fenolische microballonnen.

Twee recente innovaties suggereren manieren waarop ontwerpen kunnen worden aangepast om de aerodynamica te verbeteren. Een daarvan betrof het licht hol maken van de boven- en ondervlakken van de achterranden van de vleugels van een boemerang. Normaal gesproken zijn deze oppervlakken vlak of licht convex. Dit ontwerp werd gebruikt voor de boemerang die het huidige wereldrecord voor afstand vestigde. In het andere voorbeeld waren de vleugelpunten van een boemerang zo afgesneden dat ze loodrecht stonden op denkbeeldige lijnen die naar het rotatiecentrum leidden. Gewoonlijk staan ​​de vleugelpunten loodrecht op de hartlijn van de vleugels. Deze wijziging is gemaakt door de houder van het onofficiële MTA-record.