矢速計算機

矢速計算機は、弓のIBO速度定格とアーチャー本人のドローレングス、ドローウェイト、矢の設定をもとに、矢が弓を離れる速度をフィート毎秒(fps)で推定する。その速度における矢の運動エネルギーと運動量も算出する。

IBO速度とは何か

IBO速度は、国際ボウハンティング協会(International Bowhunting Organization)が定めた、弓メーカーが公表する標準的な定格値である。70ポンドのドローウェイト、30インチのドローレングス、350グレイン(ドローウェイト1ポンドあたり5グレイン)の矢という固定された試験条件のもとで、弓がどれだけ速く矢を放つかを測定する。

この正確な設定で射つアーチャーはほとんどいない。ドローレングスが短い、ドローウェイトが軽い、あるいは矢が重いといった違いは、いずれも実際の速度を変化させる。この計算機はIBOの数値を出発点とし、アーチャー自身の設定に合わせて調整する。

IBO定格から矢速を計算する方法

この推定値は、弓のIBO定格を実際の速度に変換するためにアーチェリー技術者が数十年にわたって用いてきた調整方法を使う。IBO試験条件と異なる各要素は、一定のフィート毎秒を加算または減算する。

ドローレングス: 30インチを超える1インチごとに10fpsを加算し、30インチ未満の1インチごとに10fpsを減算する。
ドローウェイト: 70ポンドを超える1ポンドごとに2fpsを加算し、70ポンド未満の1ポンドごとに2fpsを減算する。
矢の重量: 基準となる矢の重量はドローウェイト1ポンドあたり5グレインである。実際の矢の重量がこの基準を3グレイン上回るごとに1fpsを減算し、3グレイン下回るごとに1fpsを加算する。
追加のストリング重量: ピープサイト、Dループ、ストリングサイレンサーなど、ストリングに取り付けるアクセサリーは、重量3グレインごとに1fpsを減算する。

矢速の計算式

1速度 (fps) = IBO速度
2  + (ドローレングス − 30) × 10
3  + (ドローウェイト − 70) × 2
4  − (矢の重量 − 5 × ドローウェイト) / 3
5  − 追加のストリング重量 / 3
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速度が0を下回ることはない。極端に重い矢の場合、推定値は0fpsに固定される。

運動エネルギーと運動量

速度が分かれば、矢の総重量(グレイン、gr)と速度(フィート毎秒、fps)から運動エネルギーと運動量を求められる。

1運動エネルギー (ft-lb) = 矢の重量 (gr) × 速度 (fps)² / 450,240
2運動量 (slug·ft/s)     = 矢の重量 (gr) × 速度 (fps) / 225,218
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運動エネルギーは、矢が命中時にどれだけのエネルギーを伝えるかを表す。運動量は、動物の皮膚や骨などの抵抗を受けながら矢が前進し続ける能力を表す。ハンターは、ブロードヘッドと矢の組み合わせを選ぶ前に、この2つの数値を獲物に推奨される最小の運動エネルギーや運動量と比較することが多い。

例

あるアーチャーが、IBO速度320fpsの弓を60ポンドのドローウェイト、29インチのドローレングスに設定して射つ。矢の総重量は400グレインで、ストリングには15グレイン分のアクセサリーが付いている。

ドローレングスの調整: (29 − 30) × 10 = −10fps
ドローウェイトの調整: (60 − 70) × 2 = −20fps
基準となる矢の重量: 5 × 60 = 300グレイン
矢の重量の調整: −(400 − 300) / 3 = −33.3fps
ストリング重量の調整: −15 / 3 = −5fps
推定速度: 320 − 10 − 20 − 33.3 − 5 = 251.7fps (76.7m/s)

251.7fpsのとき、400グレインの矢は約56.3ft-lbの運動エネルギーと約0.447slug·ft/sの運動量を持つ。

比較として、IBOの基準条件そのもの、すなわち70ポンド、30インチのドロー、350グレインの矢で射った場合は、IBOの数値そのものが返される。320fps、79.6ft-lbの運動エネルギー、0.497slug·ft/sの運動量である。

この推定値はどれほど正確か

この計算式が示すのは推定値であり、実測した速度ではない。弓の効率、カムのタイミング、気温、ストリングの素材、矢台の摩擦など、実際の矢速に影響する他の要因は考慮されていない。クロノグラフ(2つのセンサーを矢が通過する際に実際の速度を測定する装置)を使えば、特定の弓と矢の組み合わせにおける正確な数値が得られる。アーチャーは通常、クロノグラフで最終的な数値を確認する前に、セットアップの比較や矢の重量選びにIBOによる推定値を使う。

よくある質問

IBO速度とは何を意味するか? IBO速度とは、国際ボウハンティング協会の標準試験、すなわちドローウェイト70ポンド、ドローレングス30インチ、矢の重量350グレインという条件のもとで測定された弓の定格速度である。メーカーは弓を比較する手段としてこの数値を公表している。

なぜ実際の矢速がIBO定格より遅いのか? ほとんどのアーチャーは70ポンドより軽い力で引くか、1ポンドあたり5グレインより重い矢を使っており、そのいずれもがIBOの数値より矢速を遅くする。ドローレングスが短いことも速度を下げる要因になる。

矢が重いほど運動エネルギーは常に小さくなるのか? そうではない。矢は重いほど速度が落ちるが、運動エネルギーは重量と速度の両方によって決まる。矢の重量を適度に増やすと、速度が落ちても運動エネルギーが増える場合が多い。これは運動量や貫通力も同時に向上するためである。

運動エネルギーと運動量の違いは何か? 運動エネルギーは命中時に放出されるエネルギーを測る。運動量は、抵抗を受けながら矢が前進し続ける能力を測る。ボウハンターは、全体的な威力を判断するのに運動エネルギーを、貫通力を判断するのに運動量を使う。

この計算機はクロノグラフの代わりになるか? ならない。この計算機は標準的な調整に基づく推定値を示すだけである。クロノグラフは、特定の弓、矢、リリースにおける矢の実際の速度を測定し、弓の効率やリリースの技術など、この計算式が考慮しない要因も反映する。

非常に重い矢を入力するとどうなるか? 推定速度は0を下回ることがない。矢の重量による調整の結果が0fpsを下回る場合、計算機は負の数ではなく0fpsを表示する。

矢速計算機 - IBO定格からfpsを推定