بومرنگ

[soldier]

سلام

دوست دارم تو این تاپیک در مورد بومرنگ مطالبی بزارم...

[soldier]

وقتي از بومرنگ صحبت مي‌كنيم، يك شيء خميده به ذهنمان مي‌آيد كه وقتي آن را پرتاب مي‌كنيم، دوباره به طرف ما برمي‌گردد. اما حقيقت اين است كه دو نوع بومرنگ وجود دارد. بومرنگهايي كه ما با آنها آشنا هستيم، همان بومرنگهاي بازگشت‌كننده هستند كه از جنس چوب يا پلاستيك يا هر ماده سبك ديگري ساخته مي‌شوند. اين بومرنگها معمولاً دو جزء يا دو بال دارند، البته امروزه مي‌توانيد بومرنگهايي با سه يا چند بال پيدا كنيد. بيشتر بومرنگهاي بازگشت‌كننده سي تا شصت سانتي‌متر طول دارند و بيشتر براي ورزش و بازي استفاده مي‌شوند. در صورتي كه اين بومرنگها به شكل صحيح پرتاب شوند، يك مسير دايره‌اي را در هوا طي مي‌كنند و سپس به نقطه شروع برمي‌گردند، اما اين بومرنگها براي شكار مناسب نيستند، چرا كه اولاً هدف‌گيري با آنها مشكل است و ثانياً در صورتي كه به شكار برخورد كنند، ديگر برنمي‌گردند!
اما يك نوع ديگر از بومرنگها هستند كه اصلاً براي برگشتن طراحي نشده‌اند. البته اين بومرنگها هم از نظر ظاهري يك چوب خميده هستند، اما بزرگ‌تر و سنگين‌تر و معمولاً بيش از يك متر طول دارند. بال اين بومرنگها طراحي خاص بومرنگهاي بازگشت‌كننده را ندارد و به همين دليل به نقطه اول خود برنمي‌گردد، اما به خاطر شكل خميده‌اي كه دارد، به راحتي در هوا پرواز مي‌كند و قادر است مسافت نسبتاً زيادي را با سرعت خوبي طي كند. از طرفي هم نشانه‌گيري با آن راحت‌تر است. به همين دليل اين بومرنگها براي شكار مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

[soldier]

اگر شما يك تكه چوب معمولي را پرتاب كنيد، هيچ گاه به خوبي بومرنگ پرواز نمي‌كند. مهم‌ترين نكته اين است كه بومرنگ برخلاف يك چوب معمولي از دو بال تشكيل شده است. اين باعث مي‌شود كه بومرنگ حول نقطه وسط دو بال خود بچرخد كه باعث تثبيت حركت آن در هوا مي‌شود. به همين دليل بومرنگها نسبت به يك تكه چوب معمولي مسير طولاني‌تري را طي مي‌كنند و به خوبي پرواز مي‌كنند.
بال بومرنگ صاف نيست، بلكه مانند بال هواپيما، يك طرف آن صاف و طرف ديگر آن محدب است. اين مسئله باعث مي‌شود حركت مولكول‌هاي هوا در سطح محدب آن سريع‌تر از سطح صاف آن باشد. بنابراين بين دو سطح آن اختلاف فشار هوا ايجاد مي‌شود. به همين دليل زماني كه بومرنگ در حال حركت است، به علت وجود فشار هواي بيشتر در يك طرف، به سمت ديگر هل داده مي‌شود. اما اگر دقت كنيد، متوجه مي‌شويد كه بومرنگ بيش از هر چيز شبيه ملخ هواپيما يا هلي‌كوپتر است كه به جايي متصل نشده باشد. همان طور كه مي‌دانيد، ملخ هواپيما و هلي‌كوپتر، باعث حركت مستقيم و رو به جلو در جهت محور ملخ مي‌شود. بنابراين در صورتي كه بومرنگ را به طور عمودي گرفته و پرتاب كنيم، به سمت راست يا چپ حركت مي‌كند و برعكس در صورتي كه آن را به طور افقي بگيريم، به سمت محور خود، يعني به طور عمودي و مثل يك هلي‌كوپتر بالا مي‌رود تا از چرخش بايستد و نيروي جاذبه آن را به زمين برگرداند. با اين حال مي‌دانيم كه عملاً حركت بومرنگ به اين شكل نيست. چرا؟

[soldier]

برخلاف ملخ هلي‌كوپتر و هواپيما كه زماني شروع به چرخش مي‌كند كه خود وسيله كاملاً ساكن باشد، شما بومرنگ را .پرتاب" مي‌كنيد. بنابراين بومرنگ علاوه بر حركت چرخشي ملخ، يك حركت چرخشي در هوا هم دارد. هر كدام از لبه‌هاي بومرنگ كه در سمت بالاي محور چرخش آن قرار داشته باشد، در جهت پرتاب بومرنگ مي‌چرخد و سرعت چرخش آن با سرعت حركت بومرنگ جمع مي‌شود، در حالي كه لبه ديگر در خلاف آن جهت مي‌چرخد. اين به آن معناست كه با اينكه هر دو لبه با يك سرعت مي‌چرخند، اما سرعت حركت يكي در هوا بيشتر از ديگري است. اين تفاوت سرعت باعث ايجاد دو نيروي متفاوت از سمت دو بال بومرنگ مي‌شود و برآيند اين دو نيرو، نيرويي مي‌شود كه از سمت بالاي محور چرخش به بومرنگ وارد مي‌شود. حالا براي امتحان، يك چرخ برداريد و وقتي در حال چرخيدن است، نيرويي از سمت بالا به آن وارد كنيد. چه اتفاقي مي‌افتد؟
چرخ به سمت راست يا چپ منحرف مي‌شود، يعني نيرويي كه به جسمي ساكن وارد مي‌كنيد با نيرويي كه به همان جسم در حال چرخش وارد مي‌كنيد، دو اثر كاملاً متفاوت دارد. دليل آن هم اين است كه قبل از اينكه نيرو بتواند اثر كند، نقطه اثر آن به علت چرخش چرخ مي‌چرخد و در حقيقت نيرو به جاي بالا از سمت جلو وارد مي‌شود. همين مسئله در مورد بومرنگ نيز صادق است، يعني نيرويي كه در اثر عدم تساوي سرعت حركت دو بال در هوا ايجاد شده، اگرچه از سمت بالا به بومرنگ وارد مي‌شود، اما باعث مي‌شود بومرنگ به سمت چپ يا راست منحرف شود. به اين ترتيب بومرنگ كم كم به يك سمت چرخيده و با طي كردن يك مسير دايره‌اي، به دست شما برمي‌گردد.
بومرنگ را مي‌توان به شيوه‌هاي متفاوتي پرتاب كرد، اما نكته مهم اين است كه آن را درست پرتاب كنيد، يعني با توجه به نيروهايي كه به آن وارد مي‌شود، با يك سرعت و زاويه مناسب آن را طوري پرتاب كنيد كه يك مسير دايره شكل را طي كرده و به دست شما برگردد. در حقيقت شكل و طراحي مناسب بومرنگ فقط نيمي از كار است. بومرنگ خودش پرواز نمي‌كند، شما بايد آن را درست پرتاب كنيد!

[soldier]

در واقع ساختن بومرنگ فقط يك اتفاق بوده است. انسانهاي اوليه از تكه‌هاي چوب براي شكار استفاده مي‌كردند و در طبيعت هم چوب منحني زياد پيدا مي‌شود. احتمالاً آنها كم كم به اين نتيجه رسيده‌اند كه چوبهاي منحني بهتر از چوبهاي معمولي پرواز مي‌كنند، در نتيجه شكل دادن به چوبها را آغاز كردند. به اين ترتيب اولين بومرنگها كه البته بازگشت‌كننده نبودند، ساخته شدند. قديمي‌ترين بومرنگي كه تاكنون پيدا شده، مربوط به بيست هزار سال قبل است و توسط مردم لهستان ساخته شده است. راجع به تاريخچه بومرنگهاي بازگشت‌كننده اطلاعات زيادي در دست نيست، اما معمولاً استراليايي‌ها را صاحب اين اختراع مي‌شناسند، شايد يك مرد استراليايي يك روز بومرنگي ساخت كه به طور اتفاقي زاويه دو بال آن كم‌تر بود و بومرنگ مي‌توانست دور بزند... شايد... به هر حال بومرنگها برمي‌گردند!

[soldier]

یكی از اسلحه های قدیمی و عجیبی كه تا كنون بشر ساخته بومرنگ است. واژه ی « بومرنگ » از قبیله ای در « ویلز جنوبی جدید » به یادگار مانده كه مردم آن جا از روزگار قدیم این اسلحه را به همین نام می خواندند.
گرچه بومرنگ چیزی بیش از یك چماق سر كج نیست، ولی سال ها علم را دچار معما ساخته بود. كسی نمی دانست چرا و چگونه وقتی كه آن پرتاب می شود این گونه در هوا چرخ می خورد.
اسلحه بومرنگ را قبایل وحشی استرالیا، شمال شرقی افریقا و جنوب هندوستان و نیز سرخ پوستان « هوپی » در آریزونا، به كار می بردند.
بومرنگ، بر دو نوع است:
1 - بومرنگی كه باز می گردد.
2 - بومرنگی كه باز نمی گردد.
بومرنگی كه باز نمی گردد شكلش تقریباً راست بوده، وزنش هم سبكتر از بومرنگ نوع اول است.
این نوع بومرنگ اسلحه كشنده ای است و می گویند بومیان با پرتاب آن می توانند حیوان كوچكی را از وسط دو نیم كنند.
اما بومرنگی كه باز می گردد همان است كه در جهان بیشتر شناخته شده. بومیان استرالیا بیشتر آن را اسباب بازی می دانند نه یك اسلحه جدی. البته گاهی با پرتاب آن پرندگان كوچك را می كشند.
این نوع بومرنگ از چوب سفتی ساخته می شود. شكلش خمیده است، به طوری كه زاویه ای بین 90 تا 120 درجه تشكیل می دهد. یك طرف آن صاف و پهن است ولی طرف دیگرش را كوژ ساخته اند.
بازوان شخص پرتاب كننده، بر خلاف جهت یكدیگر، خیلی كم خم می شوند به طوری كه نسبت به سطح هموار فرضی كه از مركز بومرنگ امتداد می یابد باید فقط حدود 2 درجه فاصله داشته باشد. آنگاه بر اثر فشار هوایی كه بر سطح محدب بومرنگ وارد می آید و نیز به كمك تابی كه به هنگام پرتاب شدن بر می دارد، دایره ای در فضا می سازد كه دوباره به سوی پرتاب كننده اش، باز می گردد. خانه به دوشان وحشی استرالیا با پرتاب بومرنگ صحنه بسیار جالبی پدید می آورند. آنان به گونه ای آن را پرتاب می كنند كه تا 10 متر در خط مستقیم می رود، سپس دایره ای به قطر 15 متر در هوا می سازد و دوباره به سوی پرتاب كننده باز می گردد. آنان حتی می توانند بومرنگ را به گونه ای پرتاب كنند كه نخست با زمین تماس بگیرد، سپس در هوا دایره ای بسازد و آن گاه به سوی پرتاب كننده باز گردد.
بومرنگ را در حالی كه مچ دست به طرف پایین خم شده پرتاب می كنند.
در ضمن، برخی از بومرنگ ها چنین شهرت گرفته اند كه می توانند پیش از بازگشت، 130 متر در هوا سیر كنند.

[soldier]

خوب این هم مسیر بونرنگ هست...




By Dan Drollette
Photographs by Michael Murphree
Published in the August 2007 issue.

[soldier]

At the preseason tryouts for the U.S. Boomerang Team in Greenfield, Mass., one figure stands out among the hacky sack players and pizza delivery guys gathering in the soccer fields, limbering up their throwing arms.

Eric Darnell, a soft-spoken 62-year-old Quaker and backyard inventor from South Stafford, Vt., has brought 60 of his latest handmade boomerang prototypes, along with several notebooks, two windsocks and printouts of weather forecasts. While others just hurl their rangs — as aficionados call them — Darnell tries to be as meticulous and scientific as possible about the objects he refers to as “my kinetic sculptures.”

When a boomerang won’t soar, he adds extra weight here, shaves a wing there or drills a hole somewhere else to improve flight characteristics. When asked what he’s doing, Darnell — who has coached three U.S. teams — explains with a blizzard of information about airfoil shapes, Reynolds numbers, local atmospheric conditions, wind shear and the effects of drag.

But he also acknowledges the role of art and intuition: “One of the things that is near and dear to my heart about boomerangs is that there’s still some magic involved. You can’t completely computerize them. I’ve seen computer-designed boomerangs, and they’re junk. Sometimes, to fly well, a rang needs to be asymmetrical or unbalanced or off-center. It’s counterintuitive; it’s not in textbooks about airfoils.” Plus, imperfections make a boomerang more fun. “When you see a rang made for maximum time aloft vibrating in the air, it just seems alive.”

Though Darnell’s degree is in regional planning, he is a self-taught engineer and avid consumer of trade magazines on materials science. He is also a tool-and-die designer, and his list of inventions includes chest protectors for sports, helmets for lacrosse and ice hockey, and a wood-burning stove that is sold all over the world.

But his first love is boomerangs, which he began to make as a child after losing one too many gliders. (“For a 12-year-old, that’s devastating,” he says.) Today, his boomerangs are used by more competitive throwers than those from any other single boomerang designer. To create a boomerang, Darnell relies on a little theory and a lot of experimentation, often with previous designs. “I have about a thousand rangs in my barn that I use for inspiration,” he says. Some of them came from well-wishers and some from obscure shops — several are even made from the same exotic carbon fibers used in submarines.

But the boomerangs he most treasures, Darnell says, are the ancient wooden ones. Aborigines made rangs for hunting, fishing and imitating the flight of hawks; they made boomerangs to catch on the edge of an enemy’s shield and hit him from behind. Some have two wings; others, four. Nearly all have some unique feature that Darnell tries to incorporate into one of his own designs.

It must be a sound strategy: Twenty-five world records have been set using Darnell boomerangs or rangs inspired by his models. At last year’s world championship in Japan, 127 of 130 competitors used Darnell rangs.

And, yes, there is such a thing as a world boomerang championship. (Next year it will be held in Seattle.) National clubs thrive in the United States, Germany, France, Japan and England. There are rules, regulation fields, exhibition games and individual and team events. There are even pro tours, which date back to 1985, when 10,000 screaming Parisian fans watched U.S. Boomerang Team members Chet Snouffer, Barnaby Ruhe, Peter Ruhf and Darnell set records. “It was like we were the Beatles,” Ruhf says.

Darnell has himself set world records for endurance (43 catches in 5 minutes) and maximum time aloft (1 minute and 44 seconds). He has also sold millions of boomerangs. He says he isn’t into the sport for the money, although he admits, “I make many happy returns.”

[soldier]

Eric Darnell turns native oak into boomerangs that return with eerie precision. Few experts agree on exactly why boomerangs fly the way they do, but a few basic principles apply: lift, spin and an effect called precession.


How it Works

LIFT Air passing over the curved top of a boomerang’s airfoil — at the leading edge of the wing — is forced to go faster than air passing over the relatively flat underside. As described by Bernoulli’s principle, this generates less pressure above the wing, creating upward lift.

SPIN The rate of a boomerang’s spin is determined by the length of the wings, the angle at which they’re joined, the distribution of material and the amount of force applied by the thrower. Like a gyroscope, a boomerang has greater stability the faster it spins.

PRECESSION A boomerang is thrown at a slight outward tilt from vertical. The top wing rotates with the object’s forward motion, so it moves faster than the bottom wing, generating more lift. Because the boom­erang is spinning, the lift exerts a steady force that is felt 90 degrees later, at the point in each rotation farthest from the thrower. This force nudges the wing laterally and the spin axis shifts. The boomerang turns — eventually curving all the way back to its starting point.

[soldier]

A classic-style boomerang carved by Eric Darnell.



و حالا چهار نوع بومرنگ طراحی شده...



Aboriginal


Roughly 30 in. long, this 19th century rang from Western Australia is made from mulga — a wood so dense “it sinks like a stone in water,” Darnell says. It weighs nearly 2 pounds, so, “You definitely want to stay out of the way when it comes back.”

The unknown maker carved grooves into the top and bottom, shaving off a tiny bit of weight (crucial in a sport where the mass of a paper clip can clinch a record throw). The grooves also form hollows that — like the dimples on a golfball — create a blunt airfoil, which increases lift.

“This boomerang inspired me to put a shallow hollow, or undercamber, on the bottom of my boomerangs,” Darnell says.




Tri-Fly


The 1.5-ounce, 11-in. Tri-Fly is Darnell’s most popular — and most imitated — boomerang. Its multiple wings were inspired by Aboriginal designs.

More wings mean more lift, which makes the boomerang turn in an extremely tight circle. Unfortunately, early prototypes circled too tightly — traveling only 16 yards before returning. Darnell corrected this problem by putting a single hole near the end of each wing. This spoiled just enough lift to allow the rang to sail out farther — to 27 yards.

“In addition, the holes slowed the rate of spin, making this boomerang easier to catch,” Darnell says. “They showed me that drag is not a four-letter word.”




Pro-Fly


The classic V shape, with a twist. The wings’ positive angle of attack allows the boomerang to climb farther and faster. It’s made from a type of polypropylene plastic soft enough for the user to bend the wings further, yet resistant enough to hold the resulting shape — making this the first “tuneable” boomerang.

At about 2 ounces and 14 in. across, the Pro-Fly can travel out as far as 40 yards. Even so, Darnell was unsure how the plastic model would be received in Australia, the home of the wood boomerang: “Then I met Bluey Roberts [a well-known Aboriginal artist] — and he was throwing a Pro-Fly. He goes, ‘Oh yeah, bloody good rang.’”



MTA



Made for the Maximum Time Aloft event at competitions, the MTA has asymmetrical wings that present more surface area to the wind, maximizing lift. And at a mere half-ounce, the 13-in.-wide MTA floats on the slightest updraft.

“It’s a crazy shape compared to most other designs,” Darnell says. Its airfoil, how-ever, is extremely efficient. It loses little energy to the formation of noise, for example.

A few years ago, officials informally timed the silent rang at 17 minutes aloft. “Sometimes, an MTA just disappears,” says Ted Bailey, a former president of the U.S. Boomerang Association. “We call that ‘losing it to the jet-stream god.’”