ブーメラン

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背景

ブーメランは、手で投げたときに空中を効率的に飛ぶように設計された空力的に形作られたオブジェクトです。この用語は通常、投げる人に戻る円形の飛行経路をたどるように作られたオブジェクトを指します。 （一部の情報源は、すべての空力的な「投げ棒」をブーメランとして説明し、それらを「戻り」と「非戻り」のカテゴリに分けています。）従来のデザインはV字型ですが、新しいバージョンでは不規則な形状または3つ以上のアームがあります。

2つの設計コンポーネントにより、ブーメランは円形飛行が可能になります。 1つはアームの配置で、もう1つはアームを翼に入れることができる翼型の形状です。飛行中、ブーメランは急速に回転します（毎秒約10回転）。翼のプロファイルは、飛行機を飛ばすのと同じ揚力効果を生み出します。さらに、回転運動はジャイロスコープの歳差運動を生み出し、ブーメランを円形の経路に引き込みます。回転するこまでも同様の効果が見られます。こまの軸が完全に垂直でない場合、おもちゃの上部は軸の周りを円を描いて移動します。

飛行を成功させるには、ブーメランも正しく投げる必要があります。片方の翼の端の近くで、上面（湾曲した）面が投げる人の体に面するように保持する必要があります。ブーメランはほぼ垂直で、投げる人が一番下の腕を持っているはずです。風の状態や特定のブーメランのデザインによっては、上部が最大30°外側に傾斜している場合があります。腕を後ろに引いた後、投手が野球を投げるのと同じように、投げる人はオーバースローでブーメランを投げます。リリースの瞬間に、投げる人は鞭を割るように手首のスナップを追加します。リリース角度は、水平から15°上にある必要があります。そよ風が吹く場合は、ブーメランを風の右に30°から90°の範囲で投げる必要があります（左利きの場合は左に投げます。右利きと左利きのブーメランはそれぞれの鏡像です。他の）。

ブーメランが前方に飛ぶと、ゆっくりと転がり始め（右利きの場合は反時計回り）、最終的には平らな面を下にして水平に飛んでいきます。投げる人に戻ると、胸の高さで安全に捕らえられ、開いた手の間にサンドイッチ状に閉じ込められます。

レクリエーションの投げる人は、単にキャッチのソリティアゲームを楽しむことを楽しんでいます。競技に興味のある方は、精度（打ち上げ地点にできるだけ近づける）や持久力（5分間で最も多くの漁獲量を得る）など、さまざまなイベントから選ぶことができます。投擲者に戻る前に移動した距離の国際記録は、22秒近く続いた飛行で780フィート（238 m）です。最大飛行時間（MTA）の記録は、2分59.94秒です。目撃されたが認可された競技会で投げられなかった非公式のMTAレコードは、驚異的な17分6秒です。

歴史

ブーメランは、主に狩猟用の武器として使用された、刻まれた投げ棒（カイリー）の改良版として開発されました。これまでに見つかった最古のカイリーは、マンモスの牙から形成されたカイリーです。 1987年にポーランドで発見され、その年齢は約20、300年で炭化されました。この2フィート（60 cm）の長さ、2ポンド（0.9 kg）の緩やかに湾曲した道具は、おそらくトナカイを殺すために投げられました。それのプラスチックのレプリカは、投げられたときに平均90フィート（27 m）移動することがわかっていますが、向かい風に投げるとその範囲は平均123フィート（38 m）に増加します。

カイリーズは、世界のすべての地域の先史時代の人々によって使用されました。通常は木でできており、バナナの形をしています。各アームの両面は、湾曲した翼型の表面に刻まれています。投げられると、彼らは地面と平行に最大650フィート（200 m）の距離を移動し、ターゲットに向かって猛烈に回転しました。通常、長さ3フィート（0.9 m）、重さ5〜10ポンド（2.3〜4.6 kg）で、効果的な狩猟道具でした。

ブーメランがいくつかの文化的グループで開発されたといういくつかの証拠があります。たとえば、ドイツで見つかったブーメラン型のオブジェクトは、トネリコの木でできていました。放射性炭素年代測定法は2、400〜2、800年で、考古学者がその形全体を再構築できるように十分に保存されています。レプリカは左利きで投げられ、完全なブーメラン弾道を生み出しました。しかし、翼のプロファイルは最適ではなく、うまく投げることが困難でした。証拠は、ブーメランがエジプトとインドでも開発された可能性があることを示唆しています。

オーストラリアを除くすべての地域で、ハンターは投げるための槍と矢を撃つための弓を考案し、カイリーの使用をやめました。しかし、オーストラリアの原住民は、棒を投げて狩りを続けました。その大陸の東部と南部の住民は、デザインを実験してブーメランを開発し、それを主にスポーツに使用しました。主要な部族の集会では、帰還の正確さや飛行の速度と質などの品質に基づいて競技会を開催しました。ブーメランは獲物の動物には投げられませんでしたが、鳥を網に誘い込むためのおとりとして投げられることもありました。

オーストラリアで見つかった最も古いブーメランは、約14、000年前にさかのぼります。この言葉の由来は定かではありませんが、1788年に英国の植民者がダルク族の人々が楽器を投げるときに叫ぶのを聞いた「ブームマイロウ」（「リターン、スティック」）の叫びに由来している可能性があります。ブーメランを作る伝統的な方法通常、木の幹が大きな根につながる部分から、95〜110°の角度で適切に湾曲した木片を選択することでした。必要に応じて、ブーメランを火で加熱して曲げることにより、翼の間の角度を調整しました。空力プロファイルは、斧で木から彫り、燧石で滑らかにし、砂で磨きました。装飾のため、または飛行特性を改善するために、デザインが表面に刻まれている場合があります。木は魚油またはペンキで密封されました。

ブーメランは、1970年頃まで比較的あいまいな好奇心を持っていました。ブーメランの作り方と投げ方に関するワークショップが、ワシントンDCのスミソニアン協会によって発表されました。それはスポーツへの大きな熱意を引き起こし、スミソニアンはナショナルモールで毎年恒例のトーナメントを後援し始めました。最初の国際選手権大会は1981年に開催されました。

原材料

ブーメランの製造には、さまざまな材料を使用できます。木材は、優れた結果を生み出し、比較的安価で、作業が簡単なため、依然として最も人気のあるものの1つです。一般的に好ましいのは、航空機グレードのフィンランドまたはバルト海の白樺合板で、非常に薄い木材の層から積層されています。 0.2インチ（5 mm）の厚さのシートは、5〜10層になります。木材を湿気から保護するために、通常はポリウレタンで密封されています。 コーティング。

ブーメランに使用できる合成材料には、ポリプロピレン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン（ABS）プラスチック、グラスファイバー、炭素繊維、リネン-フェノール樹脂ラミネート、およびケブラーパラアラミド繊維があります。ウレタンフォームやダンボールで作ったおもちゃのブーメランは、室内で使用できます。

デザイン

ブーメランの性能には適切な回転動作が不可欠であるため、設計プロセス中に従わなければならないいくつかの基本的な概念があります。ただし、これらの基本的な要素には創造性の余地が多く、ブーメランメーカーは革新的な形状を頻繁に試します。

新しいパターンを作成するとき、デザイナーはシートの真ん中にポイントをマークします ブーメラン。丈夫な紙。この最初のガイドマークは、ブーメランの重心を示します。デザイナーはブーメランをスケッチし続けるので、重心の周りの形状のバランスをとるのに注意する必要があります。他の重要な考慮事項は、ブーメランの各翼の中心線が一般的に重心の方を向いている必要があることです（つまり、どちらの方向にも10°以内）。したがって、デザイナーが紙に作成する2番目のガイドマークのセットは、翼の中心線です。ガイドマークによって設定された制限内で、設計者は必要に応じて基本的または気まぐれなデザインとしてスケッチできます。

デザインが完全に描かれた後、デザイナーは一枚の紙からそれを切り取ります。各翼の端からパターンを連続して吊るすことにより、設計者は計画された重心が適切に維持されていることを確認できます。これは、各翼の中心線が垂直から30°以内にぶら下がっている場合に当てはまります。

より正確な方法を求める真面目な設計者は、コンピューター支援設計ソフトウェアを含む、より洗練された技術を使用できます。

製造プロセス

以下の説明は、V字型の合板ブーメランの作成に焦点を当てています。合成材料も同様の方法で処理されますが、切断または研磨したときに危険なほこりや煙を発生させるものもあります。この場合、防塵マスクと防護服が不可欠です。

フォーミング

• 1合板シートの平坦度をチェックします。完全に平らでない場合は、凹面がブーメランの上面に対応するように配置されます。これにより、ブーメランの強度が大幅に向上し、翼端がわずかに上昇して空力性能が向上します。
• 2木目がブーメランの一方の腕の先端からもう一方の腕の先端まで横切るように、パターンが合板に配置されます。パターンの輪郭は、鉛筆で合板にトレースされます。
• 3スクロールソー、ジグソー、コーピングソー、バンドソー、またはフレットソーを使用して、合板からブーメランの形を切り取ります。この基本的な切り欠きはブランクと呼ばれます。
• 4ワンピースのブランクをカットする代わりに、2つの別々のウィングをカットして、それらが結合されるオーバーラップのセクションを可能にすることができます。ルーターを使用して、このオーバーラップセクションの半分の厚さを各ウィングから切り取ります。重なり合う部分は木質接着剤で接合され、接合部が硬化するまで一緒に固定されます。
• 5ブランクの上部に輪郭が描かれ、翼の前縁と後縁の形状を示す領域が示されます。
• 6翼のプロファイルは、ベルトサンダーを使用するか、ラスプまたは平面を使用して手作業で成形されます。各翼の前縁の上部は45°の角度で減少し、翼の後部は0.04〜0.08インチ（1〜2 mm）の厚さの後縁を残すように下向きに角度が付けられています。前縁の底面が少しカットバックされています。翼の先端は後縁と同じ厚さに形作られています。合板のさまざまな層は、作業者が均一な傾斜を実現するのに役立つ等高線として機能します。
• 7各翼の底面から浅い部分を切り抜くこともできます。たとえば、これは、翼端の近くで前縁の後ろにある2インチ（5 cm）の長さのストリップで構成されている場合があります。

仕上げ

• 8徐々に細かい（80〜250グリット）サンドペーパーを使用して、ブーメランの表面をオービタルサンダーまたは手で慎重に滑らかにします。
• 9表面にサンディングシーラーをスプレーした後、スチールウールを細かくします。 表面をさらに滑らかにするために使用されます。ペンキのコートまたはウッドステイン 透明なポリウレタン仕上げの1つ以上のコートが続きます。

チューニング

• 10ブーメランは、飛行能力をテストするために数回投げられます。パフォーマンスを向上させるためにブーメランを調整するために、いくつかのタイプの調整を行うことができます。たとえば、翼のプロファイルは、追加のサンディングによって調整される場合があります。
• 11別の調整手法は、翼を曲げて、頂点の平面から約0.12インチ（3 mm）上に先端を上げることです。これは、ブーメランに正の二面角を与えることと呼ばれます。ブーメランを加熱して、曲げるのに十分な柔軟性を持たせ、調整を永続的にする必要がある場合があります。これは、蒸気または電子レンジでさえ行うことができます。
• 12翼をひねって前縁を上下させることも、ブーメランの性能に影響を与える可能性があります。
• 13その他の調整手法には、翼に穴を開ける、翼の前縁にスロットを切る、翼の下側に浅い穴を開けて鉛または真ちゅうを挿入するなどがあります。 重量を追加するプラグ。

品質管理

製造工程全体を通して、ブーメランの品質は定期的にチェックされます。不均等な側面や隆起などのブーメランの不均一性は、空力設計から外れます。ブーメランは、世界ブーメラン協会や米国ブーメラン協会（USBA）などのコミュニティによって認可されています。これらのグループは、安全性、スキル、タイミングなど、ブーメラン競技会が遵守しなければならない基準とルールを設定します。

未来

ブーメランのイノベーションは、材料とデザインの2つの分野で開発できます。丈夫で耐久性があり軽量な新素材が開発されるにつれ、ブーメランメーカーはそれらを個別にまたは組み合わせて使用​​しようとします。たとえば、17分以上飛行したブーメランは、炭素繊維とケブラーの2層の外殻で構成されていました。シェルは、フェノールマイクロバルーンと混合されたエポキシ樹脂で満たされていました。

最近の2つの革新は、空気力学を改善するために設計を変更できる方法を示唆しています。 1つは、ブーメランの翼の後縁の上面と下面をわずかに凹状にすることでした。通常、これらの表面は平らまたはわずかに凸状です。このデザインは、距離の現在の世界記録を樹立したブーメランに使用されました。他の例では、ブーメランの翼端は、回転の中心につながる想像上の線に垂直になるような角度でカットされました。通常、翼端は翼の中心線に垂直です。この変更は、非公式のMTAレコードの所有者によって作成されました。