Trebuchet de brazo flotante

El trabuquete de brazo flotante es un arma de asedio con contrapeso , una variante moderna ^{[ 1 ]} del trabuquete medieval . Su característica principal es el libre movimiento de un eje en el brazo de lanzamiento ^{[ 2 ]} y un canal de caída lineal para el contrapeso. El diseño y la construcción de estas máquinas es un proyecto común en las clases de ingeniería de nivel superior. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Un trabuquete tradicional, que es sencillo de diseñar, consiste en un brazo que descansa descentrado sobre un eje con un contrapeso articulado en el extremo corto del brazo. ^{[ 2 ]} La diferencia en las longitudes de los dos extremos del brazo proporciona una ventaja mecánica .

En contraste, un trabuquete de brazo flotante presenta un eje en el brazo que se mueve libremente a lo largo de una guía de deslizamiento horizontal. ^{[ 2 ]} Esto permite una mayor altura de caída para el contrapeso, ^{[ 2 ]} que cae por un robusto "canal de caída" vertical lineal. El brazo está sobre un eje móvil y el par actúa sobre toda la estructura, evitando el bloqueo. ^{[ 5 ]} El movimiento hacia adelante del eje a medida que el brazo gira añade velocidad al extremo del proyectil del brazo. Esta caída lineal del contrapeso es más eficiente en la transferencia de energía potencial a energía cinética que el movimiento pendular del contrapeso de un trabuquete tradicional. ^{[ 4 ]} Cuanto más alto sea el canal de caída, más energía se libera, pero esto ejerce mayor presión sobre el mecanismo. ^{[ 6 ]}

La caída del contrapeso obliga al brazo a balancearse hacia un lado de la pista de planeo y a dar un tirón rápido en la dirección opuesta para lanzar un proyectil. ^{[ 2 ]} Esto tira del contrapeso ligeramente hacia arriba después del lanzamiento. ^{[ 2 ]} El proyectil puede lanzarse a alta velocidad. ^{[ 7 ]}

El trabuquete de brazo flotante utiliza un contrapeso sostenido sobre un canal de caída alto para transferir energía potencial a energía cinética. ^{[ 5 ]} Un proyectil se carga en una honda en el extremo del brazo lanzador. Al soltar el gatillo, el contrapeso cae a través del canal. ^{[ 2 ]} Esto hace que la rueda en el eje del brazo impacte la pista de deslizamiento, ^{[ 2 ] [ 8 ]} que generalmente se mantiene estable con fuertes vigas de soporte. Mientras esto sucede, la rueda se mueve hacia atrás por el torque que actúa sobre el brazo debido al contrapeso. ^{[ 2 ]} El brazo entonces se sacude hacia adelante y libera el proyectil de la honda. Para reiniciar el dispositivo, el contrapeso debe elevarse a la altura original y bloquearse con el mecanismo del gatillo.

Si bien el diseño de brazo flotante puede tener una estructura más ligera que un trabuquete tradicional debido a que las fuerzas totales producidas son menores, ^{[ 5 ]} el impacto del brazo sobre la pista de deslizamiento provocará daños a la larga y podría requerir mantenimiento. Reducir la distancia de caída del eje de la rueda a la pista de deslizamiento disminuiría los daños, pero también reduciría el alcance del trabuquete.

El mecanismo de disparo más común consiste en dos cáncamos y un pasador que los atraviesa. ^{[ 2 ]} Los cáncamos suelen ubicarse en la parte inferior del armazón, bloqueándose sobre el brazo para evitar una liberación accidental. En diseños de mayor tamaño, el sistema de disparo se aplica en la parte superior del canal de caída. Los diseños a gran escala requieren mecanismos de disparo especiales que puedan soportar el peso del brazo lanzador.

La honda o bolsa, que contribuye a la aceleración del proyectil y luego lo libera en el ángulo de lanzamiento deseado, suele estar hecha de cuerda de poliéster u otro material delgado y resistente. El mecanismo de liberación es un gancho con una curvatura específica en su punta para determinar cuándo la fuerza centrípeta liberará un extremo de la honda, permitiendo que el proyectil continúe su trayectoria. ^{[ 6 ]}

Un trabuquete de brazo flotante tiene tres puntos de contacto donde la fricción puede afectar su eficiencia. La fricción durante el descenso del contrapeso hacia el punto de impacto deslizante puede reducirse aplicando grasa de silicona o una fina capa de plástico en el canal de caída. ^{[ 6 ]} La fricción de la rueda sobre el eje del brazo contra la pista de deslizamiento debe controlarse de forma similar. Para reducir la fricción de la eslinga sobre la pista de lanzamiento, esta debe tener una superficie lisa. ^{[ 6 ]}

El trabuquete de brazo flotante pierde alcance frente al trabuquete convencional a escalas muy grandes, ya que la dificultad de construcción del canal de caída y el eje aumenta con el tamaño. Un trabuquete convencional es una máquina de guerra más realista.

Sin embargo, un trabuquete de brazo flotante es más eficiente cuando se construye con un tamaño de entre uno y cinco metros, ^{[ 6 ]} lo que lo hace adecuado para aficionados y constructores de modelos. ^{[ 9 ]} Estas máquinas y sus diseñadores se encuentran frecuentemente compitiendo en diversos eventos recreativos, por ejemplo, concursos de lanzamiento de calabazas. ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

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