Leicht, aber hohe Steifigkeit
Neues Bogenmittelteil für Nationalmannschaft
Ein Sportbogen besteht aus einem Bogenmittelteil aus Aluminium und den beiden so genannten Wurfarmen, an denen die Sehne befestigt wird. Während die Wurfarme die Energie zum Abschuss des Pfeiles aufnehmen, muss das Bogenmittelteil möglichst steif sein und gute Dämpfungseigenschaften aufweisen, um die Zielgenauigkeit sicherzustellen und die Belastungen des Schützen durch den Abschussvorgang zu minimieren.
Für die Deutsche Nationalmannschaft der Bogenschützen wurde in einer Kooperation des Lehrstuhls für Maschinenbauinformatik und des Instituts für Sportwissenschaft ein Bogenmittelteil auf minimales Gewicht und maximale Steifigkeit optimiert. Zunächst wurden mit den Erfahrungen des Instituts für Sportwissenschaft die Randbedingungen und Anforderungen an das zu optimierende Bogenmittelteil formuliert. Ein am Lehrstuhl für Maschinenbauinformatik entwickeltes Programmsystem führte danach die Optimierung des Mittelteils als gerichtete Anpassungskonstruktion durch. Als Basis hierfür dienen Evolutionäre Algorithmen, die den natürlichen Evolutionsprozess nachbilden, indem sie künstliche Populationen aus Lösungsvarianten (hier: Varianten des Bogenmittelteils) erstellen, die miteinander in Konkurrenz stehen. Mit Hilfe einer vorgegebenen Zielfunktion wird jedem Individuum einer Population ein Gütewert (Fitnesswert) zugeordnet. Dieser Wert, kombiniert mit einer fixierten Populationsgröße, bewirkt einen Selektionsdruck, so dass bessere Lösungen eine größere Chance haben, sich durch Nachkommen fortzupflanzen. So entstehen fortlaufend neue Generationen mit einer oder mehreren Populationen, bis das Optimierungsziel erreicht ist.
Mitte Juni 2003 erfolgte die Übergabe des optimierten Mittelteils an die Deutsche Nationalmannschaft der Bogenschützen im Olympiastützpunkt in Berlin. In ersten Tests zeigten sich die Schützen mit dem neuen Mittelteil sehr zufrieden: Es weist mit 870g nicht nur eine Gewichtsersparnis von ca. 250g gegenüber den bisher verwendeten Mittelteilen auf, sondern es hat auch hervorragende Eigenschaften, was die Steifigkeit und die Dämpfung von Schwingungen nach dem Schuss angeht. Eine längere Erprobungsphase des Mittelteils ist für den Beginn der neuen Saison ab September 2003 geplant, so dass das Mittelteil bereits bei den Olympischen Spielen 2004 in Athen zum Einsatz kommen könnte.
Die Fertigung des Bogenmittelteils bei der Otto Fuchs KG in Meinerzhagen wurde mit Mitteln des Bundesinstituts für Sportwissenschaft in Bonn gefördert.