Benutzer:Micron67/Spielwiese

Vorwort

Der Aufsatz wurde auf Grundlage vornehmlich aus online verfügbaren Daten und Schriften gefertigt. Die Schrift erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Die Übersetzungen aus dem Englischen und die Interpretation der verwendeten Texte sind allein durch den Schriftsteller zu vertreten.

Die Wirkung von Jagdpfeilen nach Dr. Ed Ashby

Die Wirkung von Jagdpfeilen und die damit verbunden Letalität dieser Geschosse, ist immer wieder Gegenstand von Diskussionen im Bereich der Jagd mit Pfeil und Bogen. Der Jagdpfeil und die Jagdspitze sind bei der Betrachtung des Penetrationsverhaltens als Einheit in ihrer Wirkung zu betrachten. Dr. Ed Ashby hat die Einzelergebnisse seiner Studien in vielen Schriften veröffentlicht und in einem Übersichtspapier die zu den 12 Faktoren für Pfeilpenetration zusammengefasst. Er zeigt auf wie die Faktoren wirken und staffelt sie ihrer Wichtigkeit nach. Pfeilpenetration ist der Schlüssel zum jagdlichen Erfolg und zur waidgerechten Jagd mit Pfeil und Bogen. Für den Pfeilbau existieren heute unzählige Konzepte, die je nach jagdlicher Situation verschiedene Vorteile versprechen. Um den sachlichen Zusammenhang besser zu verstehen, hat der amerikanische Wissenschaftler Dr. Ed Ashby die Grundlagen der Pfeilpenetration analysiert, in Versuchen belegt und dokumentiert. Er hat damit dem Jäger mit Pfeil und Bogen einfache und verständliche Leitlinien zur Verfügung gestellt.

→ Hauptartikel: Pfeil

→ Hauptartikel: Bogenjagd

Bio Dr. Ed Ashby und seine wissenschaftliche Arbeit

Dr. Ed Ashby ist ein promovierter "Optimologe" Ingenieur für Prozesstechnik. Dr. Ashby hat über 27 Jahre damit verbracht die Pfeilperformance und die Tödlichkeit von Broadheads zu untersuchen. Während seiner Arbeit als professioneller Jäger und Jagdführer in Zimbawe wurde Ashby von dem damaligen Leiter Bereits im Jahre 1987 veröffentlichte er in einer Zeitschrift für Bogenjagd in den USA einen Artikel zum Thema „Broadhead Performance“. In diesem berichtete er über eine Studie die er in der Provinz Natal, im Mkuzi Game Reserve in Südafrika dort mit der zuständigen Parkleitung im behördlichen Auftrag seit 1985 unternahm. Das Ergebnis der damaligen Studie auch „Natal - Studie" genannt trug dazu bei, die Bogenjagd in Südafrika 1986, wieder einzuführen. Das wirkte wie ein Kastalysator für viele weitere afrikanische Länder der Region.

Dr. Ashby setzte seine Studien und Veröffentlichungen bis ins Jahr 2019 fort. Hierbei wurden eine ganze Reihe von wesentlichen Einflussfaktoren zum Themas "Penetrationsvermögen des Jagdpfeils" untersucht und veröffentlicht. Die empirisch gefundenen Ergebnisse zeigten den "Heavy Bone Threshold", Schwere-Knochen-Grenzwert als auch die Wirkung des "Forward of Center" Grenzwertes mit 19% und seine Wirkung auf die Gewebepenetration sowie das Thema Mechanical Advantage des Broadheads und viele andere Details auf. Zudem konnte auch die Effizienz einseitig geschliffener Broadheads, hinsichtlich der Knochen brechenden Eigenschaften aufgezeigt werden.

Ashbys Arbeit ist aus heutiger Sicht, ein Meilenstein in der Geschichte der modernen Bogenjagd. Sie blieb aber viele Jahre lang unbeachtet und erfährt erst durch die Verbreitung des Wissens über das Internet, eine zunehmende Aufmerksamkeit in der heutigen Zeit. Es mittlerweile auch erste Ansätze die Arbeit von Ashby noch zu verbessern und die gefundenen Zusammenhänge mathematisch besser zu beschreiben.

Der Durchschuss als jagdliches Ziel der Bogenjagd

Das jagdliche Ziel eine jeden Jägers der mit dem Bogen Jagd sollte es sein, einen solchen Pfeil zur Jagd zu nutzen, welcher die größte Penetrationsleistung hat, damit er bei einem Treffer im Bereich des Vitalzentrums des Tieres auch bei Knochentreffern mit schweren Knochen einen vollständigen Durchschuss erreicht.

Schussplazierung

Das wichtigste am Schuss bei der Jagd ist der korrekte Treffer. Die Schussplazierung ist eines der wichtigsten Themen, wenn es um die ethischen Aspekte der Jagd mit dem Bogen geht. Wo ein Treffer angetragen wird und wie der Schusskanal verläuft bestimmt als allererstes wie tödlich ein solcher Schuss ist. Das vornehmliche Ziel ist der Vitalbereich mit Lunge, Herz und vielen blutführenden Gefäßen. Gerade diesen lebenswichtigen Bereich schützt die Natur mit einem robusten Knochenpanzer. In der Regel versucht der Jäger einen Treffer auf die massiven Knochen des Oberarms und der Schulter aber auch der Wirbelsäule zu vermeiden. Abhängig von der Größe der Knochen, können Jagdpfeile, je nach Bauart, dort schon gestoppt werden und das Wild wird nur verletzt und nicht sofort getötet. Somit ist es wichtig dass der Jäger die Anatomie des Wildes in Relation zur äußeren Gestalt sehr gut kennt.

Durchschuss

Der komplette Durchschuss mit der Penetration beider Lungenflügel und im gütigsten Fall dem Durchtrennen von stark blutführenden Gefäßen ist daher besonders wichtig. Bei der Verletzung eine Wildes mit einer scharfen Klinge eines Broadheads, im Vitalbereich (Brustkorb), treten in der Regel alle nachfolgend genannten Verletzungsmuster zu unterschiedlichen Anteilen überlagert auf. Je größer der verursachte Schaden, desto schneller tritt die Immobilisation des Wildes und letztendlich der Tod ein.

Beobachtungen aus dem Feld zeigen, dass der komplette Durchschuss mit dem Jagdpfeil bei dem bejagden Wild oftmals keinerlei Reaktion hervorruft. Es scheint manchmal so, dass das Tier sich der Verletzung nicht bewusst ist. Daher kommt es bei Durchschüssen häufig vor, dass die Tiere ohne sichtliche Anzeichen, innerhalb der unmittelbaren Nähe zum Jäger zu Boden gehen und dort verenden.

Steckschuss

Untersuchungen des Royal College of Veterinary Science der Universität London folgerte aus Untersuchungen, komplette Durchdringungen des lebenden Körpers mit Objekten, sind tödlicher, als wenn ein Objekt im Körper stecken bleibt. Wenn das Objekt im Gewebe stecken bleibt, kann dieses im Zweifel, wie eine schlechte Tamponade wirken, indem es Druck auf das umliegende Gewebe ausübt. Dadurch wird der Blutverlust vermindert. Daher werden im Körper steckende Objekte nie an der Unfallstelle herausgezogen, sondern der Patient wird zusammen mit dem fixierten Objekt in den Operationsraum gebracht, wo man den plötzlichen Blutverlust beim Entfernen des Objektes geeignet entgegenwirken kann. Für ein beschossenes Tier, kann ein stecken gebliebener Pfeil, daher eine längere Zeit bis zu Immobilisation bedeuten.

Pneumothorax

Der Pneumothorax beschreibt das Zusammenfallen der Lungen durch den Verlust des Unterdrucks. Dies kann beispielsweise geschehen, wenn ein Gegenstand (Jagpfeil) in den Brustkorb eindringt und kein Unterdruck mehr im Brustkorb mehr aufgebaut werden kann. Dies führt zu einem Kollaps beider Lungenflügel. Damit ist kein Sauerstoffaustausch mehr möglich, das Gehirn wird nicht mehr ausreichend über den Blutkreislauf mit Sauerstoff versorgt. Der andauernde Sauerstoffmangel im Gehirn, führt nach kurzer Zeit zum Bewusstseinsverlust ca. 10-15 Sekunden und in letzter Konsequenz zum Hirntod.

Die Penetration beider Lungenflüge ist daher in jedem Fall anzustreben. Auch ist die Lunge das größere weniger geschützte Ziel im Vergleich zum Herz.

Traumatisch - Hämorrhagischer - Schock

Der Traumatisch - Hämorrhagischer - Schock, beschreibt, einen durch eine traumatische Verletzung (Jagdpfeil) herrührenden Blutverlust (Hypovolämie). Bei der Durchtrennung von großen blutführenden Gefäßen (Herz, Aorta, etc.), tritt ein Blutverlust ein, welcher nach dem austreten von etwa 40% des Blutvolumens im Körper zu einer Sauerstoffunterversorgung des Gehirns führt. Der andauernde Sauerstoffmangel, führt nach kurzer Zeit zum Bewusstseinsverlust und in letzter Konsequenz ebenfalls zum Hirntod.

Kinetik der Blutgerinnung "Hämostase"

Bei Verletzungen mit sehr scharfen Klingen werden Gewebefasern und Blutgefäße durchtrennt. Es kommt zur Blutung. Werden die mikroskopisch kleinen Trennebenen der Gewebefasern und Gefäße dabei glatt getrennt, wird weniger von den Botenstoffen ausgesendet, welche den Prozess der Blutgerinnung hervorrufen. Die blutführenden Gefäße "verstopfen" langsamer, als wenn die Fasern durch eine stumpfe oder raue Klinge stark zerrissen wurden. Es tritt mehr Blut aus, bis die Wunde verschlossen ist.

Versuchsaufbau und Testmedien zum Nachweis der Penetrationseigenschaften eines Jagdpfeils

Versuchsaufbau

Alle verwertbaren Versuchsschüsse wurden auf Tierkadaver gemacht, innerhalb weniger als 30 Minuten nach dem Todeszeitpunkt der Tiere. Bereits nach so kurzer Zeit verändert sich sonst das Gewebe in einem Maß, dass sich wahrnehmbare Unterschiede in den aufgenommenen Versuchsdaten zu Lebendabschüßen zeigten. Daher beinhaltet die Studie auch 2 Basisdatensätze, welche zum einen von echten Abschüssen als auch jene die von Versuchsaufbauten mit toten Tieren stammen. Damit war Ashby in der Lage die Versuchsdaten gegen die Daten aus echten Abschüssen zu verifizieren.

Die Aufnahme der Versuchsdaten mit Pfeilbauten, welche die Verbesserung der Penetrationsfähigkeit von Jagdpfeilen zu Grunde haben, wurde zum einen mit Versuchsaufbauten von bereits toten Tieren und mit Daten aus echten jagdlichen Abschüssen durchgeführt. Ashby beziffert die Anzahl der über die letzten 30 Jahre der Forschung durchgeführten Büffel wie folgt: "Über 1700 Wasserbüffel (Cape und Wasserbüffel), 96 Elefanten, einige Nilpferde und unzählige Bisons, Wapitis, Elch, Bär, Elenantilopen, Rappenantilope, Gnus, Zebras und kleines Wild." Hierbei wurden verschieden Bögen wie Compound-, Lang-, Recurvebögen sowie Armbrüste genutzt. Die Schussdistanz wurde in dem meisten Fällen bei ca. 10-20m sowohl bei den Versuchen als auch auf der Jagd gewählt.

Testmedien

Dr. Ashby hat in den fast 30 Jahren der Versuche mit vielen verschiedenen Testmedien zur Prüfung der Pfeilpenetration experimentiert. Das Resultat war, dass keines der Medien wie Schaum, Holz, Metall, Papier, ballistisches Gel oder Knochen aus Ersatzstoffen die reale Wirkung Jagdpfeilen und Broadheads in lebendem Gewebe auch nur annähernd wirklichkeitsgetreu nachbilden.

Nach vielen Versuchen und der Erkenntnis dass Ersatzmedien keine übertragbaren Daten für die Reale Jagd lieferten, stellte sich der asiatische Wasserbüffel als ideales Testobjekt heraus. Ashby fand dabei auch heraus beim Schuss auf Lebendgewebe muss auch auf die Zeit nach dem Eintritt des Todes geachtet werden. Ashby beschreibt in seinen Schriften das Thema so. "Selbst wenn man auf Fleisch und Knochen schießt, verhält sich Fleisch oder Knochen von bereits länger verendeten Tieren, erkennbar anders als Lebendgewebe". Er begründet dies so; In frischem Gewebe reagieren die Muskelfasern wenn sie von einer Klinge durchtrennt werden. Daraufhin ziehen sich die Fasern zusammen und öffnen den Wundkanal. Das geschieht bei Gewebe, welches von mehr als 30min verstorbenen Tieren stammt, nicht mehr. Nach dem Tod beginnen sich auch die Knochen schnell zu verändern und das hat einen merklichen Einfluss auf ihre Elastizität und ihr Bruchverhalten.

Aus diesen Gründen sind Versuche mit ballistischem Gel für die reale Urteilsfindung über das Penetrationsvermögen von Jagdpfeilen und Jagdspitzen nicht zielführend. Suedhus und Kneubuehl kommen ebenfalls zum Ergebnis das eine Beurteilung der realen Penetrationsleistung eines Pfeils mit ballistischem Gel oder Seife nicht darstellbar ist.

#Versuchsaufbau

Asiatischer Wasserbüffel

Ashbys bevorzugtes Testmedium" waren Cape- oder asiatische Wasserbüffel. Der Wasserbüffel hat als "Testmedium" einige Besonderheiten, welche sich für die Aufnahme von Versuchsdaten besonders anbieten. Mit einem Lebendgewicht von 1000KG und mehr, stellen sie eine sehr große Körpermasse zur Verfügung. Eine anatomische Besonderheit sind die doppelten Rippen, welche überlappend angeordnet sind. Die Rippenknochen weisen über eine große Länge und recht gleichmäßigen Querschnitte von ca. 24-25mm auf. Hinter dem Brustkorb befindet sich dann noch eine gewaltige Gewebemasse und dahinter die gegenüber liegenden Rippenbögen. Das bedeutet man hat einen sehr großen homogen Bereich, der nahezu gleiche Testbedingungen hat, über den gesamten Brustkorb zu Verfügung. Für die quantitative Bestimmung von Knochenpenetration und Gewebepenetration ist der wild lebende asiatische Wasserbüffel daher ideal. Zudem sind Wasserbüffel in der Regel sehr träge bei Ihren Bewegungen. Selbst bei unmittelbarer Nähe von Menschen belieben sie erstaunlich ruhig. Damit sind die Jagddistanzen von 10-20 Metern gut einzuhalten und in der Regel die Treffer gut anzutragen.

Die Physik des Pfeils

Kinetische Energie

Kinetische Energie in Zusammenhang mit dem Gebrauch von Pfeil und Bogen ist ein Standardbegriff der Bogensportindustrie.

$E_{\mathrm {kin} }={\frac {1}{2}}mv^{2}$

Die physikalischen Grundlagen und Zusammenhänge sind wie folgt:

• Kinetische Energie ist ein Maß den Energieinhalt eines bewegten Objektes zu beschreiben.
• Die kinetische Energie eines Objektes, welches mit einem anderen Objekt kollidiert, sag aus wie hart ein Aufschlag sein kann.
• Die kinetische Energie kann dazu benutzt werden, die Effizienz des Bogens anzuzeigen.
• Mit zunehmender Pfeilmasse steigt die Energieausbeute (Effizienz) des Bogens an.

Die Ableitung der Penetrationsfähigkeit eines Pfeils in einem Körper, kann aufgrund ihrer Definition mit der kinetischen Energie nicht beschrieben werden.

Moment und Impuls

Das Moment ist ein Maß für den vorwärts gerichteten Impuls, beziehungsweise dessen vorwärts gerichteten Kraftvektor.

Moment oder Impuls ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit.

${\vec {p}}=m\cdot {\vec {v}}$

Das Moment ${\vec {p}}$ als physikalischer Faktor, kann innerhalb einiger Randbedingungen für die Ableitung der Penetrationsfähigkeit eines Pfeils herangezogen werden. So penetriert von zwei identisch gebauten Pfeilen die sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, derjenige besser weiches Gewebe, welcher die größere Masse hat. Wenn alle weiteren Randbedingungen wie Jagdspitze, Gewichtsverteilung, Angriffswinkel, usw. gleich sind, ist das Moment eines Jagdpfeils proportional zur Gewebepenetration.

Wie ein Pfeil gebaut ist, bestimmt damit mit welchen Wirkungsgrad/ Effizienz der Pfeil den Kraftvektor, der ihm im Flug zur Verfügung steht, zur Penetration nutzen kann. Das bedeutet, je schwerer ein Pfeil ist, desto länger behält er sein Moment ${\vec {p}}$ und er kann daher tiefer, zum Beispiel im Gewebe, penetrieren.

Beispiel:

Es gilt zu beachten, nicht alles was rechnerisch das gleiche Moment ${\vec {p}}$ erbringt, wirkt gleich im Sinne der Penetration.

Selbst wenn 2 identische Pfeile das gleiche Moment ${\vec {p}}$ haben ist es entscheidend, woraus sie ihr Moment ${\vec {p}}$ beziehen. Also vornehmlich aus der Masse oder der Geschwindigkeit. Während bei einer Penetration (Reibung) die Geschwindigkeit exponentiell abgebaut wird, bleibt die Masse eines Pfeils, falls er nicht strukturell versagt, bei der Penetration konstant.

Das folgende Beispiel zeigt, rechnerisch ist es möglich 2 identische gebaute Pfeile, die sich nur durch ihre Masse unterscheiden, über ihr Moment so zu beschreiben, so dass dieses im Produkt aus Masse und Geschwindigkeit gleich ist.

• Ein Pfeil mit einer Masse m = 0,042Kg (650 Grain) und einer Geschwindigkeit v = 52,7m/s (220FPS) ergibt ein Moment ${\vec {p}}$ von 2,22Kgm/s.
• Ein Pfeil mit einer Masse m = 0,022Kg (340 Grain) und einer Geschwindigkeit v = 97,5 m/s (320FPS) ergibt ebenfalls ein Moment ${\vec {p}}$ 2,22 Kgm/s.

Aufgrund der Reibung, in dem Medium in dem sich der Pfeil bewegt, verliert der leichte Pfeil seine Geschwindigkeit rasch und damit den wesentlichen Anteil der das Moment ${\vec {p}}$ zur Verfügung stellt. Die Geschwindigkeit geht mit dem Exponent 2 in die Rechnung ein. Beim eindringen in den Wildkörper steigt der Widerstand um den Faktor 1000. Das bedeutet die Geschwindigkeit wird mit dem Faktor 1000 schneller abgebaut. Wohingegen der schwere Pfeil, aufgrund seiner hohen Masse, seine Geschwindigkeit langsamer und damit auch den Anteil am Moment ${\vec {p}}$ verliert. Je mehr also ein Pfeil sein Moment ${\vec {p}}$ aus der Masse bezieht, desto effektiver kann das Moment zur Penetration genutzt werden.

Ein Herleiten der Penetrationsfähigkeit von nicht identischen gebauten Pfeilen, sowie Pfeilen die sich unterschiedliche schnell bewegen, zum Zwecke des Vergleichs, ist nicht zulässig. Ebenso wird auch die Fähigkeit schwere Knochen zu Penetrieren nicht alleine durch ein Moment ${\vec {p}}$ herleitbar.

Ein Pfeil der sein Moment ${\vec {p}}$ aus der hohen Pfeilmasse bezieht, hat aber die Möglichkeit bei festerem Gewebe, wie schwere Knochen, länger zu wirken, daher erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, die Streckgrenze des Knochens zu überschreiten.

Reibung

Die Reibung spielt bei der Pfeilpenetration eine entscheidende Rolle. Die Anlagefläche der Pfeilkomponenten und die Silhouette, Broadhead, Schaft und Befiederung, die ein Pfeil durch seine Bauart bietet, sorgt für einen sehr hohen Anteil an Reibung im Medium. Beim Pfeilflug und der Penetration eines Wildkörpers wir je nach Medium, welches der Pfeil durchfliegt (Luft, Gewebe, Knochen, etc.) auch in den Reibungsarten gewechselt.

Die Widerstandskraft $F_{\mathrm {W} }$ ist proportional zum Produkt aus $c_{\mathrm {W} }$-Wert und Bezugsfläche, welches als Widerstandsfläche bezeichnet wird.

Man erhält die Formel für quadratische Widerstandskraft aus,

$F_{\mathrm {W} }=c_{\mathrm {W} }\,A\,{\frac {1}{2}}\,\rho v^{2}$

Wesentlich ist es zu wissen, dass mit einer Verdoppelung der Geschwindigkeit eines Pfeils, sich die Reibung und damit der Widerstand vervierfacht. Das bedeutet, dass der schnellere leichtere Pfeil, daher auch bei der Penetration einen erheblich höheren Widerstand und damit eine deutlich größere Bremswirkung erfährt, als ein schwerer und langsamerer Pfeil gleicher Bauart.

Insbesondere ballistisches Gel wird immer wieder versucht um Vergleiche von Pfeilkonstruktionen darzustellen. Allerdings zeigten sich in den Untersuchungen von Ashby, dass keine hinreichende Korrelation zu lebendem Gewebe besteht. Ballistisches Gel ist dafür gemacht um die Ausbildung von Kavitäten und Spiltterverlaufskanäle, in weichem Gewebe, bei Treffern mit Jagdmunition aus einer Büchse zu simulieren. Der wesentliche Unterschied der Tests mit Lebendgewebe und ballistischem Gel ist klar über die Physik beschreibbar.

Beim Schuss auf ballistisches Gel liegt vorwiegend ungeschmierte, konstante Festkörperreibung in einem elastischen Körper vor. Hier wirken mehrere Mechanismen gleichzeitig mit unterschiedlicher Dominaz auf das Penetrationsvermögen des Pfeils. Zum einen wird das getrennte Medium versuchen nach dem Schnitt wieder elastisch in die Ursprungszustand zu kommen. Damit wirkt auf den Pfeil eine kontinuierlichen Bremskraft in Form von Reibung.

Hierbei ist zu beobachten, dass mehrere Klingen das ballistische Gel rings um den Wundkanal besser entspannen als zum Beispiel, einfache Zweischneiderklingen und damit für weniger Bremskraft sorgen können. Allerdings können mehrere Klingen aber vor allem breite Klingen je nach Ausprägung hier einen deutlich anderes Penetrationsergebnis haben da die geschnittene Fläche auch größer ist. Natürlich hat auch der Schaft des Pfeils einen enormen Einfluss auf dieses Ergebnis den er sorgt für den größten Anteil an Reibfläche. Der überwiegende Teil der Pfeile wird daher meist im Bereich von 20-30 Zentimetern im Gel gestoppt.

Unter der Rahmenbedingung der, ungeschmierten konstanten Gleitreibung in einem Medium wie ballistisches Gel oder Kunststoffschaum, korreliert ausschließlich die kinetische Energie des Pfeils mit der Penetrationstiefe $x_{\mathrm {max} }$. Gewicht und Gewichtsverteilung des Pfeils spielen hierbei keine Rolle.

Widerstandskonstante im Medium $C_{\mathrm {o} }$

$x_{\mathrm {max} }={\frac {Ke}{Co}}$

Welche Materialmodelle bei Lebendgewebe oder Knochen zu berücksichtigen sind und wie diese die Penetrationstiefe beeinflussen ist zur Zeit noch nicht ausreichend hinterlegt. Lebendes Gewebe weist eine fasrige Morphologie auf. Das Muskelgewebe steht unter Spannung und ist mit Blut und Körperflüssigkeit durchtränkt. Dies sorgt beim Treffer mit dem Jagdpfeil für eine viskose Reibung. Die durch die scharfe Jagdspitze getrennten Muskelfasern ziehen sich im Gegensatz zu ballistischem Gel zusammen und vermindern so die Bremskraft auf den Pfeil zusätzlich. Die kinetische Energie des Pfeils wird damit vornehmliche für das Schneiden des Gewebes verwendet. Der Pfeil selbst unterliegt bei reinen Gewebetreffern nur wenig Gegenkräften und führt unter der Voraussetzung von genügend Moment, welches durch Pfeilgewicht dargestellt ist, selbst bei sehr großen Wildtieren oftmals zu kompletten Durchschüssen.

Bei Treffern auf Knochen gelten wiederum andere Gesetzmäßigkeiten. Hier ist wichtig wie die Jagdspitze auf den Knochen wirkt. Dies ist nicht nur vom Gewicht des Pfeils oder der Spitze abhängig, sondern auch von deren Konstruktion.

Abschuss- und Einschlagparadoxon

Dem Bogenschützen ist das Abschussparadoxon des Pfeils ein wohl bekanntes Phänomen. Es beschreibt das verbiegen des Pfeils, basierend auf dem Knicken nach Euler (Fall 2) des Pfeilschaftes bei der initialen Beschleunigung durch den Bogen. Dieses Phänomen wirkt sich massiv auf die Flugeigenschaften des Pfeils aus. Daher muss bezogen auf das Zuggewicht und das Pfeilspitzengewicht, ein Pfeilschaft mit angepasstem Spinewert verwendet werden, damit ein optimaler Pfeilflug erreicht wird.

Weniger bekannt ist das Einschlagparadoxon des Pfeils. Das Einschlagparadoxon beschreibt das verbiegen des Pfeils beim Auftreffen auf einem widerstandsfähigen Ziel, wie beispielsweise Knochen. Es beschreibt den beginn des Knickens des Pfeils im Moment des Einschlages nach Euler (Fall 1). Verursacht wird das Knicken des Pfeilschaftes beim Auftreffen durch jene Kraft, welche durch die Bremswirkung des Ziels auf den Pfeil ausgeübt wird. Je mehr Widerstand das Ziel dem Pfeil entgegensetzt z.B. Knochentreffer, desto mehr Kraft wird genutzt um den Pfeil zu verbiegen.

Je mehr sich die Masse des Pfeils hin zur Spitze konzentriert, desto weniger Energie wird für das Verbiegen des Pfeils verbraucht. Damit steht mehr Energie für die Penetration des Pfeils zur Verfügung. Sowohl das Abschuss- als auch das Einschlagparadoxon verbrauchen die gespeicherte kinetische Energie im Pfeil und gehen zu lasten von Geschwindigkeit und Penetrationsfähigkeit.

Der Einfluss der Massenverteilung des Pfeils auf sein Penetrationsvermögen, ist durch "Arrow’s Weight Forward of Center (FOC)" beschrieben.

Die Rolle des Bogens und des Zuggewichtes

Der Bogen in seinen vielen Varianten Lang-, Recurve-, Compoundbogen und Armbrüsten spielt in den Untersuchungen von Ashby eine eher untergeordnete Rolle. Auch die Zuggewichte variieren von 40 Pfund bis über 90 Pfund bei den Bögen. Eine der bekannten Aussagen von Ashby ist: "Dem Pfeil ist es egal, von welchem Bogen er abgeschossen wird".

Prinzipiell, kann man jeden Bogen zur Jagd nutzen, der mit einem hinreichend schweren Pfeil und der gewählten Jadgdistanz, eine akzeptable Flugbahn und hinreichende Penetration für einen Durchschuss ergibt. So zeigt Ashby auf, dass man auch mit geringen Zuggewichten von 40 Pfund einen Durchschuss nach einem Knochentreffer beim Wasserbüffel erreichen kann. Man muss eben einen schwereren Pfeil nutzen und näher an das Wild ran.

Damit macht er Diskussionen um ein vorzuschreibendes Mindestzuggewicht überflüssig. Er überlässt damit dem Jäger die Wahl der Jagddistanz und gibt ihm Leitlinien an die Hand sein Pfeilsystem mit Hilfe der 12 Faktoren der Pfeilpenetration auf einen nutzbaren Wert einzustellen.

12 Faktoren der Pfeilpenetration nach Dr. Ed Ashby

Die wesentlichen Ergebnisse von Dr. Ashbys Arbeit sind in den 12 Faktoren für Pfeilpenetration zusammengefasst. Nachfolgend werden die 12 Faktoren einzeln dargestellt und besprochen. Sie sind in der Reihenfolge ihrer Wichtigkeit aufgetragen. Hierbei wird darauf hingewiesen, dass fast alle der Faktoren sich auf die Gewebepenetration beziehen. Nur der "Heavy Bone Threshold" (Schwere-Knochen-Grenzwert) und der einseitige Anschliff eines Broadheads, sind dabei variabel und verändern ihre Position in der Wertung auf Platz 3 und 4 wenn man mit dem Jagdpfeil schwere Knochen trifft.

Strukturelle Integrität

Die Strukturelle Integrität eines Jagdpfeilsystems ist der wichtigste Faktor in der Betrachtung der Letalität dieses Jagdgeschosses. Dabei sind alle Komponenten des Jagdpfeils vom Broadhead bis zum Nock zu berücksichtigen. Selbst eine unscheinbar verbogene Spitze eines Broadheads kann einer Verschlechterung der Penetrationswirkung von bis zu 14% führen. Daher ist die strukturelle Integrität des Jagdpfeils und seiner Komponenten eine unumgängliche Grundbedingung für den sauber arbeitenden Jagdpfeil.

Neben gebrochenen oder verbogenen Pfeilschäften, zählt das technisches Versagen der Jagdspitzenkonstruktion oder der Insert-Systeme zu den häufigsten Ursachen mangelnder Penetration des Jagdpfeils. Besonders weist Ashby immer wieder auf die mangelhaften mechanischen Jagdspitzen hin.

Auch gibt es klare Hinweise zu der Qualität der verwendeten Werkstoffe bei Jagdspitzen. So sollen nur qualitativ hochwertige Materialien verwendet werden. Für Broadheads und Insertsysteme bietet Stahl in Summe die besten Eigenschaften gegenüber allen anderen Werkstoffen. Für Broadheads wird eine Härte von ca. 55 HRC das entspricht etwa einer Festigkeit von 2000MPa vorgeschlagen. Die Wahl der Werkstoffeigenschaften sollte speziell beim Klingenstahl und dessen Wärmebehandlung so gewählt werden, dass die Klinge vornehmlich durch Bruch versagt, statt durch verbiegen. Nach Ashby ist es besser eine abgebrochene Spitze zu haben als eine verbogene, da die verbogene die Richtung der Penetration im Gewebe wie ein Steuerruder ändern kann.

Pfeilflug

Pfeilflug wirkt wie ein Katalysator auf andere wichtiger Faktoren bei der Pfeilpenetration. Je besser und effizienter der Pfeilflug, desto weniger der begrenzten Energie wir verbraucht und steht für andere weitere wichtige Faktoren der Pfeilpenetration zur Verfügung. Schlechter Pfeilflug verschwendet Pfeilenergie. Unterscheiden sich Trefferlage der Feldspitzen von den Broadheads, dann ist das ein Indiz für schlechtes Pfeil und Bogentuning und damit ein Hinweis auf Energieverschwendung. Es ist daher essentiell für einer perfekten Pfeilflug zu sogen. Selbst wenn alle anderen Faktoren für die Pfeilpenetration erfüllt sind, kann dieser eine Faktor den gesamten Aufwand zunichte machen. Umgekehrt gilt selbst der beste Pfeilflug macht noch keinen guten Jagdpfeil dabei die anderen Faktoren der Penetration vernachlässigt und einige Treffer einfach zu keiner oder zu geringerer Penetration führen.

Beispiel sind hier schnelle und leichte Pfeile mit mechanischen Jagdspitzen die sicher flach und weit fliegen, aber deren Penetrationsfähigkeit schon bei einigen Trefferlagen in leichtem Schalenwild wie Rehe fragwürdig ist. Anatomisch sind auch hier schon Teile der Oberarmknochen und Schulterpartien bereits dicker als der später noch erklärte Heavy Bone Threshold. Ein Treffer in diesem Körperbereich positioniert durch welche Umstände auch immer, birgt so die Wahrscheinlichkeit auch diese schweren Knochenabschnitte zu treffen. Ist der Pfeil dann mit zu geringem Gewicht oder/ und unzureichend wirkenden Jagdspitzen ausgestattet ist eine nicht letale Verwundung mit hoher Wahrscheinlichkeit möglich.

Gewichtsverteilung des Pfeils "Forward of Center" FOC

"Arrow’s Weight Forward of Center (FOC)" beschreibt die Schwerpunktlage eines Pfeils. Sie besagt wie weit sich der Schwerpunkt eines Pfeils in der vorderen Hälfte des Pfeils befindet. Die Zahl wird in [%] ausgedrückt und kann über 2 Standardformeln ermittelt werden. Solange kein schwerer Knochen getroffen wird, ist der FOC nach Ashby auf Platz 3 der Rangliste.

Der FOC wirkt praktisch als Katalysator für andere wesentliche Faktoren der Pfeilpenetration insbesondere bei Werten über 19%.

Ashby teilt dabei die FOC Werte im Sinne der Penetrationsleistung wie folgt ein.

<12% Normal FOC

12 - 18% High FOC

19 - 30% Exteme FOC

>30% Ultra-Extrem FOC

Der FOC wird nach der AMO Standardformel berechnet.

Es ist anzumerken, dass sich die Ergebnisse von Ashbys Forschung und die Empfehlungen für FOC Werte, beispielsweise von Schaftherstellern, grundlegend unterscheiden.

In den Untersuchungen von Ashby finden sich erste signifikante Steigerungen der Penetration ab einem Wert von 19% EFOC. Abhängig vom Pfeilsetup steigt die Penetrationsleistung in weichem Gewebe sprunghaft auf sehr hohe Werte zunächst um 40-60% gegenüber normalen FOC Werten an. Die der Daten bei vergleichbaren Ultra-EFOC Pfeilkonstruktionen sind nicht hinreichend abgesichert um exakte Aussagen zur Steigerungen der Pfeilpenetration zu machen.

Zu erwähnen ist, dass aus Realdaten bei Jagden mit Pfeilsystemen, die auf Penetration optimiert waren und allesamt im Bereich 24% - 30%+ lagen, eine beträchtliche Anzahl an Durchschüssen auf Büffel, Elefant, Nilpferd zu verzeichnen waren. Der vorwiegende Teil der Durchschüsse auf Büffel wurde dabei von Compoundbogen mit einem Zuggewicht von 65-70 Pfund erreicht. Die genaueren Zusammenhänge warum Compoundbögen mit höheren Zuggewichten keine besseren Ergebnisse gebracht haben, ist Stand heute noch ungeklärt und benötigt noch eine weiterführende Analyse.

Ein wesentlicher Grund warum gerade bei Elefant und Nilpferd der FOC eines Pfeils so gute Wirkung zeigt ist, dass man aufgrund der Anatomie dieser Wildarten und der ruhigen Bewegungen fast nicht mit Knochentreffern rechnen muss. In dem meisten Fällen wird daher die Gewebepenetration vorherrschen und hier spielt der FOC eine große Rolle.

Mechanical Advantage

Die "Meachancal Advantage" ist ein Maß für die Effizienz eines Broadheadkonzeptes hinsichtlich seiner Penetrationseigenschaften. Im deutschen könnte man auch geometrischer Vorteil sagen. Ashby stellt diesen Wert auf den vierten Platz seiner Liste. Er beschreibt das Längen- zu Duschmesserverhältnis L/D eines spitzen Broadheads unter Berücksichtigung der Anzahl der Schneiden. Abgeleitet ist dies von der schiefen Ebene in der Physik. Je geringer der Anstieg der Ebene, des umso weniger Energie braucht man je Weginkrement, welches man auf ihr zurücklegt (Prinzip der Rampe). Die Anzahl der Schneiden eines Broadheads hat direkten Einfluss auf die Mechanical Advantage. Broadheads mit mehr als einer Klinge und 2 Schneiden, haben einen systemischen Nachteil bei der Pfeilpenetration, der nicht durch andere Penetrationsfaktoren ausgleichbar ist.

Je schlechter die Mechanical Advantage MA, desto mehr Energie wird für die Penetration benötigt.

MA = (L/D) * (2/n)

L= effektive Schneidenlänge

D= Breite des Broadheads an der breitesten Stelle der Schneiden bzw bei mehreren Schneiden der Schnittkreisdurchmesser.

n= Anzahl der Schneiden

Je mehr Schneiden (n) ein Broadhead hat oder je breiter diese werden (Durchmesser D), desto schlechter wird seine Penetrationswirkung.

• Ein Broadhead mit einer Breite/ Durchmesser von 1 Inch (2,54cm) und einer Länge von 1 Inch (2,54cm) und 2 Schneiden hat damit ein MA=1.
• Ein Broadhead mit einer Breite/ Durchmesser von 1 Inch (2,54cm) und einer Länge von 1 Inch (2,54cm) und 3 Schneiden hat damit ein MA=0,67.
• Ein Broadhead mit einer Breite/ Durchmesser von 1 Inch (2,54cm) und einer Länge von 1 Inch (2,54cm) und 4 Schneiden hat damit ein MA=0,5.

Der Broadhead hat einen größeren Einfluss auf die erreichbare Penetration als alle anderen Faktoren außer dem FOC. Mit zunehmenden MA steigt der Wirkungsgrad des Pfeilsystems, damit werden alle anderen Faktoren die zur Penetration beitragen besser genutzt.

Pfeilschaftdurchmesser

Schaftdurchmesser zu Ferrulendurchmesser ist auf Listenplatz 5 laut Ashby. Ist der Ferrulendurchmesser um 5% größer als der Durchmesser des Schaftes verbessert sich die Penetrationsleistung im Gewebe um gemittelte 10% im Vergleich dazu, wenn Schaft- und Ferrulendurchmesser gleich sind. Ist der Schafdurchmesser größer als der Ferrulendurchmesser wird die Penetrationsleistung im Gewebe um ca. 30% vermindert, gegenüber einer Bauwiese bei welcher der Schaft und Ferrulendurchmesser gleich sind. Das sind je nach Konfiguration bis zu 40%. Daher empfiehlt es sich, solch ungünstige Konfigurationen zu meiden.

Pfeilgewicht

Physikalisch gesehen ist die Pfeilmasse nicht identisch mit dem Pfeilgewicht. Wenn man die Pfeilkraft oder die kinetische Energie bestimmt ist Masse der korrekte Begriff. Im Zusammenhang mit den allgemeinen Betrachtungen und wenn man nicht die Rechnungen durchführt, ist es aber akzeptabel Pfeilmasse und Pfeilgewicht gedanklich gleich zu setzen.

Eine größere Pfeilmasse erhöht die Effizienz des Bogens. Eine größere Pfeilmasse absorbiert mehr Energie die vom Bogen bereitgestellten wird. Damit hat der Pfeil ein größeres Moment. Je mehr ein Pfeil sein Moment dabei aus der Masse bezieht, desto effektiver kann das Moment zur Penetration genutzt werden.

Weitere vorteilhafte Effekte schwerere Pfeile sind geringere Ablenkung durch Winddrift oder, gößere Unempfildlichkeit falls man vor dem Ziel z.B. einen kleinen Ast oder Gras tangiert. Einen sanfteren und vor allem leiseren Abschuss, sowie geringere Vibration und Handschock im Bogen. Ashby empfiehlt immer den schwersten Pfeil zu nutzen, der auf die gewünschte Jagddistanz noch eine akzeptable Flugbahn erbringt. Selbst wenn alle anderen penetrations-verstärkenden Faktoren bei einem Jagdpfeil vorliegen, sorgt die Pfeilmasse für mehr nutzbare Pfeilkraft und mehr Penetration als beispielsweise die Pfeilgeschwindigkeit.

Schärfe der Klinge

Eine glatte, rasierklingenscharfe Schneide bringt bei der Penetration die besten Ergebnisse. Insbesondere in faserigem Gewebe besteht ein Penetrationsvorteil von 26% gegenüber mit einer Feile nach geschärften Schneide und ein Vorteil von 60% gegenüber einer sägeverzahnten Schneide. Anzustreben ist die dünnste Klinge und die schärfste, glatte Schneide die man erreichen kann. Diese soll auch nach einem Schnitt noch so scharf sein, um damit einen hohen Grad an Gewebedurchdringung und damit schnelle Ausblutung erreichen kann.

Pfeilschaftprofil

Verjüngende konische Schaftformen haben einen Penetrationsvorteil von 8% gegenüber parallel verlaufenden Schäften und 15% über faßförmigen Schaftformen.

Verjüngte Schaftformen zeichnen sich durch einen großen Durchmesser im Bereich der Ferrule und einen kleineren Durchmesser im Bereich des Nock aus. Faßförmige Schaftformen kennt man heute kaum noch in der Bogenindustrie, bei ihnen ist die Stelle mit dem größten Durchmesser meist im vorderen Bereich des Schaftes hinter der Ferrule. Solche Pfeile sind aber durchaus im jagdlichen Gebrauch zum Beispiel bei den Papuas. Hier hat man keine modernen Materialien und die schweren Pfeile aus Holz mit bis 4000 Grain Gewicht brauchen adäquaten Spine um gut zu schießen.

→ Hauptartikel: Bogenjagd indigener Völker

Broadhead- und Pfeilprofil

Raue und unregelmäßige Oberflächen an Broadheads oder Pfeilkomponenten erhöhen den Endringwiderstand in allen Medien wie Gewebe und Knochen. Der Effekt tritt umso stärker hervor, wenn Knochen penetriert wird. Je sanfter die Übergänge und je geringer die Silhouette des Broadhead als auch des restliche Pfeils ist, desto weniger Aufwand ist nötig um durch die Medien zu penetrieren. Wie sanft Querschnittssprüge bei einem Broadhead ausgeführt sind wird damit zu einem wesentlichen Faktor für Penetration insbesondere dann, wenn Knochen getroffen wird.

Glatte Oberflächen helfen natürlich. Es sind jedoch keine Studien durchgeführt worden welche beispielsweise die Oberflächenrauheit der Pfeilschäfte quantitativ erfasst hat. Einige Versuche zeigten dass Teflon-Beschichtungen auf den Broadheads eine bis zu 12% größere Penetration in weichem Gewebe zeigten. Allerdings konnte kein Effekt bei der Knochenpenetration festgestellt werden. Wesentlich hier sind die vorab angesprochenen Stufensprünge in der Querschnitten die es bis auf die Stufe zwischen Ferrule und Schaft zu vermeiden gilt.

Art des Anschliffs des Broadheads

Die Art des Klingenanschliffes steht auf Nummer 10 der Rangliste. Im Falle eines Knochentreffers springt die Art des Klingenanschliffes auf Rang 4 und reiht sich direkt hinter dem Schwere-Knochen-Grenzwert ein. Der einseitige Anschliff der des Broadheads, sorgt bei der Penetration durch Knochen und Gewebe für eine natürliche Rotation und damit für ein Torsionsmoment. Dieses Torsionsmoment sogt speziell bei lang-faserigem Knochengewebe für einen langen Spaltbruch im Knochen durch den Broadhead. Der so gespaltene Knochen verursacht eine verringerte Reibung am nachfolgenden Schaft. Es bleibt damit mehr Energie im Jagdpfeil für die anschließende Gewebepenetration vorhanden.

In Haut, Muskel oder Lungengewebe sorgt die Rotation für einen S-Förmigen Schnittkanal, welcher sowohl den Pneumothorax als auch das Ausbluten stark begünstigt. Doppelt angeschliffene Klingen sind naturgemäß hier schlechter, da sie zwar auch den Knochen durchdringen können, aber in der Regel nicht spalten sondern nur ein Loch "stanzen" und das verbraucht deutlich mehr Energie und die Reibung am Pfeilschaft wird nicht so signifikant verringert als bei einem Spaltbruch.

In ausgedehnten Versuchsreihen mit identischem Pfeilbau aber unterschiedlichen Broadheadkonzepten wurde bei Knochentreffern nachgewiesen, dass die Penetration sich zwischen 14 und 58% verbesserte, wenn man einen einseitig angeschliffenen Broadhead verwendet. Auch bei Treffern in weichem Gewebe zeigen die einseitig angeschliffenen Broadheads Vorteile bei der Penetrationstiefe, diese ist jedoch nicht so ausgeprägt wie bei Knochentreffern. Auf der Jagd wird außer bei sehr großem Wild praktisch immer mit einem Knochentreffer zu rechnen sein. Dies müssen nicht immer schwere Knochen sein.

Der Broadhead mit einseitigem Anschliff hat daher keine Nachteile. Aber im dem Fall, wenn doch schwerer Knochen getroffen wird, kann man den Penetrationsvorteil dieser Konstruktion nutzen.

Hinweis: Bei der Befiederung des Jagdpfeils ist auf die passende Rotationsrichtung bei einseitig angeschliffenen Broadheads zu achten.

Ausführung der Spitze des Broadheads

Die Ausführung der Spitze des Broadheads ist bei Knochentreffen von besonderer Bedeutung. In Ashbys Untersuchung mit einem standardisierten Broadhead und verschiedenen Spiztenfomen wurden die Wahrscheinlichkeit des Abrutschens von Knochen die Penetrationsfähigkeit in Gewebe die Fähigkeit Kochen zu Penetrieren und die Empfindlichkeit gegen Beschädigung untersucht. Hierbei hat die sogenannte "Tanto Spitze" mit 27% besserer Knochenpenetration gegenüber der "konkaven" Spitze und mit 110% besserer Wirkung gegenüber der schlechtesten Spitze mit runder Kontur abgeschnitten. Die Tanto Spitze hat die niedrigste Tendenz vom Knochen abzurutschen bei schrägen Pfeiltreffern auf Knochen. Auch die "Nadelform" kann hier gut mithalten allerdings ist die Gefahr des Verbiegens der Spitze und damit einhergehend, ein wesentlicher Verlust von Penetrationsleistung. Von der Broadheadindustrie benannte "Knochenbrecherspitzen" in konischer oder pyramidenförmig mit scharfer Spitze wie bei mechanischen Jagdspitzen oft verwendet haben vermehrt zum Abrutschen und Steckenbleiben geführt.

Pfeilgewicht über dem "Schwere-Knochen-Grenzwert"

Der "Schwere-Knochen-Grenzwert" (Heavy Bone Theshold) steht ganz unten in der Liste da er kaum Auswirkungen hat bei Treffen die nur das Gewebe betreffen. Also wenn zum Beispiel ein Jagdpfeil zwischen den Rippen hindurchfliegt, ohne einen Knochen und insbesondere einen schweren Knochen zu penetrieren. Als schwerer Knochen definiert Ashby die Rippenknochen des asiatischen Wasserbüffels oder Cape Buffalo mit ca. 24-25mm Stärke. Im Falle eines Treffers auf Knochen deren Abmessungen diesen Grenzwert überschreiten springt der Faktor in seiner Wichtigkeit auf Platz 3, nach struktureller Integrität und perfektem Pfeilflug. Der Faktor FOC spielt hierbei zunächst keine Rolle. Er wird erst dann wieder wichtig, wenn der schwere Knochen durchbrochen ist und man nun noch das faserige Gewebe der Lungen oder Muskeln penetriert werden muss.

Knochentreffer auch auf schwere Knochen, können bei der Bogenjagd immer vorkommen. Sie sind nicht kalkulierbar und als Risiko immer präsent. Sei es aufgrund eines nicht perfekten Schusses oder weil das Wild sich im Moment des Abschusses bewegt "Stringjump".

Unabhängig von den anderen Faktoren für Pfeilpenetration, gibt es eine signifikante Zunahme der Penetrationswahrscheinlichkeit bei Treffern auf schwere Knochen, wenn die Pfeilmasse über den Grenzwert von 650 Grain (42Gramm) steigt.

Beispiele:

• Bei einem Pfeil mit 650Grain und einem Broadhead mit MA von 2,6 beträgt die Wahrscheinlichkeit einen schweren Knochen zu penetrieren ca. 93%
• Bei einem Pfeil mit 600Grain und einem Broadhead mit MA von 2,6 beträgt die Wahrscheinlichkeit einen schweren Knochen zu penetrieren ca. 55%

Hierbei sind größere Abweichungen in der Einschlagkraft, die durch das Zuggewicht des Bogens mit hervorgerufen werden, nicht von entscheidender Bedeutung.

Da es sich beim Schwere-Knochen-Grenzwert eben um einen Grenzwert handelt, kann man nicht einfach einen anderen Penetrationsfaktor erhöhen, um das Defizit in der Wahrscheinlichkeit schweren Knochen zu durchdringen zum zu kompensieren. Die Verwendung eines leichteren Pfeils mit mehr Geschwindigkeit um das rechnerische Moment zu erhöhen oder/und ein höherer FOC wirken hier nicht.

Das bedeutet nicht, dass man mit anderen Pfeilmasse/Broadhead-Kombinationen nicht jagen kann. Es sagt auch nicht, dass damit kein schwerer Knochen durchschlagen werden kann. Es besagt nur, immer dann, wenn ein schwerer Knochen getroffen wird, die Wahrscheinlichkeit das Tier waidgerecht zu erlegen, bei Pfeilen die ein Mindestgewicht von 650Grain besitzen und gleichzeitig Braodheads mit MA 2,6 verwendet werden, signifikant ansteigen.

Der Oberarm-Schulterbereich oder der Bereich der Wirbelsäule eines Rehs oder eines Frischlings mit einem Lebensgewicht von ca. 25-30Kg weisen stellenweise erheblich größere Knochenquerschnitte als 24mm (Schwerer-Knochen-Grenzwert) auf. Insbesondere wenn der Angriffswinkel des Pfeils in die Betrachtung mit einbezogen wird, können die zu penetrierenden Wegstrecken sich entscheidend verlängern.

Im Falle eines Treffers mit Pfeilen, welche den Schwere-Knochen-Grenzwert nicht erreichen, ist damit die Wahrscheinlichkeit einer vollständigen Knochenpenetration mit anschließender Gewebepenetration deutlich verringert. Gleichwohl werden eine große Anzahl von Stücken Schalenwild jedes Jahr mit Pfeil und Bogen erlegt. Allerdings steigen auch die Verwundungsraten.

Besonderheiten der Bogenjagd

Der Jagdpfeil ist bedeutend langsamer als eine Gewehrkugel einer Jagdwaffe. Daher erfordert die Bogenjagd vom Jäger angepasste Jagdstrategien und Jagdtaktiken. Er muss vergleichsweise nahe an das Wild und ist dessen Wahrnehmung viel intensiver ausgesetzt. Wild reagiert, je nach Wahrnehmungspräferenz teils sehr intensiv auf Bewegungen, Gerüche oder Geräusche in seiner unmittelbaren Umgebung. Das kann den Verlauf der Jagd entscheidend beeinflussen.

Jagddistanz und "Stringjump"

Hat ein Jäger der mit dem Bogen jagd, alles für seine Tarnung getan und ist unbemerkt geblieben ist, bleibt immer noch das Abschussgeräusch des Jagdpfeils und die damit mögliche Fluchtreaktion des Wildes bekannt als Stingjump.

Der Stringjump ist nicht vorhersehbar für den Jäger. Jedes Tier kann vollkommen anders auf dieses Geräusch reagieren. Manche Tiere zeigen keine Reaktion andere Springen durch das Geräusch ab. Insbesondere bei hochläufigem Schalenwild ist das "Wegducken" unter dem Pfeil dann ein Thema, wenn die Jagddistanzen von über 15m geschossen werden. Ab 15m Distanz ist es auch mit den theoretisch schnellsten Pfeilen die ein Bogen schiessen kann, nicht mehr möglich den Stringjump zu vermeiden. Ob Stingjump für den Jäger relevant wird liegt aber nicht nur am Faktor Distanz. Die Wahrscheinlichkeit von Stringjump kann durch einige Verhaltensgrundsätz entscheidend verringert werden.

Um die Auswirkung des Stringjumps zu minimieren, werden in der Ausbildung zum Bogenjagdzertifikat nach IBEP einige Verhaltensgrundregeln gelehrt.

• Begrenzen der Jagddistanz auf maximal 25m
• den Haltepunkt für den Treffer im unteren Drittel des Wildkörpers anlegen
• Schieße nur auf Wild, dass sich vertraut verhält und ruhig ist sowie dabei den Träger oben hat.

Trotzdem bleibt das Risiko des Stringjumps bestehen, denn Jagd ist kein präziser Vorgang. Damit kann es vorkommen, dass der Pfeil nicht den gewünschten Zielpunkt trifft und eine schlechte Trefferlage hat. Schlechte Trefferlagen wie zum Beispiel bei Knochentreffern bleiben als Restrisiko bestehen. Ashby schlägt daher vor, den Pfeilbau für die Jagd mit Pfeil und Bogen so auszulegen (12 Faktoren der Pfeilpenetration), dass auch bei unvorhersehbaren Situationen auf der Jagd, der Pfeil seine maximale Penetrationwirkung hat. Damit wird das Verwundungsrisiko entsprechend vermindert.

Auswirkungen der Erkenntnisse von Ashby Studie auf die Bogenjagd

Ashby Broadhead

Eines der herausragendsten Ergebnisse von Ashbys Forschungen sind die Hinweise für die Konstruktion von effizienten Broadheads für die Jagd mit Pfeil und Bogen.

Die Merkmale des Ashby Broadheads sind:

• Einfachste Ganzstahl-Bauweise, mit glatten sanften Übergängen und nahtlose integrierter Ferrule
• 2 feststehende Schneiden
• Mechanical Advantage von mindestens MA 2,6
• Einseitiger Anschliff mit 25° Schneidenwinkel
• Gehärteter Werkzeugstahl ca. 55HRC
• Tanto-Spitze
• Hohes Eingengewicht ca. 315 Grain

Konische und dünnere Schäfte

Einige Hersteller von Pfeilschäften bieten konischen Schäfte nach den Daten von Dr. Ashby an. Ein neuerer Trend ist das Angebot an Pfeilschäften mit verringertem Außendurchmesser 4mm Schäfte. Auch diese haben einen deutlich geringeren Reibungswiderstand beim Durchschlagen von Knochen im Wildkörper. Zum Zeitpunkt der Untersuchungen lagen solche Schäfte noch nicht vor, trotzdem wirken diesem im Sinne der Penetration vorteilhaft.

Neue Insert-Systeme

Vermehrt kommen stahlbasierende Insertsysteme für Jagdpfeile auf den Mark. Diese sind fester, steifer und haben damit eine höhere strukturelle Integrität und ein höheres Gewicht, als auf Aluminiumlegierung basierenden Systemen. Auch finden sich nun Insert-Outsert-Systeme die speziell die Carbonschäfte bei "harten" Aufschlägen z.B. im Knochen deutlich besser schützt.

Neue Pfeilbaustrategie

Basierend auf den Untersuchungen von Ashby stellen zunehmend mehr Bogenjäger in den USA auf schwerere Pfeile um. Dabei beginnt der Pfeilbau im Bereich ab 650 Grain Pfeilmasse wegen des Heavy Bone Thresholds. Auch weisen die Jagdpfeile einen FOC von mindestens 19% auf. Zudem werden Broadheads aus hochwertigen Stahl und einer hohen Mechanical Advantage (L/D>2, Längen zu Breiten-Verhältnis) vorgeschlagen.

Herleitung der Mindestanforderungen an einen Jagdpfeil heute

Ashby selbst empfiehlt auch auf leichtes Schalenwild (Weisswedel, Antilopen) den Pfeilbau ab 650Grain zu beginnen. Er begründet dies damit, das wesentliche Teile des Knochenbaus wie Oberarmsektion oder die Wirbelsäule dieser Wildklasse, bereits den "Heavy Bone Threshold" erreichen können.

Grundsätzlich sieht Ashby die 12 Faktoren als "Werkzeugkasten" falls man noch weiter an der Penetrationsfähigkeit des Jagdpfeils arbeiten möchte. Die Jagdbehörde des US-Bundesstaat Texas, Texas Parks & Wildlife, hat die 12 Faktoren für Pfeilpenetration nach Ashby, als erste behördliche Stelle in der Welt, in seine Empfehlungen für die Bogenjagd aufgenommen.

Die wesentlichen Randbedingungen für eine Leitlinie zum Bau von Pfeilen zur Jagd auf Schalenwild nach Ashby wären damit:

1. Mindestpfeilgewicht: 650Grain oder 42 Gramm
2. Hochwertige Broadheads mit einer Mechanical Advantage von mindestens MA 2,6 und einseitigem Anschliff der Schneide
3. Forward of Center des Jagdpfeils von mindestens 19% FOC

Kritik an Ashbys Arbeit

Mit der Zunahme der Aufmerksamkeit um die 12 Faktoren der Pfeilpenetration nach Ashby, aber spätestens mit der ersten behördlichen Anerkennung der Arbeit durch Texas Parks and Wildlife in den USA ist Kritik an Ashby's Arbeit sehr laut geworden. Es werden zunehmend Argumente und alternative Fakten gesucht, welche die Ashby Faktoren mildern oder entkräften sollen. Ashbys Ergebnisse teilen die Jäger die mit Bogen jagen daher in 2 Lager und sorgen somit für einen Konflikt "Heavy vs Light Arrows".

Häufig vorgebrachte Kritikpunkte

• Soll man wirklich so schwere Pfeile bauen, nur um den seltenen Moment eines Knochentreffers auch noch sicher abzudecken?
• Warum soll man auf mechanische Jagdspitzen oder mehr schneidige Broadheads verzichten, die seit vielen Jahren erfolgreich im Markt etabliert sind.
• Die Vorgehensweise der Arbeit Ashbys ist nicht wissenschaftlich, da sie nicht im Labor durchgeführt wurde, sondern im Feld.
• Ashby hat zu viel vereinfacht
• Der Studie fehlt der Peer-Review
• Man kann der Studie nicht trauen denn die Bogenjagdindustrie hat andere Standards.

• Bei uns gibt es kein so großes Wild wie Cape Buffalo, daher ist die Untersuchung für uns nichtzutreffend
• Ashbys Arbeit basiert auf veraltetem Equipment der Bogenjagd.
• Viele neuere Konzepte von Jagdspitzen mechanisch oder feststehend gab es damals noch gar nicht, daher stimmen die Ergebnisse heute nicht.
• Der Standardfall der Jagd mit Pfeil und Bogen ist die Ideale Situation des perfekten Treffers auf den Brustkorb, daher muss man sich nicht um den seltenen Fall des Treffers auf schwere Knochen kümmern.
• Mindestanforderungen brauchen sich nicht an dem Schwere-Knochen-Grenzwert halten, denn der Treffer dort ist unwahrscheinlich.
• Schwere Pfeile haben eine schlechte Flugbahn und sind zu langsam um gegen Stringjump zu wirken.
• Der Großteil der Jäger mit dem Bogen hat Erfolg mit dem modernen schnellen Equipment, daher gibt es keinen Handlungsdruck.
• Feststehende Broadheads haben einen schlechten Pfeilflug und sind ungenau.

Anmerkung des Autors

Oben genannt sind Fragen welche vornehmlich die Gruppe jener Jäger stellt, welche auf "bewährte Technik" wie leichte Pfeil und mechanische Broadheads setzten. Die Jagdweise dieser Jäger beinhaltet auch Schüsse deutlich über 30 Yards. Mit dem "schnellen Setup" will man eben auch noch in der großen Jagdentfernung Wild erlegen und dem Stringjump, so weit als möglich, durch den schnellen Pfeil entgehen. Auch ein Großteil der Bogenjagdindustrie hat kein Interesse, aktuelle Geschäftsmodelle oder Marketingkonzepte ihrer Produkte durch diesen Trend beschädigen zu lassen. Also gibt es zunehmende Anstrengungen die Arbeit Ashbys anzugreifen oder wenigstens die Argumente Ashbys geschickt für sich zu nutzen.

Das andere Lager bildet der kleinere Teil der Jäger, welche begonnen haben, Pfeile mit den Ashby Faktoren zu bauen. Sie nutzen das langsamere, aber durchschlagsstarke "Ashby-Setup" oder auch "Plan-B-Setup" genannt. Diese Jäger kamen zunächst aus der Ecke der traditionellen Bogenschützen und neuerdings auch zunehmend aus dem Lager der modernen Compoundschützen. Ihre Motivation waren schlechte Erfahrungen mit dem "schnellen Setup" oder unzureichend funktionierenden Broadheads, sowie viel zu weiten Jagddistanzen. Hierbei wurden immer wieder Tiere verwundet und gingen beschossen verloren. Sie suchten nach Abhilfe und fanden Ashbys Arbeit online und begannen ihr Schritt für Schritt zu folgen. Ein kommerzieller Markt für diese Produkte, bildet sich gerade erst aus.

Weitere Arbeiten im Umfeld der Pfeilwirkung

1. Harry Marx theoretisch-mathematische Ableitungen mit dem Vorhaben die "Lücke" zwischen den 650Grain schweren Pfeilen und leichten Pfeilen für schweres Wild zu schliessen. Zudem werden auch einzelne Effekte aus der Broadheadkonstruktion erfasst um den Eindringwiderstand bestimmter Broadheadkonzepte zu berechnen
2. Ziv Rosenberg, Erez Dekel beschreiben in ihrem Werk "Terminal Ballistics" sehr genau das Phänomen der "Mechanical Advantage" allerdings im Kontext für panzerbrechende Geschosse (The Penetration of Short Projectiles)
3. Herbert Suedhus, Dissertation, zur Wundballistik bei Pfeilverletzungen. Suedhus teilt wie Ashby die Wirkungsweise des Pfeils, in Penetration in Weichteilen und Penetration in Knochen auf. Er weist ebenfalls auf die Gefahr einer Tamponade hin, falls der Pfeil nicht vollständig penetriert.
4. Dr. Bengt Goeren Untersuchungen zur Tötrungswirkung von Jagdpfeilen. Ein Essay zu der anatomischen Vorgängen bei der Verletzung mit dem Jagdpfeil.
5. Pfeilverletzungen im Rahmen von Tötungsdelikten.
6. Vergleich der der Penetrationsschädigung durch Pfeilspitzen bei straffem oder lose anliegendem Bekleidungsstoff
7. Erfahrungsberichte von Dave Holt, Herleitung der Penetrationswirkung von Jagdpfeilen über die kinetische Energie sowie zu Broadheads
8. Roy S. Marlow. Timeless Bowhunting zittiert zumeist Ashby
9. Pamela Neidenfuehr, Kinetic Energy and Arrow Penetration. Das Pfeilgewicht ist die entscheidende Größe für die Penetration in homogenen Versuchsmaterial beim Beschuss mit gleich gebauten Pfeilen.

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