Modelarea proceselor fizice privind grupul de aer

[executivul 0]

Intro:

Pornind de la eterna intrebare a cilindrului portat: "cat de lung ar trebui sa fie cilindrul efectiv in raport cu teava de o anumita lungime si diametru?", m-am decis sa deschid acest nou topic dupa ce am vazut ca nu prea gasesc toate informatiile astea stranse la un loc pe nicaieri (inclusiv forumuri de afara), ma refer la forumule exacte, logice, explicate, nu zic ca datele empirice nu sunt bune, dar ele nu se potrivesc tuturor si veti afla mai jos de ce.

Va fi o serie de articole pe care le voi scrie pe masura ce studiul avanseaza, aveti rabdare.

 

Disclaimer (ce este si ce nu e asta):

1-asta este incercarea mea de a modela ce se intampla intr-o replica de airsoft cu piston si arc, indiferent de cine armeaza arcul (biceps la sniper sau motoras la AEG).

2-asta nu e raspunsul pentru tine cel cu replica N8C7 de la firma China care sa-ti spuna ca-ti trebuie o gaura de 11/19" la 18.4mm, aca vreti mura in gura nu ati venit unde trebuie, cel putin nu inca

3-asta este un text destul de greu de digerat, cei care nu intelegeti cat de cat fizica, nu aveti notiunea de forta sau presiune luati si cititi, manualele de liceu si/sau putina googaleala ar trebui sa fie suficiente

4-asta este o discutie deschisa celor ce au habar despre ce se vorbeste aici si sunt deschisi la minte, va rog sa va abtineti de la comentarii inutile (inclusiv de genul "mergi acasa mai noob ca eu am cilindru tip B si merge bine asa, se stie!")

 

 

Informatii initiale:

 

Voi incerca sa nu particularizez nimic din ce scriu, sa le las general valabile, pentru ca vedeti voi vreau sa aflu de ce daca se iau doua replici, una facuta beton cu cele mai cele componente trage ca un cur, alta facuta cu piese mai ieftine trage semnificativ mai bine ( disclaimer 4).

Apare notiunea de "constante variabile" (ce naiba sunt astea intrebati?) sunt parametri ce sunt constanti pentru mine (forta generata de arc, presiunea atmosferica, tipul de bb) dar care difera de la replica la replica. De aceea voi incerca sa nu introduc in calcule valori masurate pe replica mea si sa le las in litere gen: Hc=lungime efectiva cilindru, nu sa scriu 78.2mm, e de datoria fiecaruia sa-si faca temele cu calculele (disclaimer 2,3).

De multe ori pe parcusrul textului voi apela la modele simplificate cu componente idealizate, gen etanseitate maxima intre bb si teava, scapari 0, sau bb-uri cu masa zero sau infinita pentru a explica anumite fenomene, la final sper sa ajung sa tin seama de toti parametrii reali implicati, dar din nou va rog sa va abtineti de la comentarii de genul "cum zici tu ca bb are masa 0 daca asa ceva nu exista" (disclaimer 4).

 

Bun, acum ca am stabilit cadrul de desfasurare, din postul urmator voi incepe cu primele cugetari.

Edited March 5, 2012 by Guest

[Nikky_Boy 1]

M-am ''abonat'' la threadul tau.

Daca ai nevoie de vreun ajutor cu experimente practice si/sau comparatii intre piese, o sa imi dau silinta, si in afara de asta iti stau la dispozitie cu ce cunostiinte practice mai am si eu.

Doar nu ma pune la calcule caci am ramas repetent la mate-fizici... ca orice dislexic ce se respecta.

[Oto 1]

Sa vedem ce iese, si eu studiez aceste lucruri dar mai mult practic si nu pe foaie( doar de atat am timp.. )

Chiar acum testez cilindri portati/distante de portare/marimea gaurilor de portare- raportate la lungimea tevii si ca rezultat sa fie obtinerea de precizie/grupaj/range.

Mai ne auzim legat de teste/etc. Daca ai nevoie de marfa de studiu call me.

Si la final testul decisiv practica vs teorie si apoi imbinarea lor pentru rezultate cat mai bune !

[executivul 0]

Ma bucur ca v-am starnit interesul.

 

Episodul 1: fluide - gaze si lichide

 

Toata lumea stie ce-s alea gaze si ce-s alea lichide, insa pe noi ne intereseaza un anume aspect si anume "gradul de compresibilitate".

Ce este acest grad de compresibilitate? Este proprietatea unul fluid de a-si micsora volumul atunci cand este comprimat (apasat) cu o forta oarecare. La lichide acest grad este foarte, foarte mic, infim, neglijabil la fortele cu care lucram noi. Am putea spune ca un lichid nu-si modifica volumul atunci cand este comprimat si nu am gresi foarte tare. La gaze in schimb volumul se modifica dramatic in functie de forta ce comprima gazul.

Experiment pentru necredinciosi: luati o seringa de cat vreti voi 2,5,10,20ml, scoateti acul, incarcati-o cu apa fara sa ramana nici o bula de aer, tineti degetul pe varf si comprimati pistonul, nu se va intampla nimic. Acum repetati experimentul cu aer in seringa, observati cum volumul scade pe masura ce forta creste.

 

Prima problema ce apare: fiecare arc da o anumita forta, presupunand ca avem nozzle-ul inchis si nu avem scapari rezulta un volum diferit al aerului comprimat in functie de arc.

Ce stim:

Volumul initial al cilindrului: diametrul Dc, deci raza Rc=Dc/2, lungimea efectiva Hc de unde incepe compresia pe care o definim ca primul punct in care o-ringul atinge cilindrul pe toata circumferinta, este punctul unde se termina fereastra de portare la cilindrii portati sau pozitia cea mai din spate a pistonului la cei neportati si pozitia cea mai anterioara a pistonului, atunci cand acesta este sprijinit pe capul de cilindru.

Ce putem masura:

-presiunea pe care o genereaza arcul, conectand un manometru la nozzle.

-cursa pistonului pana in punctul intermediar de stabilitate in care presiunea aerului contracareaza forta arcului (metoda tubului transparent descrisa mai jos daca e asamblata replica si nu mai putem vedea pistonul)

-presiunea atmosferica (folosesc un ceas cu barometru, in Iasi e intre 980 si 1050mm Hg)

 

Neglijam incalzirea aerului ca comprimare (sunt diferente mici), si avem legea lui Boyle care ne spune ca produsul presiune*volum este constant (p*v=k) si stim ca presiunea este forta supra suprafata (p=f/s) iar gazul apasa cu aceeasi presiune in toate directiile.

 

Putem calcula forta de apasare a arcului, sau daca stim presiunea putem calcula volumul aerului comprimat la forta arcului sau daca stim volumul putem calcula presiunea.

 

Ce e demn de notat e faptul ca toate calculele depind de presiunea initiala din cilindu, adica de presiunea atmosferica, deci concluzia airsoftistica 1: o replica nu va trage la fel la nivelul marii sau pe varful Everestului. Nu stiu cat de tare afecteaza insa variatiile meteorologice.

 

Nota1: se presupune ca replica NU are scapari de aer la nivelul piston-cilindru-nozzle, pentru test trageti un foc cu degetul apasat pe nozzle, pistonul nu ar trebui sa loveasca ci sa ramana undeva in cilindru sustinut de "perna de aer"

 

Nota2: la presiunea de mai sus aerul din cilindru se comporta exact ca un lichid, nu se comprima si mai mult, de ce? Pentru ca arcul nu are mai multa putere sa-l apese. Ce inseamna asta? Ca daca dau drumul la n mm cubi de aer din cilindru pistonul va inainta, volumul din cilindru scazand exact cu n mm cubi!

 

Metoda de determinare a volumului cu pistonul inaccesibil: se pune un tub transparent (furtun) drept pe nozzle si se strange cu un colier ca sa nu scape aer, prin tub si prin nozzle se introduce o tija metalica ce se va sprijini pe capul pistonului, capatul acesteia trebuie sa depaseasca nozzle-ul, se indoaie si se strange furtunul la capat sa nu scape aer, se trage un foc, pironul ramane pe perna de aer, se marcheaza pe tub unde este capatul tijei, se da drumul din capatul furtunului incet la aer, pistonul ca inainta pana in pozitia in care atinge capul de cilindru, se marcheaza din nou pe furtun unde a ajuns tija. Distanta asta Hc' sa zicem este inaltimea cilindrului cu aerul comprimat de arc.

Raportul de compresie Hc'/Hc este gradul de comprimare al aerului, daca presiunea de afara este de 1atm si Hc'/Hc=1/2 atunci aerul din cilindru cand este maxim comprimat va avea 2 atmosfere.

Se poate verifica si cu un manometru.

 

Aceasta valoare ne va fi necesara in calculele ulterioare!

 

LE: calculul cu raportul de mai sus e putintel mai complex: p1*v1=p2*v2 unde p1 este presiunea initiala (atmosferica) v1=volum cilindru calculand cu Hc +volum nozzle+volum tub; v2=volum cilindru calculand cu Hc' + volum nozzle + volum tub; p2 il calculam si il comparam cu cel masurat pe manometru (cine are).

 

LE2: volumul cilindrului=Rc*Rc*PI*Hc unde PI=3.1415, deci Vc=Dc*Dc*3.1415*Hc/4 (Rc=Dc/2)

 

Episodul 1.1 arcuri si piese ideale, arcuri si piese normale

Sa presupunem ca avem un arc cu o putere imensa (si bicepsul de armare bineinteles) si niste piese capabile sa-i reziste.

Armam, tinem super-degetelul pe nozzle, tragem, ce se va intampla?

Pistonul isi va face cursa completa, tot aerul din cilindru si nozzle va fi comprimat la superpresiune doar in nozzle, durata de miscare a pistonului va fi foarte scurta.

Dam drumul la super-degetel, aerul se destinde si iese in atmosfera, in nozzle ramane doar volumul de aer care era la inceput acolo (inainte de armare) la o presiune de 1 atmosfera.

Facand in cuvinte ecuatia: in nozzle se strange tot aerul din cilindru si din nozzle, apoi la sfarsit in nozzle ramane tot aerul din nozzle, deci cand eliberam "valva" din nozzle iese exact atata aer cat era in cilindru inainte de a declansa.

 

Daca acum consideram un sistem real, cu un arc normal, acesta nu are putere sa comprime tot aerul in nozzle si sa duca pistonul la capat de cursa, fenomenele au loc in cateva etape (ma refer dupa ce searul da drumul la piston)

-pistonul isi incepe cursa, apoi se opreste pe "perna de aer"

-dam drumul la nozzle si aerul incepe sa iasa, presiunea scazand forta arcului impinge pistonul inainte, in tot timpul acesta presiunea ramane constanta (aici am putea discuta despre faptul ca arcul nu dezvolta in toate punctele cursei aceeasi forta, dar diferentele sunt neglijabile)

-pistonul ajunge in capat de cursa sprijinit pe capul de cilindru

-diferenta de presiune ramasa in nozzle face ca si "ultimul aer" sa iasa, in timpul asta presiunea scade (pistonul nu mai vine din urma sa compenseze ca sa zic asa) pana cand in final in nozzle ajungem sa avem presiunea atmosferica.

 

Aici se incheie capitolul cu ce inteleg eu ca se intampla in cilindru, dar atentie, nu am vorbit de bile ci doar de o "valva"/deget pus etans pe capatul nozzle-ului, capabila sa tina aerul sau sa-i dea drumu.

 

LE: Uite si o schema la metoda tijei

[Oto 1]

nice, dar apare o problema de efectuare tehnica a acestui test. Nu stiu cat poate sa tina nozzleul pe capul cilindru etansarea sa poti masura cu tija..cu tot cu nozzle cu o-ring. Mai degraba testul se poate face cu nozzle( si tappet plate ca sa nu incurce) scos si legi tubul direct pe capul cilindru ca sa scapi de problema scaparii dintre nozzle si cap cilindru.

PS: trebuie sa vezi ce poti aplica practic din ce zici teoretic.

[executivul 0]

@Oto eu in principal vorbesc din prisma sniperelor, la care multe chestii se pot face mult mai usor gen sa tii pistonul cu arcul comprimat la maxim (armat), sa declansezi, cyl head-ul e tot una cu nozzle-ul, etc pentru ca am BAR-ul in facere acuma.

La AEG-uri propulsia e data tot de arc, deci principiile portarii se vor respecta, motorasul doar armeaza arcul, dar sunt constient ca exista anumite limitari data de mecanism, din pacate nu ma pricep atat de bine ala AEG-uri ca sa le stiu toate aceste limitari...

Acum vedem noi cum o scoatem la capat, banuiesc ca putem pune un manometru si vedem la ce presiune ajunge, si din asta deducem volumele.

[Drakko 0]

Bine ca ai zis de snipere, tocmai ce vroiam sa intreb cum te asiguri ca nozzle-ul este etans si cum anume opresti pistonul pe la jumatatea cursei fara sa risti sa-i barbieresti dintii. Oricum, ma abonez. Baga mare

 

Edit: eventual un sticky din partea adminilor? Oricum cine se apuca serios de airsoft trebuie sa se pregateasca sa invete vreo 5 capitole din fizica

[le_cube 0]

Anumite aspecte ale calculelor de viteza, energie si impuls aici

Poate se va prezenta aici relatia dintre parametrii acestia:

Range-ul e maxim atunci cand se obtine un echilibru intre:

* volumul de aer din cilindru

* lunginea (deci volumul) tevii

* greutatea bilei (densitatea de fapt, ca toate bilele cu diametrul de 6mm au acelasi volum - in limita variatiilor de fabricatie)

* densitatea aerului ("iarna nu-i ca vara").

* guma de hop-up.

 

De fapt asta trebuie modelat in airsoft. Guma de hop-up si calitatea bilelor (nu densitatea) raman ca parametri cu eroare si variatie data de o pondere, in rest se poate calcula destul de bine.

[executivul 0]

Episodul 2 - bile perfecte in tevi perfecte

 

Pentru acest capitol vom considera bilele perfect sferice, perfect omogene, cu diametrul egal cu cel al tevii, o toleranta infima permitand deplasarea bilei prin teava perfect cilindrica. Cu alte cuvinte avem scapari de aer zero intre bila si teava!

 

Hai sa ne gandim in ce situatii ne putem gasi cand bila se afla la capatul tevii gata sa o paraseasca, in fond ce ne intereseaza este presiunea din spatele bilei fata de presiunea din fata bilei:

 

1)(teava cu volum mai mare ca cilindrul)presiunea din spatele bilei mai mica, asta inseamna ca teava este prea lunga, cilindrul s-a golit, "ultimul aer" comprimat ramas in nozzle s-a destins, iar bila din inertia ei face aerul din spate sa se destinda si mai mult decat ar trebui, avem vacuum in spatele bilei cu efecte severe de scadere a vitezei bilei si a preciziei. Situatie ce trebuie evitata cu orice pret!

 

2)(teava cu volum egal cu cilindrul),presiuna din spatele bilei egala cu presiunea atmosferica, asta inseamna ca nu va apare vacuum pentru ca bila deja iese din teava, dar nici nu vor apare turbulente pentru ca presiunea din spate nu va mai impinge aer in spatele bilei odata iesita din teava.

ATENTIE: inainte sa va grabiti sa-mi ziceti ca asta e situatia ideala hai sa analizam ce s-a intamplat ca sa ajungem la presiune 0, pornim din punctul de presiune maxima (cap anterior), pistonul merge inainte ca sa compenseze orice scadere de presiune, deci atat timp cat eu spun ca am diferenta de presiune 0 cand bila e la iesire inseamna automat ca pistonul s-a oprit din miscare la un moment anterior, altfel in spatele bilei am avea o presiune mare, iar asta inseamna un singur lucru: s-a produs o vibratie semnificativa atunci cand pistonu a lovit capul de cilindru. Cum afecteaza asta precizia?

 

3)(teava cu volum mult mai mic decat cilindrul)presiuna din spatele bilei mai mare ca cea atmosferica, presupunem ca mult mai mare, atat de mare incat e egala cu presiunea de comprimare, bila iese din teava inainte ca pistonul sa loveasca, asta inseamna ca in spatele bilei va mai iesi inca mult aer, aer cu masa mai mica decat bila, cu viteza mai mare, ce o va ajunge din urma, o va invalui si ii va schimba traiectoria, turbulente. CUm afecteaza asta precizia?

Nu am o poza cu un bb si aer, dar ca sa intelegeti fenomenul.

 

Acum intrebarea intrebatoare: care solutie e mai ok? In functie de asta vom face toate calculele ulterioare. Matematic nu avem cum sa o calculam, ar trebui testat dar si aici e o discutie, de exemplu un arc de 110m/s nu va da vibratii atat de puternice, s-ar putea turbulentele sa fie mai daunatoare, sau din contra la un arc de 170m/s vibratiile din situatia 2 sa afecteze mai tare ca turbulentele din situatia 3.

 

LE: din nou acesta este un model simplificat in care am considerat ca avem un hop-up capabil sa retina bila la presiunea maxima de compresie, apoi ii dam drumul la un moment ulterior, in realitate inertia bilei si frecarea cu hop-up-ul poate fi mult mai slaba iar presiunea din cilindru sa nu atinga niciodata acel maxim de care vorbeam in cap 1, dar eu din experienta proprie si ce am mai citit pe diverse forumuri, pot spune ca am auzit de multe ori de "locking"/"blocking" hop-up, adica hop care dat la maxim tine bila pe loc cand tragi.

[Oto 1]

Bun episodul 2, exact asta il testez eu practic acum. Prezint situatia. Mi am facut un SR-25 scurt ,de cqb, cu teava de 17 cm. Acest model de replica a venit cu un cilindru V2 long si cu grup aer bore-up . Clar sunt in situatia in care volumul cilindrului este considerabil mai mare decat cel al tevii.

Rezultate in practica:

- orice as fi facut la hop-up nu reuseam sa scot un grupaj acceptabil din acest setup.( adica cum ziceai tu, turbulentele afecteaza vizibil)

- avand si grup aer bore-up, nozzle-ul fiind mai mare in diametru, expulza aerul mai repede, fara a-l compresa mult. Ce a afectat asta? Am pus arc de 120(testat pe alta replica scotea pana in 125) ca sa scot 105 m/s ceea ce nu e bun

- desi capul piston era de ala conic, cu cauciuc, care in teorie e mai silent.. facea zgomot tare de tot.

Testul 2. Achizitionat grup aer normal( nu bore up adica). Fiind pentru V2 long, am observat ca diametrul intern al nozzle-ului este un pic mai mare decat cel de la un V2 normal, dar sub cel bore-up, intre sa zicem. Nu mi a convenit acest lucru pentru ca iar ajungeam in situatia ca nu compresa si dadea aerul mai " fasait" sa zicem. Am luat un cap cilindru si nozzle de AUG. Motivele au fost: diametru intern al nozzleului mai mic, dublu o-ring si nozzle cu o-ring( entanseaza toate foarte bine )

Am portat cinlindrul aproape de jumatate( 4 gauri cu bormasina ) apoi polishat cilindrul in interior pana l am facut oglinda. Montat pe capul cilindru un inel de cauciuc scos de pe alt cap cilindru( din lipsa de sorbo) pentru a reduce socurile si a regla unghiul de angajare.

Deci, volumul cilindrului e redus drastic, odata prin portate si a 2 a oara prin adaugarea acelui inel. Estimez cam la jumatate.

Rezulatate in practica:

- vizibil clar s-a imbunatatit grupajul;

- viteza a crescut cu pana la 5 m/s( cu acelasi arc, camera, teava)

- zgomotul cand capul piston loveste s a schimbat. Cand trag in gol se aude relativ tare, dar mai putin decat in cazul cu bore-up. Zgomotul cand am bile pe teava s a schimbat dramatic. Mult mai slab si mai infundat se aude. Presupun ca e din cauza diametrului nozzleului, si aerul nu e expulzat repede si se formeaza o perna de aer care atenueaza socul. Am modificat si nozzleul in cap un pic ca sa aiba contact mai bun cu buza gumei de hop-up.

 

[executivul 0]

Episodul 3 - Nozzle stramtura

 

Pornind de la ce a zis Oto mai sus am zis sa detaliez putin problema nozzle-urilor.

 

Nu mai insist pe motivele portarii, avantajele zonei de "pre-compresie" in care pistonul capata energie cinetica si apoi loveste practic aerul, e ca si cum ai impinge o minge de fotbal avand piciorul lipit de ea in permanenta vs a-i da un sut.

 

@Oto:

Legat de problema cu arcul ce scoate mai mult pe o replica ce are teava mai lunga sa ne gandim ca bila se accelereaza in teava de la zero pana la viteza maxima la muzzle, cu cat teava e mai lunga cu atat forta aerului din spate (presupunand ca e destul) o va accelera mai mult timp, deci va prinde o viteza mai mare.

 

Legat de nozzle, cu cat mai larg cu atat mai bine!

Teoria mea e asa: asupra bilei actioneaza doar forta din spatele ei, atat! (dpdv al acceleratiei si vitezei) Presiunea=Forta/Suprafata. Suprafata bilei privita din spate (ne intereseaza forta in lungul tevii) este egala cu suprafata unui cerc cu diametrul egal cu bila, deci F(orta) asupra bilei este data de produsul P*S.

Presupunem ca bila este oprita in hop si noi ii dam drumul cand preesiunea deja s-a acumulat (pt simpliatate, voi reveni asupra acestor aspecte cu hop-urile care nu blocheaza). Bila pleaca, aerul din spatele ei se destinde, presiunea tinde sa scada (logic), din cilindru trebuie sa iasa mai mult aer pentru ca presiunea din fata cilindrului e mai mica, noi vrem ca presiunea sa fie constanta asa ca nu are rost sa strangulam fluxul de aer cu un nozzle stramt.

Daca nu ma credeti hai sa facem un alt exercitiu de imaginatie: bila ideala in teava ideala (la cele reale e si mai rau pt ca apar si pierderile pe langa bila), un nozzle cu o ingustare extrema de un diametru infim (1mm patrat), hop-up-ul tine bila pe loc. tragem, incet incet presiunea din spatele bilei ajunge egala cu cea din cilindru, dam drumul la bila din hop, sub impulsul presiunii mari ea pleaca, face cativa cm apoi in spatele ei apare vacuum, mai dureaza o perioada pana cand in spatele ei se face iar presiune sa o mai impinga putin, si tot asa.

Pentru cei ce insista pe legea lui Bernoulli cu viteza mai mare de curgere pe zona mai stramta:

Ganditi-va la o clepsidra, nisipul de la stramtura curge repede, repede, cel din spate curge greu, in cat timp incarcam partea de jos cu nisip? O ora. Presupunem ca noi cu nisipul facem ceva si ne grabim, ne ajuta viteza mare la stramtura? NU! Pe noi ne intereseaza sa ajunga "dincolo" cat mai mult si cat mai repede.

 

De ce se fac nozzle-urile mai mici in diametru ca teava interna?

-Pentru ca asa s-a incetatenit

-Pentru a limita forta maxima a replicii (vezi Tanaka pre/post-ban)

-Pentru limitari date de dimensiunea camerei de hop, gumei, deci a diametrului exterior, si corelate cu rezistenta materialului buzei care intra in guma da un diametru mai mic. Eu pe VSR am pus un nozzle "bore up" cu diametru de 5mm in loc de 4, e din inox, nu stiu daca cel stock din bronz nu s-ar stramba daca ar avea buza asa subtire.

-Cel mai important: DIN CAUZA AIRSOFTULUI CU 6MM!!! Daca nozzle-ul ar fi si mai mare de 5mm in diametru interior nu ar mai putea apuca bila, ar deveni taios la muchia cu care impinge bila, suntem limitati de cei 5.96mm ai bilei din care ne mai trebuie cam 0.5-1mm ca sa o putem impinge in camera de hop fara sa o taiem/zgariem.

 

Luati-va nozzle-ul cu diametrul intern cel mai mare, si muchia cea mai rotunjita daca puteti.

 

LE: fara a intra in ecuatii ce ne depasesc, la curgerea unul fluid printr-un tub apar turbulente date de frecarea fluidului cu peretii tubului, care este mai mare decat frecarea intre straturile de fluid, prin centrul tubului fluidul curge cel mai lin, cu cat nozzle-ul e mai larg cu atat va curege mai lin fluidul (raportul intre fluidul ce nu are contact cu peretii si cel ce are este mai mare). Aceste turbulente ajung in spatele bilei si aplica forte ce nu sunt paralele cu axul lung al tevii si fac bila sa se deplaseze oblic fata de ax, ajungand sa atinga peretii tevii, abia dupa cativa cm buni se stabilizeaza bila prin centrul tevii pe perna de aer si are o traiectorie rectilinie. Nu uitati: din pacate noi folosim bile si tevi reale, nu ideale, bila are joc in teava!

 

LE2: Experimentul cu nozzle-ul foarte ingust poate fi facut astfel: luati batul de la o acadea, taiati cam 1-1.5cm, inveliti-l strans in banda izolatoare, cat sa stea fix in nozzle, si bagati-l in asa fel incat sa fie pe la mijlocul nozzle-ului, sa nu-l atinga nici pistonul nici bila. Faceti probe si vedeti daca sunteti multumiti Atentie! Nu incercati rafale de AEG pe full auto cu metoda asta, pistonul nu va ajunge in cap de cursa destul de repede si veti barbieri dintii!

[Oto 1]

Episodul 3 - Nozzle stramtura

 

@Oto:

Legat de problema cu arcul ce scoate mai mult pe o replica ce are teava mai lunga sa ne gandim ca bila se accelereaza in teava de la zero pana la viteza maxima la muzzle, cu cat teava e mai lunga cu atat forta aerului din spate (presupunand ca e destul) o va accelera mai mult timp, deci va prinde o viteza mai mare.

 

Eu nu am zis nimic de tevi lungi si de ce se obtin viteze mai mari cu tevi lungi, e evident.

Primul caz de teorie vs practica. Teoretic ce zici e corect dar vezi tu.. noi tragem cu bile de 6mm in conditii reale. Experimentele care le zici tu sa bagi tub in nozzle is duse la extrem, e evident ca o sa obtii viteze mici cu nozzleul obturat. Ce nu vezi tu e ca la orice este calea de mijloc, balanta, intre teoria corecta si practica de zi cu zi pentru a obtine un rezultat cat mai agreabil. Legat de diametrul nozzleului trebuie gasita FIX acea dimensiune optima care sa dea rezultate bune in ce ne intereseaza cel mai mult, adica range/precizie. Teoretic, cum zici tu e corect, cu cat mai mare cu atat mai bine, DAR, practic nu e asa. Ti as reface testele sa vezi diferentele de care ziceam si o sa mi dai dreptate ca e mai bine cu nozzleul un pic mai mic. Zi-mi ceva, prin folosirea unui nozzle un pic mai ingust cu care sa obtii vitezele dorite si acel range/precizie dorita( desi teoretic ar trebui mai mare nozzleul) si totodata obtii si o mica perna de aer care franeaza pistonul sa se izbeasca violent de capul cilindru( cum ar face cu nozzle mai larg) nu crezi ca e un compromis foarte util? Saves your gearbox!

[mugur 0]

+1 oto

diametru cat mai mare la nozzle merge belea la armele cu declansare pe supapa, nu pe piston.

[wolf 1]

Pentru cei ce insista pe legea lui Bernoulli cu viteza mai mare de curgere pe zona mai stramta:

Hmmm. Aici cred ca problema trebuie privita nitel altfel. Principalul lor la duzei (Nozzle) nu este acela de a impinge bila in teava ci de a mari viteza de curgere a aerului. Legera lui Bernoulli spune ca suma dintre presiunea dinamica si cea statica este constanta, cu alte cuvinte produsul PxV= constant. Aerul trecind de la o sectiune mare (piston) la o sectiune mica (duza) isi va micsora presiunea de la P.cilindru la p.duza, in acelasi timp viteza de curgere a aerului va creste de la V.cilindru la v. duza. Dupa parerea mea, comparatia cu clepsidra nu cred ca e tocmai OK.

[executivul 0]

@wolf: Hai alta comparatie, ai o cada, bagi apa in ea cu un furtun de dus, robinetul deschis la maxim, viteza mare, stropeste in toate partile , in cat timp se umple? dar daca bagi cu un furtun de pompieri, care curge normal, nu cu super presiune? Hai sa negandim ca acea cada are dopul scos (bila ce iese din teava in mod normal, nu sta in hop-up pana se aduna cata presiune vrem noi), cu furtunul mic nu apuca sa se adune nimic, cu cel mare banuiesc ca vei vedea o diferenta. Cu experimentul cu batul de acadea exact asta vreau sa demonstrez, ca in acest caz legea lui B zice ca aerul va avea o viteza ffff mare in punctul acela, dar asta nu inseamna ca imi va influenta pozitiv viteza bilei, pe noi ne intereseaza viteza aerului din teava, nu din nozzle, iar la iesirea din nozzle-ul stramt viteza va scadea.

 

@Oto & mugur: dezavantajul la ce zic eu e ca momentan le privesc fiecare componenta separat, pentru ca sa le inteleg, apoi voi incerca sa pun piesele cap la cap. Ce zic aici e ce inteleg eu, nu inseamna ca e neaparat adevarat. Legat de franarea pistonului data de nozzle trebuie sa fac niste calcule ca sa pot spune exact cat e de mare, daca e semnificativa in lipsa unui air-break eficient, clar ca apare o frana dar la un nozzle de 4mm (cred ca e minimul) si un cilindru de 24mm trebuie scrisa ecuatia de curgere a unui fluid compresibil si ar trebui cunoscuta presiunea maxima la care se poate ajunge pentru a determina forta ce franeaza pistonul. Din punct de vedere al propulsiei bilei e clar ca un nozzle mai larg faciliteaza trecerea aerului, deci ajuta la viteza si totodata scade turbulentele.

 

Poate gasiti un manometru sa facem testul ala de Pmax, macar ca valori orientative sa stim pe unde ne situam, voi incerca si eu sa fac asta.

 

Dupa ce reusesc sa scriu ce am in cap despre hop-up trecem la treburi mai serioase, respectiv sa calculam forta ce este aplicata bilei pentru a ajunge la o anumita viteza, de fapt vom porni de la coada la cap, trag o bila de 0.2, iese cu X m/s si mergem inapoi spre aerul din cilindru sa vedem ce forta i-a aplicat.

[comma 0]

bagi apa in ea cu un furtun de dus, robinetul deschis la maxim, viteza mare, stropeste in toate partile , in cat timp se umple? dar daca bagi cu un furtun de pompieri

im aduc aminte de o chestie din copilarie

la bunici am un put de apa, cu o pompa actionata de un motor electric si ceva furtune de pompieri ... inclusiv o tura (sau cum s-o numi) ( gen ultima de pe randul 2)

o mingie ieftina care era ovala din fabrica, a ramas intepenita intr-un tub (cilindru) de beton din fata potrii, lung de vreo 4, 5 m (care lega santurile)

cum crezi ca am scos mingia de acolo? ... cu furtunul fara tura sau cu tura pusa? ...

folosind acelasi motor la pompa, debitul era ~acelasi, indiferent daca puneam tura sau nu (stiu pentru ca unpleam un butoi de lemn, bagand futunul pe cep, si cu tura si fara tura, in acelasi timp) doar ca motorulu poare muncea putin mai mult cand avea tura pusa

[executivul 0]

Daca ai fi avut o mufa de la furtun pana la diametrul tubului de beton pe care sa-l folosesti ca teava ar fi mers mai repede fara tura (ajutaj). Asa a mers mai ok cu ajutaj pentru ca lucrul mecanic trebuia facut de catre apa prin lovirea mingii, deci cu cat apa avea viteza mai mare lovea mai tare in minge, tu nu ti-ai propus sa umpli tot tubul de beton cu apa ca sa-l faci tun, nu?

 

Totusi, nu se incumeta nimeni sa faca proba cu ingustarea nozzle-ului, poate nu asa drastic cum am zis cu batul de acadea, dar macar putin, sa vedem daca teoria mea se confirma?

 

In afara de asta cred ca am gasit si o solutie la problema din Episodul 2, cum e mai bine: varianta 2 sau 3, sa zicem varianta 5 (2+3) dar despre asta mai acusi putin.

[comma 0]

corect ... nu mi-am propus sa umplu tubul cu apa ... dar

daca la capatul futunului mai cuplam inca o bucata de furtun dar cu o lugime mica, aprox cat a turei, si puneam furtunul (asta din urma) cu capatul liber lipit de o caramida ... acesta nu avea putere sa miste caramida respectiva mai mult de 20 ... 30 cm

pe cand daca puneam tura lipita de aceiasi caramida ... caramida se deplaseaza cam 2 ... 3m sau mai mut

in ambele cazuri incepi cu pompa oprita ... adica lipesti capatu furtunului/turei de caramida si apoi dai drumu la pompa

 

[nu sunt un bun teoretician ... doar spun lucruri pe care le-am experimentat]

 

eu zic ca, conteaza foarte mult ca duza sa fie centrata cat mai perfect pe teava. tinand cont ca noi vorbim aici de dimensiuni reduse ( gen teava normala 6.08 vs teava de precizie 6.04 )... o mica deviere de 0.1 ... 0.5mm a axelor dintre teava si duza conteaza foarte mult ...

 

si mai zic ca ...

1. daca teava si duza sunt centrate perfect (putin ptobabil)

2.1. diametrul interoir al duzei sa fie destul de mic, si in acelasi timp, destul de mare astfel incat sa obtii cea mai mare viteza a aerului la iesire din duza si inacelasi timp sa se obtina o foarte mica perna de aer intre cap piston si cap cilindru, perna care sa tinza spre 0

2.2. in functie de arc sa se foloseasca o duza cu diametrul interios corespunzator ca sa se obtina perna de la 2.1.

3. volumul util al cilidrului ,portat sau nu, (adica distanta dintre punctul mort inferior si punctul mort superior ale pistonului) ... sa fie egal cu volumul tevii + volumul duzei

4. daca nu ar fi scapari de aer in camera de "hopa sus" prin partea de feed cu bb's

cred ca ai avea o replica cat mai ideala ...

 

nu degeaba aia de la systema folosesc tevi 6.04 ... si au schimbat si camera de hop up si duza etanseaza bine pe camera

 

p.s.

daca ne uitam in filme western ... o sa vedeti ca se foloseau tot "bb's" (a se citi bile rotunde) , dar erau din plumb

ma intreb daca cu bilele alea chiar dadeau aia punct ochit punt lovit la 300 m

din sursa wiki, cu real bullet, in zilele noastre:

- AK47 Effective range 400 metres (440 yd) semi-automatic

- m16 Effective range 550 meters (point target)

cat se poate obtine cu un bb de 0.20 ... 0.40 grame ?!?!

 

my doi centzi

[colegu' 0]

Tinand cont de standardul .45-75 pentru pustile din 1876 si la cantitatea de praf de pusca folosita/proiectil (care avea mai mult de 40 de gr. )...e simplu de facut calculele...

[le_cube 0]

Exista o diferenta esentiala intre a impinge un obiect (bila, caramica, cuc de crocodil, etc...) intr-un spatiu inchis si unul deschis.

Intr-un spatiu deschis conteaza foarte mult presiunea pentru a face un jet orientat intr-o anume directie si degeaba ai debit mare daca "suflul" nu ajunge la obiect.

Intr-un spatiu inchis (tub, teava, uretra de crocodil) lucrurile stau invers; debitul de aer cu care poti umple volumul respectiv este cel mai important.

Acum, nici nu-i atat de greu de imaginat, mai ales ca stiti ce face acel obturator de la pustile de airsoft de tip sniper care vin cu asa ceva.

Deci, asadar si prin urmare, cu cat duza de aer are diametrul interior mai mare, cu atat energia poteniala a arcului comprimat se va transfera mai repede si mai bine in energie cinetica a bilei.

[comma 0]

Deci, asadar si prin urmare, cu cat duza de aer are diametrul interior mai mare, cu atat energia poteniala a arcului comprimat se va transfera mai repede si mai bine in energie cinetica a bilei.

sa zicem ca teava ar avea lugimea si diametru interior egal cu cel al cilindrului , si bila la diametrul corespunzator tevii ... dar la aceiasi greutate (0.20 ... 0.40 g)

din cate stiu eu energia cinetica [Ec] = 1/2mv[patrat] ... deci nu tine cont de suprafata

din ce spui tu rezilta ca bila ar avea o energie mult mai mare daca diametrul duzei e mai mare ... si s-ar duce mai mult

 

iar legat de turbulente care se produc daca ar fi teava mai mica si cilindrul neportat

faceti un mic experiment:

trageti un fum dintr-o tigare, bagati o bila (sau ceva care sa aibe o greutate corespunzatoate puterii cu care sufli) pe o teava ... si suflati

intr-un mediu controlat ... ca sa poti sa observi exact ce se intampla cu fumul de ticare

puteti sa folositi si o teava transparenta ca sa vedeti ce se intampla cand teava e prea lunga

[le_cube 0]

Citeste ce am scris eu si ce ai raspuns tu.

[wolf 1]

debitul de aer cu care poti umple volumul respectiv este cel mai important.

Daca prin debit inteleg cantitatea de fluid ce trece printr-o sectiune, in unitatea de timp, atunci debitul este cu atit mai mare cu cit viteza este mai mare.

Eu acea duza o vad ca pe un ajutaj prin care fluidul trece de la o sectiune mare la o sectiune mica, deci isi modifica viteza.

Exemplul lui Comma e bun, numai ca e interpretat gresit. Cu alte cuvinte, la aceeasi masa a bilei deplasata, daca sectiunea tevii ar fi cit a cilindrului, bila nu cred ca ar reusi sa iasa din teava, chiar daca V.teava=V.cilindru.

Aici, zic eu, vorbim de o energie potentiala, cea a arcului, transformata in energie cinetica a bilei, dar aceasta transformare trece pe calea compresie arc >presiune fluid>viteza fluid> energie bila. Chiar daca presiunea este mare, dar viteza fluidului e mica, energia cinetica este mica.

Gresesc cumva in rationamentul meu?

@executivul. Si exemplul tau cu cada este gresit. Ca treaba sa fie corecta, trebuie ca debitul apei sa fie acelasi. Abia daca debitul, la presiune mare, dat de furtun este egal cu debitul la presiune mica, dat de tulumba de pomieri, se poate face o comparatie. Ori debitele, sunt incomparabile in acest exemplu.

[le_cube 0]

Arcul din gearbox este caracterizat de o constanta, la fel ca si volumul cilindrului, greutatea bilei, diametrul, etc...

Daca nu ar exista nicio reductie intre cilindru si bila, atunci bila ar avea maximum de viteza. De luat in vedere ca aerul nu prea scapa pe langa bila.

Cu cat reductia este mai mare (diametrul ei mai mic), cu atat faci o presiune mai mare dar care va scadea la loc in spatele bilei; de ce?! Simplu, cand bila (teava) este mai mare decat gaura duzei, aerul acela comprimat este lasat sa se destinda radial nu doar longitudinal. Destinderea radiala nu te ajuta cu nimic.

Ideal, dar imposibil, ar fi ca duza sa aibe diametrul interior egal cu cel al tevii (bilei).

Scopul NU este sa incetinesti pistonul in cilindru, sa comprimi aer sau alte artificii din acestea; scopul este ca energia acumulata in arc sa fie eliberata si transferata bilei cat mai repede. Daca printr-un exercitiu mic de imaginatie v-ati gandi ca in cilindru este un lichid (incompresibil), atunci acela este cazul in care se transfera cel mai bine energia.

 

Pe de alta parte, daca rationamentul meu este gresit, atunci astept explicatia pentru care acelasi arc, in acelasi cilindrul, cu acelasi piston in aceeasi replica, imprima bilei o viteza mai mica atunci cand este infiletata reductia din duza decat atunci cand este scoasa.

[comma 0]

se va transfera mai repede si mai bine

nu e adevarat

in cazul ideal Ep se transforma (teoretic) instantaneu in Ec indiferent de diametrul duzei ... eu nu am gasit nigaieri o formula in care sa existe un delta t pe langa Ep si pe langa Ec sa nu existe

daca maresti diametru la duza, se mareste volumul pe lugimea duzei ... implicit scade distanta si automat scade viteza si Ec ... vezi asta

in prima si a doua schema ... distanta d1 * diametruD1 = volumul Vol1 (am uitat sa trec in poza si volumul) ... si d2 * D2 = Vol2

in a treia schema d1*D2 = vol 1 (piston/cilindru) si d2 * D1 = vol 2 (duza teava)

in cazul ideal

Vol1 = Vol2

daca, la diametrele date, in timpul t1 se disloca in cilindru vol1 => in acelasi timp t1 se disloca vol2 ...

- de aici deduc ca daca maresc diametrul D1 si volumele sunt egale => ca se micsoreaza diastanta d2 ... ca pe timpul t1 imi da o viteza mai mica implicit o Ec mai mica

- daca micsorez micsorez D1 => creste voteza si implicit Ec

 

pana aici nu am gasit vreun delay de timp in transformarea Ep to Ec

 

daca maresti diuza timpul deplasarii pistonului va fi mai mic ... dar si viteza bilei mai mica ... si invers

 

dar la noi nu e caz ideal

la noi apare compresia aerului in piston doar din cauza buzei de hop up

aerul este complrimat pana in momentul in care presiunea invinge elasticitatea buzei gumei de hop (si masa bilei)... si aici depinde de tipul gumei ... mai moale => e necesar o presiune mai mica ... mai rigida => o presiune mai mare

 

si sa fim seriosi atata timp cat noi ii dam efect de hop up bilei ... aceasta se va freca intotdeauna , dar in totdeauna, de partea de sus a tevii ... si probabil mai e sustinuta din partea de jos si de asa zisa perna de aer dintre bila si teava ... => de aici rezulta ca nu exista o perna de aer distribuita perfec sau aproape perfect in jurul bilei a.i. aceasta sa frece cat mai putin spre deloc cu teava

si daca nu ar fi asa ... si bila oscileaza pe teava ... oscilatiile vor arata cam ca aici

 

cu cat viteza bilei e mai mare, graficul ala s-ar liniariza intr-un timp mai mic ... si daca teava ar fi mai lunga s-ar obtine o precizie mai buna ... nu degeaba la sniper ai teava mai lunga decat la pistol ... ca sa ai precizie

 

cand bila (teava) este mai mare decat gaura duzei, aerul acela comprimat este lasat sa se destinda radial nu doar longitudinal

da ... dar foarte putin ... odata umpluta aceasta diferenta de volum (care este destul de mica), cu bila deja puza in miscare ... problema are aceeasi ecuatie

poate ca aici apare si un mic delta t pentru umplerea acestei mici diferente de volum

sincer nu stiu cum arata reductia asta in tot ansamblu

probabil ca e si mai mica in diametrul exterior ... si astfel nu mai etanseaza lafel de bine cu peretii camerei de hop-up, si astfel ar lasa sa iasa aerul inapoi printre diuza si hop-up ... nu tot odata, banuiesc ca e calculata treaba ... si astfel se pierde o parte din energie si implicit viteza

dar cum inca nu stiu cum arata acest ansamblu duza/reductie/hop up ... nu pot sa ma exprim

 

si apropo de diferenta asta de diametru mai mic la duza de care spui ... e cam acelasi lucru ca in postul meu cu mingea blocata pe tubul de beton ...

undeva lucrurile sunt foarte bine calculate ... si noi aici nu incercam decat sa le dam cap in cap