らくがき帳

ボルトシリンダはストックを外さなくても交換可なように細工してあります。




しばらくの間長机に常設して、ホップ回転数実験をやりやすくしておきます。
今まではパソコン机の前側にセッティングしていたので、1セット採るたびに　どかしていたりで。。。


椅子に座って真後ろからコッキングできるので楽になりました。


抜き弾抵抗力もここで測れるので、回転数測定の前後に記録しておくことにします。



バックの黒フェルトもオッケー。



日時、気象や初速のデータはタマモニでログ。



回転数画像解析もここのところ調子が良いみたい。




プロスナイパーのバネとGスペックのバネ、それぞれにノーマルのピストンと加速ピストン（+30mm）の4通りの仕様でのホップ回転数を15発ずつ測りました。
ホップクリック数は15で、抜き弾抵抗力は約140gf（MAX)です。
気温は約23℃。

ノーマルピストンでは、プロスナイパーのバネもGスペックのバネもほとんど同じで177rpsほど。

加速ピストンにするとホップ回転数は高くなりました。
プロスナイパーバネでは、189rps（＋12rps）。
Gスペックバネでは、194rps（＋17rps）。

やはり加速ポートでピストンの速度を上げることで、ホップ回転数は高くなるようです。



  

実験装置もきちんと形になってるとやりやすいし、かっこいい←馬鹿



前回のチャンバ付近の速度について考えた際に

このφ7.5ステップ部での加速についての検証が必要になりました。


バレル内の計算シートにステップ部の計算を追加。

考え方は内径の大きいインナーバレルと同等でよいかと。


その前に、ちょっと前に追加した部分の紹介。

抜き弾抵抗力の測定値から回帰式をたてて、計算の際の抜き弾抵抗力を変化値としました。
以前は抜き弾最大値を凸部の長さの間かかるようにしていましたので、抵抗力のトータル仕事量が大きかったです。


玉がφ7.5のステップのところへかかると隙間が大きくなって漏れ出す空気の量が急激に多くなりますが、
シリンダからの空気供給量がまだ多いピストン位置なようなので、玉は加速されるようです。

ステップ29mm長さを経ての40mmインナーバレルのマズル初速は23m/secと求まりました。
（玉の待機位置はインナーバレル後端から2mmの位置なので、玉位置で言うと38mm地点。。。ややこしい）
実験の値より3m/secほども大きいですが、加速するということが確かめられました。　← 妄想です。


パッキン抜け出し速度の計算値もホップ回転周速よりも3m/secほども高いので、
まだ計算の確度は低いと思われますが、傾向は間違っていないと思ってもいいのかもしれません。。。自信はない。




チャンバ部での詳細

バレル内の計算では、ピストンの運動を求めてそれによって生じる圧力が玉を動かす、という計算をしています。
(シキノさんの研究を参考にしています。)
なので、玉にかかる空気の圧力は一定ではないです。そのことから玉の加速度も変化するため等加速度運動にはなりません。
一番上のグラフのように直線にはなりません。


x軸を時間に取った右のグラフでは、玉が動き始めるのが0.006sec地点となっていて、
それまでの間、玉は動いていません。
これは、まずは加速ポートのため、ピストンが動き始めてもしばらくは圧力が上がらないためです。
次に、空気の圧力が上がっても抜き弾抵抗力によって玉はブロックされているので、それに打ち勝つ圧力、つまりピストン位置が前へと進みシリンダ容積が減少して空気の圧力が高まるまでは玉が動き出さないということです。

追記ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
この辺、抜き弾抵抗力は壁のように効いているわけでは無くて、山のようにゼロから立ち上がり、
またゼロへと下るので、ちょっとニュアンスが違いました。
詳しくは、後日別ブログにてまとめます。

ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー


上の方の結果ではマズルから出た瞬間をt＝0にしていますが、

これは、ピストンの動き始めをt＝0としています。



傾向としては合ってる（無理やり誘導している感もあり）ようなので、ちょっとすっきりしました。

にしても、
ホップパッキン脱出速度の測定値は得られるのだろうか？推測の域を抜け出してません。。。
  

11mm長インナーバレルの本来の目的は、ホップパッキン脱出時の玉の速度を測ること。
しかし速度を直読できるような装置は無理なので、いろいろ悩みました。

。
。
。

ホップ回転数を測定した結果から、
もしホップ回転数の周速度がホップパッキンからの脱出速度に等しいならば、

このように、ホップパッキンからの脱出速度は2.5~5m/secくらいと推定されます。
が実際、超短足バレルから打ち出された玉の初速はかなり高く、
単純に比較すると1：5ほどの差が生じていました。


そこで、今度は、インナーバレル部に仕込んだ光電センサー3組と初速計を組み合わせて5箇所の時刻から速度を探ってみます。




測定


VSR-Gを使います。
パッキンは成り行きで一撃v1ニトリル60。
抜き弾抵抗力は150gf。
ホップアームが自作のエレベーター式なので、純正と形状が違うので、厳密には今までの実験と条件が揃わない影響があるかもしれません。

玉は0.28g。

マガジンによる給弾ができないため、

ボルトを引いた後、チャンバを抜き出して、玉込め。


チャンバを戻して、ボルトも戻して。


アウターバレルから出た後の初速は市販のXCORTECHで測定します。
この測定信号はハッキングしてあり、


測定用マイコンにも入力していて、チャンバー部のセンサーと連続してデータ採りされます。



測定データ整理


センサー位置とバレル構造、玉の位置（待機位置をゼロ）は、けっこうややこしい。
センサーは５つあるけれど、これは速度を測るセンサーではなくて、玉の通過時刻を測るもののため、
速度は２つのセンサ間の距離を時間で割ることによって求める区間平均速度となってしまいます。
等速運動ではないので、2つのセンサ間での速度差があるはずなので、平均速度がセンサの中間位置の速度ってわけでもないです。
（とりあえず簡略化のため、中間位置にて検討。）
各センサの間は、玉の周りの状態が一定というわけではありません。
s1とs2の間には内径φ6.05の状態が2mm続いた後、内径φ7.5の状態が5mmとなります。
s3とs4の間もφ7.5からφ26に変わります。

図の左右を逆に書けばよかった。この図では玉は右から左へと進みます。



測定値


測定値は太い青線。

測定値を曲線でつないだような速度変化では、全くつじつまがあわないので、
一生懸命考えました。


追加実験としてS3〜4の距離を小さくして、測定してみたところ、v12、v23、v45とも変化ありませんでした。
なので、s3〜s4の間のφ26のところで玉が加速しているということはなくて、φ7.5のステップ部で加速しているのだろうということを推測しました。
v34がv45よりも少し小さいのはs3からの加速部分のためかと思います。


現時点では、
内径が一定のところではほぼ等加速度運動をすると考えました。
すると
玉の位置と玉の周りの状態と「パッキン脱出速度＝ホップ回転周速の仮定」から、図中のような4区分に分けてみました。
このうち、パッキン中以外の運動をほぼ直線で引いてみたのが、細い濃い青線で、
今回の実験で仮定してみた「チャンバ部の玉速度の変化」となります。

まだ、ステップ部のφ7.5での玉加速の計算をしてみていませんが、ここが合っていれば、結構いい線行くのかもしれません。

↑
妄想先走り中です。


  

この11mm長のインナーバレルは
もともとはホップパッキンから抜け出す時の玉の速度を測定するために作りました。

が、
パッキンを抜けてから、最初のセンサオンの位置までどうしても5mmほどの距離があり、
また速度を測るといっても、2つの光電管(7mm間隔)の間の時間差から距離÷時間差で平均速度(しかも加速中が含まれる)を求めることになります。
なので、測定数値はパッキン脱出速度ではなくて、脱出から8.5mm位置の平均速度ということになってしまいます。

で、
行き詰まってしまったので、
原点に帰って、以前のように、このバレルの初速を測ってみることにしました。

玉の重さを色々に変えて、抜き弾抵抗力をクリック4毎(0、4、8、12、16、20)で測定。








ホップを強めていくと初速が高くなる というショートバレルの特性が見られます。




まとめ


玉が軽いと初速が高い。重い玉は初速が低い。
抜き弾抵抗力を強くしていくと初速は高くなる。

抜き弾抵抗力をゼロ(ノンホップ)にすると、玉は待機位置(ノズル直前)からの加速となるので、
加速区間が9mmとなるはずです。(玉待機位置はバレル後端から2mmの位置)
なので、残念ながら切片がパッキン脱出速度というわけにはいかないようです。← ぜんぜん次元が合わない話


チャンバー内の計算というのを今まではきっちりやっていなくて、
ただパッキン長の間、抜き弾抵抗力(マックス値)で玉が押さえられている程度でやっていたため、
この実験を始めてからチャンバーの正確な寸法(玉位置)を考えるようになりました。

実験の最初は、計算値と実験値の不一致ばかりが気になって思考が止まっていました。
パッキン周りの詳細に気をつけるようになって、まだ先は長そうだということを感じました。


  

この時には、抜き弾抵抗力が玉を回転させる力みたいに考えていたような？？？


最近のチャンバ内の計算とチャンバ直後の速度測定で、このあたりを日々ぼんやり考えているのですが、
抜き弾抵抗力よりも玉を押す力が大きい時にその余分な力はなにをするのか？とかいう
訳のわからない思考に陥ってしまいました。

余分な力によって玉が押されれば前に進むはずですが、パッキンと接している以上、玉は回る？？？
抜き弾抵抗力で回る分？？？と押されて回る分？？？たせるものなのか？？
足したら抜き弾抵抗力で求まる回転数ってなんになる？？？
?
??


?

?


??


????

?
?
?

ん、
玉を押す力から　抜き弾抵抗力を引いた力　が玉を前に進ませて、その際パッキンと接しているから回る、
ってので良くない？？？

あとは回す時の玉の慣性力分をひいてやればいいのでは。

↑
妄想です。


追記ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
あれれ、図自体は合ってる？？？
計算するときに間違えた？？？
？？

？
？？

ひとまず、おちつけ。

  

だいぶ間が開きましたが、5月28日のブログ　メープルリーフWONDER60°の続きになります。

前回、WONDERのパッキンが結構良かったので、
形は同じでゴムが柔らかいWONDER 50°のパッキンを使って、前回と同じくらいのホップ回転数にセットしたら、
同じになるのか？　どうなるのか？　なにかメリットがあるのか？？デメリットは？？？というのを試してみます。




抜き弾抵抗力測定

前回のWONDER 60°ではクリック10で抜き弾抵抗力が257gfとやや高めでした。
VSRのポンプ系はピストン径が大きいため、高圧に弱い感じなので、
抜き弾抵抗力を純正の200gf以下にした方がいいのかな？　　☜妄想です。

WONDER50°を測定。

なんか以前測った時よりもずいぶんと抵抗力が低くなったような気が？？？
すり減ったのか？組み方？？
もしかして温度？？？気温が高くなってきているので、ゴムは温度の影響を受けますよね？？？？


こんなに低くて、目的のホップ回転を出せるのだろうか？




ホップ回転数測定


抜き弾抵抗力が低くなった分ホップ回転数も低くなっているようです。

初速の低下もあんまりなくて良い感じなんですが、
これはただ単に抜き弾抵抗が小さいからということのようなので、
60度に比べてメリットがあるわけではないみたいです。



抜き弾抵抗力とホップ回転数の関係は、


以前の測定のと並べてみると、そんなにおかしいわけでもなくて、
抜き弾力150〜200gfくらいでホップ回転数200〜250rpsくらいとなっているようです。
なんとか、ぎりぎり目的のホップ回転数は出せるみたいです。

ホップ回転が弱くてもいい領域で使う時は50°の方が良いみたいです。
その領域では60度の方は調整がシビアだったり、ばらつきが大きかったりしているようです。




セッティング

これらの測定結果から、前回のWONDER60°の時と同じくらいのホップ回転数とするために
ホップクリック数18、抜き弾抵抗力157gf、ホップ回転数239rpsに設定しました。
前回60°での設定は、
ホップクリック数10、抜き弾抵抗力257gf、ホップ回転数245rpsでした。

同じホップ回転を得るのに、抜き弾抵抗力が257gfから157gfと4割減となります。
結構大きな差かと思います。
さて、その節約されたエネルギーはどうなるのでしょう？？

初速を見てみましたが、0.28g時、60°が79.9m/sec、50°が79.8m/secと同じようです。
とすると？？？

たぶん、玉が発射されるまでの時間が短くなるのはあるんじゃないかな？？　←妄想です。
でも、ほんのちょっとだと思うけど。



マト射ち

0.28g

34発。
4発ほどばらけていますが、結構いい感じにまとまります。



着弾高さは42mm上。＠7.5m。
前回は44mm。ホップ回転数が前回よりも少し低い分の差かな？
ほぼ同じホップの効きと言っていいと思います。
横へのばらつきは少し大きめかな。


7.5m着弾高さから弾道を推定。

0.28gには強過ぎる回転をかけられているかと思います。




0.40g


5発時点でも11.4mmで10mm切れなくて残念だったのですが、
その後ばらけずに、10発でも11.4mmでした！
これはけっこう良いのでは。


16発。
σを見ても良いのではないかな。


遠距離弾道を推定。

水平射ち出しで、30m地点がちょうどゼロな感じ。
30mチャレンジにはいいのかもしれない。☜ 妄想の妄想です。



まとめ

ホップクリック数が60°のときよりも大きくなっていることで、ホップレバーに角度がついているはずで、
そうすると、パッキンの当たりは、入り口がキツく出口側が緩くなって、長掛け長が有効に使えていないかもしれません。

集弾性も似たようなもので、とくに差はないみたいに感じました。（どっちもけっこう良い）

メリット、デメリットまでは、まだ言えない程度の実験結果にて終了です。


が、
ゴムの硬さ違いで抜き弾抵抗力が違っていても、同じくらいのホップ回転がかかっていれば、着弾高さはほぼ同じになるのは確認できました。
実験が完全に出鱈目というわけではないことがわかっただけでOKです。






  

VSRで実験を進めてきましたが、
そろそろ別の銃もいろいろ測りたい。


今回は、ares　M40A6の抜き弾抵抗力を電気タマボーで測ってみます。


テープ止め。。


ホップダイヤルはM3P0.5でレバー比が0.76なので、１回転で0.38mm押し込み量が変化します。


タマボーの玉がパッキンの後ろまで抜けるようにボルトは引いておきます。


それぞれのダイヤル値の時のメモ。


データはSDカードに記録されるのでパソコンの表計算で集計。




くさってきた0.43gバイオ玉を処分射ち


1/2回転戻しで、抜き弾抵抗303gfで射ってみたところ、ばらつく感じ。
押し付け力が強すぎてあばれているのかな？


2回転戻しで、抜き弾抵抗力150gf。

このくらいだとまとまります。

あんまり強く押さないで使うのが良さそうです。


この時の予想弾道

かなりドロップするので、玉が重すぎるようです。


  

メープルリーフ　WONDER 60°
ノズル長さ調整


久しぶりに玉がまとまる感じ。

＠7.5m 0.28g玉 5発で10mm切り　　


ホップ回転数は何度か測定して、そのたび違うような気がしていたけど、

並べてみるとそんなに違うわけでもないみたいな。。。
その中から、回転数のばらつきが少ないあたり、クリック10を選択。
ホップ回転数は245rps。（玉0.28g）


その時の抜き弾抵抗力は257gfとやや強め。

なので、
0.28gの軽い玉では、水平な銃身軸線に対して着弾高さが44mm上　＠7.5m 。
約6MILの上昇。


くさってきた0.43gバイオ玉を処分射ち30発

なかなかまとまる。

この重い玉だとちょうど水平に飛んでいるみたい。着弾高さと銃口高さがほぼ同じ。
この時の着弾位置、x方向y方向ともσが5以下と、いままでで一番いい数字が出た。

SUPERはちょっとあばれぎみだったけど、これは落ち着いてるかも。
ホップレバー（メープルリーフの赤）との相性かもしれないけど。


追記ーーーー
弾道計算から0.43gの遠距離弾道を予想してみると
こんな感じ

30mで300mmほどドロップ。この重さではホップ回転が足りていないと思います。

ついでなので0.28gの予想弾道

最大600mmの上昇弾道。
これだときっと狙えませんね。


  

VSRというかエアコキではシリンダヘッドのノズル長で玉の給弾位置が決まります。
メープルリーフのパッキンはアーチ無しのインナーバレル（GBB等に多い）用のためかホップ突起がかなり後ろの方まであるようです。

なので、
ノズル長を短くしてみます。
VSRの余分なパーツは持っていないし、純正状態に戻せなくなるとまずい（リファレンス機としての所有の）ため、、、、


ありました！
ジャンク箱から発掘しました。
aresのM40A6のボルトがVSRのと外形が全く同じなようです。




コーサク



aresのシリンダーにVSRのピストン一式は入りました。
（すこしばかりaresのほうが内径が小さいようですが）

シリンダヘッドは

残念ながらネジピッチが違っていました。


作る気満々で図面に卸しましたが、
めんどくさくなったので、

aresのシリンダで組みました。


ノズルの先端だけ1.2mm短くして

19mm --> 17.8mmです。
メープルリーフ　スーパー70度をホップクリック20にした際に、玉棒でさぐるとほんのわずか待機位置に遊びがあるようになりました。



測定


玉の待機位置が後方になるため、長掛けっぽくなって、ホップ回転が上がるはず、
と妄想しながら、ホップ回転数を測定。

玉詰まりしにくくなったようで、クリック数が大きい側に2ほどシフトしたような感じです。
クリック20でも発射されるようになりました。

が、
ホップ回転数は上がらないみたい。



60度ももう一度測ってみる

これもクリック数がシフトしただけでホップ回転数を上げることはできませんでした。



50度〜70度をならべてみると

クリック数の位置関係が変わっただけな感じ。



ノズルが長すぎる時は、ボルト閉鎖時に玉が前に押されすぎてパッキン中にめり込んでいる感じです。
ボルトを開くと少し後ろに下がるよう？なので、ゴムによって玉が後ろ向きに押されているような状態。
玉が動き出す時にゴムと接しているので、摩擦力は静止摩擦係数によるんだと思います。

たいして、適正長の時は、玉はフリー。
玉が動き出してから初めてゴムに当たるので、摩擦力は動摩擦係数によるとすると、
通常、動摩擦係数は静止摩擦係数よりずっと何割も小さいので、玉詰まりしにくいのかな？ ← 妄想です。


ということで、
このメープルリーフスーパーのパッキンでは、ノズル長を短くしてもホップ回転数は高くならないみたいです。
ノズル長に神経質にならなくてもいいみたいです。

GBBなんかはノズルが短めなことが多い（というか給弾の関係で長くできにくい）ので、
給弾後の玉の待機位置が後方にできて、その位置も幅があるのはメリットなのかな。　← 妄想です。







  

給弾不良対策

メープルリーフのパッキン、
もともとはGBB用らしいのですが、今回使用環境がVSRだからなのか二重給弾が多発。

金属リングがはまるように溝になってるせいで縁のところが柔らかいみたいです。
GBBだったらここはチャンバー内で囲まれていて、給弾ランプ（坂）がその後ろにあるから露出していないですが、
VSRだとこの後端の縁に玉が当たってマガジンスプリングによって下から押されているような気がします。

なので、アルミテープを巻いて補強しました。



これで、給弾は良くなったみたい。

それから、
ノズル長を合わせるためにバレルの締め込みを１回転戻すと
エア漏れで初速が下がるようなので、バレルはしっかり定位置で組みました。
ノズル長さ調整ははまた後で。





抜き弾抵抗力見直し

パッキンの組み方やコンディションによって、抵抗力にずいぶん変化があるようなので、
ホップ回転数測定寸前＆測定中＆測定後にも測れるように
銃に組んだ状態で、さらにはストロボ撮影装置に取り付けた状態で測れるように、

旋盤で

ジュラコンφ25素材から


各マズル対応アダプタを作りました。
インナーバレルφ6、VSR-Gアウターバレルマズルφ16、ストロボ装置φ22の3段。
手動の玉棒はバネばかりが200gfまでなので、足りなくなりました。
電気玉棒は500gfのロードセルを使っているので、600gfくらいまでならまぁまぁ数値は出てくる。


プラは切り子がつながるので散らかる。


このくらいバイトがあると作りやすいです。
旋盤してるといつのまにかお昼。
集中してるのか？はかどっていないのか？？？


ストロボ装置と合体。

ここにはめて測定できます。
玉棒部が70cmと長いので扱いがメンドー。


STACK M5をモニタに。
まだいろいろごちゃごちゃでスマートにこなせない。。。





測定

んで、
super 50,60,70 三種測り直し。


メープルリーフ　SUPER 50度

ホップを強めても初速が落ちず、ホップ回転数もそこそこ上がるので使いやすそう。

メープルリーフ　SUPER 60度

う〜ん？？　50度とあんまり変わらないような？？？
クリック15以上で50度は頭打ちな感じなのが、そうでもなくなってるように見えなくもないけど回転数はさほど高くもない？？


メープルリーフ　SUPER 70度
これは、玉棒で引っ張った時にも変な感じで、しっかりグリップしている感じがなくて、きゅっきゅってスリップするような感じ。
電気玉棒で引っ張ってる時は棒の針金がビビれて、び〜〜〜っと鳴きが出てる。

ホップクリック4以下ではタマポロはしないけどホップ回転はほとんどゼロ。
少しは回っているのだけれど、回転の向きがずれているような？？
回転数もバラバラなかんじで、回転数解析もうまくいきません。
クリック12以上では玉詰まり気味で初速大幅ダウン。
押し量に対する変化が大きく、クリック1変えるとずいぶんと抵抗力が変わってしまう。
抵抗力が上がった分、回転も上がってくれればいいのだけど、？？？上がっていないような？？



硬度による違い

メープルリーフ　SUPER 50、60、70度のホップ回転数を並べてみます。

まずは、クリック数とホップ回転数の関係。

クリック数に対しての変化具合は60度が一番リニアです。
50度はクリック数大きいところでダレ気味？
70度は幅が狭く変化が急。
もしかするとアームが合っていないのかも？
メープルリーフの赤アームは長掛け用のような形なのでSUPERには合わないのかも。
また、アーム回りに逃げがないので、
押しゴム付きのアームだったら、
パッキンが変形しにくくて玉がゴムを押し分けていくような力を押しゴムが吸収して玉を進みやすくしてくれるかも。　←妄想です。


続いて、本命、
抜き弾抵抗力とホップ回転数の関係。


う〜〜〜〜ん、
この実験では、（と限定しておきます。まだ１つ目の結果でしかないので）
ゴムが柔らかい方が小さい抜き弾抵抗力で高いホップ回転数が得られるようです。
硬いゴムにして抜き弾抵抗力を大きくしても回転数は高くはならないみたいです。

形状によって決まってしまうんだろか？？？？？？？？？？？？

いよいよわからなくなってきました。


ノズル長とか、アーム回りとか、スプリングとガスの違いとか、いろいろあるんで、向き不向きが出てくるんだろうなぁ。。。。