2021年10月03日

モーションログ 前後方向加速度





タマモニ2のソフトウエアバージョンアップできました♪
去年作った初号機は、空気抵抗係数を測定実験することになるとは思いもよらなかったので、
PIC内蔵のクロックを使ったため、時間の絶対精度が低かったりしてました。

また、今回のソフトウエアの見直し中に測定タイミングが良くないところがあって、
着弾時間が50usecほど長くなっていたことが判明しました。
この間違いによって、空気抵抗係数は少し大きめの値に推算されていたことになります。
(ざっと見たところでは、5%くらい?旧型での測定でCd=0.47としていたところが、0.45くらいになりそうな感じです。)




もう一つ、
発射前後のモーション測定という機能もあるのですが、
これが旧バージョンでは、
測定スタートあたりでは処理が忙しすぎて、モーションデータのとりこぼしが起きていました。
そのため、データがバラバラで、良さそうなデータだけを拾って見ているような状況でした。
これを解決したので、全数とも正しいモーションデータが採れるようになりました。


データはSDカードに出して、パソコン表計算で処理。



ソクテー

といっても、
モーションの数字の意味をまだよくわかっていません。


とりあえず、
銃の前後方向の加速度Gxを見てみます。
クルマのGセンサーと同じような設定にしたので、
プラス側が前に向かう時の加速度。
マイナス側は、クルマではブレーキの減速Gですが、
銃では、後ろ向きの加速度=肩に受ける反動ですかね。

実銃だと、弾の反力としての反動が肩を後ろに押すわけですが、
エアコキでは、ピストンがスプリング力で前に進む時のスプリング反力を銃が受け止めて、それが肩に伝わる。でいいのかな?
エアコキでは、玉のエネルギーよりピストンのエネルギーの方が大きいのが理屈です。
。。。さらに言うと、
ピストンのエネルギーより、
コッキングのエネルギーの方が大きい理屈です。= すぽーつしゅーてぃんぐ(笑

で、
バレル内の計算の答え合わせのつもりでのデータ整理です。
つまりピストンの動きの反力が銃の前後動の加速度に現れているはず。    ← 妄想です。



玉 G&Gバイオ 0.28g (実測平均 0.278g)
横軸:時間(msec)
縦軸:加速度(m/sec2)
サンプリングレート250Hz、4msec毎のデータとなります。
玉発射の前からモーションデータを記録し続けているため、時間の値は一定しません。
(初速計の先側センサーオンを速度と時間の測定開始のトリガとしています。)

十数発分のデータを重ねて表示。
2〜3のおかしなデータ?は削除。



VFC M40A3
 装備重量   5.7kg (銃身1kgオモリ入り、測定時スコープは外した状態)
 ピストン重量 33g (自作アルミ製)
 ピストンストローク 97mm
 スプリングレート 0.0339kgf/mm
 プリロード 17mm
 バレル長 420mm
 

バレル内の計算でわかっているように、ピストンが動き出してから玉が銃口に出るまで約20msec。

最初の谷、-10msecあたり。
これはピストンが加速していったのに、
玉が栓のようになって空気圧が高まり、
その反力で減速を始めたってことかな?
次の山のピークは玉が出た後4msecくらい。これはピストンがシリンダ前端に突き当たった?
その後のは はねっかえり振動?




ARES M40A6
 装備重量   6.0kg
 ピストン重量 28g (自作アルミ製)
 ピストンストローク 80mm (-10mmスペーサ)
 スプリングレート 0.0475kgf/mm
 プリロード 28mm
 バレル長 335mm

ピストンが動き出してから玉が銃口に出るまで約15msec。
A3と比べると、バレルが短くてスプリングが強いので、タイミングは早いよう。
前端突き当たりはエアブレーキがよく効いているのか?A3より弱め?



マルイVSR10 Gスペック
 装備重量   4.3kg
 ピストン重量 19g
 ピストンストローク 95mm
 スプリングレート 0.0492kgf/mm
 プリロード 10mm
 バレル長 303mm

ピストンが動き出してから玉が銃口に出るまで約15msec。
う〜ん、玉が出る瞬間あたりにも大きな山があるし、その後もぐちゃぐちゃ。
動きが定まらないのはなんだろ?

なんか撃った時にけっこうブレるとは思ってましたが、データにも出てるってことなのか。  ←妄想です。
銃が軽いからかな?と思っていたのですが、ピストンの重量との比で言ったらそうでもないような。

追記10/15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
VSRの動きがバラついているのは、シリンダ内径に対してピストンのガタが大きいせいのような気がします。
シアで上に押し付けられた傾いた状態からスタートするため、上下に振られながら前進していくのではないかな?
きっちりした寸法のピストンを作って確かめてみよう。

と思ったのですが、
そうするとノーマルのVSRが無くなってしまってマズイです。
ノーマル状態のものがないと情報共有できなくなってしまいます。。。
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銃はバイポッドとストックのモノポッドで立てて、
なるべく触らない状態で引き金を引いたのと、
しっかり銃を押さえて引いたのと
二手でデータを採りましたが、現状でははっきり区別できそうにはなかったので、ごっちゃにしてあります。



やっぱりM40A6がよく当たるのはデータにも表れてる。  ←妄想です。



バレル内の計算の答え合わせは、また今度。


  

2020年10月21日

バレル内の計算

もうちょっときちんとまとめてからと思って温めていたのですが、
めんどくさくなったのと、
クルマの方がいそがしくなってきたので。



  

2020年09月29日

じーびーびーあー

GBBRでモーションログを採ってみました。

画像はちょっと前のテスト中のもの




ブローバックの動きが大きい分数値が大きくなっています。
加速度はフルスケールが+-2G(+-19.6m/sec2)なのですが振り切ってます。


昨日のブログに上げたボルトアクションのデータを同じスケールにして並べてみると

ずっと静かです。
エアコキではスコープで玉の動きの一部始終が見えますものね。

GBBRのほうが10倍ほども動きが大きいようです。



と言っても、
これは撃ったときの全体を見ているので、
飛んでいく玉にはほとんど関係のない部分のほうが大きく見えています。




玉が発射される瞬間(t=ほぼ0)までだけを拡大してみてみると

まずはボルトアクション

ボルトアクションはトリガーをひくとピストンがスプリングで押されて動きはじめ、
エアが圧縮されて玉を押すという流れで、
玉が出る前に結構重量があるエアピストンが動いているために、
その反動が発生しています。
それがx軸方向の加速度として観測されているようです。
玉のエネルギーよりもピストンのエネルギーの方が大きくないと発射の理屈に合わないんだっけ????



つづいて、
GBBRはブローバックの動きは派手ですが、

玉が銃口から出る(t=ほぼ0)までは、ガスが玉を押すだけなので、エアコキよりも銃の動きは小さいようです。
(このデータだとy軸方向の加速度が出ていますが、これはなんだろ??射手のブレかな??)
x軸方向の加速度はt=0以降に急激に上がっていっていますが、これがブローバックのボルトの後ろ向きの動きの反力じゃないかな。

というわけで、意外にも、玉が出るところまではエアコキの方が命中精度を保つには不利ということなのかな???



とすると
TXsystemのCO2ボルトはピストンに相当する重量部分がかなり重いし、
そのピストンが突き当たった衝撃でガスが出るといった仕組みなので、
かなり銃がぶれた状態になってから玉が発射されるということになって、
命中精度は落ちそうな気がします。


それとも、これらのエネルギーはたいした大きさではないので、影響は無いのかもしれません。
  

2020年09月28日

もーしょん ろぐ


重心位置付近に装置を取り付け。


最初は、空気抵抗値を割り出すために、
初速に加えて、着弾時の玉速と着玉時間を測定する装置ということで始めましたが、
時刻と気象条件も見れるようにと大気センサーを追加。


玉の発射のタイミングが採れるということから、
Gセンサーを追加して仰角、俯角を記録できるように。
これは、ガンカメラの弾道解析の時に役立つはず。
あと、ホップに影響が大きい、銃の左右の傾き警告を追加。


玉の発射時に 銃にかかる加速度や回転と 着玉位置のばらつきに 関連はあるのだろうか?

発射前後の銃のモーションをログしてみようということで、
深みにハマる。。。。。




そして2ヶ月


ようやく意味がわかるような結果が出てきたかな?

まだ、いろいろダメダメなようですが

発射の前後の0.5秒ほどにわたってを全体で見るとこんな感じです。

これまで、部分で見ていたので、なんのことやらさっぱりわからなかったようで。。。