らくがき帳

BBチェッカに玉を並べて

＃1〜20の番号をふります。


マガジンに＃20から逆順につめて番号順に発射されるように。
なるべくナンバーが上に来るようにつめたけど、上手くはいかないようで、テキトーです。



1回目
しいていえば、やや横長分布。


電子ターゲットのマト板は軟質エンビシートなので、玉にはキズがついたりしません。




回収。


2回目は、

ばらつきの小さかった順に並べて射ってみたけど
ほとんど意味なかったようで。。。

ハチワレ傾向。縦長ぽい。


数回平均しないと玉ごとの評価はできないようなので、
また番号順に並べて、マガジンに詰めて、

3回目
ばらつき気味？
玉痕が連続していなくて離れたところにあるとフライヤに見えるのかな？


同じ玉を同じように射ってるつもりなんだけど、
ばらつきは一定していない感じ。


それぞれの回で、
平均着弾位置からの距離で集計し、3回の平均でソート。

上位5発のCtoCは、最悪でも11.2mm（方向はわからないので4.11＋7.13）となる計算。　← 妄想です。

いやいや、統計処理する時には、この着弾平均位置というのが結構曲者なんでないかという気がします。
というのは、平均の位置に飛んでいく玉は少なくて、平均位置の両脇に集まる点があるみたいだから。
まともな正規分布なら平均位置に一番集まるんだけれど、そーいう感じがない。。。

特定の玉がばらつくわけでもないみたい。
下位の方の玉は毎回散ってるのがあるよう。#3と#12は3回とも大きく外れています。
この玉は何か問題が潜んでいるのかも。。。

玉の向きによって、ホップパッキンの作用、飛んでいく時の空力バランスが変わるんではないか、
を確かめたい実験でしたが、難しそう。。

そもそも、複数回の使用で不具合が出てる可能性も高いし。。。


4回目
上から10発　＃19、17、1、14、5、8、18、20、10、16を選別して、
この順番に発射されるようにマガジンにつめます。

1発目がフライヤ？右上に行った。
それでも4発目までは10mm以内でしたが、5発目に16mm。。。。
結果はフライヤが2発ある？？？
2発以外はほぼワンホール。



ターゲットのエラーで7発しか取れなかった。

この方法では、フライヤを排除できなかったようです。


結果というほどのものが得られませんでしたけど、
せっかくたくさん射ったのでまとめてみました。

射つより、玉を並べるのが、なかなかに大変。


なんかやり方間違ってると思います。。。。。。。
  

この前射った0.43gの玉をダイヤルゲージで測ってみました。

一つの玉の直径の何点かを測ったところ、5.94~5.95mmくらいな感じで、直径のいびつは0.01mmくらいなのかも。　← 妄想です。


この玉たちをBBチェッカーの穴の中でぐりぐり回しました。

BB弾の出っ張ったところがチェッカーに当たって傷になる ---> すこし削れる？　--> 真円度が上がる!? ← 妄想です。
そして、チェッカーを持ち上げると、つっかえりのある玉はチェッカーの穴にはまって、いっしょに持ち上がります。
下に残った玉をグループ1（画像右側トレイ）。
チェッカーに残った球をグループ2として区別してみました。



前回のターゲット結果はこんな感じでした。


まず、グループ1を射ちます。



着弾はマトのやや右側


マトに当たった玉は下に落ちています。
マトに当たった位置よりさらに右によってる感じ。

つづいて、グループ2。

う〜ん差があるようには感じない。。。。


グループ1と2を同時集計

青がグループ1
赤がグループ2

よくみてみるとグループ1は左にそれた玉が少ないのかな？

数字で見てみると
前回のσが　x：7.6、y：6.1　にたいして、
グループ1（選別）は　x：4.8、y：5.1、
グループ2（はね出し）は　x：8.0、y：6.0と
選別のは良くなってるのかな？？？

データ数が少ないので、たまたまかもしれません。

実験の仕方としてはどうなんでしょ？

玉の表面形状と着弾位置のばらつきのデータとしてはハツモノかな。。。。。。

選別したものをダイヤルでもう一回測ってみてはいるんですが、集中がたりないというか、あんまり真剣にやっていないというか、
測定値はグリグリ前と差があるようにも思えませんでしたし。。。。


この玉使ってみれ！
おー、これすっごく丸いっすね！

みたいな玉を　誰か　ください。

そうすればまじめにデータ採れるかもしれません。




  

ホップ回転数を測って、、、

やっぱり 射ってみないと。


VSRにもモノポッドを付けたけど



三脚状態で狙点を少し動かすのって意外に難しいです。
かまえのチカラ加減でストックがグニャグニャして 狙点が動く。。。



距離7.5m。


ターゲット

0.28g


0.36g




タマモニロガーの玉重量設定画面

0.43g



集計


ホップ回転数はちょっと前に測定した値を使用して、初速と飛翔時間と着弾高さから空気抵抗係数と揚力係数をケーサン。
0.28g

ケッコーなハチワレ傾向あり。

0.36g

0.28gよりもまとまってるよう。

0.43g

まとまりが良くなったようなのですが、横へのフライヤが多め？

空気抵抗係数、揚力係数とも高めに出ました。
といっても、
バレルが上向いている疑いがあるため、絶対値は当てになりません。


なので、
弾道計算で比較してみます。

0.28g
これだと7.5m地点は見にくいので、撃ち出し高さの設定を変更。

弾道高さは25mmと求まりました。

同様に0.36g、0.43gの時の弾道計算高さを計算して、
実験値と比較。

絶対値が2〜3cm違っているので、変化を比べてみます。

測定値の方が変化が大きいことから、
もしかすると揚力係数が大きめなのかもしれない疑惑が浮かんできました。 ← 妄想です。


集弾性に関しては、
玉の重さによって集弾パターンが違ってくるような気がしました。
玉がホップパッキンから抜け出す時のチカラ加減が変化するんだと思います。
(ホップ回転数が変化しているんだから抜け出し時の状態は間違いなく違っているはずです。)

玉の重さによって
左右の平均位置が変化してしまっているのは、パッキンの組み方が傾いているせいじゃないかな。
チャンバは思った以上に精密さが必要な気がしてきました。
(重い玉の方が慣性による直進力が強いはずなので、パッキンゴムの左右の不釣り合いな力にも強いのかも？)  

7インチのLCDモジュール（黄色基板）が結構な電気食いで、5V必要なため、2セルのリポ7.4Vを使っていました。
7.4Vからレギュレータで5Vにおとして....と結構効率が悪いし、充電器は内蔵できなかったりで、
あんまり良いものではありませんでした。

リチウムイオン充電乾電池18650とiP5306充電ブーストモジュールを使えば、
充電もできるし、5Vの出力が得られるし、DC-DCなので効率も良いし、電池の残量表示LEDまでついてる。

ということで、電源部がいっきにシンプルになりました。


iP5306は、もともとモバイルバッテリー用のICのようなので負荷を自動検出して5Vブーストが入るようになっているのですが、
ちょっとくせのある動作なので、充電モジュールの出力側にトグルスイッチをつけて、オンオフすることにしました。

これでケースの蓋を閉めることができるようになったので、

塩ビマト板への固定金具を作って


電子ターゲット1号機完成しました♪

と
ここが2023年11月の終わり頃。

1号機がカタがついたので、勢いがあるうちに2号機の製作に入ります。

1号機は有り合わせのマイコンを使ったためにいろいろ妥協が多かったのですが、
2号機は数値演算プロセッサ付きのPIC32MKを使い、計算の高速化を図ります。


マキタのバッテリで動く充電ハンダゴテ。とても使い勝手が良いです。


2号機は順調に出来上がってきて

2024年になって、

地震とかいろいろありましたが、だいたいできました。


ところが、ここでしばらく放置してあった1号機の電池が完全に干上がってしまっていました。
データシートでは待機電流は50uAほどのはずなのに、どうやら6mAほども流れているみたいです。
これでは半月ほどでバッテリーが空になってしまう計算です。

自動オンの設定のせいかな？と思い、



I2C設定用にPICを追加してみたりしたのですがダメ。

よーく見てみると

コンデンサの隙間にはんだクズ？？？
なんかこの辺にハンダゴテを当てたら、0.50uAの待機電流になりました。
モジュールの不良というか品質管理の問題だったみたいです。

これで解決と思いきや、

どーも調子がおかしい。


なんかの条件でI2Cの起動に失敗してフリーズしてる？？？
そうするとPICが再起動ループしてしまって、わけがわからない。。。。
ソフトの不具合だと思ってデバッグやアルゴリズム変更していたのですが、そのうちうんともすんとも言わなくなること多々。

ここでやっとオシロで見てみたのですが、なんだかSDAのHレベルが2ボルト程度と低くなってる？？？

結局ICの破損だったようで、ICを付けかえて、


直りました。
I2CのSCLもSDAもHレベルはしっかりバッテリ電圧となりました。

もっと早くにオシロで見てみればよかったのに。
プログラムってミスるのが当たり前だから、バグが出るとまずはソフトを疑ってしまうんですよね。でもこの段階で見えない電気を見ておくとハードの不具合ならすぐに見つかるし、そうでなくてもソフトのせいで動きがおかしいところも見つけられるんですよね。



結局はiP5306モジュールの不具合でした。
I2C追加とか必要のないことをいろいろやってしまってとても時間がかかってしまいました。

18650リチウムバッテリー＆iP5306充放電ブーストモジュールは5V2Aの出力があり、充電、低電圧ストップ、過電流保護、バッテリ残量表示など、付いていてなかなか良いものかと思います。
一つ注意点は過放電保護機能は無いようなので、保護回路なしの18650を使う時には保護回路を追加しておかないと、
低電圧でブースト5V出力はオフしますが、そのあとも自動オンのための待機電流は流れ続けるようでバッテリが干上がってしまいます。

あとこのモジュール互換品も多々あり、I2C機能が無いものもあるようなので、なるべく本物のiP5306が載ったものを購入したいところですが、どれが本物なのかさっぱりわからないのがネックです。せっかく良いシナもののようなのに残念です。







  

0.20g、0.28g、0.46gの三種の玉を
ホップを変えて射ってみました。

玉の重さが違うと、玉速度が違うようになるので、レイノルズ数が変わります。
スピンパラメータV/Uの分母U玉の並進速度が変化します。

ホップ強度を変えるとホップ回転数が変化するので、スピンパラメータの分子V＝rω玉の回転周速度が変化します。


＠2.5mでの着弾位置 (着弾高さ=重力ドロップとホップ揚力の結果)
0.20g

表の数値は5発の平均です。


クリック0と20では着弾高さが5.5mm違ってきています。


0.28g



クリックをあげていくと着弾位置は高くなっていく傾向はあるようですが、
クリック0と5では反転していて、
また、0と20での差は2.4mmしかありませんでした。


0.46g



これもいちおうはクリックをあげると着弾位置は上がりますが、
0と20での差は3.2mmでした。
集弾は良いみたいです。




空気抵抗係数Cd


これらの射った結果について弾道計算をシミュレーションして空気抵抗係数を求めました。
（揚力係数は0.12に固定して）

スピンパラメータと空気抵抗係数Cdの関係は

玉の重さが違っていると同一線上には載らないようです。
このデータだけを見る限りでは、スピンパラメータとCdは無関係な感じです。


速度との関係を見てみると

つまりはレイノルズ数との関係とほぼ同じことになりますが、
こっちのほうが空気抵抗係数Cdの変化との関連性がありそうな感じです。


まだ実験サンプル数がすくないのと、数値範囲が狭いため、なんとも言えませんが。。。



揚力係数Cl


まだ、バレルの傾きを確認していないので、
とりあえず0.28gの結果に対して、
バレルが＠2.5mで6mm上向きになっている、というのと4mm上向きになっている、の2点を仮定して、
(それぞれ着弾位置を−6mm、ー4mmして補正)
弾道計算のシミュレーションから揚力係数を算出してみました。






バレルが6mm上に向いていたという仮定からの算出値は青線でClが0.12〜0.17程度となりました。
4mm上向きの仮定ではClは0.16〜0.26程度となりました。

って、これがなんなのか、よくわかりませんので、
やはり銃身を水平に合わせてからデータをとらないとナニを測っているのかわからなくなります。

やり直してからモノ言うことにします。




  

ハリスのバイポッドは反動を人間が受けるように銃が後ろ方向に動けるような作りとなっています。
そのため、ターゲットとの距離を精密に合わせたい時には、構え方で数mmは動いてしまい難しいです。

それと、ホップ回転数を同時に計測したかったので、ストロボとターゲットの連携実験としました。
なので、部屋の都合で距離は2.5mです。




まずは、

抜き弾抵抗力を測っておきます。


ホップパッキンはデリケートなようなので、その都度測っておかないといつのまにか違ってたりするみたいです。



初速センサの一つ目の光電センサからターゲットのマト板までの距離:2.564m。
コレが後で弾道計算シミュレーションする時に重要な数値となります。



ホップ回転数測定用高速ストロボ発光部。
ここをカメラで撮影してBB弾の回転数を解析します。



ターゲットに照準を合わせないといけないのでスコープを装着。
このスコープは3mくらいからきっちりピントが合わせられます。
銃口距離2.5m+スコープ対物レンズまでの距離40cmくらいあるのでピントはほぼオッケーです。



電子ターゲットのオフセット機能を使って、ターゲットの中心と銃口の高さを合わせます。
スコープの光軸と銃身軸は平行に合わせてるつもりなので狙点は、スコープと銃身のオフセット量分上方。

今回はマウントレール上面までが31mm、スコープマウントのオフセット分が39mmなので、合計70mm。
これを電子ターゲットの狙点表示機能で表示させています。



しかし、
実際にはスコープの光軸はスコープマウント下面と平行に合わせるしかないために、
銃の方の、銃身の向いている方向とマウントレールの平行がきちんと出ていないことが多いようなので
こういう精密実験では、当てになりません。

その1の時の感じでは、7.5mで10mmくらい上向いているかな？
2.5mだと3~4mmずれてくる？
コレ、確かめるには銃を左右に倒して射ったりしなきゃいけなくて、意外に面倒なんです。


つづく


  

インナーバレルの限界短さ11mm長にて射ってみます。

例によって外観はいつもと全然変わらず。


インナーバレル全長は40mm。

ステップ加工にてφ6.05の有効長は11mmとなっています。
ほんとうはホップパッキンから抜け出てすぐマズルってのをやりたかったのですが、
パッキンはめる溝があるため、ステップ加工の深さはこれが限界でした。

バレル後端から、（玉中心を玉位置とすると）
玉の待機位置が、2mmの位置。
そこからホップパッキンに押さえられるのが約4mm。
パッキン脱出からマズルまで＝玉の加速区間は約5mm
ということになります。

マズル側から覗いてみると



とりあえず、パッキンは一撃v1 n60を使用。

ホップクリック8段にセット。
アーチ無しインナーバレルのため　抜き弾抵抗力は強めの258gf。

抜き弾抵抗力を強めにして、抜け出し速度をかせいで初速を上げる作戦。
といっても2m/sくらいしか上がらないみたいですけど。





いつもの0.28g

VSRといえば0.28g。
なんですが、初速が21m/sec程度では、いつもの半分の3.75mでも届かないので、マト距離を3mに。




もっとバラバラに散るかと思っていたのですが、そうでもないのか？いや3mにしては散っているのか？？？
この距離でも、スコープのピントが合うので、きちんと狙って射てました。
10発のCtoCは31mm。

この時のドロップ量から弾道を推定してみると

全然とびません。




あんまり使ったことない0.20g玉に変更


初速は23.5m/secとあんまり上がらない。
狙点を20mm上げて、なんとか4.5mまで離れることができました。



そんなには散らばらない？
ドロップ量は84mm。（狙点を上げているので）
10発のCtoCは29mm。

これも弾道を推定。

ホップ回転がかかっていても、進む速度が低いとそれに比例して揚力も出ないため、ドロップしてしまうようです。


ホップ抜き段抵抗力を大きめにしたので、パッキンを抜け出す時にあばれて、あっちこっちに飛ぶのを期待していたのですが、
思ったよりも全然おとなしいのかもしれません。。。。



  

ホップ回転数測定の時に作った48mm長さのインナーバレルを使って、
7.5m先のターゲットをまじめに射ってみました。


セットアップすると、いつもとそう違う感じはしません。

が、

集弾はけっこー散らばるようです。







いつもは横幅-60〜＋60mmではみ出すことはなかったのですが、
今回は-100mm〜としなければいけないほど逸れています。

ホップクリックが大きい方がまとまっていく気もしますが、
フライヤらしきものの逸れ方は小さくならないみたい。


初速が43.5m/secとかなり低いため、
飛んでいる時間が190msecと普段の2倍くらいかかっています。


ここまでで、
48mmという短いインナーバレルでは、集弾性は良くないみたいです。

で、
近くに寄って射ったら　ばらつきはどのくらい小さくなるのか？
気になったので実験です。




飛んでいる距離が長いとばらつくのか？？？


半分の距離　3.25mから射ってみたら、ばらつき量は半分になるのか？

このスコープ3mからピントが合うので、この距離でも問題なし。きちんと狙えます。
そっか、以前は狙えなかったから近づいた実験はできなかったのでした。

フライヤが無かった？？？せいなのか　まとまって見える？


飛んでいる時間は74msecと7.5mの時と比べて4割弱しかない。

理屈で言ったら、
銃口を出た時の角度でまっすぐ飛んでいくはずなので、距離が半分ならソレ具合も半分になるはず、
と思っていました。

まだ一回きりの実験なので、なんとも言えませんが、
今回に限って言えば、
ばらつきは1／2まではないみたい。
もっとまとまっている感じ。


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ーーーーーー
3.25mは近すぎました。
半分は3.75mですね。。。。汗
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となると、もういっちょ　やらねばなるまい。
飛んでいる時間が長いとばらつくのか？？？


飛んでいる時間が7.5mの時の半分くらいになる4.5m（7.5mの6割の距離）から射ってみる。

これは7.5mの時と似たようなパターン？
まとまることもあるけど、変なとこへ飛んでいくのもあり、しかもそこに複数の玉が重なる？　飛地的な？？？

これまた一回きりの実験なので、
なんとも言えませんが、
今回に限って言えば、半分くらいのばらつきになっている、とも言えるかも。　☜ 結果の誘導です。


飛んでいる時間は100msecで7.5mのときの約半分。




う〜む、
とりあえず結果まで。




  

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。