らくがき帳

抜弾抵抗力からホップ回転数は求められるんじゃないかな？
しばし、考えました。

抜弾抵抗力によって
BB弾がパッキンから抜け出る時に
弾の半径x抵抗力　のトルクを受け、回転運動を始めます。

BB弾が保持されているところからパッキンから抜き出るまでの距離　=　長掛け距離の間、
BB弾はホップパッキン上を転がって回転力を与えられるんじゃないかな。
（逆さまにして見ると、車輪が地面を転がるのと同じように見えます。）


データ再掲



そうすると
弾道計算の時の物性表

と言っても、弾の直径、質量と重力加速度くらいしか使いませんが。

計算表


球体の慣性モーメントと回転運動方程式から
弾の角加速度を求めることができます。

回転角度から加速時間が求められましたが、合ってるんだろうか？？？

この時間と角加速度で回転数が求まりました。


この例では

抜弾抵抗力　62gf（弾棒をバネばかりで引き抜いて測定）
BB弾質量　0.28g
ホップパッキン長さ　3.5mm（弾棒で保持位置から引き抜きまでの寸法を測定）
で、
ホップ回転数　233rpsと求まりました♪


シキノートさんのところでは、100〜300rpsの例が書かれているので、
大きく外れているということはないかなとか思います。


合わない原因として考えられるのは、
パッキンとBB弾のスリップ
動摩擦と静止摩擦による抵抗力の変化
パッキン形状と変形による抵抗力の変化
抵抗力の測定方法
(弾棒のBB弾は回転しないので、抵抗力は大きくでる？
　引っ張る速度で抵抗力は変わる？
　静止状態から転がり始めるのと　動いている途中でかかる=つまづきホップ　の時で違うはず)


など


つづく


追記（2020.5.4）ーーーーーーー

うんにゃ
弾を押す力（エア圧）と
弾がそこにとどまろうとする慣性力と
パッキンによる抵抗力と
弾の慣性モーメントと
あとなんだろう？なにがしかの力。。。

これらの全ての力の釣り合いで　弾が動くんだから、
上の計算だけではダメっぽい。

弾道計算と実測比べてみると
上の計算の60〜70％くらいの回転数な感じ。











  

データ再掲




ちょっとばらつきがありますが、
抜き弾抵抗力とホップアップ量は直線的な比例から　すこしずつ傾きがなだらかになっていくような感じのようです。



ホップアップ量の計算は　シキノートさんのとことかに書いてあるんですが、まだ理解してなくてさっぱりわかりません。
これから勉強です。


つづく
  

ホップダイヤルを回すと　ネジとてこのレバーで
ホップパッキンが押されます。
その押し込み量と抜き弾抵抗力の関係を見てみます。

データ再掲




二次曲線的なんですが、ちょっとうねっています。

このうねりを無視しようかとも思いましたが、
もしかするとホップパッキンの形状によるものかな？という気がしました。


宮川のVSRパッキンなんですが、これは2本のレールのような形状となっているので、
軽く押している時はレールは平行に　上下にまっすぐ　｜｜　のようになっていても
強く押し付けると　カタカナの　ハ　の字のようにBB弾に当たる下側が開いていくのでは？とか思いました。

実射実験の際、
ホップダイアル30の時に　たまたまかもしれませんが　とてもまとまったように見えました。

このグラフでは30を境にうねっているように見えるので、
もしかしたら、30の時の押し付け力がパッキンを一番安定して使えるのかな？とか思いました。　　←妄想です。

初速のばらつきを見れるくらいにデータ数を多くしてみたら、検証できるかもしれません。
（今回のではデータ数が少なすぎ＆各条件でデータ数がバラバラ）

つづく


  

その1で苦労して撃ったデータを解析するため、
まずは
ホップの強さを変えた時の初速と
抜弾抵抗を測りました。








このエアガンではホップを強くしていくと銃口での弾のエネルギーは下がっていっています。

初速が下がるとマトに到達するまでの時間が長くなるので重力による落下量が大きくなります。



計算値と実測値は1~2cmくらいの差でおさまっているので、
弾道計算はだいたい合っているんじゃないかな
と思います。

ずれた原因として考えられるのは
マトと銃の水平をきちんととらなかったこと。（マトの方が低かったような気がする）
弾道計算の気温やその他パラメータを厳密に設定していないこと。
かな？


追記　2020/05/12-----------
空気抵抗力の計算が間違っていました。
速度をx方向とy方向の完全に別々なものとして計算していたため、
垂直方向の速度は小さいために空気抵抗力も小さくなっていました。

正しくは、弾の速度から空気抵抗力を計算して、
それをx方向とy方向の成分に分ける必要があります。
そのためには弾の進む方向(角度　仰角か俯角)のパラメータが必要になります。
計算シートに合成速度と方向を追加しました。
ｰｰｰｰｰｰｰｰ



つづく


  

スコープには一眼レフカメラのようにミラーはないので、
ミラーレスでは言い方がおかしいですが、

対物側にセンサー
接眼側はディスプレイとして
いろんな補正を加えた映像を照準に使うのが
きっとこれからのハイテクスコープとなるでしょう。

距離、風向き、重力方向、気圧、空気密度などは当然、
ナイトビジョン、サーモビジョンも顔認証も
日本で売ってるカメラ、ビデオ技術のほとんどが搭載できるでしょう。

ブレ補正とかしちゃうと、弾はあさっての方向に飛んでいく気がするので、これはボツかな？
あぁ、バイポッドかどっかにハンマー的なのを仕込んでおいて、照準のズレ分を銃身たたいてハズレ補正を力づくで加えるとかすればオッケーか（笑


直通の光線がないから
ダイレクトローレススコープ（Direct Raw Less Scope)とか命名しておきます（笑
追記
いや、ダイレクトビューレス（Direct View Less）のほうがいいかな（笑

↑妄想です。




  

エアガンを横に寝せて撃つと
重力によるドロップ量と
ホップ揚力によるホップアップ量を別々に見ることができそう。

右に寝せれば、ドロップ量は下へ、ホップアップ量は右へとなるはず。
スコープをレーザーレベルを使って銃身と平行に合わせてから実験してみました。




マトも横倒しにしたのですが、

ガンカメラの映像は、

う〜ん、なんだかよくわかりません。。。
そもそもこれは倒す方向まちがってる。


マトをたてても　なんか変。。。

弾が右へ曲がって飛んでいくのは確認できましたが、

これでは、ちっともわかりません。


。
。
。。


もう一度よく考えて、
やりなおし。

ガンカメラを縦レールにマウント。
このように右に寝せて
マトは普通にたてておけばOK。


ホップの強さをいろいろに変えて撃ちます。
ホップを強くしていくと初速が落ちるため、重力ドロップ量は計算では160〜210mmくらい
なので、照準点を上の方にもっていきマト紙を作りました。
銃口オフセットは照準点の左側へ56mmの縦線上となるはず。



ドロップ量とホップアップ量を測定することができたようです。
追記修正ーーーーーー
画像中、銃の向き　上← となっていますが、　→上　の間違いです。
動画中のは修正後の記載になっています。
ーーーーーーーーーー



一番最初のホップ5の1発目は弾ポロしそうになったため初速が低くなってドロップ量が大きかったのではないかな？
左から右に風が吹いている（というか壁のカドのため風が巻いている）ので、けっこう影響があるようです。

かなり苦しい体勢で構えなきゃいけないので、精密に撃つのは結構大変でした。
さいわい、ビデオを見る分にはそんなにへんなところへ向けては撃ってないように見えるかな。

追記
右利きなので、左に寝せれば、そんなにアクロバットな体勢にならなくて済んだのにアホでした。
運動不足で体の使い方間違ってます。。。汗



つづく

  

ガンカメラとしてRunCam2を使っています。

まず、
うちのRunCam2は初期のテスト撮影ではあんまり写りが良くなくて、
1万円以下なんだから　まぁ、こんなもんか。
と思っていました。
ドラレコくらいな感じ。。。

よく見てみると、手前の自転車にピントが合ってて、遠景はぼやけてる。
てことは。。。

分解！


レンズはねじ込んで接着されているのでカッターではみ出てる接着剤を切ると回ります。

外周で見て　ほんの1mmくらい時計方向へ締め込んだら


遠景にピントが来ました。
これならGoPro2くらいな感じかな。
まぁ、よく写ります。

（もしかして写りがイマイチな安いドラレコはピントが合っていないのかも。。。）


そんなことをしていたら、
交換レンズが到着したので
ノーマルの超広角はここで終わり。

とりあえず、家の中　10m前後での使用に合わせ、25mmレンズにしてみました。

図のようにレンズの後端からセンサー面までが6.1mmとのことですが、
カメラ側のレンズマウントのネジの深さが6mm程度しかないので、
ぎりぎり届きません。
ねじこんでも、無限遠の向こう側（四次元世界？）にしかピントはきません


なので、エクステンションが必要です。
M12P0.5のメネジは作れそうにないので、
おねじを切ってタップを作りました。

鉄で作ったので、アルミにだったら加工できます。


メスオスのエクステンションを作りましたが、
これだとセンサー面からレンズ後端までが7mm以上ないと無限遠にピントが来ません。
レンズ側を少しばかり短く切り落して、なんとかOK。

内側は艶消し黒に塗っておかないと
内面反射で赤紫色のモヤがかかったみたいな画像になってしまいます。



こんなちっこいレンズが


望遠　200mm　f2.4　相当（135換算）

おもしろい♪


でも、
望遠のアクションカムってのも、、、、、
ガンカメラ以外には使い道がなさそうな。。。。。



  

VFC M40A3のアウターバレルはアルミのパイプでt1.5くらいなので

200gです。
軽すぎて、ちょっとしらける。

デンスバーφ20xL300は

約1キロ

アウターバレルの内側に合わせて

といってもテキトーな精度でできてるので
テキトーに作ります。

先端だけきちんとハマるようにして

ガタ分はOリングで。
1本目、先端から182mmまで。

2本目はφ25のデンスバーから





3本目はφ30から


うちのミニ旋盤では、長いものは作れません。

テーパーの加工などは　いっぺんにできる長さが50mm程度
真ん中のφ8.6の穴あけも80mm深さでかなり厳しい。
両側から開けるので、芯ズレが出るし。。。

なので

3分割＆外からは見えない仕様。


インナーバレル込みで1.35キロとなりました。



削りっぱなしだと錆びるかと思い


リン酸系サビ落とし処理剤で。

これ、常温だと白っぽくなるだけなんですが、
煮込んでみたら

濃いグレーになります。
パーカ処理も似たようなものみたい？？？


黒いと　強そうですね（笑

バレルをストックと固定するのは抵抗あるんですが

まぁ、あとでなんとかすることにして、とりあえずはノーマルをいかすように逃げ加工を。

こんなんできるんだろうか？と心配でしたが、デンスバーだとサクサク切れるので
うちの非力なミニ旋盤でも　なんとか　できあがりました♪


組み立て。

外見は　まったく代わり映えしません。
でも、かまえると重くてリアルな感じ♪



で、今はこんなんなってます。（屋上スナイパー仕様）

ちょっと使い慣れてきたら、重いというのは　わかんなくなりました。

と思いましたが、
持ち上げたり、かついだりする時やっぱり重いです。


で、
これは鋳物なのでスチールアウターバレルとはいかなくて、
アイアンバレルインサート（＝ただのオモリ）ということになります。

  

RunCam2に25mmレンズをつけてガンカメラにします。

カメラの後ろに貼ってあるビニールテープはスコープ への映り込み防止です。


設定はスマホでやるのがフツーですが、

外部モニタをつなぐと本体のボタンでも設定可能です。
WiFiオンにするとかなりバッテリが減るようなので。。。



今回はビデオのモード、解像度とレートをいろいろに変えてみます。

カメラ側の画角設定はナローにしたので、135換算で200mm望遠相当な感じ。



屋上で　といっても

よその建物から丸見えなので、擬装します。



ターゲットはA4、距離　約12m。

カメラレンズのピント位置は約8mにセット。
無限から8mへは0.08mmレンズを繰り出せばいいので
レンズ回転角で60°（レンズマウントねじピッチ0.5mm）ほど反時計回りに。



240fpsは魅力なんですが、640x480では画像が荒すぎます。
FHD（1920x1080）60fpsは、ブレが大きいような？　（ブレ補正が効いてない？）

今回の実験では1280x720 120fpsがいいみたいです。
BB弾が写っているフレームは21コマ　0.2秒弱くらいでした。

かなり良く写るものですね！





  

市販のレーザーポインターは光軸があっていないようで


旋盤で回すと円を描いてしまいます。

なので

ガワを作って、四方からの押しネジで光軸を出します。




こんなもんで。。。



これを

インナーバレルに差し込んで



レーザーポイントにスコープをゼロインして
(銃身〜スコープのオフセットはそのままに)



8.5m先のターゲットに撃ったら

こんなんです。
左に5cmほどもずれてます。



レーザーが合っていないのか？
弾が曲がって飛ぶのか？

全然訳わからないので、保留中。