らくがき帳

ビデオカメラは
ブレ補正オンすると写る範囲が狭くなったり、
設定でもワイド、ミディアム、ナローと広さが変えられたりするので、
画角の数字はよくわかりません。

なので、
マイクロフォーサーズのカメラを16：9の画像横縦比にして

同じ大きさに撮れるレンズ焦点距離を見つけることにしました。

RunCam2＋25mmレンズ
ナロー設定　ブレ補正あり　では　118mm相当
ナロー設定　ブレ補正なし　では　95mm相当
とでました。



つづいて、

今時点で見たいのは弾道の上下の軌跡なので、
ガンカメラと銃口が同じ高さになるサイドマウントとしました。

とりあえずこれでテスト撃ち。

よいみたいなので、



本番一発。


BB弾の軌跡は左の真ん中辺から出てきて真ん中あたりまで上がって、落ちます。

今回はブレ補正をオフしたので、95mm相当。
縦画角は10.41度となります。

弾道計算と軌道解析を付き合わせながらホップ回転数の修正係数をいじっていくと

水平撃ち出しではこんな感じ

回転数の減衰に関する修正係数はシキノートさんの弾道と答え合わせした時の0.82に固定しています。

画像圧縮にBB弾が呑まれてしまっているようで
プレデター？みたいな　カゲロウみたいな　ゆらゆらした影になってしまい測定が難しいところがありました。
120fpsを優先して1280x720を選んでいましたが、
解像度を優先して1920x1080 60fpsにした方が良さそうです。
あと　お天気が晴れのほうがBB弾がはっきり写るようです。




もう一回
条件設定、準備に数時間。

本番二発。

データ解析に数時間。


1°仰角をつけ、上方に撃ち出したものではこんなんでした。

オレンジと緑の線は位置読取りが間違ってるみたいで、もう一度、画像のブレ(背景の移動)も考慮して読み取りし直しました。
弾が最初に画像内に出て来る高さをゼロにしてしまったのですが、これだと高さもずれてしまうようです。
（画像に出て来る時点では弾の位置はすでに上がっているので）

線が途切れているのは背景にBB弾が紛れ込んでしまって行方不明なためです。

画像からBB弾の位置を測定するとき、画像のブレがあるとやりにくいので
ブレ補正はオンにした方が良さそうです。


追記
ホップ回転数修正係数は抜き弾抵抗力とパッキンの長さから求めた回転数を
実験値に修正するために設けています。
ここまでの感じだと
抜き弾抵抗力が150gfとか大きいほどに1.0にちかく
40gfとか小さい時は0.6くらいと小さくすると
弾道がそれらしくなるみたいです。

シキノートさんのところに書いてあるバレル内の運動はまだよく勉強してないのですけど、
玉が動き出す時の挙動を考えると
玉が慣性力にうちかって加速していこうとする割合と
抜き弾抵抗力に負けてとどまろうとする割合によって修正係数的なものが決まってきそうな気がします。
なお、
抜き弾抵抗力より玉を押す圧力が強くなると
玉はパッキンとの抵抗でパッキン上を転がり始め、
パッキン長さ分転がされたところで解放され、
バレル内を本来のエア圧での加速状態となり始める。
と言った感じでしょうか。

パッキン長さが長いほど　転がされている距離が長くなって　回転が高くなるのか？
それとも単純にパッキンから抜け出た時の速度が玉の周速となって回転速度が決まるのか？
転がりの運動方程式も必要？
↑まだ妄想です。


ホップ の上がり方と下がり方が今ひとつあっていないような感じですので、
もうちょっと考えてみます。


  

ガンカメラで撮った画像からBB弾の位置を拾い出せば弾道がわかるはず！？

とりあえずテキトーに撃ったらいろいろあちこち角度やオフセットがついていて、解析がとても難しい。

時間はビデオのフレームレートからわかります。

距離はビデオではわからないので
弾道計算で時間から距離を求めます。
なので、初速データが必要です。

距離がわかれば、
ビデオ画像の写っている視野の範囲がわかるので、
BB弾が写っている位置から　弾の位置がわかります。
なので、カメラの画角を知っておく必要があります。

あとは撃ったときの銃身の角度。
水平を保って撃てば計算は簡単になりますが、実験時はなかなかそうもいかないようで。。。

弾道計算シートで

弾道を出してビデオの位置と比較していきます。

ホップ回転数のみ測定方法がなく未知のものとなっているので、
その辺を補正しながら、
弾道を近づけていくと

結構一致させることはできるみたいです。
ちょっとウサンくさいけど。。。。



正確性を増すため
まずはガンカメラの光軸を合わせます。

レーザーレベルを使って


光軸が平行になるように合わせます。

じつは、いままで、画像中心にマトの中心が来るようにとやっていたので、銃身とのオフセット分があるためかなり傾いたセットになってました。
スコープとおんなじわけですよね。

実験中は
オフセット分はオフセット分として、
スコープ、銃身、ガンカメラはすべて平行に合わせておくと計算が楽なはずです、
が、実際はそううまくはいかないようで。

スコープだけは　それを合わせられる機構が付いていますから簡単ですけど。
といまさらながら　当たり前のこと　に気づいたという訳です



つづく
  

ホップアップの計算を理解するのに結構かかりました。

計算が合っているかどうかはシキノートさんのexcelシートを利用させていただきました。
ありがとうございます。


うちはmacOSなので、excelはうとくて、Numbersで読み込んでみましたが肝心なマクロが見れません

なので、初期データとして載っていたデータとの比較となりました。


しかし、まだ回転減衰のところがさっぱりわかりません。

HP中にあった回転数減衰のグラフがほぼ直線に見えたので、
0.20g ---- 44.0rps @0m - 26.5rps @60m
0.25g ---- 45.5rps @0m - 30.5rps @60m
と1次の関数に簡略化して計算しています。
これをさらにx0.82して弾道をほぼ一致させました。
Excelシート版の回転数減衰をよーく見てみると直線にはなっていないようなので多少の誤差がでました。


図を並べてみても分からないくらいの差なので
データを並べて1枚のグラフにして詳細に見てみました。

実用範囲内では　一致している　と言ってもいいんじゃないかな？


んで、
この計算シートを使って、横に寝せて撃ったときの横ホップアップ量（実験では右への曲がり量）を求めようと
重力をゼロにしてみました。
いや、
これだと自由落下分の速度の変化とそれによる軌道の長さの変化があるので、ダメですね。

これを計算できるようにするには、
水平距離方向x、垂直方向zだけでなくて撃ち出しから見て左右方向yの計算もできるようにしないといけません。。。。


ということなんですが、

この実験をしようとした動機は、
10m程度の距離ではホップは効いていないのか？？？
というのを確かめたかったことです。

わかったことは、
撃ち出された直後からホップアップ現象は起きていて、
もしホップ無しだったとしたら、距離10mでは10cmほども弾が下へ落ちることになります。
8m先でも12m先でも狙ったところに当たるということはホップアップがそれだけ効いているということになります。
（スコープのオフセットもあるので、ホントはもうちょっとメンドー）

BB弾のエアガンにとって　ホップ はとっても重要ですね


”　寝せて撃つ　” はこれにて終わりますが、弾道計算ネタは続きます。



  

MCナイロンを旋盤で削って

銃身にはめます。



それを弾速計にはめて。

ちょっと緩かったのでテープどめ。。
これで初速測定が楽になりました。

銃が重くなったらプルプルしてTOUTになってばっかりでした。
弾速計を銃につければ、バイポッドでたてたままコッキングもできるし、安定して測定ができます。



精密射撃テストの時も付けっぱなしにしておけば、弾ごとの初速のデータがとれますね。
ホップ変えると初速が変わる銃なのでデータ採りには便利です。
いま時点では弾速計の有無で、弾道に影響は無いみたいです。





  

VFC M40A3のバレル側の固定部分をいじります。


アルミのブロックをスリットソーで切って


フェイスミルで面を仕上げ。


バレルと接するところはボーリングヘッドを使って凹アール加工しましたが、
バイトがビビれて超大変でした。

あとは穴開けたり、タップたてたり、取り付け寸法調整したり。
この銃、ストック側にもレールが付くので、
レシーバー側との平行をできるだけ出そうとしましたが、
ストック自体反ってるような感じで
あんまりうまくいかないので、ダキョーしました。
必要になったら、タクチコーライルの取り付け側で合わせたほうが良さそうです。



ホップダイアル機構をバレル側に固定してホップ強度の安定化を。
この機構を組み込むのがめんどーでした。

できました♪



バイポッド外さなくても、ストック外せる。


前側は、スリングスイベルの穴の中に低頭ボルトを潜り込ませます。
固定位置はたいして変わりませんね。
これやってみたら、どうもバレルとレシーバの結合剛性が低いようなので、
今度は、その辺改善していこう。



4mmアレンキー1本有ればストック分離可。

いや、ホップダイアル外さないといけないからプラスドライバーも必要でした。


あいかわらず、外見はなんにも変わりません