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。


  

2021年10月01日

ガンカメラで弾道解析のep.2の1 VSR

久しぶりにガンカメラで弾道を撮ってみました。
まずが、やり方忘れていて、合っているのか定かでないです。

0.28g ホップクリック20(マックス)

少しホップアップして、ずいぶん遠くまで落ちませんね。

タマモニの傾斜計機能のおかげで銃の鉛直合わせ(ホップ回転軸を正確な水平に)、仰俯角を水平に射出は簡単にできました。

解析によると、
ホップアップ量は、最大164mm @25m、
35mで水平を割る感じ。

なんですが、今度は弾道計算の方が合ってきません。。。(青線…@35mでゼロ高さに合わせた)
ホップ回転を高く計算すると、手前側が高くなりすぎるのに、
先の方の落ち方は早すぎ。

(奇跡的に玉が発見されたのですが、ほぼ60m地点。
なので、青線では厳しい。
ガンカメラ解析のオレンジ線はホントっぽいかも。)



ま、きっとなんか間違ってるだけでしょう。
余裕のある時またやってみようと思います。


追記ーーーーーーーー
上の青線は空気抵抗係数Cd=0.47で計算したのですが、
これを0.41くらいにするとオレンジ線に近くなるようなので、
確かめてみないといけません。

さらに追記ーーーーーーーーーーー
あー、違ったみたいです。
まだはっきりとは確かめていませんが、
0.20g 95m/sという軽い玉の計算弾道に似ているようです。

軽い玉も重い玉も外形は同じなので、揚力係数は同じはずです。


  

Posted by C.A.M. at 14:05Comments(0)ガンカメラ弾道計算