Herezje o trajektoriach, spinach, zachowaniach pędu i efekcie Magnusa

[wikol213]

Temat wydzielony z wątku o swd, gdzie chłopaków poniosły akademickie rozważania na temat podkręcania kulki, zasięgu maksymalnego, stałej różniczkowej, wilgotności gruntu i co tam jeszcze im fantazja podpowiedziała. Na trzeźwo nie idzie tego czytać ze zrozumieniem, więc browar w łapkę i zapraszam do lektury.

Mendi

 

Ja testowałem tak:

 

SWD A&K

•komora PPS (po moich przeróbkach , sciska kołnierz tak ze nie podwija go ani nie rozdmuchuje)

•lufa 650 mm madbull steel

•600fps

•kulki 0.4 madbull

 

1. G&G ZIELONA

- dziadostwo , kulka na 70 m podlatuje tak ze szkoda hopka podkrecać bo nad krzyżem 2 metry potrafi leciec , jak skręce hopka to skuteczny mam max 70m

 

2. ER-HOP - modyfikacja komory (zfrezowane okno na dystanser na kształt prostakątu o wymairach ~2x~4)

Dystanser odpowiednio dobrany , hybryda plastiku i gumy (miekkiej i sprężystej , jakiś kauczuk)

-na 0.4 kulka potrafi dolecieć na 110m przy ustawionym hop upie tak , że kulka leci parabolą lecz różnica wysokości to max 1m

oczywiście skuteczny to takie 90m , potem troche zwiewa .

 

Aczkolwiek na r-hopie uzyskałem o wiele lepsze skupienie niż na gumce hop up. W okno sąsiada (świetlik w dachu) na 70m siadało z zamknietymi oczami , a z 90 m trzeba było celować a i tak każda kulka wchodziła. Na gumce g&g nie dolatywało , a na 60m już kulka schodziła tam gdzie sie jej chciało.

 

i Ciekawostka , Wintorezem FC z r-hopem 500fps , na kulkach 0.4 potrafie ludzi sciągać z 90m.

[mareq]

Sąsiad się nie burzy, że mu strzelasz w okno? :)

Z tym Wintorezem tp pokrywa się z moimi obserwacjami. Zasięg w głównej mierze zależy od masy kulki a nie fpsów. Kulka 0,45 lecąca 350 fps leci dalej niż 0,36 mająca powiedzmy 500. Obecnie do PMa z 360fps (na 0,2) używam kulek 0,23 lub 0,3 a do szturmówek 0,3 lub 0,36. Ja i tak strzelam na semi i pojedyncza wolno lecąca kulka jest trudniejsza do zauważenia niż seria. Grunt tylko dobrać gumkę, która dobrze sobie poradzi w takich warunkach.

[shamoth]

@mareq

Ciężka kulka, duża powierzchnia podkręcająca z odpowiedniego materiału i dobranie prędkości to klucz do dalekiego i celnego/powtarzalnego zasięgu. Jedyny minus to stosunkowo długi czas lotu kulki, która ma zgromadzony spory zapas energii w spinie. Sprawdź sobie Long Range Barrel, z tym że w oryginale z przed bodajże 15 lat lufa przy strzale cofała się z tego co pamiętam.

[mareq]

Ja osobiście właśnie stawiam na wolniejszy ale dalszy lot. Generalnie to spadek czasu lotu nie jest taki znaczny. Lżejsza kulka ma mniejszy pęd i spadek prędkości w funkcji odległości jest chyba większy. Do tego kulka wystrzelona z większą prędkością szybciej tą prędkość wytraca. Kulka ma stały współczynnik oporu aerodynamicznego (uproszczenie, żeby nie wgłębiać się w chropowatość powierzchni). Z tego co kojarzę to siła oporu jest proporcjonalna do kwadratu prędkości, zatem po opuszczeniu lufy lżejsza kulka szybko straci pierwotną prędkość a w konsekwencji czas lotu na zadanym dystansie dla lekkiej kulki nie będzie proporcjonalnie krótszy niż dla ciężkiej kulki lecącej z mniejszą prędkością. Chciałem to kiedyś policzyć ale o ile sam przypadek rzutu poziomego nawet z uwzględnieniem oporu aerodynamicznego jest stosunkowo prosty do obliczenia to już dołożenie efektu magnusa przerasta moje możliwości. Zawsze byłem z obliczeniami na bakier. Wolę podejście praktyczne i to mnie skłoniło do stosowania cięższych kulek niż inni by polecali.

 

Kończę już offtop. Jakby byli chętni do prowadzenia dalszych rozważań to może warto założyć osobny temat a Mendi pewnie i tak posprząta :).

[shamoth]

Faktycznie robi się OT ale nie wiem czy gdziekolwiek tutaj jest miejsce na rozważania akademickie także ryzykując gniew Mendiego pozwolę sobie na jeszcze mały OT...

Spin kulki powoduje powstanie efektu magnusa, który wytwarza siłę nośną dzięki czemu kulka nie opada. Sam spin odpowiada jeszcze za efekt żyroskopowy dzięki czemu kulka jest stabilna a efekt magnusa odpowiednio ukierunkowany.

Zrywanie kulek w górę to efekt zaburzenia równowagi między pędem, jego wytraceniem, a obrotem kulki wytwarzającym nadal efekt magnusa.

Zrywanie na boki oznacza, że przy okazji efekt żyroskopowy, często wynikający z jakości/rozłożenia masy w kuce, osłabł na tyle by kulka nadal wytwarzająca efekt magnusa obróciła się przez co magnus nieukierunkowany prostopadle do ziemi wypycha kulkę w bok.

Japończycy projektując pierwsze repliki znaleźli złoty środek dla narzuconego limitu mocy.

Reszta świata prześcigająca się w wyścigu zbrojeń ASG chyba zapomniała o tym że wraz ze wzrostem mocy trzeba zrównoważyć pozostałe czynniki.

Innymi słowy im mocniejsza replika tym gęstszych kulek trzeba używać i wkręcać ja na wyższe obroty, magazynować w spinie więcej energii.

Co nie zmienia faktu, że i tak przy optymalnym skalibrowaniu repliki wraz ze wzrostem energii efekt tego jest coraz mniej widoczny by w pewnym momencie dobić do ściany wymagającej zapewne innego podejścia i przekonstruowania całego systemu/zamysłu asg...

Nie bez powodu Spajda spędza tyle czasu kalibrując repliki i upierdziela ręce przy dupie temu kto sobie coś tam poprawia wedle uznania.

Królestwo dla tego kto przy obecnej różnorodności kulek i materiałów na gumki stworzy kalkulator który wypluje jakich kulek należy używać przy jakich prędkościach z hopem o jakiej powierzchni i grubości materiału i sile docisku...

Edited June 21, 2017 by shamoth

[Mendi]

@Shamoth

reszta świata to raczej ma obostrzenia do do dżuli lub fps i kombinuje jak na niskich fps osiągnąć większy zasięg, stąd wszelkie wynalazki nietypowe.

 

Poza tym lepszy naukowy bełkot - czyli OT o spinach, zachowania pędu i efektach magnusa, niż o dupie Maryni.

 

No nic, na razie testuję również w swd lufę i gumę Poseidona. SPrawię sobie pewnie tą modify przy kolejnym zamówieniu części.

[mareq]

Swoją drogą nie rozumiem dlaczego elektryki mają swój rodzaj gumek. Ostatnio dochodzę do wniosku, że dużo lepszy jest standard VSR. Tam się kołnież nie podwinie, uszczelnienie z dyszą dużo lepsze, uszczelnienie na lufie lepsze, stabilizacja gumki względem komory,..

[Mendi]

TM tak kiedyś wprowadził gumę aeg, pozostali klonowali i tak zostało.

Również uważam że guma typu vsr ma lepszą budowę, choć ciężko o te gumki z dobrej mieszanki. Swego rodzaju hybryda gumki aeg i vsr, były gumki pj - czarne, grube, z kwadratowym, grubym kołnierzem. Dysze uszczelniały się na tym świetnie, a kołnierz nie rozsypywał się w ciągu miesiąca. Problemem była dosyć krucha mieszanka z której były wykonane, zimą twardniały i się rozsypywały.

[mareq]

Czas lotu nie dawał mi spokoju. Wziąłem równania dla rzutu poziomego. Dla uproszczenia zasymulowałem efekt magnusa poprzez założenie przyspieszenia grawitacyjnego równego 0. Wydało mi się logiczne, że skoro dążymy do lotu po linii prostej, to takie uproszczenie ma sens. Jedynie nie poznamy zasięgu maksymalnego. Problemem jest również ustalenie właściwego współczynnika oporu aerodynamicznego kuli, bo różne źródła podają różne wartości wahające się od 0,45 do 0,7.

Poddałem porównaniu lot kulek o wadze 0,20 i 0,45. Kryterium doboru prędkości wylotowej była ta sama energia kulki na wylocie 3,54J. Poniżej wyniki obliczeń:

Jak widać lżejsza kulka znacznie szybciej wytraca prędkość i w dotarcie do 70 metra nastąpi w takim samym czasie.

[shamoth]

Uproszczone ale pokrywa się z praktyką, czyli jakieś 110m na najcięższych kompozytach przy dobrym złożeniu i wyregulowaniu.

Opór aerodynamiczny kuli może być zmienny w zależności od spinu, zmienia się wektor sił powodujących wytracanie pędu z czołowego na skierowany bardziej od dołu, i faktury/powierzchni, która potrafi efektywnie zmniejszyć lepkość powietrza na styku z kulą.

Nie bez powodu piłki golfowe mają taką a nie inną fakturę ;)

Dzięki mareq, dał byś radę nanieść jeszcze dla 0.67g i 0.87g?

[mareq]

Nanieść dodatkowo czy zrobić wykresy tylko dla tych 2 wagomiarów? Zrobiłem sobie arkusz, który automatycznie maluje dla 2 wag ale mogę go rozszerzyć jak trzeba.

[shamoth]

Zrób 4 na jednym jak możesz, zobaczymy jaki sens ma zabójcza ceramika i śmiercionośna stal ;)

[mareq]

Chyba ta stal nie taka straszna, zakładając że masz gumkę, która tym pokręci. Zrobiłem symulację dla 5 przypadków. Cztery z nich to strzał z energią 3,88J co daje w przeliczeniu 650fps na 0,20g. Są to przypadki BB1 i BB3-BB5. BB2 to Well G96 z magazynkiem CO2. Po pomiarach mi ręce opadły i do ludzi używam tylko magazynków na GG. Poniżej dane do obliczeń i wykresy:

 

 

Zacząłem dalej zgłębiać temat i okazuje się, że współczynnik oporu zależy od prędkości a ściślej od liczby Reynoldsa. Po pierwszych szacunkach na szczęśie można założyć, że jest on stały w naszych zakresach i zbliżony do tego k=0,47.

 

Dorzucam poniżej wykresy policzone dla całkowitego czasu 6s:

 

Pojawia się tylko pytanie: gdzie jest granica zasięgu? Czy kulka ma tam jeszcze 50-110fps?

Tak wogóle to zmierzyłbyś ile masz faktycznie fps na tych ciężkich kulkach. Aż mnie korci, żeby zobaczyć ile ten Well wyciągnie na stali.

Edited June 23, 2017 by mareq

[shamoth]

Stali nie miałem okazji chronować a i gumka lipnie kręciła ale przy 600fps na 0.2 ceramika 0.67g miała 345fps przy ustawionym hopie i jeszcze starej dobrej miękkiej gg także arkusz chyba dość dobrze liczy. Nie wiem przypadkiem czy ustawienie osi czasu jako y i odwrócenie wartości na osiach nie było by wizualnie lepsze żeby odczytać spadek energii/prędkości z upływem czasu.

Edited June 24, 2017 by shamoth

[B3Lf öÖö (LastSniper)]

Czas lotu nie dawał mi spokoju. Wziąłem równania dla rzutu poziomego. Dla uproszczenia zasymulowałem efekt magnusa poprzez założenie przyspieszenia grawitacyjnego równego 0. Wydało mi się logiczne, że skoro dążymy do lotu po linii prostej, to takie uproszczenie ma sens. Jedynie nie poznamy zasięgu maksymalnego.

(...)

Idea słuszna jednak symulowanie ruchu w linii prostej w tym wzorze powoduję nie tyle, że kulka wytraci prędkość i nagle się zatrzyma, co błąd który ujawni się przy przekształceniu wzoru na zasięg gdzie 'g' w mianowniku wskazuję, że zerowanie jest niemożliwe. Wzór jest i tak mega uproszczony ale właśnie dzięki założeniu ruchu przy powierzchni ziemi możemy jako ruch poziomy przyjąć kumulacje ruchu w poziomie i pionie 8-)

 

(...)

Problemem jest również ustalenie właściwego współczynnika oporu aerodynamicznego kuli, bo różne źródła podają różne wartości wahające się od 0,45 do 0,7.

(...)

Bo nie jest możliwe aby wartości była taka sama dla kuli o prędkości 100m/s i 1000m/s zmienia się lepkość i przede wszystkim ciśnienie 'ściany' powietrza przed kulką.

 

(...)

Zacząłem dalej zgłębiać temat i okazuje się, że współczynnik oporu zależy od prędkości a ściślej od liczby Reynoldsa. Po pierwszych szacunkach na szczęśie można założyć, że jest on stały w naszych zakresach i zbliżony do tego k=0,47.

(...)

Chaotycznie mówiąc opór jest wektorem który działa ze zwrotem przeciwny, do kierunku ruchu obiektu. W tym miejscu pojawią się współczynnik Reynoldsa który dla prędkości kulki przyjmuje wartości wprost proporcjonalne a co za tym idzie należałoby rozbić trasę kulki na odcinki o stałej długości i włączyć w obliczenia stratę prędkości na każdym odcinku ażeby współczynnik dał się poprawnie dobrać :maniak_OK:. Jak kulka opada zmienia się obszar ciśnienia wokoło niej, na wysokości strzelca jako powiedzmy 2m podczas opadania na wysokość 1m kulka będzie stopniowo przesuwać obszar ciśnienia nastąpi więc też zmiana prędkości obrotu samej kulki żeby to redukować przez co dzięki temu, że istnieje to nieszczęsne 'g' współczynnik będzie nadal zmieniał się proporcjonalnie.

 

(...)

Pojawia się tylko pytanie: gdzie jest granica zasięgu? Czy kulka ma tam jeszcze 50-110fps?

(...)

Przy założeniu, że 'g' istnieje i rozłożymy ruch kulki na odcinki można to obliczyć ale niestety tylko dla jednej wagi i prędkości początkowej :maniak_smutny: co do prędkości kulki na końcu jej drogi można to oszacować wykresem.

 

 

Pierwszy raz widzę, żeby ktoś się tym zajął na poważnie i jestem pod ogromnym wrażeniem włożonej pracy i jej wyników :maniak_OK:

Edited July 21, 2017 by B3Lf öÖö (LastSniper)

[Szajnatałn]

Aleś Last namieszoł, o cholera :D.

 

Zabierajcie się do woli. Przy tej ilości urpszczeń te obliczenia są funta kłaków warte. Wziąć kulki, iść w teren, sprawdzić. To jest jedyna rozsądna metoda badawcza w tym przypadku.

[shamoth]

Też nie do końca. Każda replika/konfiguracja inna. Fakt dużo uproszczeń ale z drugiej strony żeby to zrobić jak należy trzeba by było robić "próbkowanie" i masę obliczeń z uwzględnieniem zmiennych co tysięczna sekundy. Zamysł raczej był taki żeby sprawdzić ile teoretycznie można wycisnąć z konkretnej masy i mocy żeby zobaczyć jak daleko jesteśmy od ideału. W samych obliczeniach brakuje jeszcze zmiennej wartości spinu bo ten w zależności od kulki, gumki i docisku też będzie zmienny a rzutuje na wyniki.

[Szajnatałn]

Ales Ty się dosrał do tego słówka "spin". Przecież "spin" to jest coś zupełnie innego... Nie, żeby to był jakiś wielki problem skoro to tak chcesz nazywać, po prostu gwałci mnie po oczach :D. Tak jak "wagomiar" w miejscu "wagi" :D.

[shamoth]

To jak to po polskiemu krótko nazwać? Moment obrotowy, wirowanie, kręcenie, w anglojęzycznych publikacjach używają spin'u i bynajmniej nie w odniesieniu do fizyki kwantowej czy klasycznej. Tak mi wygodnie podobnie jak unikania międzymordzia ;)

[B3Lf öÖö (LastSniper)]

Ja tam bym się tego spinu aż tak nie czepiał :icon_rolleyes: . Jeżeli uznamy za spin moment pędu który jest związany z ruchem obrotowym ciała to może to być spin :) po angielskiemu nie mają słów na wiele zjawisk więc w zależności od tematyki słowa zmieniają znaczenie :maniak_OK:

 

Da się to policzyć jeżeli przyjmiemy jakąś stałą, powtarzalną trajektorie na dystansie 100m z próbkowaniem co metr z uwzględnieniem miejsca w którym obszar nadciśnienia i podciśnienia wokoło kulki spowoduje, że wartość (uwaga) spinu ulegnie zmianie i kulka zacznie wesoło opadać. :maniak_luzik:

[mikadorus]

Mam drobne pytanie: mam SWD, które nadaje kulce o średnicy 5,95mm i masie 0,2g prędkość 590fps, 10cm od końca lufy. Używam gumki HU o twardości 65RH, przy zastosowaniu kulek o współczynniku tarcia 0,09, o zadeklarowanej masie 0,4g. Lufa posiadała niski współczynnik tarcia niwelowany zaraz po opuszczeniu komory poprzez umieszczenie kuli na poduszce powietrznej przy krawędziach lufy.

Używałem stockowego dystansera dodawanego przez airsoftpro do ichniejszej komory. No i teraz mam pytanie: na ile gramów ustawić nacisk dystansera na gumę w celu optymalizacji osiągów repliki? Chodzi mi o to by spin jak najdłużej niwelował opadanie kuli poprzez wytworzenie efektu magnusa.

Edited July 24, 2017 by mikadorus

[mareq]

Nie podałeś temperatury, wilgotności powietrza, kierunku wiatru, ilości smaru wchłoniętego przez gumkę (mówimy o cząsteczkach wydostających się z cylindra).

Tak poza tym to z tym pytaniem do CERNu albo jakiegość MIT :).

Moim głównym celem było zobrazowanie jak wygląda czas przelotu kulek o różnych masach.

 

Dajmy Mendiemu czas na wydzielenie wątku a potem będziemy kontynuować dywagacje :).

[Szajnatałn]

Spin to spin, wirowanie to wirowanie, moment pędu to moment pędu :D. W literaturze anglojęzycznej używają wielu słów o mnogich znaczeniach ponieważ język ten jest prymitywny i prosty, na WMASGu PODOBNO powinniśmy używać polskiego. Ale nieważne :D. Jeśli mówimy o fizyce klasycznej i po polsku to powinniśmy tu wstawić "moment pędu" albo prościej, prędkość obrotową.

 

 

Da się to policzyć jeżeli przyjmiemy jakąś stałą, powtarzalną trajektorie na dystansie 100m z próbkowaniem co metr z uwzględnieniem miejsca w którym obszar nadciśnienia i podciśnienia wokoło kulki spowoduje, że wartość (uwaga) spinu ulegnie zmianie i kulka zacznie wesoło opadać.

 

To o czym piszesz to nie tyle policzenie co "oszacowanie przez ekstrapolację" XD. Nie próbkuj co metr, rachunek całkowy i różniczkowy wymyślono już w starożytności :D, właśnie po to. A potem możemy radośnie wziąć nasze symulacje i rozbić je o twardą ścianę rzeczywistości <3 gdzie kulka nigdzie nie poleci bo spuchła i zacięła się w lufie. Albo w magu.

[B3Lf öÖö (LastSniper)]

Ja mam swój spin w fizyce klasycznej i będę go bronił choćby na nowej magisterce :maniak_jezyk2: .

Tak się czepiając to większość obliczeń to szacowanie :icon_cool: .Wbrew pozorom da się to policzyć nawet dla tak dzikiego współczynnika jak 0,09 :teeth:. Najlepiej ustawić pomiędzy połową a słowem honoru.

[_Czarny_]

Czystym przypadkiem zajrzałem bo tytuł topicu jakiś dziwny. Łojapier...... :icon_eek:

 

Co zostało zobaczone nie może zostać odzobaczone :hahaha:

 

Nieśmiało poproszę o więcej :icon_mrgreen: