如何科学拉栓.2——用理论和模拟优化卷毛管长和弹重配置(能量转化率91.2%)
本帖最后由 大做题家 于 2023-12-6 15:49 编辑详细的理论基础和模型介绍请看我的上一篇帖子：如何科学拉栓。这里只作简要介绍
理论省流版：拍头会受到內膛压缩气体的巨大反推力，导致它速度减缓，甚至反向振荡，这会导致膛内气压降低，妨碍弹头加速，甚至把弹头往回"吸"。
发射器的分数和拍头前进的行程和速度直接挂钩，我们需要通过选择合适的卷毛和软弹，尽可能扼制振荡现象的剧烈程度并科学把握振荡周期，使拍头前进的速度最快，前进距离最远。最后选择合适的管长，在振荡产生负压之前让弹头出膛。
具体来说，无脑提高能量利用效率的办法是：换装轻量拍头并使用短弹簧，在初期就把拍头加到高速状态，提前内管的高压时间和峰值。在选择能拉动的短弹簧之后，再选择合适的弹重，最后匹配内管。
最近比较心仪淘宝上的女武神尾托+弹簧改件，看着能塞大根弹簧，很强力的样子。正好拿它作为例子说明如何用模拟程序进行优化选型。下图是改件的图纸：
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701844609232994_24.jpg
第一步：确定发射器的基本参数，它们包括：气缸直径，弹簧舱长度，拍头行程和拍头质量。
我使用的女武神加装了扩容拍头，弹簧舱的长度是134mm，拍头行程91mm，气缸直径38mm，拍头质量实测18g。
因此使用2*24*150卷毛的时候，会产生16mm的预压。我使用的内管长度为350mm。
将数据输入模拟程序如下。我的实测跑分在68-70左右，相差不算太大。
计算得到的效率在60%左右，比较不错..但它可以更高https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wangchai.png!
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845135727655_943.png
换用改装件之后发射器弹簧的基本参数发生了改变：我保守估计拍头的质量为60g,行程80mm。
弹簧舱长度增加到200mm，标配弹簧换成1.6*15*300的长毛，因此弹簧预压需要修改成100mm,拍头质量和行程也需要做相应改正。
计算效率为66%，提高了一些。
另外我们能注意到换装改件后弹簧的振荡现象大为改善，这可能是因为新弹簧更加强力的缘故。
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845332650458_97.jpg
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845341312695_176.png
随后，换1.8*15*220短簧，效率进一步提高。在弹簧蓄能降低的情况下，跑分反而上升了。只是短簧在行程末端会比较难拉。
这一步的效率为74%
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845596445381_374.png
我们注意到在上一步的模拟中，膛内压力峰值时间比较晚，且峰值压力也不高。鉴于出膛时气压依然足够，我们可以选择换装更重的软弹，提前压力达到峰值的时间，并增加峰值压力。
经过测试，发现1.6g的加重软弹效果最好，能量利用率达到了80%
.....只是上哪去买这么重的软弹呢，我见过最重的也就1.5g
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845846162861_17.png
最后，我们发现使用350mm内管，出膛时膛内气压仍然比较高，可以考虑延长内管，榨取最后一点能量。因此我们换装500mm内管：
换装后，效率来到了恐怖的87%！
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701845967326507_9.png
综上所述，优化发射器效率的关键是增加拍头初始阶段的速度和位移，从而适当提前压力峰值时间和压力峰值，让软弹尽快被高压推动(并延长高压时间)
达到这个目的的步骤如下：
一：首先无脑换装最轻最薄的拍头，然后装上尽可能短的弹簧，能不预压就不预压。这么做的目的是在初期释放更多能量，把拍头尽可能加速。
二：选择合适的弹重与管长。选择的弹重—管长组合应尽量满足：出膛时气压较低，确保气体内能被利用完；在此基础上选择能量利用率最高的组合。这一步可以使用迭代优化的方法完成，要是帖子火了，我就把迭代优化的代码补上。
附上模拟程序源码：https://gitee.com/Hanhsin-Zhang/nerf_sim
理论上87%不是上限，还有一定优化空间。到实测的时候肯定会比这个低一些的，因为还有漏气，非线性摩擦和一大堆流体力学的阻力问题，实测能有70%就很好了 虽然很不错，不过建议少发这种https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wulian.png毕竟咱们只是玩个玩具而已，又属于灰色地带 确实，指标一超就不好了https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wulian.png 也不是没有意义啊，可以提供一些弹簧气缸推头管长的数据，对于以后大家diy也有帮助。 人肉梯度下降，试出来的最优解是1.1g软弹配650内管，效率在91.2%
实践的话因为别的损耗肯定是要打折扣的，可能还是管长降一降，用500的稳妥
http://picapp.sdgun.net/pic/20231206/1701848232561603_623.png 看懂了，简易模拟咱们玩玩够用了。求一个鹞鹰或者海鸥的7.5J方案。 CVNAF 发表于 2023-12-06 15:51
看懂了，简易模拟咱们玩玩够用了。求一个鹞鹰或者海鸥的7.5J方案。
我只有一把女武神https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wulian.png如果你有c++环境的话可以自己跑代码，没有的话，给全上面的那些参数我也能帮你算 算得好，但是忽略了一个重要的问题：长弹簧初始推力和最大末端推力更接近，也就是说在设备最大负荷相同的情况下，长弹簧本身蓄能更多。 焉能休 发表于 2023-12-06 18:40
算得好，但是忽略了一个重要的问题：长弹簧初始推力和最大末端推力更接近，也就是说在设备最大负荷相同的情况下，长弹簧本身蓄能更多。
对，但是长弹簧末端的推力并不能有效利用，效费比的角度来看是比较低的。如果你想打鸡血极端提分可以考虑更长的，但在利用率的角度还是短毛更好 6 好，该受上赏 实在抱歉想请教一下震荡这个专业名词，请问之前提到的阻尼震荡是指在堵管测试气密时可以看到拍头在高速运动一小段行程之后开始抖动的那个运动称为震荡吗？感谢回复 苟屁不通 发表于 2023-12-09 21:44
实在抱歉想请教一下震荡这个专业名词，请问之前提到的阻尼震荡是指在堵管测试气密时可以看到拍头在高速运动一小段行程之后开始抖动的那个运动称为震荡吗？感谢回复
如果我没说清楚的话请参考这个视频，能清楚的看到拍头运动的两个阶段
http://picapp.sdgun.net/video/20231209/1702129710449754_782.mp4 跟楼主方案一致，改好了，1.4弹簧就能下场，1.6弹簧配1.5克弹，低初速稳如老狗，轻松推动复位弹弓钢靶。 大神，可以具体算算海鸥吗？需要什么数据 大佬，牛牛牛！我今天特地看了下我的发射器，用手堵住口，拍头确实会来回微震荡。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240806/1722945613348300_884.jpg
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