大做题家 发表于 2024-8-24 06:59:57

对“拍头助跑”现象的解释与探索——基于数值模拟方法

前段时间有坛友@yeye107 发现,在jolt等短管发射器上给气缸末端开槽/打孔能获得更高的初速,大家对这个发现甚是热情。我尝试使用自行编写的模拟程序对这个现象进行研究(更多相关文章可参考我之前帖子),现将结果总结如下:
1.气缸末端开孔会使膛内压强峰值最大时刻提前来临,使软弹加速更加急促
2.其他参数不变情况下,只移动气缸开孔位置,软弹峰值速度变化不明显
3.开孔导致的气量降低在长管情况下会倒吸软弹,造成速度下降

下面是具体数据:
首先是对发射器内弹道的粗略解释。我使用女武神的发射器参数进行模拟,关键参数主要有气缸长宽,拍头重量和软弹重量。此处拍头重30g,软弹1.2g。
下图是一次模拟的参数和数据图表,以时间作为横轴:
绿色曲线是拍头在气缸中的位置,可以看到一开始拍头运动速度较快,但移动过气缸中段时由于压缩空气巨大的回弹力不再向前运动,出现轻微的反弹现象。
红线为膛内压力,初期随拍头运动迅速增大,软弹向前加速后,又因拍头回弹和软弹前移而下降。膛内压力与软弹加速度直接相关。
黄线为软蛋速度,可见中段压力大时,软弹加速明显,前段和后段速度变化都不大。
蓝线为软弹位置,运动的前一半时间,软弹位置变化不剧烈,后半段由于加速的影响,软弹开始高速运动。
需要注意的是由于模拟不全面的影响,最终结果相对实际值(跑分)有20%左右偏高,因此不能用作准确定量分析,但可用于观察膛内运动模式的特点。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951513432_105.png
气缸开孔对内弹道的影响:
由于时间—压力曲线不能准确地反映软弹加速度和膛内位置的关系,下文图表都使用软弹在膛内的位移作为横轴,主要关注软弹加速度和速度的变化特点。首先是普通气缸,有效长度91mm:
注意代表弹丸加速度的红线,它在弹丸向前运动7mm时达到极值,约为14500米/秒平方(就是1450倍重力加速度)在此后迅速下降。黄线则是弹丸速度,可以看到在一开始的二十多厘米,弹丸速度就达到了最大值的一多半。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951513373_704.png
在气缸上开孔,将有效长度分别降低至70,55,40mm后运行模拟,可以发现随着气缸变短,峰值压力越来越大,对应的位移也越来越短。这是因为拍头在真正压缩空气前,被弹簧加速了一段距离,已经拥有一定速度。因此相比从零速度就开始压缩空气的普通情况,这种时候的拍头压缩情况要更迅猛一些,相对地,峰值后压强压强也会更快下降。
在40mm长度的情况下,弹丸的最大加速度到达了3600个重力加速度,而且此时对应的位移仅有2mm不到,可谓是十分极端了。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951513287_385.png
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951514697_449.png
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951515682_615.png
最后,我整理了几种情况下的最大速度,峰值压力,80%,90%以及100%速度对应的弹丸位置图表如下:
可以发现气缸开孔能使加速过程更急促,缩短最大速度对应的位移(也就是管长),从而改善短发射器的表现,这对短款发射器帮助比较大。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724453951521932_337.png
另外,气缸开孔貌似对峰值速度不会有太大影响——归根结底,内膛中的空气只是传递能量的介质,软弹能跑到多少分,第一看弹簧中蓄积了多少能量;第二看出膛时,这些能量有多少被传递给了软弹,又有多少耗散在了发射过程中摩擦,泄气,拍头回弹,气体未膨胀完全等等问题上。

SKYWOOD 发表于 2024-8-24 09:16:33

那 JOLT 加重拉杆(拍头)提分又是怎么回事,过去一直都认为越轻的拍头,毛的能量损失越低,分越高

大做题家 发表于 2024-8-24 09:27:46

SKYWOOD 发表于 2024-08-24 09:16
那 JOLT 加重拉杆(拍头)提分又是怎么回事,过去一直都认为越轻的拍头,毛的能量损失越低,分越高

重拍头是把压力峰值后移了,分确实不该高,可能是他气密好一些,或者轻拍头有振荡等问题导致的

一拳超鸭 发表于 2024-8-24 09:42:54

牛的,技术贴

恋恋无所谓 发表于 2024-8-24 09:47:00

困了https://shuidan.app1.magcloud.net/public/emotion/face_014.png

z.v.g 发表于 2024-8-24 09:49:31

软弹区有自己的无余大佬https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wangchai.png

z.v.g 发表于 2024-8-24 09:51:12

那气缸开孔有没有一个最佳的比例,既保证速度最大又尽可能多地保留气量?

大做题家 发表于 2024-8-24 10:11:47

z.v.g 发表于 2024-08-24 09:51
那气缸开孔有没有一个最佳的比例,既保证速度最大又尽可能多地保留气量?

需要实验佬去做https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_048.png

大做题家 发表于 2024-8-24 10:20:40

z.v.g 发表于 2024-08-24 09:51
那气缸开孔有没有一个最佳的比例,既保证速度最大又尽可能多地保留气量?

主要我模拟下来,气量跟跑分关系不很明显

DEfox 发表于 2024-8-24 10:41:07

SKYWOOD 发表于 2024-08-24 09:16
那 JOLT 加重拉杆(拍头)提分又是怎么回事,过去一直都认为越轻的拍头,毛的能量损失越低,分越高

卷毛的粗细圈数长度都要考虑拍头越重,相同配置下低分越不稳定。

迷彩喵喵 发表于 2024-8-24 10:42:29

这个和长电一样,弹簧刚开始释放的的时候弱气流(低压气流)将向前推动,从而减少了加速空间,长管上影响并不明显,但是短管就非常明显,气缸前部打孔实际上是让低压气流不足以推动前进,等压力进一步上升,开孔排气速度不足的时候,就可以在压力更高的时候推动,从而提升分数。
综上,理论来说,气缸尺寸一定,开孔尺寸越小,开孔数量更具实际测试来调节,且开孔区域要分布均匀
ps:短管长电的解决方案更暴力,1是增大流量2是不让乱跑(阻蛋器)

究竟要多软 发表于 2024-8-24 10:45:33

个人觉得:通过拍头⭕️的微调(外径、线径),也可以改善考试成绩。
实测:短猫,打印不同直径拍头⭕️槽(原版-0.2、+0.2、+0.3),原版⭕️规格(绿氟胶材质),分值波动比较明显。
因打印配件的尺寸不确定性(耗材不同、设备不同、参数设置不同),只做结论性说明,参数无法通用。仅供有兴趣的友友参考。

祁少 发表于 2024-8-24 11:44:32

牛逼,但看不懂https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_055.png

yeye107 发表于 2024-8-24 13:20:42

厉害厉害

yeye107 发表于 2024-8-24 13:27:51

大做题家 发表于 2024-08-24 09:27
重拍头是把压力峰值后移了,分确实不该高,可能是他气密好一些,或者轻拍头有振荡等问题导致的

把加重拍头,想象成车身重的车辆在高速行驶中,相对于于车辆轻的,车身重的受到的风阻影响更小;我在配重的情况下,重蛋的提升相对于轻蛋提升更多,轻蛋提升反而较小。我的理解是大重量的惯性作用对抗了软弹在内管时候的重量和摩擦阻力

大做题家 发表于 2024-8-24 14:07:35

yeye107 发表于 2024-08-24 13:27
把加重拍头,想象成车身重的车辆在高速行驶中,相对于于车辆轻的,车身重的受到的风阻影响更小;我在配重的情况下,重蛋的提升相对于轻蛋提升更多,轻蛋提升反而较小。我的理解是大重量的惯性作用对抗了软弹在内管时候的重量和摩擦阻力

使用的软弹越重,越难以被气压推动,这会导致软弹的起动更慢,因此,相较于轻弹,重弹在起动阶段运动到对应位置时耗时更长,拍头的压缩程度越剧烈,气压也就越高。这对应着位移——压力曲线中,压力峰值的提前和增大,也就是说更适合短管

大做题家 发表于 2024-8-24 14:10:38

yeye107 发表于 2024-08-24 13:27
把加重拍头,想象成车身重的车辆在高速行驶中,相对于于车辆轻的,车身重的受到的风阻影响更小;我在配重的情况下,重蛋的提升相对于轻蛋提升更多,轻蛋提升反而较小。我的理解是大重量的惯性作用对抗了软弹在内管时候的重量和摩擦阻力

没仔细算过拍头加重的影响,以下是一组气缸不开孔,拍头由30g增重至100g的测试数据,可见压力曲线平缓了很多,峰值压力小,峰值位移靠后。或许能作参考
http://picapp.sdgun.net/pic/20240824/1724479802572683_478.png

黄教授 发表于 2024-8-24 21:57:34

大做题家 发表于 2024-08-24 14:10
没仔细算过拍头加重的影响,以下是一组气缸不开孔,拍头由30g增重至100g的测试数据,可见压力曲线平缓了很多,峰值压力小,峰值位移靠后。或许能作参考

意思是不是:重拍头差不多只能用在大气量长管上

黄教授 发表于 2024-8-24 22:03:57

大佬,我观察本文的结论,引申出的观点:1.气密的时长与软弹的峰值速度有关,非短手型发射器更应该优化气密的时长和管长的匹配;2.短手和切短管可打孔,长管效果不明显

大做题家 发表于 2024-8-24 23:36:18

黄教授 发表于 2024-08-24 22:03
大佬,我观察本文的结论,引申出的观点:1.气密的时长与软弹的峰值速度有关,非短手型发射器更应该优化气密的时长和管长的匹配;2.短手和切短管可打孔,长管效果不明显

正确的

几十个武器战 发表于 2024-8-25 00:43:47

好好好,虽然我不懂奶芙,但是这是真有活儿的!顶!

黄教授 发表于 2024-8-25 01:04:07

大佬,以您的论文结果,再结合鹞鹰的实例,可以得出以下结论:在气釭气量足够且不开孔的的情况下,可以在软弹零速段施加适当阻尼来匹配拍头的加速过程,这样不使用过长管也可达到高速。鹞鹰就有550不如450的实测例,我没有鹞鹰,只是盲猜鹞鹰内管夹持的那个零件上两个密封圈有阻尼软弹的作用。

黄教授 发表于 2024-8-25 01:06:31

谢谢大佬!大佬最帅!您的几篇论文让我学到了很多惊人的知识!

顾不德 发表于 2024-8-25 07:19:53

我听大命题家说:题目:论有效节省管长。
注释,在拍头逐渐加速到最大的过程中,如何尽可能减少海绵宝宝在气管中的位移,使压力可以尽量长时间维持高值?

第二个问题:如何在达成上述目标的要求下,抵抗气密区压力对拍头的减速与干扰?

天下皆知善之为善,斯不善已。兄弟搞科研出成果本身很好,但是一旦众所周知,一定有人拿来做不好的事。任何好东西都怕天下皆知。

大做题家 发表于 2024-8-25 09:10:58

顾不德 发表于 2024-08-25 07:19
我听大命题家说:题目:论有效节省管长。
注释,在拍头逐渐加速到最大的过程中,如何尽可能减少海绵宝宝在气管中的位移,使压力可以尽量长时间维持高值?

第二个问题:如何在达成上述目标的要求下,抵抗气密区压力对拍头的减速与干扰?

天下皆知善之为善,斯不善已。兄弟搞科研出成果本身很好,但是一旦众所周知,一定有人拿来做不好的事。任何好东西都怕天下皆知。

内弹道学罢了,随便找本大学课本,讲的都比我好

二氧化碳氩弧焊 发表于 2024-8-25 10:27:08

大家在聊啥高深的东西?虽然听不懂,但是好像很厉害的样子https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_046.png 最后得出的结论是:短款短管发射器,气缸上开槽泄气能加速拍头回弹从而显著提高跑分? 是这个意思么? 那我不开槽,把管子换稍长一点的不是一样能提升跑分么?费劲去开槽干嘛?短款发射器本来气量就小,再开槽泄气,就没多少有效气量了。

大做题家 发表于 2024-8-25 20:38:45

二氧化碳氩弧焊 发表于 2024-08-25 10:27
大家在聊啥高深的东西?虽然听不懂,但是好像很厉害的样子 最后得出的结论是:短款短管发射器,气缸上开槽泄气能加速拍头回弹从而显著提高跑分? 是这个意思么? 那我不开槽,把管子换稍长一点的不是一样能提升跑分么?费劲去开槽干嘛?短款发射器本来气量就小,再开槽泄气,就没多少有效气量了。

你说得对,但长管下场不方便,而且jolt之类的,用短管就能高分不是更好吗?

顾不德 发表于 2024-8-25 22:21:28

大做题家 发表于 2024-08-25 09:10
内弹道学罢了,随便找本大学课本,讲的都比我好

还有这门学科?希望兄弟能找到做产品的大佬一起干。通过提高弹簧和管长功效的效果解锁新结构,作出更有意思的产品

大做题家 发表于 2024-8-25 22:23:35

顾不德 发表于 2024-08-25 22:21
还有这门学科?希望兄弟能找到做产品的大佬一起干。通过提高弹簧和管长功效的效果解锁新结构,作出更有意思的产品

https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_076.png感谢认可

想整一把突 发表于 2024-8-26 10:11:17

敢问英雄出处?优秀哇
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