【理论】不同初速下轴承管度数选择

Wisson · 发表于 2024-2-20 22:27:17

本帖最后由 Wisson 于 2024-2-21 09:06 编辑

海绵软弹发射器（NERF）是一种以发射条形海绵作为弹丸发射的玩具，因其外形多元、造型科幻、对人体不易造成伤害等诸多优点，成为一种时下流行的玩具而深受大众喜爱。

为增加海绵软弹发射器射击精度，针对海绵软弹特点，一些发射口前端装置被设计出来，用于给条形海绵弹附加射击法向旋转，保持弹体飞行稳定，例如：鱼线管、轴承管等。

实践证明，海绵弹体旋转过快或过慢都会失稳。因此，轴承管被设计为不同螺旋角度，用于匹配不同初速。但关于初速与螺旋角的关系缺乏进一步研究。本文将通过理论计算重点讨论不同初速下轴承管螺旋角的匹配关系。

基本参数概念：
螺旋角，是指轴承管导向轴承平面与发射管法线的正投影夹角。
缠距，弹道学概念，原指枪管中膛线旋转一周所前进的距离，本文指按轴承管螺旋角导向下弹体旋转一周前进的距离。
初速，海绵弹体脱离发射口瞬间的运动速度。
转速，海绵弹体旋转的频率。
公式如下：

海绵弹体旋转飞行时，由于陀螺效应，其能保持稳定的姿态飞行。但转速不是越快越好。对于海绵弹体，转速低于90r/s或高于300r/s时，会出现失稳，而相对稳定的转速应在150-200r/s之间。本文以上述数值作为参照，得出如下表：

上表中，绿色单元格为转速150-200r/s的区间；黄色为90-300r/s区间。

根据上表，可进一步得出不同初速下推荐的轴承管螺旋角范围，详见下表：

以及，不同螺旋角下匹配的初速，详见下表：

结论：
本文通过理论计算，得出轴承管螺旋角与初速之间的关系：
1. 相同初速下，螺旋角越大，转速越高；
2. 根据海绵软弹玩具常规初速区间，螺旋角推荐范围为5.0-8.5度，低于4度或高于11度在常规初速下没有正向意义；
2. 初速55m/s，最适配螺旋角为7.5度；
3. 螺旋角7.5度，适配初速47-62m/s，最适配初速54m/s，是最目前政策环境下最推荐的度数；
4. 详细结论详见上述表格。

以上。欢迎各位玩家实践验证。

题外补充：
鱼线管度数通常是指鱼线在装置内旋转的总角度。鱼线管度数可套用如下公式近似换算到等效轴承管度数：

a = arccot (180*L / b*13*Pi)

a——等效轴承管度数(度)
b——鱼线管度数(度)
L——鱼线管有效作用长度(mm)
Pi——圆周率

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老斟茶 · 发表于 2024-2-20 22:30:27

好嘞，进无余去吧

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白凌楚 · 发表于 2024-2-20 22:45:03

好贴

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