气缸直径，拍头质量和软蛋枪能量转化率的关系——从能量守恒视角出发
本帖最后由 大做题家 于 2024-8-29 01:17 编辑结论放前面：在国内法规限制下，软弹枪的气缸直径不宜过大，做在3cm左右即可，而拍头质量不是越轻或越重越好，需要仔细调整。
从能量守恒的视角分析软弹枪的发射，实际上是将弹簧中蓄积的动能通过拍头和高压空气传递给软弹的过程。
在这个过程中，一部分能量因为摩擦，漏气等原因耗散了，一部分能量通过气压差的方式转化成了软弹的动能，剩下的能量则残留在了拍头和弹簧上。
如何衡量拍头和弹簧上残留的能量大小？其实很简单：软弹出膛时拍头没有走完的剩余行程越长，残留在弹簧上的弹性势能越大。拍头的速度越大，残留在拍头上的动能越大。因此，提高软弹枪的能量转化效率，除了尽可能降低摩擦力和做好气密之外，还应关注软弹出膛时，拍头的运动状态。
什么样的软弹枪在效率上表现比较优秀呢？个人认为是气缸直径较小（32mm以下）的那一批。根据上文的分析，我们可以认为在软弹出膛瞬间，拍头位移尽可能长（弹簧释放充分），拍头速度尽可能低（动能残留少）的软弹枪可能有较高的效率。
在软弹枪激发过程中，向前运动的拍头会压缩空气，推动软弹前进。然而拍头本身也会受到高压气体产生的压差阻力，这个阻力的大小和膛内气压，气缸面积成正比。也就是说，其他因素不变的情况下，气缸直径的增大会极大地阻碍拍头继续前向运动压缩空气。这也是不少远古大气量发射器分数没有相应高的原因：空有大气量，弹簧却太弱无法利用。
那么如何使拍头顺利向前运动？适当降低气缸直径即可。由于法规和人力/电机的限制，弹簧的最大弹力可以说被限制在10kg以下，太大力的弹簧人拉不动，电机也带不动。对于力量受到限制的弹簧，比较好的适配方法便是使用小直径气缸，这样压缩空气的阻力会大大减小，拍头也就能顺利向前运动了。此外，拍头的重量也需要微调：太重的拍头运动慢，太轻的拍头回弹则过于剧烈。
下面是举例环节，拿我手里的女武神举例，它的原装气缸直径38mm行程80mm，我配备一根1.9*24*140,14圈预压10mm弹簧和1.2克弹，最佳的搭配是55克拍头+420内管，能达到61分的速度，利用率69%（实际要低一些，50分出头吧）。出膛时，拍头速度2.28m/s，剩余3cm位移未完成：
http://picapp.sdgun.net/pic/20240829/1724865269609587_148.png
但如果将气缸直径缩短到28mm，其余所有参数保持不变，只调整拍头质量和内管长度，那么在18克拍头+290mm内管时，能达到66分的速度，能量利用率80%。这种情况下，出膛时拍头速度2.96m/s,剩余1.7cm位移未完成，剩余的弹性势能和动能都降低了。
http://picapp.sdgun.net/pic/20240829/1724865281148192_225.png
根据上文的讨论和例子，我们或许能总结出一些设计合理气缸软弹枪的思路：首先，根据预期性能选择合适的弹簧，最好不要预压。其次，根据弹簧弹力大小选择合适的气缸直径，依据法规限制和人力上限，目前选择最大弹力10kg以下的弹簧，28-34mm的小直径气缸更为合适。最后，做实验微调拍头质量和管长，找到分数最高的组合。切忌盲目加大气缸直径（会导致拍头运动不完全），或盲目改变拍头质量。
最后，很遗憾鄙人没有机械设计相关的经验，不能亲手验证以上理论。希望我的一点思考能抛砖引玉——如果有精于软弹枪设计的大佬能看到这篇文章并有所启发，将其落到实处，便是我莫大的荣幸了。
专业 软蛋大狙都是大直径气缸，这是怕气量小了不好卖是吧。而且气缸小还可以塞到外壳里外观更一体 https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_068.png 建议实践一下鹞鹰，毕竟这玩意跑分太恐怖了 楼主思路很清晰，我持认可观点
私以为软弹加速的决定性因素在于气缸中产生的高压区和高压区的持续时间，前者决定弹的加速度，后者决定加速时间。小直径的缸由于气室更小，可以更快到达高压的峰值，让软弹在更短的加速行程内实现高速。
大缸的好处是形成的高压区不会由于气体进入管中而快速降压，更适合使用重拍头和长管来实现延长高压区的目的，让软弹得到平滑持续的加速
大约在三年前，我着手设计铳刃的时候有考虑过压力和容积的关系，得出的结论是外35内31这个尺寸，效率还是不错的，由于本人不是机设相关专业，没能深入研究其中联系，仅得出一些表面结论，还望诸位斧正 但为什么有些帖子说气密太好反而降跑分？ z.v.g 发表于 2024-08-29 08:40
但为什么有些帖子说气密太好反而降跑分？
o圈偏大，活塞和气缸壁摩擦力大，密封性的确会好 z.v.g 发表于 2024-08-29 08:40
但为什么有些帖子说气密太好反而降跑分？
我的理解是拍头O圈槽的差异 相当专业呀，计算的程序是啥呀？ “但如果将气缸直径缩短到28mm，其余所有参数保持不变，只调整拍头质量和内管长度，那么在18克拍头+290mm内管时，能达到66分的速度，能量利用率80%。这种情况下，出膛时拍头速度2.96m/s,剩余1.7cm位移未完成，剩余的弹性势能和动能都降低了”
你的女武神 装配过直径28mm的气缸？ 外面包裹成38mm的， 拍头 杠头 都是自己另外打印/定制的？ 个人思路：
一、能量损失点：不考虑 端装置如轴承管
1. 拍头总成（含弹簧）自身在运动时的能量消耗
2. 拍头撞底反弹虽然轻微的消耗
3. 蛋在馆内的摩擦消耗
4. Ep=0.5K*Delta L^2= E耗+Ek+Ep2
5. Ep2=0.5K*（机械空间下的被动预压长度）^2
二、体积位移
不考虑管内运动摩擦消耗的能量带来的蛋的位移能力的减弱，则：
气缸容量=管长（近似） 时，蛋头蛋尾 无气压差带来的 加速度
实际情况：这个比例 并非1:1， 但合理可以认为 就是一个很稳定的 系数范围内 为什么是范围 是因为 实践中 低气缸位移容量和管长的最佳比 和 超过这一低阈值之后的位移气量 和对应管长的最佳比 差别很大， 但一般 这个值 比较稳定 就是0.63-0.65
所以管长归管长
能量归能量 我不理解的是鹞鹰，拍头很重，弹簧也就那样，气缸也不大跑分就是高，不理解了 画饼仙人 发表于 2024-08-29 09:18
相当专业呀，计算的程序是啥呀？
自己搓的，之前帖子里开源过 跑靶达人 发表于 2024-08-29 08:19
建议实践一下鹞鹰，毕竟这玩意跑分太恐怖了
哥们方便测鹞鹰的具体参数嘛？主要有以下几个：气缸直径，拍头行程长度，气缸是否开孔-开孔位置，拍头质量，还有弹簧的线径，外径，长度和圈数 大做题家 发表于 2024-08-29 09:52
自己搓的，之前帖子里开源过
哦，那得去膜拜一下了 画饼仙人 发表于 2024-08-29 10:25
哦，那得去膜拜一下了
https://gitee.com/Hanhsin-Zhang/nerf_sim 大做题家 发表于 2024-08-29 10:15
哥们方便测鹞鹰的具体参数嘛？主要有以下几个：气缸直径，拍头行程长度，气缸是否开孔-开孔位置，拍头质量，还有弹簧的线径，外径，长度和圈数
哎，这个真没有，不过论坛好多人都有，我的是白泽，缸径40mm可用长度15厘米 跑靶达人 发表于 2024-08-29 18:54
哎，这个真没有，不过论坛好多人都有，我的是白泽，缸径40mm可用长度15厘米
前两天有坛友让我帮忙算了白泽，他的效率特别低，因为气缸又大弹簧又弱，拍头还轻。导致大部分能量（或者气量）都浪费了https://mag1.sdgun.net/public/emotion/face_wulian.png，白泽可以试着用无预压的短簧，然后加重拍头到50克看看，可能会有提升 z.v.g 发表于 2024-08-29 08:40
但为什么有些帖子说气密太好反而降跑分？
那是因为气缸内壁不够光滑，拍头气密越好，拍头与气缸的摩擦力越大，还有这只在短气量气缸上反应较明显 这个不就是说的工匠的雨燕吗？ 大做题家 发表于 2024-08-29 10:15
哥们方便测鹞鹰的具体参数嘛？主要有以下几个：气缸直径，拍头行程长度，气缸是否开孔-开孔位置，拍头质量，还有弹簧的线径，外径，长度和圈数
鹞鹰的结构可能是在软弹上膛后，用管内密封圈对软弹形成了一个阻尼作用，所以他的拍头加速段利用的很完美。我是在a站大志的视频里看的结构，只是个人猜测，具体是不是不晓得了。 大做题家 发表于 2024-08-29 19:13
前两天有坛友让我帮忙算了白泽，他的效率特别低，因为气缸又大弹簧又弱，拍头还轻。导致大部分能量（或者气量）都浪费了，白泽可以试着用无预压的短簧，然后加重拍头到50克看看，可能会有提升
很显然，它的原装配置就是为了压制分数，改装为10毫米出气孔，金属拍头，65管
弹簧线经随便换到1.7，完全压缩弹簧压力在12公斤左右。一克重蛋能输出90以上 先赞后看 大做题家 发表于 2024-08-29 19:13
前两天有坛友让我帮忙算了白泽，他的效率特别低，因为气缸又大弹簧又弱，拍头还轻。导致大部分能量（或者气量）都浪费了，白泽可以试着用无预压的短簧，然后加重拍头到50克看看，可能会有提升
一般白泽所谓低是因为内管太短，导致浪费气量，90厘米左右内管才能发挥它的价值
页:
[1]