Клапан, мощность, расход

Задача:
1. Легко и быстро открывается.
2. Еще быстрее закрывается.
Если используется весь обьем дозатора, пункт 2 значения не имеет при малом отверстии заполнения.
Если из дозатора (расширительной камеры или испарителя-назовем как угодно) сбрасывается только часть газа может стоит подумать над схемой Отсчитаем джоули?
Давление газа используется на закрытие.

Мне кажется что для облегчения закрытия имеет смысл сделать так, тобы ударник бил по штоку клапана уже на излёте, т.е. пружина бы не толкала ударник, а тормозила бы его.

Я так понимаю, что процесс взаимодействия ударника и штока клапана можно рассматривать как упругое соударение, и тогда происходит вот что:

1. Если пружин давит на ударник, т.е. в нормальном состоянии ударник давит на шток клапана.

При ударе ударник передпют весь (ну почти) свой импульс клапану, который отлетает назад,
сам при этом смещается вперёд под действием пружины. Когда клапан под действием давления и пружины возвращается назад, он бьётся об ударник, и передаёт ему импульс, при этои он останавливается, ударник отлетает назад, потом бьёт по клапану и т.д. пока процесс не устаканится.

2. Если пружина не давит на ударник.
Т.о. ударник передаёт импульс клапану, пружина его оттягивает назад, и он не мешает клапану закрыться.

Дальше, по поводу массы клапана есть следующие соображения.

Рассмотрим случай 2, т.е. когда пружина не давит на ударник в момент соударения.
Импульс, передавшийся клапану --- постоянен.
Начальная скорость клапана обратно пропорциональна его массе, силы действующие на клапан не зависят от его массы, а зависят от его положения и геометрии, т.е. ускорение клапана обратно пропорционально массе.

Таким образом время открытия клапана не зависит от его массы, а глубина открытия, т.е. скорость открытия/закрытия тем больше, чем меньше масса клапана.

Разумеется это очень приблизительно, но в целом мне кажется, что имеет смысл использовать ударник в свободном состоянии не касающийся клапана и клапан как можно меньшей массы (в разумных пределах), и обеспечить упругость соударения ударника и клапана (т.е. не делать их из пластилина).

SwD, а не поделишься часом своей моделью выстрела, клапана. А то я тоже этим вопросом заинтересовался, хочу сделать Иж-60 CO2 с ЭМ ударником, вдруг смогу свои пять копеек добавить к модели. А в моделях я, кстати, немного разбираюсь

P.S. ЭМ ударник, как раз относится ко второму типу, т.е. в свободном состоянии не давит на клапан.

В своем варианте ИЖ-60 на СО2, я сейчас довожу ЭМ
клапан, сделанный по приведенной ниже схеме.
Вся конструкция вставляется в цилиндр, провод от обмотки
выводится через отверстие для шептала. Баллон вкручивается
со стороны приклада (на схеме там, где коричневая деталь)
Обмотка обозначена красным, ударник зеленый.
Собственно работа клапана понятна, импульсом магнитного поля
ударник разгоняется и лупит по штоку, открывая клапан.
Как всегда, когда конструкцию почти сделаеш, понимаеш, что
можно сделать лучше.
В данном случае, просто напрашивается мысль сделать закрытие
клапана более динамичным, причем в приведенной схеме менять почти
ничего не надо. Достаточно сделать размер утолщения на штоке с
минимальным зазором по отверстию в котором оно движется.
Тогда при работе клапана мы получаем что импульс ударника
открывает клапан, давление в дозаторе начинает падать, и к усилию
пружины поджимающей шток добавляеся давление газа идущего из
баллона на площадь штока, причем чем меньше давление в дозаторе,
тем больше закрывающее усилие.
Кстати, именно такая схема позволяет подавать газ непосредственно в хвост пуле без всяких изгибов и мертвых объемов.

Со всем уважением, но я не вижу смысла в заморочках с электричеством. Спуск на 60-ке и так очень хороший. В настоящий момент я удлинил шептало на 2.5 см. Это позволило увеличить обьем дозатора до приличного размера и, я надеюсь, позволит обойтись без мороки с расширительной камерой. Крепление баллона с газом сзади слишком увеличивает габариты - в машине не очень удобно.
А вот опытом герметизации перепуска поделитесь пожалуйста.
С уважением, Игорь.

2igoral:
Интересный вариант - просто толстый шток с утоньшением в рабочей зоне. Из прикинутых с потолка недостатков - лучше запирается высоким давлением, т.е. - не к концу выстрела, как может быть хотелось бы на CO2, и легкие пули могут иметь бОльший расход, чем тяжелые, т.к. давление падает быстрее. Но по сути - чуть ли не голимый блоу-бэк Подобрав сечение, наверное можно добиться эффективного торможения штока с ударником и придачи ему обратного импульса. Причем сила давления будет падать к концу выстрела - т.е. может это и хорошо - меньше шансов получить автовзвод..

2IV:
Похоже, то о чем так долго мечтали большевики - свершилось клапан без утечек, с правильным вариантом открытия (потенциально - в хвост пуле) + вариант закрытия штока давлением, но с другой стороны и с другой динамикой.
Пока неясно - получится ли электромагнитом эффективно открывать клапан.. Поделишься потом мощностью и расходом?

2Igoral:
Такая схема предназначена для ударного движения ударника в сторону приклада. Как минимум по этому родной вариант с родным шепталом не идеть.. Или идеть? Ну и если есть желание сохранить внешний вид - почему бы и нет. Только неясно куда прятать батарейки.. В кожух под стволом?
Впрочем, вернемся к схемам открытия/запирания..

2redvasily:
Есть некоторые соображения по которым такой подход не совсем вписывается: ход ударника должен быть коротким (точность выстрела), следовательно пружина - мощной, поджатой - чтобы хватило импульса открыть клапан. Инерция. Есть мнение, что шток будет возвращаться быстрее, чем ударник оттягиваться, хотя если пружина ударника уже не поджата - облегчает возврат. Но повторюсь, слабый удар ударика не откроет клапан с нужной скоростью - пуля начнет разгон мЕньшим давлением из-за медленно открывающегося проходного сечения.
И еще момент - иногда хочется решить проблему уже существующей конструкции.. А у меня - пружина поджата...
Могу дать только модель выстрела. И то - без учета сечений перепускных и скорости потоков в них. Так что получается - и без модели клапана. Проблема в следущем. Модель выстрела не содержит параметра времени и зависит только от адиабатического перепада давления при движении пули по стволу по шажкам dL. Но как только в перепускных начинается затор по скорости подачи газа в ствол, надо решать типа задачи с бассейном - с одной стороны газ в стволе расширяется и толкает пулю (теряя в плотности и давлении), с другой стороны идет приток газа определенного объема за единицу времени. В общем, мне это совместить не удалось. Надо вносить плотность и время в систему, где плотность постоянно меняется, а время придется высчитывать по мелким приращениям, что грозит накоплением ошибки (хотя, не пробовал, может она будет и не критична). Но в общем, выразить не смог.
А алгоритм модели прост до опупения:
Берем камеру/дозатор, считаем его изолированным, объем V1.
Берем мертвый объем, начинаем двигать пулю по мелким приращениям и считать изменения объема от V1 к V1+Vперепус+Vдо_пули. Считаем изменение давления с учетом адиабатичности процесса. Считаем силу, действующую на пулю данным давлением, считаем работу, которую сделает эта сила на следующем шажке. Работа накапливается и в конечном итоге делится между весом пули и половиной веса газа в стволе. Вес газа в стволе считается из начального веса газа в камере по отношению объема камеры и конечного объема ствола (вес газа разделился пропорционально). Из полученной части энергии пули получаем скорость.. У меня результаты сходятся с учетом проточности реальных дозаторов..
Плюс учитывается сопротивление воздуха, но оно картны не делает. Можно попробовать учесть и силу трения, но пока это лишнее..

SwD
Ударник назад - все работает!
Открытие клапана происходит резко, Так как давление в дозаторе толкает спицу назад очень чувствительно, что и способствует открытию. Переделываю в основном из-за проблем с герметизацией перепуска. Попытаюсь поставить уплотнительные кольца прямо на корпус клапана. Второй момент -хочу увеличить обьем газа непосредственно у клапана, а не в расширительной камере. Удлинение шептала примерно на 2,5 см проблем не составило - из подходящей стальной пластинки выточил на наждаке и с помощью шлифмашинки за 2часа с перекурами. Места под рукоятью хватает, ну , может, придется приложить горячую железяку к ложу немного.
Если тот железный крючок, что удерживает поршень и называется шепталом - речь про него. В настоящий момент тормозит токарь, поэтому, без проверки боем, чертежи не публикую.
Ссылка на старый материал - Иж 60+со2 черновик.

Открытие клапана происходит резко, Так как давление в дозаторе толкает спицу назад очень чувствительно, что и способствует открытию.
Это хорошо.. Теперь другой вопрос - быстро закрыть. Если, конечно, трогает проблема перерасхода. Для относительно больших баллонов CO2 лишнее охлаждение может и не столь существенно, но поднять кол-во выстрелов с заправки в 1.5-2 раза, сохранив мощность - есть желание..

Кинематику устройства я, честно говоря, особо не изучал. Поступал следующим образом: Делал несколько выстрелов вообще без возвратной пружины(у меня подвесной бак оснащен вентилем) - то есть сбрасывался весь газ из дозатора и расширительной камеры. Затем добивался той же(ну практически той же) пробивной способности зажимая возвратную пружину. И устраняя характерный звук сброса газа вхолостую вслед за пулей. Навороты в виде вынесенной вперед расширительной камеры меня самого смущают. А именно: в штатном режиме винтовка с перекрытым вентилем на баллоне делает еще выстрелов 15. Причем первые 3-5 практически с той же пробивной способностью. И это при обьеме от клапана до вентиля примерно 15 мл. Напрашивается вывод - винтовка не развивает полную мощьность из-за малого обьема дозатора - пока это газ из расширительной камеры доберется до клапана!
Выточат новые детали - посмотрим, как будет работать. Если будет не лень - поэкспериментирую с диаметром спицы. Использовал ранее двух размеров 2мм от велосипеда и 3мм от мопеда. Сначала использовал тонкую, но не выдержала резьба в латуни.Заменил на толстую. А так работает все более-менее прилично. И желания все это разбирать и экспериментировать не возникает

Напрашивается вывод - винтовка не развивает полную мощьность из-за малого обьема дозатора - пока это газ из расширительной камеры доберется до клапана!
Так ведь вроде не секрет, что объем клапана - он же объем дозатора он же объем расширительной камеры он же накопитель.
Обычно подразумевается все в одном флаконе. Буду говорить "дозатор" вместо "камера".
Если отводить какой-то объем на некоем перепуске - это действительно может быть неэффективным, в зависимости от диаметра перепуска до камери и тем более, если этот перепуск направлен в сторону, противоположную выхода газа из клапана..

Для меня критерием нормальной работы по мощности является расчетная величина по модели в зависимости от объема дозатора. Т.е. сначала я достигаю заданной мощности режимом открытия клапана. Т.к. дозатор все же проточный - мощность может быть даже выше. Затем определяю расход газа. Модель показывает идеальный расход. И к нему можно стремиться.

В принципе - можно было бы стремиться к режиму, когда клапан быстро и полно открывается и быстро закрывается до вылета пули из ствола. Мощность получится чуть ниже - зависит от того, когда закроется клапан. И этот расход был бы практически идеальным для полученной меньшей мощности. Но на традиционном клапане достичь такого результата не получилось - клапан открывается не полно, в результате идет недобор мощности при полученном расходе, т.е. как бы опять перерасход на средней мощности. Хотя стабильность скорости получается хорошая.

Кстати, а как вам такая идея. CO2 винтовка переломка. Переламываем ствол(чуть, чуть) , вкладываем пулю. Клапан по схеме как у IV. Итого газ дует пуле прямо в зад, нулевой (почти) мёртвый объём, простая зарядка, чистка ствола, и вооьще очень стильно. Штуцер, блин

Но я буду делать не так, буду делать из ИЖ-60, баллон вкручивается сзади

2IV: Класная схема клапана.
Я так понимаю, что корпус дозатора делается из люминтия, чтобы поле магнитное проходило?

А не подскажешь, какие у тебя диаметры перепусков, масса клапана, масса ударника, импульс ударника, напряжение зарядки конденсатора, его ёмкость, сколько витков обмотки, и какая общая длинна, диаметр провода. Конденсатор разряжается за один выстрел? Так, всего то лишь пара вопросов

2SwD: Я так понимаю, когда ты говоришь про шажки, ты подразумеваешь численное интегрирование? VisSim, MatLab?
А ты не в курсе, как давит газ на клапан, в процессе выстрела? Ты вроде интересовался газодинамикой, хотя это, конечно, очень сложная задача.

А по поводу ударника, я думаю неважно, откуда взялся импульс. То ли его пружина толкает, то ли электромагнит, это не важно. В любом случае для одинаковой энергетики выстрела потребуется одинаковый импульс ударника. К тому же можно делать так, что ударник бьёт по клапану чуть дальше точки равновесия, тогда энергии потеряется тоже не много. И если удар будет упругим, то ударник в ЛЮБОМ случае успеет убраться к моменту возврата клапана.

2All: А ЭМ ударник я буду делять по тому, что ударник у меня будет располагаться под стволом и перед ствольной коробкой, т.е. механический туда подвести затруднительно. Плюс к этому я работаю с электроникой (правда цифровой), поэтому сделать качественный ЭМ спуск мне проще, чем качественный механический спуск.

ЭМ спуск позволит сделать точную регулировку импульса ударника, т.е. если я налажаюсь при расчёте ударника (а я это сделаю обязательно ), то останется резерв это выправить.
ЭМ ударник конечно не панацея, но всё таки право на жизнь имеет.

Кстати, ещё одна вещь по поводу клапана IV. Закрытие клапана давлением газа подразумевает, что дваление газа в дозаторе сильно падает к моменту закрытия. Но я так понял, из более ранних веток, что в общем-то наиболее энергетически эффективным является выстрел при постоянном давлении в дозаторе и максимально бысторм открытии и закрытии клапона, а клапан IV при быстром открытии и закрытии не обеспечивает постоянства давления в дозаторе, т.е. это уже уход от оптимальных параметоров выстрела. Или я чего путаю/ошибаюсь?

И ещё вопрос, а не будет ли CO2 при давлении 60атм, а то ещё и жидкий препятствовать движению ударника?

Должен появиться жирный текст

[hr]

Отвечаю на вопросы по своей конструкции.
2igoral
Мысль сделать эту штуку была навеяна твоей схемой,
так что спасибо.
Заморачиваться с электроникой очень даже стоит по
нескольким причинам. Первое - это гораздо проще,
конечно при отработанной конструкции (ко мне это
не относится ,уже месяц вожусь). Т.е. при известных
параметрах гораздо проще спаять простенькую схемку,
чем делать качественный УСМ. Да и сам клапан у меня
сделан из нескольких простых токарных деталей собранных
аргонной сваркой в одно целое.
Второе - это легкость настройки по мощности, можно поставить
плавную или ступенчатую регулировку мощности, которую можно
менять в любой момент в одно мгновение.
Третье - кайф заключается в том, что импульс силы можно
убрать с ударника в любой момент его движения. Т.е. при
правильной регулировке ударник начинает открывать клапан,
и в этот момент на него перестает действовать сила. С пружиной
такие хохмы не проходят.
Конус клапана у меня на данном этапе из капролона, иногда травит
слегка, иногда нет, надо еще повозится, думаю флубон попробовать.
Приклад мне нравится длиннее стандартного, поэтому у меня там свободно
поместился баллон на 100кубиков. Вообще никто не мешает развернуть
всю конструкчию на 180град и поставить баллон спереди.
Объем дозатора около 10см3, думаю надо меньше делать.
Собственно ИЖ служит для отработки конструкции, вернее электроники,
ну а дальше можно сделать действительно оптимальную конструкцию.

2SWD.
Клапан открывается электромагнитом нормально, закрывается
пока медленно, но я еще не закончил возится с электроникой, отсекающей
напряжение у ЭМ. Кроме того идея с динамическим усилением закрытия
мне пришла в голову недавно и пока не реализована, хватает возни с
другими элементами, но по моему работать будет.
Вообще если энергии магнита хватает для срабатывания клапана РСР,
то и на СО2 должно хватать.

2redvasily.
эксперименты пока не закончены и многие параметры еще могут поменятся.
Ориентировочно могу пока сказать, Схема дана приблизительно в масштабе,
только ударник стал на 10мм покороче. Корпус клапана из простой стали,
центральная трубочка под обмоткой из нержавейки пропускающей магнитное поле.
Провод около 0.8мм, намотан до заполнения. Добился нормальной работы от
12вольт. Конденсатор до конца не разряжается (до половины). Емкость чем
больше тем лучше. Думаю через пару недель закончить основные работы и по
получению положительных результатов выложу дополнительную информацию.

Я в лепездричестве абсолютный нуль, может поэтому отношусь прохладно.
2IV
Форма фаски? Тоже периодически возникают проблемы с герметичностью.

А если в данной схеме отбросить источник импульса (электрич. или механика) и обсудить еще один вопрос? По ускорению закрытия клапана.
Из приведенных схем (моя и IV) видно, что направляющая запорного элемента клапана представляет собой как бы поршень. При открытии клапана и падении давления в дозаторе, на какой то момент (зависит от зазора вокруг направляющей и объема газа за ней), давление за направляющей работает на закрытие клапана. Может стоит подумать над этим?
2redvasily
Жидкой фазы в дозаторе быть не должно!!! Глубоко личное с претензией на непогрешимость мнение.

Кстати, ещё одна вещь по поводу клапана IV. Закрытие клапана давлением газа подразумевает, что дваление газа в дозаторе сильно падает к моменту закрытия. Но я так понял, из более ранних веток, что в общем-то наиболее энергетически эффективным является выстрел при постоянном давлении в дозаторе и максимально бысторм открытии и закрытии клапона, а клапан IV при быстром открытии и закрытии не обеспечивает постоянства давления в дозаторе, т.е. это уже уход от оптимальных параметоров выстрела. Или я чего путаю/ошибаюсь?

Все так. В идеале. Но в реальности по другому. Особенно в габаритах 60-ки

Не в тему. У товарища иж 38 купленнай практически в одно время со мной - лет 10 назад! Так у него форма нарезов в стволе совсем другая, полигональные они вроде. С острыми краями, кажется. Что бы это значило?

наиболее энергетически эффективным является выстрел при постоянном давлении
А как ты постоянство давления обеспечишь?
Только большим объемом накопителя-дозатора (он перестает быть дозатором, становясь накопителем) - чтобы расход был несоизмеримо мал с резервным объемом.
А пока накопитель является и дозатором, то и мощность есть функция от объема накопителя-дозатора. Другое дело, что не надо выпускать весь объем дозатора - это лишнее..

а клапан IV не обеспечивает постоянства давления в дозаторе
Точнее - не клапан не обеспечивает, а объем клапана не обеспечивает. Но оно и не надо..
Хотя, объем CO2 накопителя в 40 кубов обещает мощь порядка 23-х Дж.

т.е. это уже уход от оптимальных параметоров выстрела. Или я чего путаю/ошибаюсь?
А мы будем делать накопитель на 40 кубов?

Накопитель CO2 в 3 кубика обещает мощность в 13 Дж, а накопитель в 6 кубиков - 17.
При стволе 45 см.
Так что пока мы используем реальные схемы - грех не воспользоваться идеей закрытия давлением..

По ходу дела возникла мысль по дальнейшему развитию идеи redvasily, но не тормозить ударник пружиной, а сделать ударник свободным, а пружину - со стопорением. Т.е. пружина разгоняет ударник, в момент касания штока, пружина останавливается о стопор, дальнейшее открытие клапана - за счет энергии ударника. В результате, ударная пружина исключается из закрывающей клапан системы.

Пружинки тоже разные. Поискать надо. У меня так случайно попалась такая, что в невзведенном состоянии не давит на ударник. А усложнять конструкцию стопорами и т.п. не стоит. Даже ради соответствия математической модели. Вообще в со2-ках все упирается в оптимальный запас газа. Наверно 200 мл баллона (около 120гр жидкой фазы) вполне достаточно. А если иметь еще и сменный баллон! Устреляешься! На таких запасах нет необходимости считать каждый мл. Баллончики стандартные (даже перезаряжаемые) для серьезного ствола категорически не подходят. А Ижик превращается на СО2 в весьма серьезный ствол. Мурку надо по уши заапгрейдить, чтобы получить подобное по мощности оружие.И кайфа от нее не будет, какую пружину не поставь! Так что сильно упираться насчет экономии газа не стоит.

Хотя, объем CO2 накопителя в 40 кубов обещает мощь порядка 23-х Дж.

Откуда это? Если аиркартридж рср, то под руками нет. Но считать надо было как прямоточку с полным открытием клапана.

Угу, сейчас договоримся, что настраивать вообще не надо - просто газу побольше зафигачим Не, это не в этой теме
Почти двухкратный расход от теоретически возможного - не устраивает по разным причинам. Например - есть CO2 пистолеты.. Проблема абсолютно та же самая, усугубляемая небольшими запасами газа..
Кстати, настроенный расход весьма положительно сказывается на громкости выстрела. Громкий выстрел скорее говорит о перерасходе.

Хотя, объем CO2 накопителя в 40 кубов обещает мощь порядка 23-х Дж.
Откуда это?
По результатам собственной модели. Пока что данные сходятся с реальностью.

Но считать надо было как прямоточку с полным открытием клапана.
Зачем? Все одно бесконечных ни резервуаров ни накопителей не бывает. Я просто привел цифру, чтоб было более очевидны объемы, обоснованно требуемые на CO2 для достижения больших мощностей.

Мурку надо по уши заапгрейдить, чтобы получить подобное по мощности оружие.
Кстати, да. Сейчас мой пистоль с 37-ми сантиметровым стволом обгоняет мою мурку по мощности..

Путем построения математической модели мы вернемся к шибко умной теме зависимости скорости пули от скорости звука в сжатом газе. Не поленился, нашел снова программу AirCartridge-РСР. Ее алгоритмы тоже обещают при 40 кубовом дозаторе 23 дж. 315мс полуграмовой пулей! Да!Да!Конечно! В русском языке это означает - ни хрена подобного. Попробуем в реальной жизни ориентироваться на готовые образцы. Известная "Кроха" South -а выдает что то около 220 мс КП10.5 Вероятно, это и есть предел, или очень близко к нему.
И все мы к нему будем стремиться. И получив свои законные 13дж (максимально возможные, я думаю), начнем чесать репу - а как бы сохранив джоули снизить расход газа?
При всем желании, больше 8кубов 60 атм со2 -в идеале - в ствол за пулей не запихаешь. Да и этого явно много. Значит, резкое закрытие клапана за мгновение до того, как пуля покинет ствол - эта задача отпадает! Или нет?
Трансформируется в другую-отсечь сброс газа в ствол, когда пуля находится в районе середины ствола, или где? А черт его знает. Математические модели будут заманивать нас пряником снижения расхода вдвое. А сами то модели, мягко говоря, несовершенны.
И что то мне подсказывает - совершенными не будут. И ставь хоть поллитровый дозатор скорости выше 240мс не получишь.
К чему это я? Вероятно, поставленный вопрос о скорости закрытия клапана важен. Вот только насколько? И стоит ли его решение сложных технических ухищрений? А разработка самостоятельной модели - вообще крайне сложная задача. И если чья то модель выдает те же результаты, что и AirCartridge-РСР, к тому же с теми же отклонениями от жизни, это значит , что дальше определенной скорости идет газодинамика, а не площадь умножить на давление и разделить на массу. Со всем уважением к тем, кто вообще способен создавать математические модели. Низкий поклон.

мы вернемся к теме зависимости скорости пули от скорости звука в газе.
Да. На около и сверхзвуковых скоростях.
Только есть ньюанс. В стволе, повторюсь - В СТВОЛЕ, сверхзвуковые скорости для расширяющегося газа возможны. Т.е. колпачек уже сейчас уходит под 270, а пластиковая пуля - под 290. Для CO2 - голимый сверхзвук.
Другое дело - скорость газа в клапане/перепускном. Там может настать ограничение по подаваемым в ствол объемам, что скажется (да и сказывается) на недоборе мощности на звуковых скоростях.

315мс полуграмовой пулей!
А CP 10.5 - 250 m/s.
Что более близко к реальности. И на схеме, нарисованной IV (только если газ подается в юбку пуле), думаю, можно достигнуть расчетных величин.
Только я про 40-кубовый накопитель писал, чтобы показать сложность достижения знатных мощностей для CO2. Т.е. есть ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ порог. По расходу и объемам. Который скорее всего не перепрыгнешь.

Попробуем в реальной жизни ориентироваться на готовые образцы.
Не более, чем метод "инженерного тыка".
Действуя таким образом - никогда не узнаешь, к каким параметрам имеет смысл стремиться и никогда не будешь искать причину недобора мощности или перерасхода, т.к. не знаешь - какова она в пределе.
Я основываюсь на показаниях своей модели, потому как они СХОДЯТСЯ с реальностью. И недобор по мощности - реально виден. И иногда помогает найти причину недобора - меньший необъодимого на пару десятков диаметра выпускного отверстия и т.п.

Вероятно, это и есть предел, или очень близко к нему. И все мы к нему будем стремиться.
Я думаю, не все. Думаю, некоторые будут решать задачу достижения теоретического предела. Точнее - предела схемы. Разные схемы имеют свои тонкие места, которые влияют на реальный предел мощности.. Вот и имеет смысл выявлять эти тонкие места и степень их влияния.

Вероятно, поставленный вопрос о скорости закрытия клапана важен. Вот только насколько?
Набрать потенциальную мощность и сократить расход в 1.5-2 раза.

И стоит ли его решение сложных технических ухищрений?
Регулировкой пружинок этого не добиться. Нужна работающая с запасом схема.
Причем насколько сложных? Ничего сложного в вышеприведенных вариантах нет.
Надо только проверить эффективность схем.

А разработка самостоятельной модели - вообще крайне сложная задача.
Скажем так - разработка ПОЛНОЙ модели для КОНКРЕТНОЙ схемы. Да - архисложная задача. Но, пока не наступили ограничения СХЕМЫ реализации - параметры будут сходиться.

к тому же с теми же отклонениями от жизни, это значит
Это значит, что надо искать причину отклонения в схеме и устранять ее. Или уменьшать ее влияние.
Всему свое время. В данном треде я хочу разобраться с вопросом работы клапана.

Кстати, о птичках.. У меня сложилось впечатление, что выпускное сечение тарелки должно быть примерно на десятку меньше сечения перепускного? Никто не замечал подобного?

2SwD:
Вопрос по модели: понятно, почему процесс расширения газа адиабатический. Также понятно каким выражением это описывается. Непонятна следующая фраза: "Работа накапливается и в конечном итоге делится между весом пули и половиной веса газа в стволе".

Непонятна следующая фраза: "Работа накапливается и в конечном итоге делится между весом пули и половиной веса газа в стволе".
dE=dL*(F-Fresist)
E=E+dE
Vbullet=sqrt(2*E/(Mbullet+(Mbarrelgas/2)))
Или ишшо пояснить?

Да я, как бы, всеми четырьмя конечностями за!
И за мощу, и за снижение расхода! Отсутствие технического образования не дает мне возможности говорить о моделях, рассчетах и т.п.
Но попытаюсь поставить флажки на видимых мною углах проблемы.
1. Практическое достижение максимальной мощности.
Так создайте механическую модель устройства (все тот же метод инженерного тыка).
Стоимость максимум 10 баксов.
И ежели она выдаст 250 мс КП10.5, то будет ясно, мы на верном пути.
Клапан IV (ну и, немножко, мой тоже) прекрасно для этого подходит.
Реализуется решение максимально быстрого и полного открытия.
Кстати, на мой взгляд, если емкость с жидкой фазой максимально близко расположена к клапану и соединена с ней отверстием около 5мм - это и есть дозатор неограниченного обьема! В пределах одного выстрела уж точно.
И вот, если этот чудесный (хоть и неуклюжий до невозможности агрегат), выдаст 250 мс, тогда мы все и будем стремиться к этой цифре.
2. Верхняя планка скорости в математической модели (трение пули, сопротивление воздуха и т.п. не учитываем) должна быть чуть выше. Вот при этом условии и можно говорить, что мат. модель нам как то поможет.
3. Коль пошла такая пьянка расход, может быть, оставим на потом?

1. Практическое достижение максимальной мощности.
Мощность зависит от длины ствола, мертвого объема и объема клапана. И именно ее и можно достигать. Если таковая мощность не достигнута, значит где-то что-то не работает.

Так создайте механическую модель устройства
Я б создал. Если б станок токарный имел.. Или выход на трезвого токаря.. Как только - так сразу. ПОка в плане проверки приходится полагаться на других Но, кому оно упало - проверять чужие идеи

И ежели она выдаст 250 мс КП10.5, то будет ясно, мы на верном пути.
Тебя устроит винтарь с камерой клапана размером с муркин компрессор?
И если обеспечить быстрое и полное открытие клапана и пропускную способность клапана в 320 кубиков за 3 мс, то 250 м/с КП10.5 будут.
Кстати, температурного ограничения по скорости звука тут не наступает

Клапан IV (ну и, немножко, мой тоже) прекрасно для этого подходит.
Твой вариант с выступающим штоком - особенно соблазнителен в плане самооткрытия давлением.
Только его надо чуток модифицировать. Подавать газ с хвоста клапана, сделать перегородку в клапане и сделать утолщение штока, входящее в перегородку. Мысль - сначала клапан самооткрывается давлением, потом, при падении давления (это можно рассчитать) давление на утолщение сначала компенсирует давление на самооткрытие, а затем - клапан будет работать уже на самозакрытие.

емкость с жидкой фазой есть дозатор неограниченного обьема!
Процесс испарения имхо занимает время.. А выстрел длится не более 3 мс.

выдаст 250 мс, тогда мы все и будем стремиться к этой цифре.
Я даже как-то не сомневаюсь, что сей дивайс даст 250 м/с CP 10.5. Другое дело, что на практике надо стремиться к другому - определиться с интересующей мощностью, определить мертвые объемы и посчитать минимально необходимый объем клапана.
Еще бы неплохо было бы на практике сравнить схемы типа IV (газ в хвост пуле) с традиционной ИЖ-60. И вот в настройке полученного дивайса и надо стремиться к рассчетной мощности. Более того - она достижима, т.к. дозатор вообще-то является проточным и на малых дозаторах с толстой иглой до баллона, пистолеты обгоняют показания модели.
Кстати, если интересует стабильность выстрела - камеру надо брать с запасом и лимитировать мощность работой клапана.

2. Верхняя планка скорости в математической модели (трение пули, сопротивление воздуха и т.п. не учитываем)
Трение воздуха как раз таки учитываю, но оно незначительно. Трение пули тоже значимо не сказывается. Повторюсь, проточность дозатора может компенсировать даже утечки..

Вот при этом условии и можно говорить, что мат. модель нам как то поможет.
Не знаю. Мне помогает. Так, я смог набрать расчетную мощность для 3.5 кубовой камеры, т.к. знал, что она - достижима. Нужно было только на 3 десятки увеличить диаметр в седле клапана и усилить боевую пружину.

3. Коль пошла такая пьянка расход, может быть, оставим на потом?
Это жестко связано с режимом работы клапана..

Ну, ежели твоя прога прогнозировала изменение скорости при изменении диаметра на 0.3 мм, то мне нечего сказать! В смысле про математику. Кстати, я правильно понял мысль о закрыти давлением? Дозатор 5 кубов. Проточность весьма умеренная - канал заполнения 2.5 мм.
Вопрос не острый, но и не праздный. Этот клапан сейчас в изготовлении. Стоит ли вносить изменения в конструкцию крышки так, как показано на рисунке? Может по этому поводу что то сказать математика?

Ну, ежели твоя прога прогнозировала изменение скорости при изменении диаметра на 0.3 мм,
Нет Прога не прогнозировала диаметр, прога прогнозировала мощность, которую я не набирал. Последнее узкое место был диаметр отверстия тарелки, несогласованный с диаметром перепускного. Увеличение 3 десятки дало искомый результат. Кстати, дальнейшее увеличение на пару десяток начало ухудшать ситуацию. Получалось, что с 3-мя десятками пропускное сечение клапана было чуть меньше сечения перепускных (~4.1), а с 5-ю десятками чуток превышало и скорость упала на пару м/с.

Кстати, я правильно понял мысль о закрыти давлением?
Да. Имхо клапан должен отпираться и запираться давлением для максимально быстрой и однообразной работы.

Дозатор 5 кубов. Проточность весьма умеренная - канал заполнения 2.5 мм.
2.5 мм относительно большое сечение. Т.е. на результате будет сказываться, но не отрицательно
А пока скажу, что светит тебе порядка 224 м/с CP 10.5, если позволят клапан и перепускные. При стволе 45 см. При мертвом объем 0.2 куб. см. С расходом не менее 0.35 грамм на выстрел, а точнее - не менее 0.6 грамм на выстрел.
При мертвом объеме 1 куб см должно быть не менее 208 м/с CP10.5.

Спасибо! Прикинь, если не трудно, длину 40 см, пожалуйста! Эх, жаль нет хронометра! Да и не углекислый газ у меня! Закись азота, однако. Почти то же самое, но из одного кг не 700, а только 500 литров газа. Да и давление 50 очков при 20 Цельсия.

Насчет клапана - я бы внес (если правильно понял расположение подвижных частей), но с тем отличием, что перегородка должна запираться в открытом положении клапана. Т.е. сначала клапан давлением на "спицу" открылся, а потом давлением из второй части на утолщение (плюс возвратная пружина) - закрывался.
Далее стоило бы посчитать диаметры утолщения штока и торчащей "спицы".
С тем, чтобы посчитать силу открытия (сечение торчащей спицы * давление (60 атм)), и силу уравновешения и закрытия. Могу сказать, что на 25 см ствола давление составляет 26 атм, в конце ствола - 17 атм.
Т.е. диаметр утолщения должен быть выбран так, что при 26 атм в расходной части, он должен уравновесить или превзойти открывающую силу.. Какая это должна быть цифра - я не считал и затрудняюсь сказать..

40 см, 50 атм, но CO2 (мне нужна плотность закиси азота для 50 атм, поточнее) - 202 м/с CP 10.5 при мертвом объеме 0.2 куб.
При мертвом объеме 1 куб - 187 м/с.
А так отсутствие 5 см ствола отъело бы примерно 6 м/с.

Кстати, по поводу отсутствия хронографа Пришел хронограф. Хронограф vs маятник. Рекомендации.
Мой пост со слов "В общем, купил электронные весы."

При правильном использовании маятник дает точные данные, особенно для CO2 дивайсов.
Главное - точное определение веса пули, маятника (желательно до грамма), весовых пропорций и достаточной длинны нитей.

Ну, с весом маятника понятно. По мнению жены, он будет равняться моему+тапочки белого цвета.
С замечаниями по поводу реализации закрытия клапана давлением. Я предложил оценить схему, которую реально можно в моей конструкции воплотить. Идея та же, технически проще. Вход в направляющую трубку газа свободный, выход нет. Просто в моем образце места маловато под дозатор. А вот насколько быстрее будет закрываться клапан при весе подвижных частей 20-30-40 гр при указанных диаметрах(3 и 8 мм) и прочих равных подсчитать не могу. Не дано-с.

SwD, я не издеваюсь, мне правда интересно понять как оно работает и посмотреть своими глазами.

Теперь понятно, что означает та фраза, но непонятно, почему энергия делится таким забавным образом, т.е. почему половина газа в стволе движется с макс. скоростью, а другая половина стоит?

почему энергия делится таким забавным образом, т.е. почему половина газа в стволе движется с макс. скоростью, а другая половина стоит?
Ну, это объясняется не совсем этим, хотя если клапан закрыть, то скорости примерно так и распределятся
А вообще - соображение такое - сила совершает работу по перемещению массы.
Но. Сила у основания ствола совершает работу по перемещению массы пули и газа в стволе. Но. Газ у нас расширяется и в стволе. Т.е. газ, который в середине ствола и у самой пули - тоже расширяется и тоже совершает работу. Работа газа в середине ствола идет на перемещение половины массы газа ствола и пули. Рабоат газ у самой пули тратится только на перемещению самой пули. Ну и работа газа у основания тратится на перемещение всей массы газа в стволе и пули. Вот и получается, что если все это как-то сложить, получается среднее арифметическое по работам по перемещению массы газа, плюс работа по перемещению пули. Возможно, коряво объяснил, но при долгом раздумьи придешь к тому же выводу.. (особенно, не забывая про вариант с закрытым клапаном).
Кстати, такое деление работы дает объяснение к тому, почему в PCP тяжелые пули получают бОльшую энергию..

А вращением пули ты пренебрегаешь?

Я так понимаю что дело тут в том, что нас интересует именно поступательная энергия пули, а имеено её ты и вычисляешь по ф-ле
dE=dL*(F-Fresist). Так?

А вращением пули ты пренебрегаешь?
Да, в принципе, и это можно посчитать, но это влияет несущественно.

имеено её ты и вычисляешь по ф-ле
dE=dL*(F-Fresist). Так?
Это работа, совершаемая давлением по перемещению газа и пули на dL. Просуммировав все dE получаем всю работу по перемещению газа и пули. Это будет составлять кинетическую энергию разогнанных газа и пули.

2igoral:
Кстати. О эффективности работы клапана, наборе мощности и расходе.
Есть еще один ньюанс - допустим, собрали схему, она мощности не добирает до расчетной, стреляет тихо. Тогда смотрим расход и моделируем, какая мощность должна быть на этом расходе - оттуда делаем вывод, что или клапан малое время был открыт (т.е. расход соответствует набранной, хоть и меньше желаемой мощности - клапан работает нормально - только время открытого состояния надо растянуть) или какой-то глюк с перепускными или опять же временем открытия клапана.