Пневматическое оружие

Анатомия пневматического выстрела

b4now 08-11-2008 20:04

Тема чисто умозрительная и сугубо теоретическая, интересна сама физическая модель и механические аспекты, влияющие на ее реализацию.
Даже скорее изложение на тему: Процессы, происходящие при выстреле пневматики и факторы на них влияющие.
Итак, приступим помолясь.

Опишу сначала физические аспекты.

Имеем исправную и оптимально настроенную пружинно-поршневую винтовку с взведенной пружиной и поршнем на зацепе шептала.
Пулей в стволе заперт объем воздуха в цилиндре компрессора.
Температура всей байды и атмосферы 15 Цельсяев.

Поскольку цель нашего выстрела - получить наибольшую начальную скорость пули (НСП) на выходе из ствола, условимся, что говоря "енергия" подразумеваем НСП.
Любые потери енергии при выстреле означают потерю в НСП.

Выжимаем СК по всем правилам стрелковой науки. В какой-то момент он расцепляется с шепталом, которое, в свою очередь освобождает поршень.
Поехали.


1 микросекунда = 1/10 000 секунды.
1 миллисекунда = 1/1000 секунды.

По данным расчетов W.S.Woodward за 10 микросекунд пуля проходит примерно 25 мм ствола.
Отсюда выходит что оптимальная длина ствола of average airgun может равняться 125мм без существенной потери в НСП.
Что сомнительно.

Весь выстрел от начала движения поршня, до выхода пули из ствола занял всего 8 миллисекунд - ТЫСЯЧНЫХ долей секунды.
Вдумайтесь только в ету величину!

Автор флешки - W.S.Woodward, за котороую ему, конечно, большое спасибо.

Важное замечание: в МК и ПЦП системах картина выстрела ЗНАЧИТЕЛЬНО отличается от ППП, поскольку рост/спад давления при МК/ПЦП выстрела происходит АБСОЛЮТНО иначе.


Александро, спасибо за картинку. Жаль, здесь безобразный масштаб тайминга, отскок мне удалось увидеть с пятой попытки.



Какой-то дикий, сцуко-глюк. При попытке добавить вторую свф-ку, про подскок - показывает две одинаковые свф-ки и наипнулась кучка текста.
Видимо, нельзя добавлять файлы много спустя создания поста. Или просто глюк, сам по себе.

Alexandro 08-11-2008 20:19

Вот визуальный симулятор выстрела (отдача не показана)

Нажимаем синие кружки и наблюдаем:
- первую фазу СК
- вторую фазу и страгивание поршня
- поршень на пол пути
- поршень у стенки цилиндра
- вылет пули и отскок поршня

momola 08-11-2008 20:19

https://forum.guns.ru/forummessage/24/254405.html

Вот это не годится ли?.. КМК то же самое.

gnom 08-11-2008 23:46

картинка красивая
Nick Rimer 09-11-2008 13:38

Правильно ли я понимаю, что пуля всё ещё находится в стволе в момент удара поршня по пЭредней стенке компрЭссора? В Етом случаЭ ствол с ещё нЭ вылетевшей пулЭй пойдЭт вниз, и, соответсвенно, туда же смЭстится ЭСТЭПЭ.
Ruslik 09-11-2008 13:48

Нет, за долю секунды до того пуля начнет двигаться. Когда давление на нее превысит усилие страгивания.
quote:
Originally posted by Nick Rimer:

В Етом случаЭ ствол с ещё нЭ вылетевшей пулЭй пойдЭт вниз, и, соответсвенно, туда же смЭстится ЭСТЭПЭ.



Может туплю, но почему вниз то?
Nick Rimer 09-11-2008 13:59

quote:
Originally posted by Ruslik:
Нет, за долю секунды до того пуля начнет двигаться. Когда давление на нее превысит усилие страгивания.
Может туплю, но почему вниз то?

По аналогии с отдачей, при которой ствол задирает вверх
Типа обратная отдача.

Snajper 09-11-2008 14:29

quote:
По данным расчетов W.S.Woodward за 10 миллисекунд пуля проходит примерно 25 мм ствола.
......................
Я не виноват что не все научились различать десятые, сотые и тысячные доли секунды


Действительно, путать секунды, миллисекунды и микросекунды не стоит
Есди сдуру поверить этому "W.S.Woodward", то выходит, что пуля движется прям-таки с афигенной скоростью (25 мм/10 мс) = аж 2,5 м/с! Т.е. чуть быстрее пешехода

Если считать по нормальному и принять скорость пули равной , например, 200 м/с, то пуля всего лишь за 1 миллисекунду проходит 20 сантиметров!

Эти расчеты базируются на арифметике начальных классов. Стоит ли после этого верить "W.S.Woodward", решайте сами.

b4now: Сама статья отличная, респект!

docalex_rpt 09-11-2008 17:07

quote:
Originally posted by Alexandro:

Ты создал хорошую тему



Кто то опять открыл для себя Букварь.
b4now 09-11-2008 18:16

Да, букварь. Только не для себя. Прочтите значение слова "форум" в педивикии, что ле.

По изложенным в "букваре" процессам, те кто незнаком с физикой вообще и физикой выстрела конкретно - а таких большинство, возразите? - по десятку вопросов в месяц написать успевают. А тут можно будет прочесть и, возможно, хоть чучуть туман рассеять.
Можно еще отправлять читать Кардью, "Airgun from trigger to target", есть переведенная Игнатом, у него на сайте:

http://www.iguns.ru/Files/AirgunFromTriggerToTarget.zip

Nick Rimer, нЭт, в момЭнт имЭнно удара поршня в пЭрЭднюю стЭнку компрЭссора, пуля уже будет хз где.
Но за прЭдЭлами ствола точно.
А вот когда поршЭнь ударяЭтся о воздушную подушку, давлЭниЭ которой под двЭсти атмосфЭр - пуля таки да, ЭщЭ в стволЭ.
Там под катом Эсть табличка, но оно вам нЭ надо.

Кивок вниз нЭ можЭт произойти, так как компЭнсируЭтся инЭрциЭй и рЭактивными силами, дЭйствующими на поршЭнь, а точка вращЭния систЭмы находится нижЭ уровня движЭния поршня, примЭрно в цЭнтрЭ задника приклада.
Гаубичный подскок апнутой, с утяжЭлЭнным поршнЭм, но нЭутяжЭлЭнной мурки - тому яркий примЭр.

Кивок вниз нЭпрЭмЭнно произошЭл бы, если бы второй конЭц пружины был упЭрт нЭ стрЭлку в плЭчо, а скажЭм в стЭну позади стрЭлка.

ПыС: и как ети тупые американцы обходятся без буквы Э...
Читают, придурки, свое Е как God на душу положит, по контексту.
И если бы только ее одну!

Давайте еще нащет Ё и Е поборемся.

Snajper, спасибо за ПЕРВУЮ конструктивную критику.
Темка писалась в состоянии сильнейших ментальных помех, исправил только самое очевидное, в цифры не вдумывался и не перепроверял особо. Еще будет дописываться и правиться.

EsIp24 09-11-2008 23:35

автор молодец всё толково разъяснил , а картинка воще зачот

------------------
Быть добру!

Ignat 10-11-2008 19:15

quote:
Originally posted by b4now:

Nick Rimer, нЭт, в момЭнт имЭнно удара поршня в пЭрЭднюю стЭнку компрЭссора, пуля уже будет хз где.
Но за прЭдЭлами ствола точно.



А собственно кто её к этому обязывает???

Поршень может вломиться в переднюю стенку цилиндра по ходу п.5 из описания, т.е. когда пуля ещё только начинает движение, просто потому, что давления не хватит на останов массивного поршня.
В итоге первый удар будет в начале движения пули по стволу, когда она ещё только-только от казённика уходить начала, а потом будет и второй удар, послабее, после отскока. Второй удар, вероятно, будет уже с большим "опозданием", пока поршень туда-сюда сбегает, пуля, вероятно, уйдёт из ствола.
А вот во время первого удара - не успеет уйти, практически 100%.
Даже если удара физически не будет (в смысле контакта поршня со стенкой), то всё равно гашение инерции поршня воздухом приведёт к такому же клевку, может, чуть более мягкому из-за амортизации вышеуказанным воздухом...

------------------
Жизнь хороша, если есть ППШ!

b4now 10-11-2008 22:09

Потму что конструкцию винтовки сначала проектируют и ращитывают, а потом подгоняют под производственные возможности.
Баланс параметров винтовки прощитать трудно, да и не все производители парятся по етому поводу.
Мурка, согласно конструкторским традициям, сделана с большим запасом прочности, но не познала радости оптимизации пружинно-поршневой группы на стадии конструктирования, поетому имеет неплохой запас по разгону.
docalex_rpt 10-11-2008 23:21

quote:
Originally posted by Sergo30:

Интересно другое, почему некоторые производители винтовок используют объем компрессора по максимуму, а некоторые оставляют нераскрытый потенциал?



А что, если все ППП были бы Хантер1250, это было бы хорошим вариантом?
Замечу, что если бы МР-512 штатно UP-али заводским способом, количество рекламаций многократно возросло, сделав нерентабельным сбыт девайса.
b4now 10-11-2008 23:59

Количество рекламаций на МР-512 как-то влияет на ижмех? Вы серьезно?
И почему бы ето оно возросло, если бы в мурках сразу стояли пружина и поршень, оптимизированные под параметры компрессора?
b4now 11-11-2008 12:29

Еще раз повторю свой ответ выше, но немного другими словами.
Производители пневмовинтовок продают не джоули, а конструкцию.
Оптимизировать ее им нет особой нужды. Денег они за ето больше не получат, винтовок больше тоже не продадут.

То что тут, на сайте, повсеместно называют громким словом "апгрейд" - ето именно оптимизация, а уж никак не апгрейд.
Никому же не придет в голову называть автомобиль после чип- или иного тюнинга - перешедшим в разряд автомобилей более высокого уровня? Никаким тюнингом без замены узлов и агрегатов не превратить "шестерку" в иномарку.

Апгрейд в полном смысле слова - ето замена узлов и агрегатов на заведомо более высококачественные или другого, более высокого уровня прозводительности и стоимости, что в итоге значительно улучшает потребительские свойства объекта апгрейда.
Перествол на LW - апгрейд. Замена пружины на более мощную (в разумных пределах) и сопутствующие етому упражнения с перепуском/поршнем - оптимизация.

Turhon 11-11-2008 12:57

quote:
Originally posted by Sergo30:

Интересней вопрос, как лучше, чтоб компрессор давал всю возможную мощность или работал на 70 процентов?



Намного лучше если винтовка дефорсирована.
b4now 11-11-2008 02:06

И какой ответ ты хочешь услышать? Гнать.
Или не гнать.
Не понимаю происхождения вопроса. (ц)
Все равно как спрашивать - покупать мне водку или не покупать?
Ignat 11-11-2008 14:53

Не, это понятно, что система замкнутая и в результате всё останется на месте.

Но в процессе будут подвижки - молоток пошёл вперёд - всё тело пошло назад (ежели в невесомости ). Вот она замкнутость в действии.

И тут то же самое.
Спуск надавили, поршень вперёд - винтовка задирает ствол вверх, ибо от её задника отталкивается поршень посредством пружины. Поршень дошёл до передней точки (с подушкой или без) - винтовка клюёт вперёд. Если отражается - клюёт ещё сильнее. Отскочил и дошёл до максимума отскока - опять кивок вверх ибо снова пружина давит и т.д.

А заметность или незаметность опять упирается в конкретные параметры: массу поршня, скорость, с которой он приходит вперёд, насколько его тормозит подушка, или он таки бьётся в стеку и т.д. и т.п.

Так что расколбас там идёт в процессе выстрела по-любому, что однозначно сказывается на точности любого ППП оружия и чего напрочь лишены компрессионные и РСР системы

------------------
Жизнь хороша, если есть ППШ!

b4now 11-11-2008 17:08

quote:
поршень вперёд - винтовка задирает ствол вверх, ибо от её задника отталкивается поршень посредством пружины

э-э-э... Как бы так, да все одно не так.
Убегая вперед, поршень "утягивает" за собой ЦТ системы, частично компенсируя подскок в _етот_ момент. А вот когда сложатся все импульсы - тогда да, заметный подскок таки будет. Но пуле ето будет уже монопенисуально.

/пишу и улыбаюсь, наш дисскут напоминает анекдот про двух евреев, которые спорили несмотря что оба были согласны что "ехать надо".

Ignat 11-11-2008 17:22

Ну да, дискуссия, действительно, смахивает на тот анек.
Ибо оба участника излагают одно и то же, но с упором на разные аспекты

------------------
Жизнь хороша, если есть ППШ!

Shershen 13-11-2008 01:41

quote:
Originally posted by b4now:

Согласен.
Почему тогда винтовка не стартует вертикально вверх, сразу после расцепления поршня с шепталом?
А сумма импульсов - постоянна? Или таки растет?

Сумма импульсов постоянна и равна нулю

Но при выстреле из ппп нужно вспоминать и про момент импульса.
Да, да, про точки опоры, плечи...

Потом как заметил уважаемый sas11 у нас нету коня в вакууме.
То есть в невесомости. Сила тяжести сцукоесть.
Поэтому важно где ЦТ, где точки опоры, важен момент инерции винтовки в разных плоскостях и пр.

Прицел, его масса, его ЦТ, высота его установки опять же не фигня и влияет на все что я уже перечислил.

Сумма всего этого ОЧЕНЬ сказывается на том в каком месте стп и куда и насколько она уползает (если уползает) в зависимости от положения тушки стрелка перед выстрелом.

И в том случае когда сам размер кучи не имеет значения поскольку группа будет только из одного выстрела (ФТ, ХФТ, охота) все вышеназванное влияет ТАК, что про кучность и стабильный размер групп можно просто забыть.
На первый план выползает вопрос минимального смещения стп при максимальной разнице в изготовке от выстрела к выстрелу.

Поэтому я и считаю теоритические оценки просто развлечением ничего общего с реальностью не имеющим
Учесть влияние целого комплекса факторов слишком сложно.
Нужно просто пробовать.

Kline_Kinder 13-11-2008 11:51

quote:
Если взять ствол, цилиндрпоршень и круглый задник+кинуться весом УСМ-то откуда возникает кивание???Разве ,что, от криво сжатой пружины?!...

нет, она сжата одинаково криво при каждлом выстреле
Шершень прав опять
Объяснял себе так:
Кивок появляется изза момента. Момент- произведение силы на ее плечо.
Поршень двигается по прямой, однако центр тяжести системы не лежит на этой прямой, отсюда и плечо. При изменении координат цт скорость- (первая производная по времени) и ускорение (вторая производная по времени) работают именно с этим плечом, и дает угловые колебания ствола. Более того, на эти колебания (амплитуду, частоту) влияют еше и внешние факторы- жесткость и положение опор (хват).
Хорошая куча при этом вполне возможна- главное обеспечить однообразие этих колебаний. Их энергия однообразна- ее дает пружина, а вот частоты и амплитуды зависят от стрелка сделавшего свой хват.
В поризвольном варианте хвата характеристики колебаний будут различны и только энергия этих колебаний будет одинакова. Т.е. пулька вылетит с той же скоростью, а ствол окажется направленным в другом направлении.
Kline_Kinder 14-11-2008 13:41

quote:
Обоснуй!

Потому что РАЗГОН поршня (кивок, очень заметное напр у Иж-53) происходит ДОЛЬШЕ чем его ТОРМОЖЕНИЕ (удар о подушку). Не забывай что разгон на большей дистанции, почти весь ход поршня) а удар о "подушку" -погашение этой скорости на очень маленькой дистанции.
sas11 14-11-2008 21:37

quote:
Originally posted by Kline_Kinder:

Потому что РАЗГОН поршня (кивок, очень заметное напр у Иж-53) происходит ДОЛЬШЕ чем его ТОРМОЖЕНИЕ (удар о подушку). Не забывай что разгон на большей дистанции, почти весь ход поршня) а удар о "подушку" -погашение этой скорости на очень маленькой дистанции.



Неубедительно!
А ижписяттри вверх кидает и только!Но я стрелял с таким спуском-что килать его могло куда угодноЮно килало вверх.
А вот про массу как выражение инерции ты забыл. А поршень то трется, пружина греется и силы не равны.....
Kline_Kinder 14-11-2008 22:34

quote:
Неубедительно!
А ижписяттри вверх кидает и только!Но я стрелял с таким спуском-что килать его могло куда угодноЮно килало вверх.


Ну посмотри на анимацию, и убедись.
Это зависит от модели- цт выще или ниже оси циллиндра, туда и кивает первым.
На 53-м обратный кивок незаметен, а прямой очень яркий- масса поршня составляет значительную часть массы всего девайса. А главное - положение опоры!
sas11 15-11-2008 02:05

Про агромадную скорость неубедил, во.
b4now 19-11-2008 01:39

quote:
ГП противоположность витухи, т.к. начальный импульс у неё высокий, потом падает, а на витухи он наоборот, относительно плавно возрастает.

Э-э-э... Простите, боюсь не совсем понял мысль.
Что-что у витухи плавно возрастает в противоположность ГП?

А по сцылке http://www.arld1.com - так никто и не сходил.
А там есть и про подскок-вращение винтовки при выстреле. Туповато, правда.
Но лучше чем ничего, плюс будет что обсудить.

tehav 19-11-2008 11:42

quote:
Другой вопрос, по работе ГП. Она ИМХО противоположность витухи, т.к. начальный импульс у неё высокий, потом падает, а на витухи он наоборот, относительно плавно возрастает. Как тут определить "кивание" винтовки? И какая из пружин лучше?

Наоборот.
У гп начальный импульс слабее далее он возростает немного преодолевая потенциальную энергию поршня, И превращая ее в кинетическую.
У обычной пружины Начальный импульс сильнее, а следовательно и возникающие реактивные силы больше, другими словами больше расколбас.
Поэтому и говорят что "с гп винтовка ведет себя более прдсказуемо" имеется в виду размытая, плавная отдача, взамен жосткой и непредсказуемой с обычной пружиной.
b4now 19-11-2008 23:36

Расколбас - вроде бы поперечные и продольные вибрации системы пружина-поршень?
Хотя термин емкий и вписать сюда можно хоть похмельный тремор стрелка.
tehav 21-11-2008 22:05

quote:
А если речь идет о малораспостраненной ГП низкого давления?
Как у Тоебена или просто с толстым штоком? Что поменяется?

Еслиб гп низкого давления было лучше то не мучался бы народ закачивая по 100 атмасфер в пружину.

quote:
posted 20-11-2008 01:02

Перечитал три раза. Снова мало что понял.
Сила полного поджатия гп меньше чем у витой - согласен.
Следовательно и кинетическая энергия будет меньше на момент страгивания - э-э-э, а какая разница?
Страгивания - какого? Поршня или пули? Если пули - то перегрузка будет меньше, но и НСП будет как у горохострела.

quote:

Зато и отскок поршня будет меньше, так как сила противодействия гп(воздуздушная подушка)станет равной силе гп позже чем у витой.

Совсем непонятно.
Отскок зависит не от "раньше или позже" усилие ВП станет равно усилию ГП+инерция поршня, а токмо от максимального давления в компрессоре и его (противо-)воздействию на поршень и ГП.
По такой логике - чем больше усилие пружины в конце хода поршня - тем меньше отскок.
Но ведь и воздух она сожмет сильнее. И ВП "пробьет" как пуля какашку.



Отскок зависит на прямую. Если до соприкосновения с дном цилиндра 5 см и если давление воздуха равно давлению пружины то дальше Поршень движется на одной кинетической энергии. А после и ее запас иссякнет, и поршень отскочит на какоето растояние.
С ГП ЗАПАС ЭТОЙ ЭНЕРГИИ ИССЯКНЕТ ПОЗЖЕ И ОТСКОК БУДЕТ МЕНЬШЕ. ТАК КАК ДАВЛЕНЕЕ ГП НА ПОРШЕНЬ В РАЗЖАТОМ СОСТОЯНИИ В РАЗЫ БАЛЬШЕ ЧЕМ У ВИТОЙ.
И ГП СВОЕЙ СИЛОЙ БЫСТРЕЕ ПРЕОДОЛЕЕТ ОБРАТНЫЙ ТОЛЧОК ПОРШНЯ

Petrucha 21-11-2008 22:24

quote:
Originally posted by tehav:

Отскок зависит на прямую.



Отскок от типа и характеристики пружины практически не зависит.
Усилие страгивания пули, масса поршня.
Помоделируйте. https://forum.guns.ru/forums/icons/forum_pictures/000339/339378.png
b4now 21-11-2008 22:30

Я ПОНИМАЮ И ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ.
СТРОЧНЫМИ я выделяю обычно только ВАЖНЫЕ слова, поскольку при письме теряется интонационная пунктуация.
А ЕСЛИ ВСЕ ПИСАТЬ КАПСОМ - ВЫГЛЯДИТ КАК ИСТЕРИЧЕСКИЙ ПРИПАДОК.

То, что давление ГП на поршень в разжатом состоянии в разы больше чем у витой - согласен. Тем, кто хоть раз держал в руках ГП - ето ясно без вопросов. НО вот только в лоб поршеньку в конце рабочего хода давит сила под тонночку, так что набейте в ГП хоть пицот атмосфер - чем жутчее/быстрее сожмем воздух в компрессоре - тем жутчее получим противодавление на поршень.
Иначе как просто было бы расправиться с отскоком...

Kline_Kinder 01-12-2008 17:15

quote:
Originally posted by Petrucha:

Отскок от типа и характеристики пружины практически не зависит.



Вообче странно обсуждение развивается на форумах.
Во внутренней баллистике огнестрела в полный рост пользуются понятием "поперечная нагрузка".
А в обсуждениях пневмы народ этот термин упорно игнорирует, почему?
Поперечная нагрузка= масса/площадь.
И для пули, и для поршня эти величины являются константами и четко* увязывают ускорения и пули и поршня через общее для них- давление в циллиндре в произвольный момент выстрела.
у меня получалось что отношение ПН пули/ПН поршня = Ускорение поршня/Ускорение пули. Т.к. время действия силы давления и для поршня и для пули одно, а ускорение это разность скоростей за время действия силы давления, то и получалось что сократив на это время (время выстрела) отношение ПН пули/ПН поршня = Импульс поршня/Импульс пули.
А дальше уже рулит "обмен импульсами", где отскок- совершенно нормальное (и предсказуемое) явление, в котором массы следует заменить на ПН. Условие для отскока (довольно простое) подробно выражены например у Ландау-Китайгородский, "Физика для всех"
*без учтета форсирования пули.

Пневматическое оружие

Анатомия пневматического выстрела