Большой научный труд <По науке> я проводить не стану, в силу трудоемкости, да и не нужен он никому. Проведу прикидочные расчеты по логике событий и процессов.
В каждом конкретном случае, погрешности будут зависеть от условий. Основные:
1. Дистанция и точность ее установки.
2. Точность определения момента вылета шара.
3. Точность замера интервала времени.
4. Другие погрешности.
Поехали, по пунктам.
1. Дистанция и точность ее установки.
У меня - 3,5 метра. Мне так удобнее. Больше дистанция-меньше погрешность замера.
Без всякого напряга, рулеткой, дистанция отмеряется ну пусть + - 2 см. 0,02м на 3,5 м составляет + - 0,57%. Если брать совсем уж грубо + - 5 см, то + - 1,4%.
2. Точность определения момента вылета шара.
Это тонкий момент. Для спринга (пружинного, взводимого вручную) сравнительно просто. (см. рис. 1)
На принтскрине первый-выстрел с 5 см, второй - в пространство.
Дадьше рисунки не привожу. Там имеет смысл растянуть фонограмму и пришлось бы давать целую серию снимков. Запросто, без хлопот достижимая точность 1 сэмпл. Для моего фотоаппарата, которым я пишу звук частота дискретизации 8000 гц. Т.е. цена одного сэмпла (замера аппарата) 1/8000. Это 0,000125 секунды.
Черт с ним, принимаем погрешность отсчета + - 2 сэмпла. Это 0,00025 сек.
Для прикидки принимаем, что скорость около 100 м/с . Выше скорость - больше погрешность.
При 100 м/с время подлета 3,5 / 100 = 0,035 сек.
Таким образом 0,00025 / 0,035 * 100 = 0,71 %.
Вот для привода это сделать сложнее.
Для моего М202 картинка выстрела с 5 см в крышку от эмалированного ведра см ниже.
Удаляя справа участки фонограммы и прослушивая остаток можно определить момент начала звона крышки. Можно визуально. След. принтскрин это растянутый район большего пика, у меня именно там начинается звон. Желтый курсор установлен в момент, который я считаю началом звона. Собственно, там неплохо различим момент начала гармонических колебаний. Для другого АЕГа картинка может быть другой.
Для моего АЕГа, с учетом расстояния до крышки, момент вылета можно считать от начала большего пика выстрела. У вас может оказаться иначе. Обычно, меняя степень растяжения можно уловить момент попадания.
Полное описание, процедуры не привожу, это нужно видеть. Оно недолго на практике, но чтобы описать текстом: Увидите фонограмму ваших выстрелов - поймете сами.
Да, определяем момент вылета - одна серия, собственно замеры - другая. Это условность. Советую сделать серию замеров (штук по 5) для каждого типа шара по каждой единице оружия. И принять средние величины. Мои замеры по 2 стволам показали высокую стабильность результатов для одного типа шаров. Поэтому, в последствии к этому вопросу можно не возвращаться. Даже для шаров разной массы результаты отличаются не сильно. У меня из 6 выстрелов в крышку ведра, 3 замера от начала главного всплеска до предполагаемого начала звона 37-39 смпл. Один 14 и два невнятных, где непонятен момент..
Это обстоятельство и позволяет не использовать дополнительный лист и связанную с ним потерю скорости. Которая тем больше, чем меньше энергия шара и плотнее (а следовательно и звонче) дополнительный лист.
Да, важно: для приводов, вести отсчет от начала работы механизма нельзя. Разная степень заряда батарей и т.п. делают этот участок нестабильным. Я считаю от начала главного всплеска. Скорее всего, это срыв поршня. Возможно удар поршня. Неважно.
Не хочу отпугнуть никого кажущейся сложностью. Это написать гораздо труднее и дольше, чем сделать. У меня весь комплекс выполнения первоначальных замеров, занял минут 20, ну и анализ час-полтора. Причем, анализ для статьи, вдумчивый. Для себя-ну полчаса, вряд ли дольше. Кроме того, это довольно интересно.
Хочу обратить ваше внимание на ТБ. Осколки неплохо рикошетят. Очки настоятельно рекомендую. Если будете брать эмалированную посуду, мощные привода могут откалывать эмаль. Если жалко - ищите другую звонкую и гулкую жертву.
Поиграв курсором так и этак, в поисках возможной погрешности принимаю ее в 5 сэмплов. Это если грубо. Реально можно точнее без напряга. 5 сэмплов -это 0,000625 сек.
При 100 м/с это до 1,75 %. Повторяю, это если грубо. Я считаю реальной цифру 2 сэмпла.
Даже эта цифра завышена. Если у вас очень сложная фонограмма, все равно можно отыскать способ сделать точнее. Например отстрелять в два разных препятствия с различной частотой звучания, поставить записи рядом и сравнить. Отстрелять с разных дистанций. Можно вполне довести точность до 1 сэмпла. Было бы желание. После того как вы поймете, когда именно вылетает шар и научитесь видеть этот момент на фонограмме, остальные замеры и расчеты будут занимать минуты.
Для справки - скорость моего М202 0,12 шаром 34-36 м/с. Копейки. К сожалению.
Обращаю ваше внимание, что эту процедуру - определение момента вылета, скорее всего, достаточно проделать ОДИН раз для одного агрегата, и в дальнейшем к этому не возвращаться. Поэтому, не пугайтесь кажущейся сложности.
Даже если вы в дальнейшем, скажем, регулируете хоп-ап, реально момент вылета изменится, конечно, Вот только возрастание погрешности по этой причине в общем замере, все-равно невелико. Захотите подсчитаете, но это уже для гурманов.
3. Точность замера интервала времени.
Тут все как с точностью определения момента вылета шара. Тоже самое.
Если в сэмплах, то меньше процента. Если установлен отсчет в миллисекундах, то 0,001 / 0,035 * 100% = 2,86% Миллисекунда, при наших замерах-очень значимый графически отрезок, и ошибиться на 2 мсек-проблематично. Итак, принимаю 2,86 %. При грубых замерах, 0,71% при тонких.
4. Другие погрешности.
Падение скорости на участке. Мне лично по барабану. Посчитал и убедился, что на этой дистанции 2 с копейками процента. Если есть желание посчитать:
- на Airgun.Org.Ru есть статья " ВНЕШНЯЯ БАЛЛИСТИКА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ", в ней есть формула:
V=V0/e0.012L (V=Vнулевое, деленное на е в степени 0,012 L)
где V-скорость пульки в районе мишени, V0 -начальная скорость пульки.
Отсюда следует: V0= V*e0.012L , где число е =2, 71828, L - расстояние.
Формула не безукоризненная, не учитывает баллистический коэффициент, поперечную нагрузку пули, но тенденцию вполне отражает. Есть желание - считайте.
Я это не делаю еще и потому, что за момент вылета принимаю момент попадания на тестовом отстреле. Это погрешности с противоположным знаком и частично компенсируют друг-друга.
Погрешность от точности установки микрофона. Предположим, что за счет разности высот мишени и ствола, небрежности установки разность расстояний от микрофона до ствола и мишени составляет 0,2 м. Скорость звука около 340 м/с.
0,2 / 340 = 0,00059 сек. Реально достижимая без проблем точность установки 5 см. это 0,05 / 340 = 0,00014 сек.
При 100 м/с скорости и 3,5 м это 0,4 %
Грубо 0,00059 / 0,035 * 100% = 1,68 %
Реально 0,00014 / 0,035 * 100% = 0,4 %
Погрешность оцифровки. 1 сэмпл. Возможна на этапах 2 и 3. На 2м этапе - 1 раз, на 3 этапе 2 раза. Только в большую сторону. Итого от 1 до3 сэмплов. Принимаем 3 сэмпла.
0,000125 * 3 / 0,035 * 100% = 1,07%.
Прчими погрешностями типа изменения скорости звука от температуры и т.п. пренебрегаем за совсем уж малостью.
Суммируем:
Грубый вариант. 1,4% + 0,71% + 1,75% + 2,86% + 1,68 % +1,07% = 9,47%
Это предельный случай, когда вам сильно не повезло, и все погрешности легли в одну сторону. В реальности такое крайне маловероятно. Учитывая логику процессов (некоторые погрешности в принципе не могут уйти в обе стороны) :
Для спринга: от 3 до 8,94 %.
Для АЕГ от 3 до 11,72 %
Этот вариант (грубый) привожу только чтобы быть точным.
Наиболее реален (вероятен) такой расчет (отсчет в миллисекундах):
Спринг. 1,4% + 0,71% + 0,71% + 3% + 0,83% +1,07% = 7,72 %
АЕГ 1,4% + 0,71% + 3% + 1,07% + 0,83% + 1,07% = 8,08 %
Но это опять же, если вам не повезло. Учитывая логику возможных плюс и минус:
Спринг. От 3 до7,72 %
АЕГ от 3 до 8,08 %
Даже ведя основной отсчет в миллисекундах, но при определенной аккуратности выполнения первоначальных величин, моментов вылета шаров и вычислений средних из нескольких таких замеров, считаю наиболее реальной цифрой 5% возможное отклонение.
Это при обычном, прикидочном замере.
Погрешность от падения скорости на 3,5 м я в расчет не брал. Мне лично по барабану, какая это скорость - средняя на участке, или у среза ствола. Расстояние замера не 100 метров. Есть желание - пересчитывайте. Погрешность от возможного несовпадения момента вылета расчетного и фактического - тоже. Практика показала незначительность этой величины и см. замечание выше.
Максимально аккуратный замер, с внимательным анализом картинок.
Спринг и АЕГ одинаково. Захотите-сделаете.
+ - 0,57% + 0,35% + 0,71% + 0,71% + 0,83% + 0,71% = 3,88%
Это опять максимально возможная погрешность. Если не повезло.
На практике, уверяю вас, можно добиться 1-2%. Без особых извратов. Это, если вы понимаете суть процессов при выстреле, записи, и обработке звука. И сделали замеры аккуратно. Ну, да не для дяди же чужого делаем - для себя. Расшифровывать это свое утверждение не буду - по объему это будет раза в 3 большая статья, от уже наколоченного. Да и не нужно это ни кому, как я подозреваю. Порядок погрешностей я обозначил, а дальше - ваше дело.
На практике, для себя, я имею ввиду величину в 2 %, при обычных, не прецизионных замерах. Обосновывать эту свою мысль тоже не буду. Это еще одна статья по объему. Хотите верьте, хотите-нет. Есть желание - убедитесь сами
Общее замечание по этим погрешностям:
Такого рода расчеты очень лукавая вещь, на самом деле. Реально учесть степень внимания, уровень понимания происходящего оператором, нереально. Если вести расчет <на дурака>, то получится, что такие замеры смысла не имеют. Практика же происходит, как правило в стационарных условиях, одним оператором с той-же логикой, который мыслит и меряет одинаково от замера к замеру и о многих погрешностях говорить уже просто нет смысла. По моему опыту, на производстве, академические расчеты погрешностей проводились, в том числе и мной, когда надо было спрятать/оправдать брак. Исключения - редкость. У нас ведь нет такой задачи. И замеры наши не единичные. А пишу я эти строки, главным образом затем, чтобы возможные последователи лучше представляли, что от чего зависит и к чему может привести.
На практике более 2х лет меряю подобным методом (эпизодически) свою винтовку ИЖ-61. Результаты правдоподобны вполне. В том смысле, что почувствовал, что скорость упала - измерил, да, так и есть. Устранил причину, проверил - восстановилась. Пока обкатывал метод замера скорости, делал эксперименты и вызывая дизель каплей масла, и деформируя юбку пули и заминая ее для уменьшения скорости. Замеры это выявляли уверенно. Если в замерочной серии один из выстрелов мне показался странным, обычно это и выявляется. Не вижу причин, чтобы в эйрсофте было иначе.
Если с холодным затылком посчитать только неизбежные погрешности, не зависящие от оператора, то получим примерно следующее:
1. Погрешности установки мишени, микрофона, ствола. + - 0,57%. + 0,4 % = от - 0,17 % до 0,97 %.
2. Не буду играть в поддавки с оппонентами. И не учитываю точности обработки оператором.
Точность определения момента вылета и возможное отклонение конкретного выстрела от тестового. Это 1+2 сэмпла. = 1,07%. Причем сэмплы могут только запаздывать. При определении момента вылета это играет на завышение результата. Отклонение момента - в обе стороны. Т.е. имеем от -0,36 % до + 0,71%.
Погрешности оцифровки 3 раза. От 0 до 1,07 %.
3. Точность замера интервала 2 сэмпла или 0,71 % в моих условиях.
Собственно все. Остальное в руках оператора, т.е. вас.
Суммируем: 3,46 %.
Поскольку, большинство выстрелов и оцифровок все - таки средние, то я и принял для себя цифру в 2 %.
Да отдельные выстрелы могут выбиваться из ряда. Но ведь мы не их ловим. На то мы и разумные люди.
Да, это прикидочный расчет погрешностей. Не учитываю множество мелких факторов. Но ведь меня интересует не академически рассчитанное максимально возможное отклонение, а практически достижимая точность. Для себя. И если, вдруг какой то из замеров резко выбился из ряда, то это либо глюк оружия, либо наложение погрешностей и мне такой результат по барабану.
Еще небольшое замечание. Да, если у вас есть большое желание доказать, что этот метод замера никудышный, можно смело ссылаться на максимальные цифры. Вот только к практике они имеют очень далекое отношение: Если желаете мерять предложенным методом - думаю не разочаруетесь. И потратив первоначально некоторое время на его освоение, будете применять уверенно, искренне недоумевая, почему <академики> твердят о 10 %, когда вы уверенно фиксируете даже небольшую разницу в скорости и с минимумом хлопот.
Огнестрел я пробовал замерять тоже. На природе. Получится ли в тире - не факт (эхо). С ним даже проще. Момент начала выстрела это и есть вылет пули и многие погрешности сразу уходят. Ну и дистанцию можно больше. Главное-замер дистанции и микрофон посередине. Я несколько беспокоился за микрофон фотика, но он ничего, выжил. До него правда, было 16 метров. Можно даже сотовым писать.
Успехов.
Эх, прощай потерянное воскресение, потраченное на написание сего труда!
