Как известно, в ППП винтовке с правильно подобраными параметрами поршень до вылета пули из ствола не ударяется о дно цилиндра. Он тормозится о воздушную подушку и отбрасывается назад. При этом пиковое давление воздуха может достигать сотен атмосфер. Получается такая-себе система с маятником (поршень) и двумя пружинами (боевая пружина и сжатый воздух).
Существует второй случай, когда параметры ППП винтовки выбраны неправильно. Например, слишком большие масса поршня, сила пружины при большом мёртвом объёме. Или ещё может быть слишком мАлое усилие страгивания пули, тогда мёртвый объём начинает увеличиваться слишком рано. В этом случае воздушная подушка не может вовремя остановить поршень и он ударяется о дно цилиндра.
Как показало компьютерное моделирование, поведение манжеты в момент её сжатия (удар) имеет ОЧЕНЬ большое влияние на результат. В своей модели я ввёл такой параметр, как коэффициент эластичности (КЭ). Он определял поведение поршня при ударе, а именно скорость поршня умножалась на -КЭ. КЭ был выбран = 0.35. В такой модели графики зависимостей скорости пули и эффективности всей системы от 2-х основных параметров (масса поршня, начальное давление в пружине - в модели использовалась газовая пружина) выражали одну закономерность: при численном увеличении этих параметров падали и нач. скорость пули и КПД. Но ведь в реале это не совсем так. В реале КПД, естественно, падает, но вот скорость пули, хоть и медленно но растёт. У меня такое получалось только при КЭ близком к нулю, то есть если представить, что поршень НЕ ОТСКАКИВАЕТ от дна цилиндра после удара, что означает неупругое столкновение. Но ведь такого не может быть...
Короче, я пришёл к выводу, что лучше всего ввести в модель расчёты, учитывающие поведение манжеты при ударе. Причём, желательно чтобы эти расчёты использовали какие-то общепринятые параметры материала (для MP-512 - полиэтилен высокого давления, как я понимаю) манжеты, как то модуль упругости и т.п.
Если кто знает какие-то формулы для решения данной проблемы или есть идеи - жду с нетерпением. Если получится, то выложу графики зависимостей, описаных выше.
Выкладываю графики...
По порядку графики зависимости от:
1). ход поршня
2). масса его
3). давление в газовой пружине в сжатом состоянии
В верхнем левом и нижнем правом углах графиков - максимальные и минимальные значения соотв.-но. Всё остальное, вроде, ясно.
P.S.: не обращайте внимания на возможные "фантастические" результаты, так как остальные параметры задаются в виде констант в исходнике программы и в данном случае не имели ничего общего с существующими образцами ППП винтовок.
непонятно чем тебе поможет обычный модуль упругости полиэтилена, он же взят для статической деформации. Тут только натурные экперимены с манжетой, трубой ее ограничивающей и замерами деформации при нужной силе удара.
Но можешь почитать pdfы, которые выскакивают при поиске,
на google : Young's modulus polyethylene
дает дофига докуметов.
Вообще была мысль за счет касания манжетой торца уменьшить противодействующую площадь давления. А за счет толщины манжеты - растянуть во времени упругий удар. Длинную манжету, кстати у кого-то уже можно увидеть..
Ее при тюнинге народ укорачивает 😊
А смысл? 😊 Не хочешь же ты сказать, что манжета производит частично неупругое столкновение. Тогда куда уходит эта энергия? Явно не на ее остаточную деформацию, иначе манжеты были одноразовыми.. 😊
Хотя если подумать, манжета может распрямлятся уже после того, как отошла от стенки, хмм..
это новая мысля, которую я еще не думал. 😊
Почему частично неупругое? Хотя, тоже вариант, но не в этом дело.
Если манжетой бьет о заглушку (подобрали МО и остальное) - то она всяко испытывает упругую деформацию. Но этот процесс растянут во времени - сначала сжатие, потом - расширение.. И кстати - действительно не надо забывать про давление - оно тоже будет сжимать манжету..
Лучше всего заставить манжету долго распрямляться, пока она не отошла от стенки.. Пролонгированный (гы) удар..
еще предложи поставить пружину между манжетой и поршнем. 😊
K_I_A
Как известно, в ППП винтовке с правильно подобраными параметрами поршень до вылета пули из ствола не ударяется о дно цилиндра.
Однако...Правильные параметры узнать можно? Сколько копий переломано об обрезке ствола, что-бы пуля вылетела до удара поршня, а он и не ударяется вовсе...опаньки...
еще предложи поставить пружину
Демпфер, рассеивающий энергию 😊
Тут вопрос по кпд - будет ли потеря от рассивания энергии меньше чем прирост энергии за счет более эффективного использования давления 😊
а он и не ударяется вовсе...опаньки...
Удар действительно может быть о воздушную подушку.. Но в плане кучности - это мало на что влияет. Максимально уменьшаем мертвый объем, ускоряем движение поршня и удивляемся падению скорости..
Кстати, передняя отдача от быстро отскочившего поршня (от стенки/подушки) - больше.
To Svar45:
а чего, интересная идейка насчёт пружины между манжетой и поршнем. Только жёсткость должна быть недетская...
To SB:
дык, смотря что считать ударом... Ударом я называю непосредственное столкновение поршня и дна цилиндра. А заставить пулю вылететь до полного торможения поршня об воздушную подушку IMHO невозможно. Кстати, на моих графиках те области, где происходит удар, отмечены снизу зелёной линией.
To all:
Предлагаю высказаться по поводу следующего моего наблюдения.
Если (ну, чисто теоретически) предположить, что удалось в обычной МуРке свести мёртвый объём к нулю, то можно при стандартном ходе поршня в 85 мм получить скорости пули в 350-430 м/с путём поднятия массы поршня и силы пружины повыше, раза в 2-4 выше нормы. Это результаты на модели при стандартных остальных параметрах для MP-512. Как считаете, это возможно? Или глюк?
P.S.: Модель - как обычно, но не учитывает расход энергии на закручивание пули (не существенно). Пружина - газовая. Процессы и в пружине и в цилиндре - чисто адиабатические.
Для подсчёта КПД использовалась самодельная формула энергии газовой пружины, посчитанная как интеграл силы пружины dX, X = 0...L (ход поршня).
Всем доброго времени суток!
Ребята, я не понял что обсуждается. В процессе разгона поршень приобретает кинетическую энергию, и при сжатии газа она преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа, которая в свою очередь передаётся пуле. Естественно, при нулевой скорости поршня в момент страгивания пули, максимальное количество энергии будет передано газу.Если же поршень отскочит, то значит часть энергии газа пошла на обратный разгон поршня. Чтобы определить участие манжеты надо сопоставить объёмную упругость манжеты и упругость газа.
Если же поршень отскочит, то значит часть энергии газа пошла на обратный разгон поршня.Всё правильно. Но опять-же, существует ситуация, когда поршень имеет такой запас энергии, что ёе хватает и на то, чтоб выдавить весь воздух из цилиндра в имеющийся мёртвый объйм, и на то, чтоб ещё и стукнуться о дно цилиндра. При этом время, за которое газ будет "отдавать часть своей энергии на обратный разгон поршня" многократно сократится, так как столкновение всё-таки упругое. Так вот меня и интересует, насколько оно упругое, то есть какую скорость будет иметь поршень сразу после отскока.
Короче, насколько я понял, материал манжеты при сжатии будет вести себя как обычная пружина. До тех пор, пока нагрузка на него не превысит предел текучести. То есть энергия не будет (ну, почти) поглощаться полимером и таким образом манжета будет просто "отражать" поршень: Uпоршня.нов. = -Uпоршня.стар.*K, где K = 0.9...1.
Если я не прав - объясните в чём.
Если я не прав - объясните в чём.
Процесс сжатия/отдачи занимает время.
можно считать манжету пружиной. Но энергия удара может "поглощатся" манжетой, частично неупругое столкновение, если отдаватся(распрямлятся) она будет после отхода от стенки. Имеет ли это место в реале, думаю да.
Тогда допустим, что:
Uпоршня_после_удара = -Uпоршня_до_удара * K
Каким должен быть K ?
У кого-то есть информация о том, сколько раз поршень отскакивает от дна цилиндра при выстреле? Или как уменьшается дальность каждого следующего отскока относительно предыдущего?
Судя по флешке http://pnevma.sbn.bz/pistonpelletdynamics.swf один раз
Не думаю, что такая информация есть, хотя бы потому, что у подавляющего большинства манжета не ударяется об стенку.
Судя по флешке один рази
у подавляющего большинства манжета не ударяется об стенку... до вылета пули. А после вылета?
Я подразумеваю, что происходит что-то типа того, что изображено на рисунке. Заметьте, первый раз удара нет. X=время, Y=положение поршня, где дно цилиндра - вверху. Зелёная линия - момент вылета пули из ствола.
Блин, что гадать-то - касается, не касается..
Простая модель дает понять, что пик мощности происходит тогда, когда поршень начинает касаться стенки, но не бить ее слишком сильно. Т.е. сначала идет недобор давления, а потом - потеря кин. энергии на удар.
То, что манжета все же бьет в торец может подтверждаться попытками некоторых граждан увеличить ход поршня д54, гх1к. В результате получалось падение мощности. Имхо из-за полученной воздушной пробки - не было касания.
Uпоршня_после_удара = -Uпоршня_до_удара * K
Каким должен быть K ?
Имхо тут нельзя не учитывать время процесса.
Т.к. сжатие и расжатие не происходит мгновенно. Т.е. надо представить манжету в виде пружины с потерями. Но, на этой точке свет клином не сошелся. Можно взять Петрухину манжету и насладиться падением мощности - отскок от той же воздушной подушки и попробовать обсчитать это дело. До получения правдоподобных зависимостей. То еще занятие.. МО, газ, пружина, массы, трения - походу не полный список параметров..
Да и зависимости между ними - оригинальные. Например, изоляция мо канавки давала прирост скорости, чем попытка свести ее с перепуском.. Модель по этому поводу показывает прирост в мощности при увеличении трения поршня.
А после вылета?
Думаю, у подавляющего большинства после вылета поршень все же бьет в переднюю стенку 😊 Сколько раз - никто не скажет.
Извините за глупый вопрос, но что такое "МО" вобщем и "мо канавка" в частности?
Мертвый Объем. Канавка манжеты..
Сорри, но какая разница, что будет после вылета? Судя по моему анализу звука механизма, газовая пружина делает просто "тук" в стенку и останавливается.
На всё колебание, которое видно на записи: останов подушкой\откат\возврат идет всего ~1.5мсек.
Жаль вычленить каждый этап по звуку невозможно.
Откат ведь небольшой (всего ~2-3мм) и скорость удара поршня об стенку тоже. А у тебя на графике откат на 2\3 хода пружины. Аффигеть, так не бывает.
Сорри, но какая разница, что будет после вылета?Для стрелка - никакой, для того, кто хочет составить модель винтовки - большая разница. Это даст мне возможность посчитать коэффициент К, влияющий на поведение поршня в случае удара. А удар может быть и ДО вылета пули.
На всё колебание, которое видно на записи: останов подушкой\откат\возврат идет всего ~1.5мсек.Здесь ошибка - длительность где-то на порядок больше. Обычно в пределах 8-15 мс.
Жаль вычленить каждый этап по звуку невозможно.Почему? Из-за звона самогО цилиндра? Или частоты дискретизации не хватает при записи?
Откат ведь небольшой (всего ~2-3мм) и скорость удара поршня об стенку тоже. А у тебя на графике откат на 2\3 хода пружины. Аффигеть, так не бывает.Странно, но у меня редко когда бывает меньше... Может я и не прав с 2/3-и, но 2-3 мм - это уж очень мало. Воздух ведь очень упругий - отличная пружина. По идее получается колебательная система с маятником (поршень) и двумя пружинами по бокам (воздух и боевая пружина). И потери в этой системе IMHO не такие большие, чтоб она не смогла совершить ну хотя-бы одно полноценное колебание, пусть даже с половинной потерей амплитуды.
P.S.: чё-то я повторяюсь
Нет не ошибка, весь выстрел, до вылета пули у меня ~10мсек. В нем выделяется 1.5-2мсек "переходного процесса". Частоты от 44 до 192кГц показвывают почти одинаковую картину, весь вопрос: "что она обозначает?" Я смог разпознать только три фазы: сход с зацепа и последующее ускоренное движение, начало каких-то пертурбаций и первый пик выхлопа.
Для своей гамы-ГП я по звуку выстрела определил (прикручивал к цилиндру микрофон), такие значения: ~8.5мсек - фаза "ускоренного движения", средняя скорость поршня в ней получатся ~10м\с, а максимальная ~22м\с, дальше идет ~1.66 мсек на "замедление и отскок" от подушки, где-то в этой фазе происходит страгивание и движение пули в стволе и длится она до первого максимума дульного выхлопа. Итого: "время выстрела" ~10мсек.
Ты забыл про трение распертой давлением манжеты, а оно пиком увеличивается и достаточно велико. Воздух упругий, но в это время происходит его выдавливание в ствол, пуля начала двигаться вперед. Про половину амплитуды и речи быть не может! Это легко проверяется по видимому движению поршня, и подтверждается замером звука механизма.
А вот, если заткнуть дырку, то получишь отскок примерно в треть хода,
взависимости от смазки и манжеты.
Короче ясно, что мне ничего не ясно. Вернее ясно, но не верится.
Ты забыл про трение распертой давлением манжеты, а оно пиком увеличивается и достаточно великоНу не верю я, что там ТАКОЕ трение. Впрочем, его можно посчитать, если кто-нибудь подскажет коэффициент трения скольжения полиэтилена (ПЭВП) по стали, может у Анурьева есть?
Ладно, выскажу некоторые соображения на счёт такой расходимости теории и практики:
1). Процесс гораздо более похож на политропический, чем на адиабатический. Вплоть до изотермического в некоторых фазах.
Самый интересный вопрос в таком случае - как посчитать теплообмен между разными металлическими поверхностями и воздухом у которого постоянно меняются все мыслимые параметры - P, V, T и т.д.
2). Сжатый воздух, будучи вытолкнутым в ствол, СТАШНО не хочет возвращаться назад, чтобы оттолкнуть поршень куда подальше.
Надо будет попробовать прикрепить ползунковый переменный резистор к поршню, подключить к АЦП и записать все показания в ОЗУ-шку, а потом считать. Получится точно и быстро.
K_I_AНа примере простого проталкивания руками поршня с манжетой при сборке МР-512: при всех равных прочих условиях одно трение у родной манжеты, больше у залитой наполовину, еще больше у залитой полностью, и еще больше у "вареной" (с распертой юбкой) залитой манжеты. Разное трение (усилие проталкиваения поршня) чувствуется руками.
Ну не верю я, что там ТАКОЕ трение.
Если в таких условиях холостого хода разное трение, то что говорить о рабочем режиме, когда юбку манжеты распирает?
Разное трение (усилие проталкиваения поршня) чувствуется руками.Так там разное трение именно из-за разной упругости самой манжеты, а не из-за того, что материал меняется после проваривания и т.п. И почему в таком случае полировка цилиндра практически ничего не меняет?
Если в таких условиях холостого хода разное трение, то что говорить о рабочем режиме, когда юбку манжеты распирает?
Кстати, я посчитал объём канавки ижевской манжеты, двумя способами.
Первый - залил инсулиновым шприцом воду в канавку, так чтоб вода была на уровне морды манжеты. Потом выкачал. Померял - ровно 0,25 мл, или 250 мм3. Способ показался не очень точным.
Способ ?2: Цифровым фотиком сделал фотографию разреза манжеты (разрез через середину). Ну и, зная размеры манжеты, по пропорции посчитал размеры всех элементов канавки. Получилось 200 мм3. Используя этот-же метод, посчитал площадь наружного кольца канавки манжеты. Если кто не понял - то это та часть канавки, на которую давит сжатый воздух, придавливая манжету к поверхности цилиндра. Площадь составила 250 мм2, то есть 1/4 см2. Это значит, что если давление в цилиндре 20 атм, то манжета прижимается с силой в 20*1/4=5 кгс = 49 Н. Домножьте на коэффициент трения и получите значение силы, противодействующей движению поршня.
Вопрос о коэфф.-е трения ПЭВП-сталь остаётся открытым.
HDPE? Бери статический 0.30-0.25, а кинетический ~0.18-0.15, грубо конечно, иначе только экпериментом.
P.S. у большинства апгейтеров канавка на ижевских манжетах залита. 😊