《NERF—關(guān)于發(fā)射器的原理、歷史、簡(jiǎn)介與雜談》(009)
【反塞式氣缸】發(fā)射器為什么射程近?
這個(gè)問(wèn)題,筆者認(rèn)為主要由3點(diǎn)原因:1.氣缸;2.彈簧;3.空氣壓力。
注意!以下均以原裝老多變和復(fù)仇(RETALIATOR·遠(yuǎn)程速瞄發(fā)射器·N-STRIKE ELITE·2012)為例,進(jìn)行對(duì)比。
【氣缸】
主要是大小所帶來(lái)的容積的問(wèn)題。
老多變的氣缸外徑,大約為24MM;而復(fù)仇的氣缸外徑呢?大約為27MM。
我們假設(shè),在壓縮方式和壓縮距離等變量相等情況下,不用計(jì)算都知道,復(fù)仇氣缸的容積,要比老多變氣缸的容積大一些。這一些就可以形成高的瞬時(shí)氣壓,最終造成更遠(yuǎn)的射程。
【彈簧】
是關(guān)于線徑、直徑、KG數(shù)的數(shù)學(xué)問(wèn)題。
首先,彈簧的線徑、直徑、圈數(shù)等變量,除了直接影響彈簧的KG數(shù)以外,還影響了另一個(gè)變量——回彈力,當(dāng)然這兩個(gè)變量從某種角度來(lái)說(shuō),是一回事。
在彈簧材質(zhì)相同的情況下。
【相同參數(shù)的彈簧,圈數(shù)越少回彈力越強(qiáng)?!?/p>
【相同參數(shù)的彈簧,外徑越大,回彈力越低。】
【相同參數(shù)的彈簧,線徑越粗,回彈力越強(qiáng)】
比較遺憾的是筆者缺乏專業(yè)測(cè)量工具,以下數(shù)據(jù)均為大約數(shù)值,僅供參考。
【圈數(shù)】。采用同樣的方法進(jìn)行查數(shù)的話,兩種彈簧均為12.5圈。
【外徑】。老多變彈簧的外徑,大約為26.6MM;而復(fù)仇彈簧的外徑,大約為17.6MM。
【線徑】。老多變簧的線徑大約為1.5MM;復(fù)仇簧的線徑大約為1.2MM。
由此,可以說(shuō)陷入了僵局,所以我們還是要按照公式計(jì)算一下兩者的KG數(shù)。
【公式:K=(G×d4)/(8×Dm3×Nc)】
該公式最終的結(jié)果是。當(dāng)彈簧被壓縮時(shí),每增加1mm距離的負(fù)荷(kgf/mm)。
由于不清清楚彈簧材質(zhì)如何,但考慮到孩社使用琴鋼絲的可能性非常低,所以參數(shù)以不銹鋼絲為準(zhǔn)。
【G=7300】【d=線徑】【D=外徑】【Dm=中經(jīng)=D-d】【N=圈數(shù)】
【Nc=有效圈數(shù)=N-2】
首先,復(fù)仇彈簧:G=7300;d=1.2mm;Dm=16.4mm;NC=10.5
然后讓我們帶入公式,結(jié)果取小數(shù)點(diǎn)后4位:
【15137.28/370519.296≈0.0408kgf/mm】
老多變彈簧:G=7300;d=1.5;Dm=25.1mm;NC:10.5
同樣,結(jié)果取小數(shù)點(diǎn)后4位:
【36956.25/1328313.084≈0.0278kgf/mm】
當(dāng)然要算出彈力,上面那個(gè)數(shù)字,還不是終點(diǎn)。
接下來(lái)還需要一個(gè)公式:【F=kx】
【F=彈力】【k=剛度系數(shù)】【x=壓縮量】
【X=原長(zhǎng)度-壓縮后長(zhǎng)度】
復(fù)仇彈簧:壓縮前大約長(zhǎng)93.5mm,壓縮后大約長(zhǎng)15mm。
代入后【78.5*0.0408≈3.2KG】
多變彈簧:壓縮前大約長(zhǎng)115.5mm,壓縮后大約長(zhǎng)18.75mm。
【96.75*0.0278≈2.68KG】
在看完了上面這一大串的令人頭暈眼花的演算后,得出的最終數(shù)據(jù)告訴我們。老多變的原裝彈簧,無(wú)論從KG數(shù)來(lái)看,還是從理論上的回彈效果來(lái)看,都不遜色于復(fù)仇彈簧。
而從理論來(lái)說(shuō)彈簧的回彈力越強(qiáng),他推動(dòng)推氣零件的速度也越快,越能制造更強(qiáng)的瞬時(shí)氣壓,這就是為什么同樣的氣缸,高KG數(shù)的彈簧在同樣的條件下,永遠(yuǎn)能創(chuàng)造跟遠(yuǎn)的射程的原因。所以,NERF的反塞式氣缸的較弱的彈簧成為了其射程不行的一個(gè)重要的誘因。
【空氣壓力】


正如前文說(shuō)的,反塞式的氣缸推動(dòng)的空氣可以分為兩部分,一部分是由壓縮氣缸和氣缸共同推動(dòng)的一圈圓筒狀的空氣,另一部分則是中間的只由氣缸推動(dòng)的圓柱狀空氣。前一種由于有兩個(gè)里在推動(dòng),所以能相較后一種產(chǎn)生更大的推力,這也是反塞式氣缸行程瞬時(shí)氣壓的主力軍。而后一種只有氣缸推動(dòng),推力較小,是形成瞬時(shí)氣壓的輔助角色。
反觀直塞式,則可以將彈簧的推力完全轉(zhuǎn)化用于推動(dòng)氣缸內(nèi)絕大部分空氣的力。
假設(shè)直塞式氣缸能產(chǎn)生2的力壓縮空氣,那么反塞式氣缸則只能行程1.5甚至1.25的力壓縮空氣。
而這種壓縮空氣的力的差距又被裝入軟彈后的吃彈桿容積的不同進(jìn)一步放大。
直塞式氣缸的吃彈桿裝入軟彈后的容積是反塞式氣缸同情況下的數(shù)分之一。
假設(shè)反塞式與直塞式的吃彈桿后接一個(gè)所有參數(shù)的一致的直塞式氣缸。在同樣的將氣缸內(nèi)的空氣推入吃彈桿后,反塞式的吃彈桿因?yàn)閮?nèi)容積大,所以形成的瞬時(shí)氣壓永遠(yuǎn)會(huì)比直塞式氣缸的小,更何況實(shí)際的反塞式氣缸推動(dòng)空氣形成瞬時(shí)氣壓的要遠(yuǎn)弱于直塞式氣缸。
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綜合三點(diǎn):氣缸??;彈簧弱;整體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致發(fā)射時(shí)形成瞬時(shí)氣壓的壓力較低,三者合一,最終造就了反塞式這個(gè)先天低射程的發(fā)射器動(dòng)力模式。