エアガンを科学する第二弾（バレル長とシリンダー容量と流速チューンの嘘）

2013年11月1日

どうも、チン太です。
バレル長とシリンダー容量と弾速の計算が終わったので
アップロードします。

まずは結果

で計算式。

容赦ない近似を入れているので
絶対値的には怪しいです。
この式はシリンダーに蓄えられるエネルギーは
ホップや圧縮量に関係なく一定という事を考えれば理解できます。
（理系の学生の方は真面目に考えてね）

少し解説すると、
シリンダが圧縮されてパッキンが負けて発射されます。
ホップを強くかけると圧縮率が高くなります。
しかし弾に伝えられるエネルギーは一緒です。

そこで数式をとくと最初のグラフが得られます。

大事なのは、流速チューンはバレルが短ければ、
必ずなるのです。

これは重量弾を飛ばす為に強ホップにすると、
シリンダの圧縮率が上がり、パッキンから発射後は
加速出来る距離が短くなるんです。
（抜弾にエネルギー使っちゃうから）
で加速出来る時間が短いからバレル長が長いと空気抵抗での
ロスが多くなりパワーが出ない。
よって短いバレルにする。足りない銃口初速をバネを強くして補う。

これが流速チューンの正体です。
変なオカルトとか関係ないです。
圧縮率はホップパッキンの抜弾抵抗で決まるので、
重量ヘッドもノズル絞りもルーズバレルも関係ないです。
（弾のバレルへの接触とかヘッドが割れるの防ぐとかは別ですが）

こうやって見ると、
0.28以上の重量弾は200mm以下（流速）、
0.25なら200～300mm（変動レス）
0.2以下なら300mm以上（ノーマル）
のバレル長が適正でしょう。

よって電動ガンは、
弾の重量を最初に決める、
バレル長が決まる、
バネの強さが決まる
と言う順番でセッティングすれば良いのですね。

加速シリンダとか使うと、
更に有効シリンダ長が短くなるので、
また話は変ると思います。

毎度の事ながらエクセルで作って、
色々試してください。

各パラメータは適当です、自分で調整して下さい。
パッキン通過直後の弾速も測った事ないです。
バネの長さもバネ定数も適当に計算してます。
そもそも発射直後のピストン位置なんて
プライベートでは計れません。
（高速カメラで撮影かな？？？）
バレル内の空気抵抗係数も不明です。
でも結果のグラフは経験的に大体あってると思います。

1J規制があるので、（サイクルは別として）
チューニングではなくセッティングという意識が
大事です。
前回の弾道計算と今回の計算を使って、
セッティングの手助けになればと思います。