Airsoft Labs by CMEE

Poradnik

Sprężyna

Podstawy

Najprościej jest wybrać preset według oznaczenia z opakowania (M100, M120, SP110…) w polu Spring → preset. Presety są skalibrowane na energię nominalną: M100 ≈ 1.00 J, M120 ≈ 1.44 J, SP110 ≈ 1.51 J i tak dalej.

Symulator obsługuje sprężyny liniowe i progresywne. Liniowe (oznaczenie M) mają wszystkie zwoje równomiernie rozłożone, a u progresywnych (oznaczenie SP) zwoje są rozłożone nierównomiernie.

Jeśli masz pewność, że twoja sprężyna nie pasuje do presetów (bardziej prawdopodobne jest, że replika, w której ją mierzysz, nie była optymalnie zestrojona) – możesz modyfikować parametr Stiffness, aż na wyjściu symulacji dostaniesz pożądaną energię.

Pomiar swobodnej długości sprężyny miarką

Pomiar grubości łożyska prowadnicy

Pomiar grubości łożyska prowadnicy sprężyny suwmiarką

Grubość łożyska kulkowego (albo metalowej / plastikowej wkładki) na prowadnicy sprężyny mierzysz suwmiarką, w milimetrach, licząc od płaszczyzny w gearboxie, od której mierzy się też jej długość (do przedniej krawędzi cylindra). Tę grubość wpisujesz w Spring → spring guide bearing.

Przy prowadnicach bez łożyska z reguły wpisujesz 0 – ale uważaj, jak prowadnica siada: niektóre nawet bez łożyska siadają trochę przed tą płaszczyzną i to przesunięcie musisz doliczyć do wartości.

Dla tych, którzy liczą zwoje na sprężynie

Porównanie liniowej i progresywnej sprężyny tej samej mocy (1.8 J)
Na górze liniowa, na dole progresywna. Obie 1.8 J.

Co znaczą oznaczenia sprężyn: oznaczenie M jest dla sprężyn liniowych. U nich do ściśnięcia sprężyny o dwa centymetry potrzeba dwa razy większej siły niż do ściśnięcia o jeden centymetr. Siła rośnie liniowo ze ściskaniem – i stąd nazwa. Oznaczenie SP to sprężyny progresywne. U nich siła nie rośnie liniowo ze ściskaniem, tylko zwiększa się progresywnie. To ułatwia silnikowi rozruch i długofalowo zmniejsza zużycie mechanizmu. Główna przewaga progresywnych nad liniowymi: dzięki nierównomiernym zwojom szybciej tłumią wibracje przy strzale i przez to mniej dzwonią.

Liczba przy sprężynach M mówi, jaką prędkość (w m/s) w poprawnie zwymiarowanej replice miałaby kulka 0.20 g: M120 znaczy 120 m/s. Nieliniowe sprężyny SP wiążą tę samą liczbę z kulką 0.25 g – co automatycznie oznacza też o 25 % więcej energii niż sprężyna M z tą samą liczbą.

Swoją drogą, 25 % więcej energii to tylko 11.8 % więcej prędkości, bo energia rośnie z kwadratem prędkości, a liniowo proporcjonalnie do masy.

Nie wierz ślepo liczbie

Moce sprężyn jednego producenta potrafią się mocno różnić od sprężyn z tym samym oznaczeniem innego producenta. Problem w tym, że metoda pomiaru nie jest dokładnie zdefiniowana. Owszem, mierzy się energię kulki na wylocie – ale nie ma konwencji, na jak zestrojonej replice i z jaką masą kulki.

Presety w Labie trafiają w nominał na idealnie zestrojonej replice, więc jeśli chrono pokazuje ci co innego niż symulacja – zanim zwątpisz w model, zwątp w deklarację sprężyny albo w dokładność danych, które podałeś symulatorowi. Tańsze chrono też potrafią pokazywać różne cuda.

Zauważyłem, że mniej więcej od 2023 kontrola jakości u wielu, nawet markowych producentów osłabła – moc dwóch “identycznych” sprężyn potrafi się sporo różnić. Dlatego najlepiej mieć własną replikę referencyjną, w której będziesz mierzyć chronem rzeczywistą moc.

Zaawansowane: własna sprężyna

Dla niestandardowych sprężyn preset można ominąć i wpisać wszystko ręcznie:

  • sztywność k (N/mm) – ile niutonów trzeba, żeby ścisnąć sprężynę o 1 mm. Da się zmierzyć odważnikiem o znanej masie: połóż odważnik na sprężynie i patrz, o ile się ścisnęła – ale koniecznie zacznij z pozycji całkowicie swobodnej. Np. odważnik 1 kg (≈ 9.8 N), który ściska sprężynę o 10 mm, oznacza k ≈ 0.98 N/mm.
  • długość swobodna – miarką, sprężyna nieobciążona
  • masa sprężyny – waga z dokładnością 0.1 g wystarczy

Modelowanie sprężyny nieliniowej

Dla sprężyn nieliniowych, oprócz sztywności, długości swobodnej i masy, musisz wpisać też grubość drutu Wire ⌀. Grupy zwojów dodajesz klikając przycisk Add group i wpisując liczbę zwojów (nie musi być całkowita) i skok zwojów (pitch) w grupie. Zwykle są dwie naprzemienne grupy gęstości. Terminatora, czyli ściśniętego i częściowo zeszlifowanego zwoju na początku i końcu sprężyny, nie liczysz.

Dla przykładu zobacz, jak zamodelowane są sprężyny SP w presetach.

Łożyska

Na prowadnicy sprężyny i/lub w tłoku zwykle siedzą łożyska – najczęściej osiowe z wieńcem kulek, albo metalowe/nylonowe wkładki.

Jeśli sprężyna jest za mocna, możesz obniżyć jej moc, wyjmując któreś z tych łożysk – albo tylko jego część, np. wieniec z kulkami – przez co zmniejsza się grubość. Ale uwaga: jeśli wyjmujesz łożysko z tłoka, kompletny tłok z głowicą musisz zważyć od nowa i nową masę wpisać w piston + head mass.

Grubości wpisujesz w spring guide bearing (przy sprężynie) i piston head bearing (siedzi w bloku ustawień tłoka).

Skracanie sprężyny

Drugi sposób na obniżenie energii: odciąć zwój czy dwa, przez co zmniejsza się jej napięcie wstępne. Haczyk w tym, że skrócona sprężyna robi się sztywniejsza na milimetr (mniej aktywnych zwojów robi tę samą robotę), ale spadek napięcia wstępnego dominuje.

Ten proces jest mocno kontrintuicyjny, więc jeśli skrócisz ją “na oko”, bardzo prawdopodobne, że się przejedziesz. Dlatego sprężynę skraca się zwykle po trochu, z kontrolą na chronie.

Symulator może ci mocno ułatwić tę robotę, bo pod Advanced jest ustawienie spring cutoff; wpisujesz, ile milimetrów byś odciął, a on sam przelicza, jaka będzie moc na wyjściu.

Rada: mocniejsza sprężyna to nie darmowy zysk. Z symulacji wychodzi, że sprawność spada z mocą – słabsza sprężyna zamienia w energię kulki ponad 60 % swojej pracy, a najmocniejsze spadają poniżej 50 %. Brutalniejsza kompresja to więcej ciepła i więcej strat. Dlatego: najsłabsza sprężyna, która osiąga docelową energię, jest zarazem najefektywniejsza – a nie “over-spring i jakoś to skompensujemy”.