Joule berekenen zelfgemaakte luchtbuks

[Pinokkio]

Bericht #7 is van anderhalf jaar geleden.
Inmiddels heeft Roy een beslissing genomen en een airgun gebouwd als in bericht #9.
 
De terminal falling velocity van een 6 mm 0,87 gram kogeltje is ongeveer 34 m/s maar dat gebruik ik niet in mijn model.
De snelheid waarmee het kogeltje de grond raakt is in mijn model bijna 30 m/s, minder dan de terminal falling velocity.
 
De energie van het kogeltje is met hooguit 1,7 J erg laag in vergelijking met de theoretische waarde die ik bereken met de methode van mijn bericht #2. In een ideale wereld zonder wrijving of lekkage in de loop had E_kin bijna 19 J moeten zijn en v bijna 210 m/s. De werkelijkheid is natuurlijk altijd minder mooi, maar 1,7 J en 60 m/s zijn wel erg slecht.
Wellicht te veel luchtlekkage tussen kogeldiameter en loopdiameter.

[Michel Uphoff]

De snelheid waarmee het kogeltje de grond raakt is in mijn model bijna 30 m/s, minder dan de terminal falling velocity.

 
Ik heb jouw eindsnelheid in mijn model gezet, en ze komen aardig overeen. Ik kom nu op 58 m/s mondingssnelheid (1,5 J) en ook bijna 30 m/s bij raken van de grond:
 

Image1 849 keer bekeken

klik om te vergroten
 
Er is inderdaad bar weinig over van de initiële energie, het kogeltje zou ook teveel kunnen klemmen in de loop.

[Royvdgriend]

De massa is 0.87 gram (gemeten)

De kogel is 5.96mm rond geloof ik

(stond op de site)

Ik heb geteld en kwam op 12sec uit soms 14sec. Zal morgen even tellen met stopwatch

[Royvdgriend]

Misschien voor de leuk in de toekomst een teller kopen die het schotsnelheid meet

[Michel Uphoff]

Doe meerdere schoten (10 of zo) en geef alle uitkomsten, dan komen we mogelijk dicht in de buurt van een redelijk nauwkeurige meting.

[Pinokkio]

Ik heb geteld en kwam op 12sec uit soms 14sec

Eerst zei je 8 sec en nu 12 - 14 sec, dat maakt een gigantisch verschil in teruggerekende mondingssnelheid.
Maar tellen is niet meten, dus doe het nog eens enkele keren met nauwkeurige tijdmeting.

De kogel is 5.96mm rond geloof ik

(stond op de site)

Welke site?
 
En wat is de inwendige diameter van de buis die je gebruikt als loop?
Is daar ook een site van?

[Michel Uphoff]

De massa is 0.87 gram (gemeten)

De kogel is 5.96mm rond geloof ik

 
Wat is het materiaal van de kogeltjes? Zijn ze bolvormig?

[Royvdgriend]

Staal en rond

[Michel Uphoff]

Ok, dat klopt met massa en diameter (dichtheid 7,8).
Al wat preciezer testschoten gedaan, of speelt de wind teveel parten?

[Royvdgriend]

Ja dat wel maar niet in de lucht. Ben nu aan het kijken hoe die schiet op een meter of 20 en dan tot 50 opbouwen. Nu heb ik het idee dat die ronde kogeltjes soms behoorlijk kunnen afwijken door effect aan het kogeltje?
Hebben jullie programmaatjes waarmee ik dingen kan uitrekenen zoals hoever ik in een rechte lijn schiet.

[Michel Uphoff]

hoever ik in een rechte lijn schiet.

Je schiet nooit in een rechte lijn. En om te berekenen hoe groot die theoretische afwijking van een rechte lijn is, is de mondingssnelheid nodig.
 
Wat je kan doen is (Pinokkio wees daar eerder in bericht 10 ook op) is de loop met een waterpas mooi horizontaal zetten, op bijvoorbeeld 1 meter hoogte.
Vervolgens maak je van dun (kranten) papier wat schermpjes netjes op een lijn op een onderlinge afstand van bijvoorbeeld 5 meter, en schiet je door alle schermpjes heen.
 
Als je vervolgens de positie van de gaatjes vergelijkt, kan je een goede indruk krijgen van de baan van het kogeltje. Als alles goed is, zal bij ieder opvolgend schermpje het gaatje wat lager zitten, en daaruit valt de mondingssnelheid van de kogel af te leiden. Dat valt wel te berekenen. Wijken de gaatjes duidelijk af van een nette boogbaan, en/of zitten ze horizontaal niet netjes op een lijn, dan weet je dat het kogeltje een instabiele baan heeft.
 
Kogels worden meestal langwerpig van vorm gemaakt en door groeven in de loop in een rotatie om hun lengte-as gebracht. Dat stabiliseert (gyroscopisch effect) de oriëntatie van de kogel en dus de baan.
 
Een bolvormig kogeltje zonder rotatie volgt meestal geen mooi stabiele baan.

[Pinokkio]

Ben nu aan het kijken hoe die schiet op een meter of 20 en dan tot 50 opbouwen.

Het is niet duidelijk hoe je dat "opbouwen" wilt doen.
 
Hoe ver het kogeltje horizontaal zal vliegen hangt af van de hoogte van de loop en de mondingssnelheid.
 
Als het kogeltje vertikaal in 8 seconden weer neer komt dan was de mondingssnelheid ongeveer 60 m/s en dan zal het kogeltje horizontaal afgeschoten vanaf een hoogte van 1 m ongeveer 25 meter verder de grond raken.
 
Maar als het kogeltje vertikaal in ruwweg 13 seconden (bericht #18) pas weer neer komt dan was de mondingssnelheid ruwweg drie keer zo hoog en dan zal het kogeltje horizontaal afgeschoten vanaf een hoogte van 1 m ongeveer 65 meter verder de grond raken.

[Benm]

Kogels worden meestal langwerpig van vorm gemaakt en door groeven in de loop in een rotatie om hun lengte-as gebracht. Dat stabiliseert (gyroscopisch effect) de oriëntatie van de kogel en dus de baan.

 

Een bolvormig kogeltje zonder rotatie volgt meestal geen mooi stabiele baan.

 
Kogels voor vuurwapens wel... maar bij lichte luchtdrukwapens is dat niet haalbaar, ik vermoed dat de kogel het einde van de loop niet eens haalt als je rifling aanbrengt. Een gangbare kogel als een .45 ACP komt met pakweg 500 joule kinetische energie uit de loop van een pistool of revolver.
 
Voor het meten van de mondingssnelheid kun je allerlei creatieve oplossingen bedenken, maar er is gewoon een apparaat te koop dat het kan meten - je schiet door twee detectiepoortjes heen en krijgt meteen het resultaat. Gezien die dingen ook wel gebruikt worden voor pijlen (uit bogen) denk ik dat ze ook de extreem trage kogels van een dergelijke luchtbuks kunnen detecteren.  
 
Bedenk dat er weinig energie in het geheel zit - een schot van een dergelijk luchtdrukwapen is vergelijkbaar met een kraaltje uit een auto gooien op de snelweg. 

[ArcherBarry]

Bij handboogschieten doen we van tijd tot tijd controleren hoe de pijlen vliegen over verschillende afstanden (en een druk van een veertje aanpassen in de button). Hiervoor nemen we een doelwit, zetten wij ons vizier op 18 meter afstand en schieten dan een pijl vanaf 5m, 10m, 15m, 20m, 25m, 30m. door dit verloop kan je een trendlijn zien van boven naar onder.
 
misschien is dit ook toepasbaar voor jouw buks?

[Michel Uphoff]

maar bij lichte luchtdrukwapens is dat niet haalbaar

 
Ik heb vroeger vaak geschoten met een luchtbuks voorzien van trekken en velden (rifling), en dat ging prima.
Natuurlijk niet met stalen kogeltjes, maar met loden diabolo's.
 
Daarmee kon je tot enige tientallen meters behoorlijk nauwkeurig schieten, veel nauwkeuriger dan met die 'kermisgeweren' met ronde loden kogeltjes, die wapperen alle kanten op bij grotere afstanden.