Что мощьнее...Гидра или пневмат...

[Formatizator]

А откуда в расчетах в гидре взялось разгоняемой воды 87 см.куб.?

[СОМ]

Всем ПРИВЕТ!
Господа, уважаемые подвохи.
Давайте оговоримся, о чем мы говорим.
Выстрел производится с руки или из неподвижного ружья?
На отдачу, как известно то же идет энергия.
Давайте будем рассматривать неподвижное ружье. А то плохое производят впечатления рассчеты КПД без учета отдачи. Непонятно откуда может взятся КПД под 60-90% при выстреле с руки. Особенно грустно читать о хорошем совпадении кинетической энергии на гарпуне с потенциальной, заряженного ружья.
Конечно, можно все просчитать, но определение гидродинамических потерь любого гидроагрегата до сих пор проблема даже для профессиональных расчетчиков. Окончательные значения получают путем испытаний готовых образцов изделий.
Нужно измерять, и измерить трение и энергию вполне возможно.

По трению:
Величина силы трения кольца примерно 5-10% от усилия на кольце.
Конкретный пример. У меня беспоршневой гидропневмат. Усилие на гарпуне 20 кгс. Величина трения кольца 2 кгс. Определяется на обычных весах. При этом можно замерить как силу трения покоя – усилие на весах в момент страгивания, так и силу трения скольжения – сравнить показания при прямом и обратном ходе.

Энергия выстрела может быть измерена амортизатором. Устройство изготовлено. Есть реальное предложение к жителям из Москвы по посещению бассейна с этой целью. Нужно только подобрать «подходящий» непрозрак по водоемам, что бы сподобится на такое странное развлечение и согласоваться заранее. По методике я уже раньше писал. Детали можно уточнить здесь. Конечно, интересно было бы сравнить разные ружья

По гидродинамике:
Почему то забыли о беспоршневых гидропневматах.
Беспоршневой гидропневмат выгоднее поршневого. Это обусловлено двумя причинами. Выстрел происходит при большем значении давления;
Рабочее тело (вода) может подводится по большей площади;
Как известно по большей площади да при большем давлении можно передать большую мощность. В гидравлике давно проявилась тенденция к увеличению рабочих давлений и эту закономерность, конечно, следует заимствовать и нам.

На беспоршневом гидропневмате разгон жидкости идет поперек ствола на участке 4-6 мм (для ствола 8-12 мм), а у поршневого гидропневмата вдоль ствола. Т.е. у него участок разгона – величина рабочего хода (пусть 500 мм). Понятно, что при одинаковой конечной скорости разгона гарпуна жидкость в беспоршневом будет разгонятся меньше, чем в поршневом, где она равна скорости гарпуна. Следовательно, на разгон воды и энергии пойдет меньше.

В беспоршневом нет паразитного объема.


Сергей

[Formatizator]

По гидродинамике:
Почему то забыли о беспоршневых гидропневматах.
Беспоршневой гидропневмат выгоднее поршневого. Это обусловлено двумя причинами. Выстрел происходит при большем значении давления;
Рабочее тело (вода) может подводится по большей площади;
Как известно по большей площади да при большем давлении можно передать большую мощность. В гидравлике давно проявилась тенденция к увеличению рабочих давлений и эту закономерность, конечно, следует заимствовать и нам.

На беспоршневом гидропневмате разгон жидкости идет поперек ствола на участке 4-6 мм (для ствола 8-12 мм), а у поршневого гидропневмата вдоль ствола. Т.е. у него участок разгона – величина рабочего хода (пусть 500 мм). Понятно, что при одинаковой конечной скорости разгона гарпуна жидкость в беспоршневом будет разгонятся меньше, чем в поршневом, где она равна скорости гарпуна. Следовательно, на разгон воды и энергии пойдет меньше.

В беспоршневом нет паразитного объема.


Сергей

Рассужения выглядят правильно, только вот почему же у РПС-3 такой маленький КПД. МОжет если дырок побольше насверлить КПД повысится.

[Vurdalak]

to СОМ:

Что не так в равенстве энергий? Все же понятно, что часть энергии будет затрачена на потери, о чем ниже и было написано.
Учесть силы трения можно. Единственное, что сейчас продвигается с трудом - определить гидродинамические потери. "Вручную" их посчитать вряд ли получиться, но ведь есть же программные продукты, позволяющие это сделать! CosmosFloWorks, FlowVision и им подобные.

[FA]

Виноват! Не верно посчитал объем воды - посчитал на две зарядки!
В остальном вроде верно, но не учтены потери на дросселирование воды, а они очень ощутимы!

ГИДРА
Усилие зарядки начальное 21,36кг.
Усилие зарядки среднее 23,18кг.
Количество разгоняемой воды 45,8см3
Сила трения поршня на гарпуне 0,85кг;
Сила трения поршня 3,6кг;
Работа, затраченная на зарядку 136,3 Дж
Потери на трение поршня на гарпуне 5 Дж
Потери на трение поршня в ресивере 4,2 Дж
Потери на разгон воды 14,4 Дж
Оставшаяся энергия 99 Дж

ПНЕВМАТ
Усидие зарядки начальное 21,38кг
Усилие зарядки среднее 23,19кг
Количество разгоняемой воды 15,6см3
Сила трения поршня 0,94кг;
Работа, затраченная на зарядку 125 Дж
Потери на трение поршня на гарпуне 5,1 Дж
Потери на разгон воды 5 Дж
Оставшаяся энергия 102 Дж

Пневмат всеравно мощнее!!!

[olly]

По поводу замера скорости. Ссылки нашел, но тот сервер уже давно в дауне. Так что описываю от себя процедуру.

1. Берем лист бумаги и с двух сторон обклеиваем фольгой (ее сейчас в любом хозяйственном можно купить, раньше от шоколадок собирал ). Нужно 2 таких листа. И две рамки, на которые эти листики можно присобачить. Я брал пластиковый кольца не то от пялец, не то еще от чего-то подобного.
2. Берем кабель длинной... Ну что бы от места выстрела до ноутбука хватило. И штекер обычный трехштырьковый. Все это спаиваем.
3. Берем деревянную/пластиковую/какую_найдёшь рейку. Крепим на ней рамки.
4. Подключаем оду сторону рамок к "землянному" контакту штекера, а вторые стороны на левый и правый канал.
5. Все это дело втыкаем в микрофонный вход компа. В микшере врубаем микрофон на полную мощность, говорим писать с микрофона (у многих еще есть mic boorst, тоже можно врубить, что бы четче фронты видны были).
6. На компе нужна прога типа саундфоржа или любой звуковой редактор.
7. Включаем на запись. Стреляем сквозь рамки. В момент прорыва фольги на микрофонном входе возникает фронт. В момент прорыва входной рамки - на одном канале, выходной - на другом. Замеряем время между фронтами. В редакторе это можно сделать с довольно большой точностью.
8. Ну а дальше чистая математика: расстояние между рамками известно, время полета гарпуна - тоже. Сопротивлением прорыва рамки можно пренебреч, так как оно очень не велико, тем более для острого и массивного гарпуна.

Данная конструкция была опробована для замера скорости полета пули у пневматического оружия. Для гарпуна тоже пойдет думаю. Проводимость пресной воды не на столько велика, что бы намертво замкнуть контакты, так что думаю все получиться. Как будет время сделаю и опробую. О результатах сообщу.

[Formatizator]

Виноват! Не верно посчитал объем воды - посчитал на две зарядки!
В остальном вроде верно, но не учтены потери на дросселирование воды, а они очень ощутимы!

ГИДРА
Количество разгоняемой воды 45,8см3

Я же просил сделать перерасчет для поршневой гидры, в которой гарпун уплотняется в надульнике как у РПС-3.
У такой гидры количество разгоняемой воды меньше, а именно 30.144 см. куб.

Сила трения гарпуна в надульнике в ней равна 0.75 кг.

Думаю конечный результат расчетов уже очевиден.

[Formatizator]

По поводу замера скорости. Ссылки нашел, но тот сервер уже давно в дауне. Так что описываю от себя процедуру.

1. Берем лист бумаги и с двух сторон обклеиваем фольгой (ее сейчас в любом хозяйственном можно купить, раньше от шоколадок собирал ). Нужно 2 таких листа. И две рамки, на которые эти листики можно присобачить. Я брал пластиковый кольца не то от пялец, не то еще от чего-то подобного.
2. Берем кабель длинной... Ну что бы от места выстрела до ноутбука хватило. И штекер обычный трехштырьковый. Все это спаиваем.
3. Берем деревянную/пластиковую/какую_найдёшь рейку. Крепим на ней рамки.
4. Подключаем оду сторону рамок к "землянному" контакту штекера, а вторые стороны на левый и правый канал.
5. Все это дело втыкаем в микрофонный вход компа. В микшере врубаем микрофон на полную мощность, говорим писать с микрофона (у многих еще есть mic boorst, тоже можно врубить, что бы четче фронты видны были).
6. На компе нужна прога типа саундфоржа или любой звуковой редактор.
7. Включаем на запись. Стреляем сквозь рамки. В момент прорыва фольги на микрофонном входе возникает фронт. В момент прорыва входной рамки - на одном канале, выходной - на другом. Замеряем время между фронтами. В редакторе это можно сделать с довольно большой точностью.
8. Ну а дальше чистая математика: расстояние между рамками известно, время полета гарпуна - тоже. Сопротивлением прорыва рамки можно пренебреч, так как оно очень не велико, тем более для острого и массивного гарпуна.

Данная конструкция была опробована для замера скорости полета пули у пневматического оружия. Для гарпуна тоже пойдет думаю. Проводимость пресной воды не на столько велика, что бы намертво замкнуть контакты, так что думаю все получиться. Как будет время сделаю и опробую. О результатах сообщу.

Во время прорыва гарпуном листов фольги, они могут перемкнуть между собой и звуковая карта накроется.

[FA]

У меня есть РПС-3 - редкая гадость! Манжета умирает непредсказуемо (может50 выстрелов выдержать, а может после одного умереть). Если же брать ружье с передней привязкой, тогда и сравнивай его с безпоршневым пневматом, а не с классическим. Логично?
и результат нифига не очевиден - в гидре большие потери на перепуск воды!

[Formatizator]

У меня есть РПС-3 - редкая гадость! Манжета умирает непредсказуемо (может50 выстрелов выдержать, а может после одного умереть). Если же брать ружье с передней привязкой, тогда и сравнивай его с безпоршневым пневматом, а не с классическим. Логично?
и результат нифига не очевиден - в гидре большие потери на
перепуск воды!

Согласен, что РПС-3 это гадость, но ведь уплотнение можно сделать как в Таймене с задней привязкой, и говорят там оно живет очень долго.

В расчетах не видно потерь на перепуск воды и заявление о больших потерях пока беспочвенно. О сравнении с беспоршневым пневматом даже и не идет речи, думаю всем и так очевидно, что такой пневмат мощьнее.

Ставилась задача сравнить именно классический пневмат с гидрой.

Думаю дальнейшие расчеты зашли в тупик, а без них нельзя однозначно сказать "Что всетаки мощнее". Какие будут предложения по определению потерь на перепуск воды

[olly]

- skip -
Во время прорыва гарпуном листов фольги, они могут перемкнуть между собой и звуковая карта накроется.

Не накроется. Во первых проверено. А во вторых не накрывается же от мембранных микрофонов? Там же у обмотки тоже сопротивление парочка Ом. По этой же причине можно спокойно в отсутствии микрофона использовать для этих целей обычные наушники.
А "короткое" вызывает при записи просто "всплеск". И все.

[FA]

Уплотнение "как в Таймене" сделать нельзя!!!
Там воротничковая манжета держит давление 1-4атм (в зависимости от глубины погружения) и держит его снаружи ствола. Если создать даже 1атм в стволе Тайменя манжета легко раскроется, не говоря уже о 50атм (25кг на гарпун 8мм) в стволе гидропневмата! А если перевернуть и усилить воротничковую манжету, то она будет вести себя как и уплотнение на РПС-е. Так, что прощай надежность при задней привязке!

[СОМ]

Всем ПРИВЕТ:

Писал Formatizator :
- «Рассужения выглядят правильно, только вот почему же у РПС-3 такой маленький КПД. МОжет если дырок побольше насверлить КПД повысится.»

Я о КПД никаких чисел не давал. КПД у него высокое, но может быть выше.

Писал Vurdalak:
- «Что не так в равенстве энергий?»

Я имел в виду проведение отстрела для зафиксированного ружья. В расчетах, которые я видел, энергия газа в ресивере при расширении полностью идет на гарпун (минус потери). Получаются близкие результаты. А как быть с энергией, которая идет на отдачу. Такие расчеты верны только для неподвижно закрепленного ружья. Конечно здорового было бы исследовать с помощью программ для трехмерного моделирования потоков. У меня есть две таких программы, но к сожалению до сих пор изучить их не смог. Если знаете такого гуру-подвоха, было бы интересно пообщатся. Где то в начале года на Тетисе кажется FA уже поднимал этот вопрос. К сожалению, воз и поныне там.

Писал FA:
- «У меня есть РПС-3 - редкая гадость! Манжета умирает непредсказуемо (может50 выстрелов выдержать, а может после одного умереть). Если же брать ружье с передней привязкой, тогда и сравнивай его с безпоршневым пневматом, а не с классическим. Логично?
и результат нифига не очевиден - в гидре большие потери на перепуск воды!?»

Я в начале 80-х сделал два беспоршневых пневмата. Мутанты между РПС-3 и РПБ. Они тогда только появились в продаже. Ничего не сэкономил в плане денег, но… Получил эффективность принципа РПС и надежность и простоту РПБ. Пользую до сих пор, хотя и планирую-проктирую новое (никак не напроектирую). В мрте этого года Абырвалг подарил РПС-3. Разобрал, поковырялся и убрал в чехол. Если доработать, то ружье нормальное. Но мои лучше. Есть на РПС кучка дурных закосов. В целом пушка классная, если довести.

По поводу:
-« Если же брать ружье с передней привязкой, тогда и сравнивай его с безпоршневым пневматом, а не с классическим.»

Понял. Все что похоже на РПС будем сравнивать с вланиками.

По поводу:
-« и результат нифига не очевиден - в гидре большие потери на перепуск воды!»

А про сброс паразитного объема в пневмате ты не забыл? Там поток тормозится в зазоре между гарпуном и стволом. По сути толщина пограничного слоя. И посмотри на отверстия дренажа. Они поворачивают поток под 90 гр. А в поршневом г. пневмате поток идет по стволу без поворота. Объем воды зависит от конструкции. На зелинках и аргументах 10 мм, а на импортных сам знаеш. Если взять среднее значение примерно равным 12 мм, то паразитный объем равен объему гарпуна. Что в итоге? Говорим о пневмате, а рассматриваем гидропотери.
Такова качественная картина. А вот количественно определить я пока пас. Только замерами и отстрелами.

Хочу вот о чем напомнить. Большинство современных ружей имеют фиксацию гарпуна в поршне. Без этого мощность падает почти вдвое. Но в конце рабочего хода гарпуну необходимо вырвать хвостовик из поршня. Разумеется, все знают как это сделать вручную. НО это то же потери.

С уважением

Сергей

P/S: Надеюсь мы родим истину в нашем славном споре

[Vlanik]

[СОМ]

Всем ПРИВЕТ!
Вланик писал:

-«+++ Нельзя договариваться о понимании законов физики...»

Уважаемый Владимр Николаевич, пожалуйста повнимательнее читайте то, что пишут.
Я не предлагаю переосмысливать законы физики. Я предлагаю оговорить условия проведения испытаний. Иначе будем говорить о разных вещах, запутаемся, и пользы от таких испытаний не будет.

Далее:

-«Отношение мощности, которую механизм передаёт потребителю, ко всей мощности, подводимой к механизму, называется коэффициентом полезного действия данного механизма, или КПД.»

Обычно принято рассматривать не мощность, а энергию или работу. Мощность это способность произвести (преобрасовать, передать трансмиссией и т.п.) работу или энергию в единицу времени. КПД не рассматривает полную энергию (в ресивере ружья или баках автомобиля, например) и как быстро эта энергия может перейти к гарпуну(или авто).

Далее:

-«Механизм, это ружьё.
Потребитель, это гарпун.
Мощность, подводимая к механизму, это производная давления заряженного ружья.»

Не согласен.
1. Энергия может пойти только на гарпун, если при отстреле упереть ружье в массивный или неподвижный предмет.
2. И она может пойти на разгон гарпуна и ружья, если выстрел произвести из незакрепленного ружья.

В первом случае мы сможем сравнить расчетную энергию расширяющегося в ресивере воздуха с измеренной кинетической энергией на гарпуне и получим вожделенный КПД.

Во втором случае на гарпуне будет энергии меньше, т.к. часть ее пойдет в отдачу.
Но зато мы сможем оценить и сравнивать отдачу. Это то же важный параметр.

Я предлагаю производить отстрел из неподвижно закрепленного ружья и с руки.
В итоге мы сможем получить:
1. Энергию на гарпуне
2. Оценить КПД
3. Реально оценить энергию отдачи. Она вообще пойдет как на собственно отдачу, так и на подброс ружья. Пока для простоты давайте ограничимся только общей энергии отдачи.

ПРИМЕР:

Рассмотрим выстрел из вашего ружья «Vlanik 68» и как повлияет отдача.
Это ружье имеет массу 0,245 кг и гарпун массой 0,24 кг. Если ружье никак не закреплено то в момент выстрела примерно половина энергии пойдет на гарпун, другая – на ружье.
Упрем затыльник ружья в массивный неподвижный предмет (к примеру блок Сочинского волнореза) и произведем выстрел повторно. Сможем получит энергию на гарпуне и сравнив с энергией в ресивере, оценим внутренние потери ружья. Сравнением результатов первого и второго отстрела получим информацию по энергии отдачи.

С уважением

Сергей

[Vlanik]

[СОМ]

Владимир Николаевич.
Повнимательнее, пожалуйста читайте.
Как по КПД, так и по ружью "на ниточке".
Давайте будем использовать термины в соответствии с задачей.
Представим одно и то же ружье при одной зарядке, но с гарпунами из разных материалов. Например, возьмем гарпуны из стали и из титановго сплава. Ружье имеет одинаковую энергию, но за счет разных масс гарпунов, разную начальную скорость выстрела. Т.Е. и разную мощность выстрела.
Пожалуй, вы и правы в отношении мощности. При больших скоростях потока, выше гидродинамическое сопротивление в ружье и как следствие, ниже КПД для одного и того же ружья. Думаю, что это принципиально для испытания одного и того же ружья.

Кстати по поводу:

-« А что, разве КПД одного и того же ружья...Подвешенного за ниточку в воде и вмурованного под водой в Сочинский причал, будет разным »

Начальная скорость гарпуна будет разной. Разными будут и скорости потоков в ружье и разными гидродинамические потери в одном и том же ружье. Значит и КПД то же будет разным для одного и того же ружья. А что, двигатели внутреннего сгорания и эл. двигатели имеют одинаковый КПД на разных оборотах и передачах?

Давайте не будем путаться в двух соснах и заниматься демагогией.
Решение нужно упрощать, а не путать. Если хотите пользоваться параметрами мощности, то к ним перейти нетрудно. Ради бога.


Я не критикую ваше легкое ружье. Ни в коем случае не хотел вас обидеть. Проще догрузить ружье, если необходимо, чем облегчить, когда это невозможно.
Нам на работе за экономию лимитнй массы премии платят, но вот сделать легкое ружье не так то просто. Малая масса это палка о двух концах и вопрос обеспечения прочности конструкции не единственный вопрос который нужно учитывать.

[Vlanik]

[СОМ]

То,что здоровее, то и мощнее.
Я как то на югах видел самодельный пневмат.
Длина порядка 2 м, калибр примерно 12 мм.
Заряжалось засовыванием гарпуна в ствол буквально пальчиками.
То же мощное было ружье. Монстр сущий.

Думаю, что интересно не сама по себе мощность и не КПД само по себею. Интересует метод сравнения ружей разных типов и параметры, по которым следует их сравнивать. Я предлагаю сравнивать путем испытаний и применять те методы расчетов, которые доступны при нашей квалификации. То, что можем - считаем, что не можем посчитать пробуем измерять. Желающие принять участие могут писать мне на мыло. Такое же предложение дам на сайте МПО. Здесь можно оговорить метидику, а отстрелятся в бассейне. Сейчас такое место в Москве есть.

[Vlanik]