Vzduchotechnika

 ^{edit 28.12.2010}

^Toreador

Obsah:

• Popis
• Bore Up
• Valec
• Piest
• Tryska
• Ramienko podavača
• Spozďovacia vačka

Popis

Vzduchotechnika je označenie pre časti mechaboxu, v ktorých sa pracuje so vzduchom.

Tieto časti som spomenul vo všeobecnom popise mechaboxu a v tomto článku ich rozoberiem podrobnejšie.

Bore up

Predtým než sa pustím do popisu jednotlivých dielov, musím spomenúť typ, alebo označenie, ktoré často vidno pri dieloch vzduchotechniky v AS shopoch.

Bore Up je názov pre diely, ktoré majú upravený tvar tak, aby pojali čo najväčší objem vzduchu. Viac vzduchu vo valci znamená väčší tlak v hlavni a tým aj zvýšený výkon zbrane. Primárne sú tieto diely určené pre zbrane s dlhšou hlavňou, alebo pri ugradoch hlavní za dlhšie (napríklad predĺžením vnútornej hlavne až do tlmiča).

^{Bore-Up hlava valca}

Mýtom je problém pri výmene hlavne za dlhšiu -  s klasickou verziou vzduchotechniky môže nastať v predĺženej hlavni efekt nasávania vzduchu späť ešte počaš letu vystrelenej guličky v hlavni. Spomalí to vystrelenú guličku a značne znižuje presnosť výstrelu, pretože sa naruší rotácia guličky udelená Hop-Up systémom. Tento teoretický efekt je vyvrátený v tomto  článku.

!!! Pozor - pri upgrade na Bore Up musíte vymeniť všetky diely vzduchotechniky za Bore Up verzie. Tie nie sú kompatibilné s klasickými verziami !!!

Nižšie sú v tabuľkách vypočítané hodnoty objemov a ich porovnanie. Non Bore-Up válec má vnútorný priemer 23,5mm. Bore-Up verziu nemám zmeranú, ale keďže vonkajší rozmer (25,5mm) musí ostať v oboch prípadoch rovnaký, jedinou zmenou je hrúbka steny, teda väčší vnútorný priemer. Pri zachovaní hrúbky steny 0,7mm bude vnútorný priemer Bore-Up valca 24,1mm. Tento rozmer som použil aj v spomenutých tabuľkách. Rozdiel v objeme je len 1,3cm³ v prospech Bore-Up verzie.

S výsledkov porovnania v tabuľkách nižšie mi vyšlo, že Bore-Up verzia nie je nutná ani pre najdlhšie hlavne. Porovnal som objem 650mm hlavne pre PSG-1 a klasického plného 72mm dlhého valca a aj tak má válec cca 23% rezervný objem vzduchu. Na druhú stranu, v rovnakom čase vytlačí piest do hlavne o trochu väčší objem vzduchu a to znamená, že na rovnakom úseku hlavne bude mať BB gulička máločko vyššiu úsťovú rýchlosť. Rozdiel medzi NBU a BU bude ale minimálny.

Momentálne mám updrage s Bore-Up dielmi v AUGu a podľa mňa nema viditeľný prínos. Neviem či je to rentabilné, vzhľadom na ceny dielov. Možno to má význam, keď staviame ultimátnu zbraň. Ak má prekonať nejaký pomyselný rekord je podstatný aj minimálny prírastok, ale na bežný upgrade zbrane má oveľa väčší prínos presná hlaveň, kvalitnejšie strelivo, lepšia pružina, alebo silnejší motor.

Ak máte niekto inú skúsenosť (reálne odmeranú, nie, že sa vám zdá že to strieľa lepšie), prosím napíšte mi. Pozmením článok tak, aby odpovedal realite.

Tesnenia

 ^{edit 10.2.2011}

^Toreador

Tesnenia na tryske, hlave valca a hlave piestu sú veľmi dôležité pre udržanie vzduchu v priestoroch, v ktorých výkonáva prácu. Zabraňujú únikom mimo tieto priestory, aby zbraň nestrácala výkon a zachovala si efektivitu.

Podstatné parametre sú - tvar prierezu tesnenia, vonkajší priemer a rozmer prierezu. V obchodoch sa ale udáva len vnútorný priemer, ale je jednoduché dopočítať vonkajší (vnútorný priemer + 2x rozmer prierezu). Je dôležité aby mal tesniaci krúžok trochu väčší priemer ako je vnútorný priemer valca. Ten je u Non Bore-Up verzie 23,5mm. U Bore-Up cca 24,1mm (neoverená informácia). V tabuľke nižšie vidíme potrebné (odporúčané) rozmery tesnení pre hlavu valca a hlavu piestu pre obe verzie vzduchotechniky (NBU a BU).

Prierez tesnenia

Štandardne sa vo všetkých zbraniach používajú tesniace "O-krúžky", teda s kruhovým prierezom. Vyrábajú sa ale aj tzv. "X-krúžky" so prierezom do tvaru X (ale štvorcovými rozmermi, preto pre ne platia rovnaké rozmery prierezu). Tieto krúžku sa bežne používajú pre lepšie utesnenie vo vzduchotechnike rôznych strojov a zaručujú lepšie utesnenie priestoru, pretože majú dve trecie plochy.

Štandardný O-krúžok

X-krúžok

Čítal som o nich na zahraničných airsoftových fórach kde niektorý ľudia tvrdia, že použitím týchto tesnení hlavne na hlave piestu sa zvýšil výkon ich zbrane až o 80 FPS (cca 24,5 m/s). Znie to perfektne, ale pravda to nieje. Respektíve môže byť, ak s predchádzajúcimi O-krúžkami mala zbraň veľké úniky a aj použitím lepších O-krúžkov by sa výkon dostal na odpovedajúcu hodnotu. Určite ale použitím X-krúžkov k nejakému nárastu dôjde. Zatiaľ ale neviem potvrdiť aký prínos majú. Mám tieto krúžky objednané a skúsim ich použiť v zbrani. Výsledky potom popíšem.

Materiály

Krúžky majú ešte dva podstatné parametery - materiál a tvrdosť (Shore A). Tieto tesniace krúžky sa vyrábajú z týchto materiálov - NBR, MVQ, AU a FPM (popis viď tabuľka nižšie). Nie všetky materiály sú vhodné pre dynamické použitie na hlavu piestu. Na druhú stranu taktiež nie všetky sú vhodné na statickú aplikáciu na hlave valca.

FPM - odoláva vysokým teplotám (až 230°C), elasticita od -25°C,  odolnosť olejom, mazivám a chemikáliám, sú najdrahšie (cca 5-10x).

NBR - vyššia odolnosť olejom a vysokým teplotám, nižšia odolnosť mrazu

MQ - použitie od -70°C do 180°C, dlhá odolnosť v suchu, vlhkosť zapríčiňuje degradáciu

AU - použitie od -25°C do 100°C

Zdroj tabuľky Hyhlan

Tvrdosť (Shore A)

Krúžky sa vyrábajú s tvrdoťou od Shore 60 do 90 (čím vyššie číslo, tým vyššia tvrdosť). Nižšia tvrdosť je vhodnejšia pre statické aplikácie (hlava valca), vyššia tvrdosť pre dynamické aplikácie (hlava piestu).

Válec

Válec je najväčšia časť vzduchotechniky a je to ... proste válec. Vyrába sa s kovových materiálov (nerez, hliník s teflónovou povrchovou úpravou, oceľ a mosadz) a môže, alebo nemusí mať na boku otvory. Tie sa používajú na korigovanie množstva a tlaku vzduchu vo válci. Všeobecne platí, že čím má zbraň kratšiu vnútornú hlaveň, tým sú otvory na stene valca bližšie k stredu valca. Zbrane s najdlhšiou hlavňou nemajú na valci žiadny otvor (Pozor, ten má byť bližšie k zadnej časti zbrane, nie v predu pri hlave valca!!!).

Nasledovný zoznam je približný, nemusí byť úplne presný. V shopoch sú vačšinou valce presne označené, pre akú zbraň sú použiteľné.

Typy valcov :

Válec 83mm bez otvorov - hlaveň 550 mm až 705

zbrane: PSG-1, SR25 (XM110), L85

Válec 72mm bez otvorov - hlaveň 450 mm - 550

zbrane : AK47, AK47S, AUG, FAMAS, G3 (okrem SAS), M16A1/A2/VN, SIG550,...

Válec 72mm - otvor v 4/5 - hlaveň 364 - 460 mm

zbrane : M4A1, SR16, XM177E2, HK51, AK47, SIG551 ...

Válec 72mm - otvor v 3/4 - hlaveň 220 - 430 mm

zbrane : G36C, M15A2, MP5, P90, MC51, SIG552, HK51, UZI, G3 SAS, ...

Válec 72mm - otvor v 1/2 - hlaveň 110 - 170 mm

zbrane : MP5K, PDW, MAC10, Vz.61,...

Poznámka: na vyššie uvedených obrázkoch sú otvory na ľavej strane, v skutočnosti to znamená zadnú časť (teda hlava piestu je na druhej strane valca ako otvory, teda okrem prípadu, kedy je otvor presne v strede valca). Ak by boli otvory v prednej časti, výkon zbrane a dostrel by sa ešte viac znížil. Pozor teda na správne uloženie valca v mechaboxe!!!

Tvar otvorov býva rôzny. Niektorý výrobcovia používajú ovál, na vyššie uvedených obrázkoch je zase otvor v tvare kvapky, alebo šipky (zúženým miestom do predu v smere hlavne). Taktiež aj ich počet po obvode môže byť rôzny (typicky 2 alebo 4, niekedy len jeden).

Takým trochu individuálnym typom valca je válec pre PSG-1 a SR25. Ten je pár milimetrov dlhší ako ostatné, kvôli väčšiemu objemu vzduchu. Je samozrejme bez otvoru, aby využil maximálny objem valca.

Aby som to upresnil, do každej zbrane je možné namontovať akýkoľvek válec. ALE, ak dáte do zbrane s krátkou hlavňou plný válec, ten už v polovici svojho pohybu vyfúkne guličku z hlavne a ďalej tlačí von  len vzduch. Ten už ale nič nepoháňa, gulička je dávno mimo. Akurát sa tým mechanika zbrane viac namáha, stráca hlavne kadenciu a plynulosť, ktorú by mu za normálnych okolností umožňoval nižší tlak vo valci.

Naopak, ak do zbrane s dlhou hlavňou dáme válec s otvormi, tlak a objem vzduchu vo valci bude menší ako je potrebné pre zrýchlenie guličky pri jej pohybe v celej dĺžke hlavne. To znamená, že napríklad v trištvrtine hlavne už guličku nič nepoháňa (tlak vzduchu je už nedostatočný) a gulička "padá" gravitáciu k spodnej stene hlavne. Začne sa odrážať od steny ku stene, stráca naakumulovanú energiu a hlavne presnosť pri opustení hlavne. Týmito odrazmi stráca aj rotáciu, ktorú mu odelil Hop-Up mechanizmus = kratší dostrel, nízka presnosť.

Toto  sú extrémne situácie, v realite sa takto nemusia prejaviť. Je to individuálne pre každú zbraň a podmienky okolia pre vnútornú a vonkajšiu balistiku.

Cieľom upgradu zbrane je ale zvyšovať parametra zbrane (výkon, kadencia, presnosť) a nie rozhodiť nastavenia a parametre nesprávnymi, hoci aj drahými súčiastkami.

Výpočet objemu valca a vplyv otvorov na objem a tlak

Nižšie vidíme obrázok zostavy vzduchotechniky, teda válec, hlava valca, piest a hlava piestu. Tieto diely nám stačia na určenie rozmerov pre výpočet vnútorného „pracovného“ objemu valca.

Válec má dĺžku „a“ a vnútorný priemer „e“. Pre výpočet objemu nemôžeme použiť celkovú dĺžku valca, pretože v zmontovanom stave je v prednej časti valca zasunutá hlava valca (rozmer „c“), ktorá mu určitý objem odoberie. Taktiež na druhej strane valca je piest a hlava piestu. U nich je ale trochu problematickejšie zistiť aké veľké je maximálne vysunutie piestu z valca. Najjednoduchšie je zmerať tento rozmer, ak pri rozobratí mechaboxu oddelíme jednu polovicu tela mechaboxu a vdruhej si podržíme vzduchotechniku a pružinu v maximálne napnutom stave. Dá sa to dosiahnuť tak, že pri streľbe ešte nerozmontovanou zbraňou skusíme zastaviť piest tak, aby bol v najzadnejšej polohe. To je ale obtiažne dosiahnuť, takže je zrejme jednoduchšie si to nasimulovať na sucho. Takto ale tažko úplne presne určíme, kde je tá maximálna poloha. V zmontovanom stave sa ale nikdy piest s hlavou piestu nevysunie z valca úplne a preto rozmer „b“ bude vždy väčší ako nula. Reálne bude hodnota niekde medzi 5-15mm. Teda pre rozmer dĺžky valca plati „y = a-b-c“. To platí pre plný válec bez bočných otvorov.

V prípade, že máme válec s otvormi je situácia rovnaká len v prednej časti, kde sa rovnako ako v predošlom prípade nachádza hlava valca. V zadnej časti ale nerátame dĺžku až po piest, ale len po najbližšiu hranu bočných otvorov. Keďže piest pri posúvaní do predu tlačí vzduch cez bočné otvory von, zvyšovanie tlaku vzduchu nastáva až keď hlava piestu zakryje bočné otvory (teda po prejdení dráhy „d“). Vtedy už vzduch nemá inú cestu von ako cez trysku do hlavne, kde zvyšujúci sa tlak pretlačí guličku cez odpor hrbolu Hop-Up gumičky (resp. mechanizmu, ktorý pridržuje guličku, aby neprepadla sama ďalej do hlavne). V tom prípade používame pre výpočet objemu valca rozmer dĺžky „x = a-c-d“.

Vzorce pre výpočet jednotlivých objemov sú na obrázku nižšie (pre názornosť je válec „priehľadný").

Teraz nám ostáva spočítať objem hlavne (obdobne ako výpočet pre valec, len použijeme plnú dĺžku vnútornej hlavne, ničím ju už neskracujeme).

Následne porovnáme objem valca a objem hlavne. Principiálne musí byť objem valca vždy väčší (u AEG a manuálnych zbraní). U plynových zbraní je situácia trochu iná. Kým AEG zbrane pracujú s relatívne malými tlakmi (ale vysokým zrýchlením prúdenia vzduchu), plynové pracujú s vysokým tlakom v relatívne malom predzásobníku plynu (valci podobnej komôrke). Preto u nich nemôžeme takto jednoducho porovnať objemy hlavne a valca.

Toto porovanie využijeme, ak do zbrane s krátkou hlavňou chceme vložiť novú oveľa dlhšiu hlaveň. Vždy musí byť pracovný objem valca väčší ako objem hlavne, pretože nikdy nezaručíme úplnú tesnosť vzduchotechniky a teda nežiaducim únikom. Osobne si myslím, že je dobré mať rezervu aspoň v radu desiatok percent.

Typy valcov a označenie podľa rôznych výrobcov  

 x (mm) - výška valca pre výpočet objemu vzduchu vo valci (viď obrázok vyššie)

Objem valca vs. objem hlavne - porovnanie 

V tejto tabuľke vidíme porovnanie objemov valca a vnútornej hlavne a ich rozdiel (plusové číslo znamená vačší objem pre válec, taktiež kladné percento).

V prvom riadku je porovnanie objemu vnútornej hlavne pre PSG-1, ale objem valca je za klasickej 72mm dlhej verzie, nie 83mm, ktorá sa u PSG-1 používa. Tu som len chcel poukázať, že aj u takto dlhej hlavne je stále rezerva objemu vzduchu na strane valca.

Posledné dva riadky sú pre MP5K ale v prvom prípade je použitý NBU válec KingArms Type A a v druhom prípade s Bore-Up válec Systema (MP5K/PDW). Ten má otvor najbližšie k hlave valca so všetkých značiek (efektívny pracovný zdvih je len 19mm).

Piest

Kým válec je statická časť, piest je diel, ktorý si najviac "odmaká" pri streľbe. Ale zároveň to nieje diel, ktorý sa priamo zúčastňuje kompresie a teda správne by nemal byť zaradený k vzduchotechnike.

Verzie pre mechabox 1,2,3 a 6 sú identické. Pre PSG1 a SR25 je piest dlhší. Pre AEP a Systema Revolution sú piesty kratšie.

Polycarbonátové piesty Guarder, Angel a iné sú kvalitné. G&P je polyacetálový, taktiež veľmi kvalitný. Vyhnúť sa červeným piestom Systema, majú zlú povesť (lámu sa zuby, druhý zub nesedí s ozubením piestového kolesa). Deepfire má nylonové telo a kovovú vložku zubov s titánovým povlakom. Vydrží veľké zaťaženie, ale vždy sa po pár tisíc strelách zničí (overiť na nete). Prometheus EG Hard Piston je kvalitný polycarbonátový piest so zosílenými zubmi, ale nesedí s ozubením piestového kolesa. Nutné odstrániť druhý zub na pieste.  Piest Angel sa robí aj vo verzii bez druhého zubu.

Half tooth piston je určený pre Infinity torque up set kolies.

Vyhnite sa hliníkovým piestom. Síce majú pevnejšie zuby, ale majú veľkú váhu a tým rapídne zvyšuje zaťaženie tela mechaboxu. Dnes existujú kvalitné polycarbonátové piesty, ktoré su dobre použiteľné aj pre najsilnejšie upgrady. Navyše, na plastovom pieste za plastový zub len deformuje, a aj keď sa ulomí, určite spôsobí menšiu škodu ako ulomený hliníkový zub. Navyše každé tri gramy navyše na pieste, znižujú kadenciu o 10-15 rpm.

Na piest je upevnená hlava piestu s tesnením. Ozubenie piestové koleso posúva piest smerom dozadu, čím stláča pružinu. Pružina je následne "pustená" a tlačí piest smerom dopredu, čím vytláča všetok vzduch cez hlavu valca a trysku do hlavne.

piest s prvým zubom kovovým

Kovová vložka so zubmi

Po natiahnutí piestu do zadnej polohy je styk piestového kolesa len na poslednom zube a po pretočení kolesa sa tento kontakt stratí a piest letí do predu. Tento posledný zub sa robí vždy kovový, aby vydržal silu, ktorou naň pôsobí plne stlačená pružina. Aj tak sa časom skoro u každej zbrane stáva, že sa niekoľko zubov trochu zoderie. U nových, kvalitnejších piestov je tento zub súčasťou celokovovej vložky, ktorý sa dá vymeniť.

Piesty sa podľa toho, do ktorého mechaboxu sa používaju, rozdeľujú na piesty s plnými zubami, so šikmými zubami na jednej strane, alebo s polovičnými zubami. Je to kvôli polohe stredového ozubeného kolesa, ktoré kvôli svojmu veľkému priemeru zasahuje až do priestoru týchto zubov na pieste. Preto ak si kúpite nesprávny piest, môže sa vám stať, že sa zuby na ňom obrúsia. U plastových by to nemusel byť až taký problém, ale ak má piest niekoľko kovových zubov, hrozí ich ulomenie a zaseknutie kolies. Zničíte piest a ozubené kolesá (v lepšom prípade). Drahá investícia.

Tryska 

Tryska sa nasadzuje na hlavu valca a ramienko podávača. Pri práci mechaboxu sa tryska vsúva do Hop-Up komory, v ktorej svojím priamočiarym vratným pohybom nabíja (vpúšťa) ďalší projektil do hlavne.

Trysky sa vyrábajú z plastu (u najlacnejších zbraní), polykarbonátu (kvalitnejšie trysky, hlavne pre zbrane  upravované pre väčšiu kadenciu) alebo kovové, najmä s mosadze (u nás trysky od Airsoftpro).

Kovové a aj niektoré polykarbonátové trysky sú osadené jedným, alebo dvoma tesniacimi O-krúžkami. Tie sú vsadené vo vnútri, aby utesnili priestor medzi tryskou a hlavou valca.

Tryska sa vyrába v rôznych rozmeroch. Pre každý typ zbrane sa používa iná dĺžka, prípadne aj iný tvar trysky. Je to dané typom Hop-Up komory a jej vzdialenosťou od hlavy valca.

Dĺžky trysiek AirsoftPro

 zdroj obrázku a tabulky -  AirsoftPro.cz

Dĺžka trysky je podstatná vec, pretože pri nesprávne zvolenom rozmere, zbraň nemusí podávať strelivo vôbec, alebo bude strieľať po 2-3 kusoch. Preto je podstatné zmerať pôvodnú trysku a podľa toho kupovať novú. Aj samotní výrobcovia niekedy používajú rôzne trysky, preto je nutné vedieť, s akou tryskou zbraň funguje dobre.

Ramienko podávača

Ramienko podávača je plastový diel, ktorý mení rotačný pohyb piestového kolesa (resp. vačky na kolese) na priamočiary vratný pohyb trysky. Ramienko podávača je pružinou priťahované v mechaboxe v smere hlavne, aby tryska uzatvárala priestor v Hop-Up komore.

Pre každý typ mechaboxu má ramienko iný tvar, ktorý je prispôsobený vnútornému usporiadaniu mechaboxu.

Ak sa vám po upgrade stane, že zbraň nesprávne podáva strelivo, môže to byť aj chybou tejto súčiastky. Je podstatné skontrolovať, či je na ramienko správne nasunutá tryska a taktiež či je na ramienko nasunutá spomínaná pružinka a plní svoju úlohu. Častým problémom je aj ulomenie niektorej časti tohoto dielu. Predsa len je celoplastový a pri vysokokadenčných zbraniach kmitá vysokou rýchlosťou.

Spozďovacia vačka

Keď už spomínam ramienko, musím spomenúť aj spozďovaciu vačku, ktorá má vplyv na pohyb ramienka. Je to dodatočný plastový, prípadne kovový diel, ktorý sa navlieka na piestové ozubené koleso. Jeho hlavnou funkciou je predĺženie časového úseku, počas ktorého je tryska v zadnej polohe a umožňuje "nabitie" ďalšej guličky do Hop-Up komory. Pomáha najmä u zbraní s vysokou kadenciou. Prípadne aj môže riešiť problémy s podávaním. U niektorých zbraní môže byť v základe, preto ju pri rozoberaní mechaboxu nestraťte.

zdroj obrázku - AirsoftPro.cz