Переводы

Увеличение скорострельности при применении конденсаторов.

Airsoft Mechanics
Передовые Технологии Gearbox II - Теория Gearbox I
Увеличение скорострельности при применении конденсаторов.

Введение:

Современной конструкции гирбокса АЕГ свойственна неравномерная нагрузка на двигатель во время стрельбы. Сначала, в процессе сжимания пружины, постепенно растет нагрузка на двигатель. При полном сжатии пружины, нагрузка на двигатель практически равна нулю, так как он должен лишь вернуть шестерни в стартовое положение перед выстрелом.

Эта меняющаяся нагрузка на двигатель неизбежно влечет за собой неравномерное потребление энергии аккумуляторной батареи, и, разумеется, меняющееся выходное напряжение. Так как рабочие характеристики мотора неразрывно связаны с напряжением аккумулятора, возможность уменьшить колебания напряжения, особенно его внезапные падения, позволит улучшить работу двигателя и увеличить темп стрельбы.

Конденсаторы:

Конденсаторы - простейшие электронные устройства, представляющие собой 2 или более токопроводящих элемента, разделенных между собой изолятором. Несмотря на свою простоту, конденсаторы используются повсеместно, благодаря их способности накапливать электрическую энергию. Конденсаторы способны накапливать энергию за счет непосредственного разделения электрических зарядов, создавая электрический потенциал. Величина потенциала, который способен хранить конденсатор, называется номинальным напряжением конденсатора, а общее количество энергии, хранимой конденсатором, называется его емкостью и рассчитывается в микрофарадах или мФ. Конденсатор должен заряжаться напряжением меньшим, чем его собственное номинальное напряжение, в противном случае, есть риск выхода его из строя.

В заряженном состоянии, конденсатор представляет собой маленькую батарею, в любой момент готовую отдать накопленную электроэнергию. Когда конденсатор включен в цепь с нагрузкой, его накопленная электроэнергия тратится до тех пор, пока полностью не иссякнет. При подключении нескольких отдельных конденсаторов параллельно, их суммарная емкость равна сумме емкостей каждого конденсатора цепи. Это позволяет в случае необходимости, повышать их емкость, просто добавляя в цепь новые конденсаторы. А способность конденсаторов выступать в качестве мини-аккумуляторов, позволяет использовать их в роли своеобразных буферов при неожиданном изменении напряжения в общей цепи.

Во время работы системы, при увеличении нагрузки на батарею, происходит спад напряжения, вызванный ответной реакцией батареи на возросшую нагрузку. Использование в цепи конденсаторов, теоретически должно уменьшить величину и частоту колебаний напряжения в цепи, что должно привести к улучшению рабочих характеристик.

Пробная установка:

Существует множество конденсаторов различной емкости и напряжения. Необходимо подбирать конденсаторы, чтобы их номинальное напряжение было больше чем ожидаемое максимальное напряжение Вашего аккумулятора, однако конденсаторы большего напряжения стоят дороже. Проще говоря, чем больше емкость конденсатора, тем лучше он способен уменьшать колебания в цепи, но стоимость конденсаторов высокой емкости, зачастую просто абсурдна. Но так как емкость конденсаторов увеличивается при их параллельном подключении, в целях экономии, можно приобрести несколько конденсаторов чуть меньшей емкости, и, соединив их в одну цепь параллельно, получить необходимую емкость.

Для этого эксперимента использовались конденсаторы со старой материнской платы компьютера. Емкость этих конденсаторов составляет 2200 µF, а номинальное напряжение 10 В.

Характеристики системы, используемой в тесте:

Параллельное подключение:

Как уже упоминалось ранее, суммарная емкость конденсаторов растет при их параллельном подключении. Это позволяет получить высокую емкость, соединив в одну цепь несколько конденсатором малой емкости. Так как большая емкость конденсаторов позволяет лучше бороться с колебаниями напряжения в сети, 4 конденсатора емкостью 2200 µF были спаяны вместе, после чего их емкость стала составлять уже 8800 µF.

Законченная баратея из конденсаторов имеет емкость 8800 µF при номинальном напряжении в 10 В. Необходимо подключить эту батарею параллельно к электроцепи гирбокса.

*Конденсаторы, использованные в приведенной схеме, имели электролитическое разнообразие, что требует подключения их в цепь с соблюдением полярности. Отрицательный вывод конденсатора четко обозначен, и должен быть подключен СТРОГО к отрицательному выводу батареи. И наоборот, положительный вывод конденсатора должен быть всегда подключен СТРОГО к положительному выводу батареи. Несоблюдение полярности при подключении, или превышение номинального напряжения конденсаторов, может привести к серьезным поломками, и даже ко взрыву.

Контрольные замеры:

Чтобы определить влияние применения конденсаторов на темп стрельбы, было проведено 3 теста: 2 с использованием конденсаторов различной емкости и 1 без применения конденсаторов вообще. Скорострельность каждой конфигурации замерялась с использованием аудио метода, по 15 выстрелов на каждую из конфигураций. Первые 3 цикла работы (выстрела - прим. ред.) не учитывались, для отсекания стартовых задержек. 2 дополнительных теста на падение напряжение проводились с использованием схемы без конденсаторов, и с применением конденсаторов максимальной емкости. Во время проведения замеров, падение напряжения измерялось в режиме реального времени, цифровым тестером, подключенным к проводке гирбокса, и замерялось с интервалом приблизительно в 1 секунду. Время работы гирбокса во время теста составляло примерно 7 секунд.

Использование высокоскоростных шестерен и пружины М120 обусловлено создаваемой ими максимально возможной нагрузки на двигатель привода, и соответственно максимальному начальному падению напряжения в цепи.

Результаты

Эксперимент 1: Темп ведения стрельбы

Результаты проведенных испытаний отчетливо показывают увеличение скорострельности после подключения в цепь конденсаторов. Дальнейшее увеличение емкости используемых конденсаторов показало продолжающееся уменьшение задержек при стрельбе, что можно выразить обратной пропорцией.

Эксперимент 2: Падение напряжения

Из графика отношения падения напряжения ко времени работы схемы, мы можем отметить не только уменьшение падения напряжения, но также и снижение скорости падения напряжения, что сказывается на результатах замеров скорострельности в первом тесте. Добавление конденсаторов в цепь однозначно сгладило стартовое падение напряжения, уменьшив его величину, а также продолжило сказываться при дальнейшей работе гирбокса, уменьшая скорость падения напряжения.

Заключение:

Результаты проведенных экспериментов отчетливо показывают преимущество использования конденсаторов в работе гирбокса привода. Увеличение скорострельности привода выгодно с точки зрения тактического преимущества, так еще и не требует значительных затрат денежных средств. Беглое ознакомление с ассортиментом, представленным на сайте DigiKey.com, показало, что существует множество конденсаторов, характеристики которых, позволяют эффективно применять их для работы привода. Если вы умеете пользоваться паяльником, а также не против покопаться в проводке, стоит потратить время на подключение конденсаторов- результат вас не разочарует.

Friday, 25 February 2005