Эта статья - компиляция мнений, высказанных в процессе обсуждения
темы "Физика hop up". Большое спасибо всем принявшим участие, особенно:
Tac, Supergeek, Pikachoad и Jeff 'Dr Strangelove' Ridgway (который
предоставил как контент, так и графику).
ЧТО ТАКОЕ HOP-UP?
Hop-up (сокр. от Higher operating power) это метод
воздействия на шар, позволяющий увеличить дальность полёта без
использования дополнительной энергии, применяя обратное вращение.
Обратное вращение достигается при помощи небольшой резиновой пластинки,
расположенной в верхней части основания ствола, которая цепляет верхнюю
часть шара в момент его прохождения через канал ствола. Трение на
вершине шара становится больше, чем в основании, это и заставляет шар
вращаться.
"Подкрутка" позволяет шару непродолжительное время в течение полёта
сопротивляться силе притяжения, таким образом дальность полёта
подкрученного шара увеличивается по сравнению с шаром, запущенным без
какого-либо вращения. В основе происходящего процесса лежит принцип
Бернулли, тот же самый, который объясняет теорию подъёмной силы крыла.
Когда шар проходит через воздух с вращением, плотность воздуха на
вершине становится немного меньше, чем в основании, за счёт чего и
создаётся подъёмная сила, сопротивляющаяся силе притяжения (заставляющей
любой предмет падать, подчиняясь всем известной формуле 9.81m/s^2). Дэниел
Бернулли в своё время обнаружил взаимосвязь между скоростью движения
газа (или жидкости) и его давлением. Давление в быстро движущемся газе
(или жидкости) меньше, чем в движущимся медленнее. Самолёты используют
этот принцип за счёт формы крыла. Верхняя часть крыла у самолета
изогнута, и оно сжимает воздух над крылом, заставляя его двигаться
быстрее, чем под крылом.
Если любому шару придать вращение, то на стороне, в направлении
которой он вращается, возникает дополнительная сила. Например, если
бросить шар с левым вращением (против часовой стрелки), образуется
дополнительная сила, двигающая шар влево. Тоже самое с hop up.
Применение вращения, например, в вакууме бесполезно, поскольку нет
сопротивления и давления воздуха. На верхней стороне шара воздух
ускоряется, а на нижней замедляется, т.к. встречаются два потока.
За счёт этого возникает подъёмная сила, двигающая шар из области
высокого давления в область низкого давления. Этот феномен известен как
сила Магнуса, и именно она используется игроками в гольф и теннисистами
для выполнения "кручённых" мячей.
Существует также вторичный эффект обратного вращения шара, имеющий
отношение к турбулентным потокам, возникающим позади летящего шара. Если
шар выпущен без вращения, турбулентные потоки симметричны и не
оказывают результирующего влияния на полет шара. В случае придания шару
вращения направления турбулентных потоков корректируются, и в сумме
также создают разрежение воздуха над шаром, увеличивая подъёмную силу.
Этот вторичный эффект известен как "Эффект отклонения следа". Вы можете
заметить, что, если выкрутить регулировку до отказа, - шар полетит
вверх.
Нарезной ствол. Нарезы - несколько углублений в канале ствола,
которые задают вращение пули. Нарезы используются в огнестрельном
оружии, но не столько для увеличения дальности полёта, сколько для
придания полёту стабильности при прохождении сквозь воздух.
Важно отметить, что этот эффект влияет на сферические объекты.
Первоначально нарезы появились у мушкетов, использующих круглую
свинцовую пулю (которая со временем стала удлинённой для ещё большей
стабильности). Во время американской войны за независимость англичане в
полной мере ощутили на себе эффективность этого нововведения. В тот
момент, когда пуля входит в канал ствола, нарезы заставляют её вращаться
(обычно левое вращение). Во время полёта это вращение создаёт эффект
гироскопической стабилизации. Любой объект, которому задано вращение,
становится гироскопически устойчивым.
Вы можете убедиться в этом на примере баскетбольного мяча,
вращающегося на указательном пальце. Чем выше скорость вращения, тем
устойчивее мяч и тем большую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть его с
оси вращения.
Эта стабилизация не даёт острому концу пули колебаться относительно
вертикальной оси и заставляет ее гораздо дольше придерживаться заданного
курса. Таким образом, пуля, выпущенная из нарезного ствола, с гораздо
большей вероятностью попадёт в цель. Чем выше скорость вращения,
заданная нарезами, тем дольше пуля сохраняет стабильность. Но, конечно,
до определённого предела. Слишком крутые нарезы будут поглощать много
энергии, а также заставят ствол слишком сильно нагреваться.
Представьте себе волчок. Чем быстрее он вращается, тем дольше он будет
оставаться в вертикальном положении. Чем медленнее он вращается, тем
менее устойчивым он становится. И представьте себе пулю, выпущенную из
винтовки, которая вращается вокруг горизонтально оси с огромной
скоростью.
ЧТО ВСЕ ЭТО ЗНАЧИТ ?
По сути, нарезы и hop-up делают зеркально противоположные вещи.
Нарезы увеличивают точность наряду с незначительным вторичным эффектом
увеличения дальности. Hop-up обеспечивает увеличение дальности со
вторичным эффектом увеличения точности. Теоретически можно создать
нарезные airsoft приводы, но для этого потребовалось бы очень сильно
увеличить его мощность, кроме того, увеличить массу снаряда и придать
ему заостренную форму. Все эти действия в сумме привели бы к увеличению
риска получить травму, и, скорее всего, перевели бы такое оружие в
разряд нелегального.
Источник: http://www.airsoftlife.net |