Théorisation du comportement d'une bille dans un canon.

[wizard]

Je tiens ici à vous faire par d'une réflexion de ma part sur le comportement des billes dans les canons. Il ne s'agit que de spéculations et de théories donc merci à ceux qui lisent ces lignes de ne pas prendre celà pour argent comptant.

I/ La théorie actuelle.

Dans la théorie actuelle,
La bille cogne les parois et finie par se stabiliser sur un sorte de coussin d'air qui la met dans une sorte de lévitation.
Ainsi un flux d'air entoure la bille comme sur le shéma.



II/ Introduction a une nouvelle théorie.

Si ce schéma parait logique sur une bille, il néglige un élément. L'effet hop up.
En effet, l'effet hop up est un mouvement de rotation de la bille sur elle même. Ce mouvement créait un effet d'aspiration vers le haut.
Comme sur ce schéma.



Dans le canon, l'effet hop up est présent.
Ainsi dans le canon, l'effet hop up selon moi plaquerai la bille sur le haut du canon, la faisant rouler comme sur ce schéma.



2 raisons à cela.
- L'effet d'aspiration créé par l'effet magnus.
- le fait que l'air est un fluide, il emprunte donc les passage avec le moins de résistance. Ainsi avec une bille subissant l'effet magnus, l'air du dessus est freiné car la rotation est dans le sens contraire du flux d'air et l'air du dessous est accéléré car la rotation va dans le même sens.

Enfin pour moi ca explique beaucoup de chose sur la qualité des canons.
Pourquoi le diamètre est pas si important que celà pour la précision et à l'inverse les qualités d'usinage le sont.

Prenons l'histoire de 6,01 et 6,08.
Le 6,01 améliorant la vitesse et le 6,08 ayant une plus grande portance. Comment expliquer ceci par un simple coussin d'air.

Sur le modèle que je propose. 1 seul composante, l'effet hop up.
- Sur un 6,08 l'effet hop up serait favorisé par un flux d'air plus important et plus constant (moins de perturbation car la parois du canon est plus éloigné, donc moins de perturbation, petit rappel sur la viscosité d'un fluide). En contrepartie une baisse de pression plus importante à l'arrière de la bille donc moins de vitesse. On se retrouve donc bien avec un effet hop up plus stable apportant un gain de portée.
-Sur un 6,01. L'air passe sous la bille mais le flux d'air pouvant passer est moins important, on a donc moins de chute de pression donc plus de vitesse de la bille. A l'inverse un effet hop up moins favorisé.


CONCLUSION

Je vous propose ici une nouvelle façon de raisonner sur les canons. C'est explication sont selon moi plausible, s'appuie sur certain paramètre physique.

MAINTENANT CE NE SONT QUE SPECULATIONS ET THEORIES

[Fred]

Y'a sûrement pas que du faux dans tout ce que tu écris.
Un truc me chiffonne. Selon toi, la bille est plaquée sur le dessus du canon, jusqu'au bout ? Une force s'oppose à la pesanteur au niveau du centre de gravité de la bille (effet Magnus) venant plaquer cette dernière sur la partie supérieure interne du canon. Dans ce cas, en sortie de bouche, elle devrait monter à 90deg. Puisque plus rien n'empêche cette force antigravitationnel de faire monter la bille qui soit se perdrait dans le silencieux ou en l'absence de ce dernier ferait monter à la verticale la bille en sortie de bouche.

Moi je pense qu'en effet, elle sort du hop-up en venant percuter le haut du canon, comme tu le dis. Mais au premier impact, elle rebondit et se positionne centrée grâce aux 1.8J d'air qui crée un coussin d'air. La bille sort centrée dans le canon, sinon elle prendrait un virage direct en sortie de canon.

Un autre truc, tu dis que l'air se comporte comme un fluide et choisit le chemin le plus simple. Déjà c'est theoriquement faux.
Mais admettons pour modéliser. A la pression qui nous intéresse à cet endroit, le mouvement de l'air chassé par le piston est plus fort que l'effet Magnus, ce qui fait croire à certains que l'effet hop up ne commence à faire effet que beaucoup plus tard.

[F4celess]

Les théories c'est fait pour se poser des questions alors voici la mienne.

L'effet hop-up ne commence vraiment à faire effet (visible à l'oeil) que après quelques mètres après la sortie du canon. Est ce que la vitesse importante dans le canon ne rendrait pas négligeable l'effet hop-up dans le canon lui même ?

[Gurvan]

Théories intéressantes, cependant :

Ainsi avec une bille subissant l'effet magnus, l'air du dessus est freiné car la rotation est dans le sens contraire du flux d'air et l'air du dessous est accéléré car la rotation va dans le même sens

Le schéma et la citation ne seraient-ils pas en contradiction ? Tu devrais préciser de quel flux d'air tu parles, s'il s'agit du flux propulsant la bille, ou le flux s'opposant à elle.

L'effet hop-up ne commence vraiment à faire effet (visible à l'oeil) que après quelques mètres après la sortie du canon. Est ce que la vitesse importante dans le canon ne rendrait pas négligeable l'effet hop-up dans le canon lui même ?

+1 !

Prenons en exemple une balle de fusil (d'une énergie en sortie de bouche de X joules) que l'on considère comme magnétique. Si l'on tire de sorte que la balle passe sous un aimant d'une puissance Y, je doute fort que la balle soit stoppée et attirée vers l'aimant tant que la force Y ne sera pas supérieur à la force X, ou du moins assez puissante (par rapport à la force X) pour qu'elle puisse influencer la balle.

Donc pour moi, et toujours en restant dans la théorie, je pense que l'effet hop-up est négligeable tant que l'énergie de la bille n'est pas devenue suffisamment faible .

[snipair]

Je reviens avec mes balles de golf, cette image et cette article. Puis avec une information que certain on peut être déjà, Bioval a déposé des brevets.

Que cyb**gun a racheté, en rachetant tout Bioval pour sont savoir faire en terme de billes bio, ahh le marketing. Bref je vous laisse imaginer la suite Cybrebre a mis le tous au placard car rapport/production pas intéressant pour eu. Donc fin de l'histoire de billes alvéolaire, pour le moment! Je suis tétue! Mais voici ce qui me permet de l'être. ainsi que de mon expérience de joueur de golf!



Article à lire à partir de "Aérodynamique", en milieu de page:http://practicegolf.wordpress.com/video-ben-hogans-2/

[Renan]

Alors, j'apporte de l'eau a votre moulin, non pas par des connaissances scientifiques, mais par l'observation.

J'ai passé des centaines d'heure maintenant a essayer de comprendre le fonctionnement de la trajectoire de la bille en sortie de canon. Au final, voici certaines observations, confirmée sur plus de 600 tirs réalisé couché, bolt calé sur un étau:
-L'effet hop-up est loin d'être immédiat. Il souffre d'une inertie sensiblement proportionnelle au poids de la bille tirée! E, moyenne, a 0,30gr projeté a 480fps en sortie de bouche, l'effet hop-up devient visible (brusque ascension de la bille) vers 20/25m (difficile d'être plus précis. A 0,40gr, même puissance, l'effet se révèle plutôt vers 30m. A 0,20gr, toujours même puissance, la bille prends son effet vers 10/15m
-La puissance de l'effet Hop-up ne semble pas influer de façon significative sur le moment ou la bille commencera a se lever. C'est a dire que, pour la 0,30gr en tout cas, Hop-up au mini ou Hop-up a fond, l'effet n'est notable que vers 20/25m.
-L'angle par rapport au sol que fait la réplique au moment du tir a une influence sur la trajectoire de la bille: tirer en contre-bas (donc vers le haut) apporte plus de stabilité mais la portée efficace est nettement plus courte. A l'inverse, tirer en contre-haut permet a la bille d'aller plus loin mais la trajectoire semble moins stable. Je dis bien "semble" car je n'ai aucun moyen de vérifier ce que j'avance! Il s'agit d'une simple observation avec toute l’imprécision que celà implique!

J'en tire au moins une conclusion:
-L'effet hop-up ne s'applique que quand la force de propulsion de la bille est devenu assez faible pour cela! Ça implique que, dans le canon, la bille est poussée sur une trajectoire rectiligne sans que la rotation de la bille influe sur cette dernière..

Et pour la bille alvéolaire... J'y crois toujours pas =x
Impossible de polir ce genre de bille, la technique n'est pas transposable d'une balle de golf a une bille de 6mm =x

[skavenger360]

Evidemment pour la bille alvéolaire ce n'est à ce jour pas possible sur une bille de 6".

Quand bien même je ne suis pas sur qu'effet hopup et bille alvéolaire feraient bon ménage, les alvéoles annulant une bonne partie des turbulences et donc de l'effet donné.

Si on veut donner un bon effet et donc une bonne trajectoire, rien de tel qu'une bille bien lisse et bien polie.

Et sinon +1 avec Renan :

- en sortie de canon, la distance parcourue sans l'influence de la rotation est liée à l'inertie, et l'inertie est proportionnelle au poids de la bille, il est donc normal qu'une bille légère prenne son effet tôt qu'une bille lourde.

- L'effet n'est visible que lorsque l'inertie de la bille est suffisamment affaiblie par les frottements de l'air du au déplacement horizontal (poussée de l'air). Tout ce qui se passe auparavant n'est lié peu ou prou qu'à la poussée de l'air due à la propulsion.

Aussi lorsque la force de rotation (spin) due au hopup dépasse la force de poussée de l'air, alors la bille est soumise à l'effet hopup et sa trajectoire modifiée.

Je sais pas si je suis clair mais pour moi ça semble évident !

[StrayCat]

Pour les billes alvéolaires...
Ce n'en n'est pas vraiment, mais les billes 0.36 taiwangun que j'utilise sont très rugueuses, pas du tout lisses comme les billes "normales". Du coup, elles accrochent très bien le joint hop-up. Par ailleurs, je trouve vraiment qu'elles maintiennent très bien l'effet hop-up sur la trajectoire : j'en veux pour preuve que je ne fais aucune compensation pour des tirs à 50-55m.

Pour l'idée que la vitesse de la bille doit être assez affaiblie pour que l'effet hop-up se fasse sentir, je ne suis pas d'accord. Au contraire : en tirant vers le bas, on voit un effet hop-up très marqué, qui oblige à compenser (viser plus bas que la cible). En revanche, en tirant vers le haut, mes billes n'atteignent jamais la ligne horizontale de mon réticule, et plafonnent à 2-3 dots plus bas. Et pour moi, quand on tire vers le bas (où je constate l'effet hop-up renforcé), la bille va plus vite et garde sa vitesse plus longtemps (la force de gravité aide la bille à continuer sur sa vitesse, alors qu'en tirant vers le haut (où je constate l'effet hop-up affaibli), je pense que la gravité force la bille à ralentir.

[F4celess]

Je suis d'accord avec toi Straycat mais pour du 20 mètres et plus, pas à la bouche du canon. La vitesse à la sortie et dans le bolt est "tellement" importante que l'on peut négliger l'effet hop-up et la gravité. Suppositions évidement.

[Fred]

La vitesse à la sortie et dans le bolt est "tellement" importante que l'on peut négliger l'effet hop-up et la gravité.

+1

[StrayCat]

Je suis d'accord avec toi Straycat mais pour du 20 mètres et plus, pas à la bouche du canon. La vitesse à la sortie et dans le bolt est "tellement" importante que l'on peut négliger l'effet hop-up et la gravité. Suppositions évidement.

Je pense plutôt que l'effet hop-up et la gravité s'appliquent bel et bien. Mais on ne les vois pas pour la simple et bonne raison que la bille parcourt tellement vite ces 20 premiers mètres que ces 2 forces opposées n'ont pas le temps de produire des résultats visibles.
Je suppose que si un observateur extérieur pouvait suivre la trajectoire d'une bille par le coté, avec un hop-up trop serré, il verrait une belle courbe exponentielle.

[F4celess]

[...] la bille parcourt tellement vite ces 20 premiers mètres que ces 2 forces opposées n'ont pas le temps de produire des résultats visibles.

Donc négligeable, on dit le même chose en fait mais sans se comprendre. Elles deviennent effectives que après une certaine distance.

Quand je dis négligeable, c'est au sens mathématique. Je vais prendre le vieux problème de physique chimie du calcul du poids d'un atome comme exemple. Le poids de l'atome se concentrant dans son noyau, on néglige le poids des électrons (1000 fois moins si je me rapel, bref un truc dans le genre). Bien qu'étant là et ayant une masse, ça ne change tellement rien au résultat final qu'on les néglige. Pour moi c'est pareil ici avec la gravité et le hop-up. L'energie, (poids vitesse) rendent négligeable les deux gus cité précédemment tant que la bille n'as pas suffisamment perdu de vitesse. Selon moi.

[wizard]

Alors, je vais répondre.

Pour le fait que l'air est un fluide.
SISI, l'air physiquement parlant est considéré comme un fluide.
http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canique_des_fluides

Consernant l'effet hop up présent au bout de quelques metres.
Euh non c'est faux.
Réplique sans hop up, la bille tombe quasiment tout de suite.
Non l'effet hop up est présent tout de suite. En fonction du réglage il ne permet pas forcement de contrecarré la gravité.

Message de Fred le 01 Fév 2013 19:09
Y'a sûrement pas que du faux dans tout ce que tu écris.
Un truc me chiffonne. Selon toi, la bille est plaquée sur le dessus du canon, jusqu'au bout ? Une force s'oppose à la pesanteur au niveau du centre de gravité de la bille (effet Magnus) venant plaquer cette dernière sur la partie supérieure interne du canon. Dans ce cas, en sortie de bouche, elle devrait monter à 90deg. Puisque plus rien n'empêche cette force antigravitationnel de faire monter la bille qui soit se perdrait dans le silencieux ou en l'absence de ce dernier ferait monter à la verticale la bille en sortie de bouche.

Non parce que le hop up est designé pour avoir une plage d'utilisation qui permet juste de contrecarré tout juste l'effet de gravité sans le contrecarrer a outrance. Mais si tu veux voir la satelisation d'une bille.
0,12gr 700 fps (0,20gr) = levage au bout de 10m.


Pour ce le concept de négligeable.
En fait vous pouvez pas plus prouver que l'effet que je décris est négligeable que moi le votre. Alors ok en science, il faut prouver. Soit mais le modéle qu'on connais n'a pas été plus prouver. . Bon au final, ce débat est que de la spéculation, comme beaucoup de chose en airsoft .
Alors, oui, je suis d'accord, sans hop up, le modéle précédent est le bon.

En revanche.
Ce qui me fait penser à un plaquage ou du moins à un placement de la bille prés de la paroi supérieur(sans contact, juste un léger coussin, au finla plutot pour cette théorie qui est concordante avec les tanio koba), outre l'effet hop up et la dynamique des fluide. C'est le hop up lui même. ON A UNE BOSSE AU MILIEU DU CANON. Donc dés le départ tu as une dépression qui pousse la bille vers le haut (car plus d'air passe sous la bosse du hop up que sur à cause de la bosse).

Enfin. en dynamique des fluides, plus on est proche des parois et plus il y a de resistance au déplacement du fluide. Ainsi avec une bille plaqué vers le haut, il y a moins de surface de résistance et un débit amélioré. Donc non ca doit à l'inverse pas être si négligeable que ca surtout avec la pression.

Donc aprés réflexion, et surtout par rapport au TK Vous avez surement raison, PAS de plaquage complet avec contact contre les parois). Mais un placement proche de la paroi supérieur.

[loky]

Contrairement à ton image de début, il faut rajouter l'air expulsé par le cylindre... Donc Je penses pas que ta théorie fonctionne même si sur le papier, ça semble pas con.

[Alumyx]

Je vais zaper tout ce qui a été dit depuis le premier post de Wizard : il y a quelques bonnes idées, et beaucoup de #oneries !

@ Wizard : tu oublies une force très importante dans le canon : l'effet de sol, ou du moins ce qui s'en approche le plus dans un tube : plus la bille s'approche d'une paroi, plus elle en est écarté par l'effet de sol.