théorie du joule creep

Tous les topics traitant des répliques de type bolt de manière générale, sans rentrer dans une catégorie mécanique en particulier.
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théorie du joule creep

Message par guncreator » 09 avr. 2020 8:17

Hello à tous!
On en parle, on en reparle, on en débat mais le joule creep est un fait!

Diaboloman à d'ailleurs fait une video pour l'illustrer, que je vous invite à regarder en préambule.

Cependant on ne trouve pas ou peu d'explication scientifique à ce phénomène, je vais donc tenter d'expliquer le phénomène :

- tout d'abord quelques notions sont nécessaires : l'énergie cinétique de la bille, mesurée en joules (cf le tuto d'Alumyx http://www.sniperland.net/forum/viewtopic.php?f=64&t=8260 )
- l'inertie d'un objet : tendance d'un objet à conserver sa vitesse, dépendant de sa masse (pour les plus pointus en physique, principe fondamental de la dynamique : somme des forces égales à zéro sur un objet immobile ou à vitesse constante)
- l'accélération instantanée : elle est déterminée par la somme des forces s'exerçant sur l'objet divisée par sa masse (PFD également)
- le travail d'une force : c'est l'énergie cinétique créée par une force sur un trajet en un certain temps, c'est cette propriété qui permettrait de calculer l'énergie théorique développée par une réplique (en considérant que la force de la pression d'air diminue à fur et à mesure de l'avancée de la bille dans le canon)

Pour simplifier nous allons supposer que toute la pression créée par le piston est disponible dès le début de l'avancée de la bille (grâce au maintien du hop-up c'est une approximation acceptable).

Lorsque la bille va commencer à avancer, son inertie va la retenir et sa masse déterminer son accélération, plus celle-ci sera importante et plus la vitesse sera importante et donc plus le temps passé dans le canon sera court.
Si maintenant on augmente la masse de la-dite bille, son accélération et donc sa vitesse seront plus faible, le temps passé dans le canon sera alors plus long, ce qui laissera plus de temps à la force de "travailler" et donc d'augmenter l'énergie cinétique de la bille.

Je vais essayer d'illustrer avec un exemple concret : prenons une caisse que vous devez pousser sur 50m de toutes vos forces
dans le premier cas, la caisse fait 10kg dans le second elle en fait 50kg, vous aurez utilisé beaucoup plus d'énergie avec la seconde qu'avec la première, pourtant vous aurez utilisé la même force sur la même distance, cependant vous aurez été beaucoup plus vite avec la première caisse. Dans le cas des caisses, l'énergie est absorbée par les frottements au sol, dans le cas de nos billes, l'énergie de la pression est accumulée dans la bille sous forme d'énergie cinétique, une bille plus lourde accumulera donc plus d'énergie.

Si certaines répliques sont très peu sensibles au joule creep cela peut notamment s'expliquer par les "fuites" d'air autour de la bille dans le canon, qui feront chuter la pression lors de l'avancée dans le canon de manière plus importante avec une bille plus lente, notamment si le volume cylindre est faible (type striker).
A contrario, des répliques à gaz ou HPA, peuvent être plus sensibles, notamment car l'arrivée de la pression est réellement immédiate, et non progressive comme sur une réplique où le piston avance pour envoyer l'air dans le canon, et où la bille est susceptible de "partir" avant le pic de pression

Pour éviter de perdre tous le monde, j'ai volontairement omis les grosses formules mathématiques mais wikipedia est votre ami si vous voulez approfondir.

Je laisse aux divers experts en la matière le soin de corriger mes éventuelles erreurs ou d'apporter leurs remarques pour simplifier la compréhension (c'est parfois dur pour un "scientifique" de vulgariser certaines choses)
Dernière modification par guncreator le 09 avr. 2020 9:47, modifié 2 fois.
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Re: théorie du joule creep

Message par Panchoa » 09 avr. 2020 8:54

Il me semble que diaboloman avait fait un post assez complet dessus. S'il n'a pas fait de post, je peux renvoyer à sa vidéo :

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Re: théorie du joule creep

Message par guncreator » 09 avr. 2020 9:26

Oui oui, je connaissais cette vidéo, elle démontre l'existence du phénomène mais n'explique pas sa provenance, j'avais pas mal de joueurs qui étaient en quelques sortes "athées" du phénomène, sans explication physique de sa provenance, d'où mon article
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Re: théorie du joule creep

Message par Panchoa » 09 avr. 2020 9:51

Alors pour sa provenance je suis sûr que c'est un phénomène physique. Après je pense que le meilleur moyen de "convertir" ces "athées", et d'avoir une réplique qui joule creep à disposition et leur montrer directement, preuve à l'appui. Et s'il ne comprennent toujours pas, leur demander des explications de leur part.

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Re: théorie du joule creep

Message par Mino » 09 avr. 2020 9:53

S’ils comprennent pas laisse tomber parler aux c.. ça les instruits !
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Re: théorie du joule creep

Message par guncreator » 09 avr. 2020 10:25

c'est pas une question de les convaincre, les gars étaient d'accord sur l'existence du phénomène mais cherchaient à le comprendre, d'où mon topic
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Re: théorie du joule creep

Message par diaboloman03 » 09 avr. 2020 13:16

Alors
avec tous les tests et retour d'abonnés que j'ai pu avoir, j'ai pu rassembler pas mal d'éléments qui peuvent déterminer si une réplique est susceptible de faire du joule creep ou non.

-Volume d'air cylindre
- longueur du canon
- largeur du canon
- poids du piston
- type de hop up
- puissance du ressort
- étanchéité de l'ensemble

Volume d'air : plus le volume d'air envoyé est important, plus une billes lourdes pourra accumuler de l'énergie (corélation avec la longueur du canon) un volume trop faible avec canon trop long provoquera l'effet inverse et les billes lourdes seront freiner en fin de course dans le canon.

Longueur de canon : en corrélation avec le volume du cylindre, on est ici dans la mécanique des fluides, plus le canon sera long plus l'air frottera sur les parois du canon (en corrélation aussi avec le diamètre du canon)
Largeur/diamètre du canon : plus un canon est fin moins l'air sortira facilement, donc le piston ira moins vite est aura moins d'inertie. un canon large laissera sortir l'air plus facilement, et la bille lourde profitera d'une meilleur inertie.
Pour rassembler l'ensemble du canon en longueur et diamètre il faut prendre l'exemple d'une paille versus un tuba. Vous viderez et remplirez plus vite vos poumons avec un tuba plutôt qu'une simple paille. Toutefois votre tuba si vous faîtes de la plonger ne doit pas être trop long car il sera difficile de respirer.

Poids du piston : au début le piston subit une grosse poussée de part la compression du ressort, et quand il avance la pression entre lui est la bille est faible, jusqu'à ce qu'elle soit assez important et commence à pousser la bille. Quand vous faite le test de la seringue, le piston part sur quelques centimètre avant d'être totalement arrêté car la pression de l'air est trop importante (dans le cas d'une étanchéité parfaite). Durant sa phase d'accélération le piston va aussi emmagasiner de l'inertie avant de subir une force inverse provoqué par l'air emmagasiner entre le piston et la bille. Donc comme un marteau qui tape sur un clou, plus le piston sera lourd, plus il emmagasinera de l'energie cinétique qui poussera plus facilement des billes lourdes. Il faut toutefois trouvé un bon équilibre, une piston lourds n'est pas forcément adéquate avec tous les grammages de billes, qui pour l'instant monte au maximum à 0.50g en 6mm. De la même manière comme vu avant, le piston lourds poussera plus facilement l'air dans le canon si celui si est fin.

Type de hop up : il semblerait que les joint avec bourelet plat, favorise plus le joule creep, car ce genre de hop up ralentisse moins les billes lourdes et offre un effet accru. Là où des hop up classique freine trop la bille jusqu'à bourrer.

Puissance du ressort : plus le pouvoir de compression d'un ressort est important, plus l'ecart d'énergie entre la 0.20g et une bille lourde sera important (là j'ai pas assez de connaissance pour expliquer pourquoi)

étanchéité : forcément avec une bonne étanchéité, l’énergie sera presque complètement transmise à la bille.

il y également une corrélation entre le rapport du volume cylindre est canon, plus le rapport sera favorable au cylindre par rapport plus il y aura du joule creep.

donc quel genre de réplique peuvent être susceptible d'avoir du joule creep quand elle fonctionne avec ressort (donc pas de hpa ou gaz)
- avec un gros volume d'air
- ressort puissant
- piston alourdi mais avec un poids optimisé selon le grammage de jeu utilisé
- canon court et relativement large
- réplique étanche au niveau du piston et de la jonction nozzle hop up, et hop up canon.


Pour exemple le HTI silverback que j'ai utilisé en partie n'a pas un aussi gros joule creep que ça en 0.45g tout d'origine avec hop up réglé.
autant hop up à zéro le joule creep est énorme, presque 0.7 joule avec le ressort 90 Newton
mais hop up réglé on est à du 0.1/0.2 joules grand max.
Car selon moi, on a un canon relativement long de 720mm, avec un volume d'air important, mais le rapport volume cylindre et canon est pas si énorme que ça.
Mais également le poids du piston, qui est quand même balèze, mais pas assez lourd pour pousser l'air avec assez d'inertie dans le canon.

Voilà pour ce qui est de mon avis sur le joule creep sur les répliques à ressort type snipe ou aeg.

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Re: théorie du joule creep

Message par Mino » 09 avr. 2020 18:18

Entièrement d’accord pour le.HTI et oui très bonne explication les gars mais est ce que le du airsoft va comprendre .....j’espère que les mentalités vont changer à force de ...
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Re: théorie du joule creep

Message par guncreator » 10 avr. 2020 6:14

Diabolo :
- Pour les ressorts, en général sur des gros ressorts on est pas sur des spires constantes, je pense que ça joue pas mal, je l'ai vu dans mon M14 en le remontant dans le mauvais sens, j'avais 0,3J de moins (je n'explique pas non plus comment ça marche, le ressort étant sensé se comprimer de la même manière dans un sens ou l'autre, en dehors des éventuels frottements dans le piston et sur le guide ressort). L'autre point qui pourrait jouer est l'inertie du ressort lui même, dans le travail élastique de la matière, il y a aussi une certaine inertie, et des frottements "interne", qui doivent être plus important sur des spires plus épaisses (d'où la configuration des suspensions à renvoi d'angle sur les voitures de courses pour pouvoir avoir des ressorts avec des spires plus fines entre autres).
- Pour les joints hop-up, j'ai remarqué aussi qu'avec un joint souple (à iso-configuration autre) j'avais plus de joule-creep qu'avec un joint plus dur (sur du maple leaf de même gamme), je pense que c'est lié à une plus grande rétention de la bille avant son départ avec un joint souple.
- Certaines configuration de sortie de canon semble aussi favoriser le joule-creep (système porteur, certains silencieux...) probablement à cause de la stabilisation du flux d'air en sortie de canon qui serait plus bénéfique sur des billes lourdes.

Pour les du le airsoft, je leur ai rajouté l'exemple de la caisse qui est (je pense) assez parlant. Pour ceux qui ne veulent pas comprendre.... bah tant que les tests à la bille de jeu h-up réglé ne seront pas généralisés se sera toujours sujet à débat (merci la loi française)
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Re: théorie du joule creep

Message par Mino » 10 avr. 2020 7:45

Oui je rencontre ce problème de ressort comprimé sur le hti !
La loi est claire à ce sujet il n’a jamais été dit que la mesure est a la 0,20 mais à l’époque il existait très peu de grammage et la 0,20 régnait en maître et beaucoup l’ont pris prit comme acquis ça ! Ha les mentalités .....
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Re: théorie du joule creep

Message par guncreator » 10 avr. 2020 8:04

Justement, la loi aurait dû préciser la méthode de mesure; cela dit au moins on a une loi qui limite la puissance de manière raisonnable donc ça limite les débats (VS suisse où la loi ne précise pas de puissance ou bien belgique avec une réglementation à 7,5J)
j'ai vu des kevins du le airsoft débarquer avec des snipers à 4J en belgique en mode "oui mais la loi elle dit 7,5J".....
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Re: théorie du joule creep

Message par Mino » 10 avr. 2020 10:47

et oui normal , oui ils pourraient rajouter a la bbs de jeu ! mais 2 J semble clair et precis pour moi mais pour tous ces kevins !!!
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