Hallo zusammen,
im Zusammenhang mit den Träumen um "Tuningfedern", Ventiltuning und sonstigen Wundern, habe ich mal eine Rechnung unter idealen Bedingungen für unsere 2240 aufgestellt. Die aus dieser Rechnung zu erzielende "Joule-Zahl" stimmt keinesfalls, da die physikalische Welt leider nicht ideal ist. Die Begründung dafür siehe nach der Rechnung.
Durch Einsetzen der jeweiligen Werte für andere Waffen (4,5mm "Stahlkugelwerfer", Lauflänge 4 Zoll, z.B.) kann auch ermessen werden, dass Aussagen von "bis zu XX Joule mit der Tuningfeder" schnell ins Reich der Legenden verwiesen werden können.
Bei 25 Grad Celsius ist ein CO2-Druck von rund 55 bar zu erwarten.
Die Fläche des 5,5mm Diabolos beträgt 0,237 cm2
Die auf das Diabolo wirkende Kraft beträgt somit 130,35 N.
Die Masse des Diabolos nehmen wir mit 1g an (Mittelfeld)
aus F = m * a errechnen wir durch einsetzen und umstellen die Beschleunigung a
zu:
130350 m/s2
Der Beschleunigungsweg des Diabolos ist näherungsweise 7 Zoll (da das Diabolo ungefähr einen halben Zoll tief von hinten im Lauf steckt) = 0,178m
Aus: s = 0,5 * a * t2 ergibt sich durch Umstellen und Einsetzen t zu:
0,00165 s
Aus: a = v/t ergibt sich durch Umstellen und Einsetzen v zu:
215,08 m/s
Das entspricht bei einem Diabolo-Gewicht von 1g: 23 Joule
Die Bewertung dieser Rechnung:
1. Völlig vernachlässigt ist die Reibung im Lauf.
2. Kein Ventil dieser Welt wird sich wirklich "schlagartig" öffnen, sodass der volle Druck bereits zu Beginn der Beschleunigung des Diabolos zur Verfügung steht.
3. Das Volumen des Ventils entspricht NIEMALS dem Gesamtvolumen des Laufes, sondern ist erheblich geringer, sodass der angenommenen Druck von 55 bar NICHT während des gesamten Beschleunigungswegs (wie in der Rechnung zugrundegelegt) zur Verfügung steht.
4. Es entstehen weitere Strömungsverluste beim Ausströmen des Gases durchs Ventil,
an Richtungsänderungen der Strömungsrichtung (2-mal 90 Grad in der 2240), usw.
Diese Rechnung ist physikalisch nicht wirklich richtig. Zum einen ist die Beschleunigung des Diabolos keinesfalls gleichförmig, sondern eher eine steil ansteigende und langsam abfallende Parabel und auch aus Gründen der verschiedenen Verluste GERINGER als berechnet. Daher wird sich auch eine Endgeschwindigkeit ergeben, die weitaus GERINGER ist, als die berechnete.
Auf jeden Fall sollte entnommen werden, dass sich die Geschwindigkeit des Diabolos nicht durch irgendwelche "Wunderzutaten" ins Unermessliche gesteigert werden kann.
Nochmal: die errechneten 23 Joule können in der Realität unter gegebenen Rahmenbedingungen (Lauflänge, Ventilmaße, Verwendung von CO2 als Treibmittel) NIEMALS auch nur annähernd erreicht werden.
Die Hoffnung stirbt leider zuletzt 