Analyse und Simulation einer Federdruck betriebenen Softair

Zusammenfassung
Analyse und Simulation einer Federdruck betriebenen
Softair-Pistole
Institution: Kantonsschule Zofingen
Autor: Simon Niederberger
Begleitperson: Franck Michael
Korreferent: Calzascia Angelo
Datum der Abgabe: Oktober 2014
Zusammenfassung
Ich wollte in meiner Arbeit die technischen und physikalischen Aspekte einer Softair-Waffe
aufgreifen und untersuchen. Softair-Waffen sind Plastikkugeln verschiessende Waffenmodelle, basierend auf Federenergie. Ich befasste mich mit folgenden Leitfragen:
 Welche physikalischen Vorgänge spielen sich bei einer Softair-Waffe ab und wie
lassen sich diese beschreiben?
 Wie beeinflussen Feder und Kugelmasse die Mündungsenergie?
 Wie wirken sich Kugel und Magnuseffekt, verursacht durch die Rotation der Kugel,
auf die Flugbahn aus?
 Lässt sich die Flugbahn einer Kugel vorhersagen?
Anhand dieser Fragen und der Literaturrecherche wurden folgende Hypothesen aufgestellt:
 H1: Es lässt sich ein konstanter Wirkungsgrad ermitteln, der Energieverluste der Waffe
für alle Variationen der Parameter beschreibt.
 H2: Die Mündungsenergie steht in linearer Abhängigkeit zur Feder
 H3: Die Kugelmasse hat keinen Einfluss auf die Mündungsenergie
 H4: Die Flugbahn steht in Abhängigkeit zur Kugelmasse
 H5: Es lässt sich eine Ablenkung der Flugbahn durch den Magnuseffekt nachweisen.
Um die Hypothesen zu überprüfen musste zuerst die theoretischen Grundlage der Arbeit
gelegt und hergeleitet werden. Es wurde eine Gleichung für den Wirkungsgrad der Waffe und
die Gleichungen für die Berechnung der Flugbahn der Projektile hergeleitet.
Anhand einer Analyse wurden die für die Berechnung benötigten Daten der Waffe mittels
praktischen Versuchen ermittelt. Anschliessend konnte anhand der hergeleiteten Gleichung
und der Analyse eine Simulation der zu erwartenden Mündungsenergien und Flugbahnen
gemacht werden.
Die Simulation wurde mit 2 praktischen Messungen überprüft und verglichen. Dabei mussten
fast alle Hypothesen verworfen werden. Einzig Hypothese H5 konnte beibehalten werden.
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