ارتعاش در تفنگ بادی فنری

لرزش‌های بد

بررسی جنبه پنهان و نامطلوب در چرخه لگد تفنگ بادی فنری توسط جیمی تیلور

اکنون، چند سال است که چرخه لگد تفنگ بادی فنری را ثبت و فنون و تجهیزات اندازه‌گیری را نیز همراه با آن اصلاح می‌کنم و می‌توانم جزئیات مهمّی را مشاهده کنم که قبلاً توجّهی به آنها نداشتم یا تجهیزات ثبت آنها را نشان نمی‌داد یا ثبت نمی‌کرد یا اینکه آنها را مهمّ نمی‌دانستم یا اینکه قبلاً «نویز» الکتریکیِ پس‌زمینه آنها را پنهان می‌کرد.

یکی از چیزهایی که حالا می‌توانم ثبت کنم و واقعاً از آن آگاه هستم، «لرزش» است.

انرژی که همه انواع لرزش را در تفنگ بادی فنری ایجاد می‌کند، از قلب تپنده آن، یعنی فنر اصلی تفنگ، ناشی می‌شود.

مقداری از لرزش توسط خود فنر تولید می‌شود؛ مقداری نیز توسط سایر اجزاء تولید می‌شود که به فنر واکنش نشان می‌دهند یا لرزش فنر آنها را تحریک می‌کند؛ برخی از آنها شنیده می‌شوند؛ برخی شنیده نمی‌شوند. هیچ‌کدام از آنها اصلاً مطلوب نیستند و یکی از انواع لرزش که صاحبان تفنگ بادی فنری را خیلی عصبی می‌کند، صدای دنگ فنر است که شنیده می‌شود؛ بنابراین، ابتدا زمان و نحوه ایجاد این نوع لرزش و نحوه کاهش صدا یا بی‌صدا کردن آن را بررسی می‌کنیم.

صدای ارتعاش (بنگ!)

صدای ناهنجار محفظه فنر معمولاً تأثیری بر دقّت تیراندازی ندارد، زیرا در بیشتر موارد، غیر از تفنگ‌هایی که هادیِ فنر ندارند، این صدا بعد از خروج ساچمه از دهانه لوله تفنگ تولید می‌شود؛ بویژه، در پایان ضربه رو به جلوی دوّمِ پیستون شروع می‌شود که معمولاً زمانی اتفاق می‌افتد که پیستون به دیواره انتهایی سیلندر برخورد می‌کند و سرعت بسته شدن سیلندر بین یک تا بیش از شش متر بر ثانیه است (تقریباً بین 3 تا 21 فوت بر ثانیه). ممکن است پیستون متوقّف شده باشد، اما فنر قطعاً متوقّف نمی‌شود زیرا جابجایی موج در بخش‌های جلویی آن سبب می‌شود تا طول آزادش به‌سرعت مرتعش شود و گاهی به هم بخورد و انواعی از لرزش‌ها را تولید کند.

با تفنگ‌های فنری تیراندازی کرده‌ام که لگد کمتری می‌زدند، اما هیچ‌کدام با دقت ترکیب وایپر وورتکس/TX200 در بیست‌ سالگی‌ام مطابقت نداشتند.

کلاهک بالایی/هادی فنر با اندازه درست معمولاً می‌تواند صدای ناهنجار فنر را تضعیف کند.

مانند نواختن زنگوله، یکی از انواع فراوان بسامدهای اولیه لرزش با سرعت زیادی غالب می‌شود و این همان بسامدی است که به صورت صدای ناهنجار (بنگ) می‌شنویم.

مطمئن هستم که همه ما با صدای ناهنجار فنر آشنا هستیم، اما تعداد بسیار کمی از افراد نمایش عینی آن را دیده‌اند، بنابراین تصویر 1 نمودار لگد محفظه فنر را نشان می‌دهد که تنظیم آن اساساً بسیار پرهزینه بوده و فنر پس از خرید از بازار در داخل آن قرار داده می‌شود و بسیار نامتناسب است. نمودار ردیابی سرعت لگد، حرکت ناگهانی و برخورد پیستون را نشان می‌دهد که پس از آن لرزش تند کوتاهی رخ می‌دهد که به‌سرعت به لرزشی با بسامد 117 هرتز (دور در ثانیه) تبدیل می‌شود که عملاً عقب و جلو رفتن تفنگ در پاسخ به جرم فنر اصلی است که در داخل آن حرکت می‌کند و بسامد صدای ناهنجار مربوط به حرکت جرم فنر اصلی 117 هرتز است.

ماشه‌های فشار

صدای ناهنجار فنر چیز عجیبی است – تفنگ‌تان می‌تواند خیلی بی‌ سروصدا یک ساچمه را شلیک کند، با این حال، هنگام شلیک ساچمه دیگری صدا ناهنجار تولید کند، گرچه تقریباً هیچ جا به اندازه تفنگی که در شکل 1 نشان داده شده است، صدای بد تولید نمی‌کند و خود ساچمه هیچ اشکالی ندارد. این رویداد فقط به این دلیل رخ می‌دهد که فشار اولیه‌اش بسامد تشدید‌ شونده طبیعی فنر اصلی را در مرحله آخر چرخه تیراندازی به راه می‌اندازد. همین اتفاق می‌تواند با تغییر پیش‌بارِ فنر رخ دهد.

لرزش چرخه شلیک تفنگ بادی فنری. این شکل سرعت حرکت ناگهانی و لگد تفنگ و سه ناحیه چرخه لگد را نشان می‌دهد که در آنها معمولاً لرزش رخ می‌دهد.

 

مجبور نیستید که این صدای ناهنجار را تحمّل کنید. هادیِ فنر تنگ و متناسب و کلاهک بالایی معمولاً این صدا را تضعیف می‌کنند، گرچه لرزش بخشی از فنر در مابین آنها که فاقد تکیه‌گاه است، می‌تواند هنوز آزادانه تشدید شود و اگر فضای خالی کافی بین فنر و دیواره کناری پیستون وجود داشته باشد، روکش پیستون نیز می‌تواند این صدای ناهنجار را در آنجا خفه کند. ماده مورد علاقه خودم برای روکش پیستون قطعه 5/0 میلیمتری PTFE است، گرچه از آغاز دهه 1980، همه انواع موادّ را به کار برده‌ام که شامل قطعات فولادی قوطی‌های نوشابه و قطعات پلاستیکی گوناگون می‌شود.

می‌توان صدای خیلی ضعیف فنر را به‌سادگی با استعمال لایه ضخیمی از گریس لیتیمی در بخشی از طول فنر که فاقد تکیه‌گاه است، از بین برد.

لرزش شتاب پیستون

پس از لرزش آخر در چرخه شلیک بعد از برخورد پیستون به انتهای سیلندر، حالا لرزش اوّل را در چرخه شلیک بررسی می‌کنیم.

نمودار رویداد صدای ناهنجار فنر

 

باز شدن فنر اصلی در حین ضربه فشار عمل یکنواختِ منظّمی نیست؛ از لحظه‌ای که چخماق ماشه به پیستون اجازه حرکت می‌دهد، فنر مایل است تا به شکل مارپیچی در داخل سیلندر حرکت کند و تنها چیزی که تاب خوردن آن در درون پیستون و سیلندر در هنگام باز شدن جلوگیری می‌کند، کلاهک بالایی و هادی فنر است. بدون هادی فنر، صدای ناهنجار آن در همان لحظه حرکت پیستون آغاز می‌شود، همان‌طور که تقریباً 40 سال پیش این واقعیت را کشف کرده‌ام.

در اواخر دهه 1970، یک تفنگ    داشتم که شرکت وبلی تشخیص داده بود که این تفنگ نیازی به هادی فنر ندارد و نتیجه مستقیم این امر آن بود که چرخه شلیک با این تفنگ وحشتناک بود. این تفنگ لرزش بسیار بدی داشت و فنرش فاقد تکیه‌گاه بود و هنگام شلیک و بعد از آن صدای ناهنجاری می‌داد. در آن زمان، هیچ کارگاهی نداشتم، تعداد اندکی ابزار و مقدار کمی پول داشتم و پس از تلاش بی‌ثمر برای تضعیف صدای ناهنجار با استفاده از گریس‌کاری بسیار زیاد، یک براده میله فولاد رنگی پیدا کردم، آن را از طول بریدم و در داخل فنر اصلی قرار دادم تا به عنوان هادی فنر «شناور» عمل کند. این کار عملکرد تفنگ هاوک را به بهترین شکل اصلاح کرد، زیرا نه تنها صدای ناهنجار فنر را هنگام ضربه فشار کاهش می‌داد، بلکه لرزشِ همراه با آن را نیز کم می‌کرد که در قنداق تفنگ احساس می‌شود.

بهتر از هیچی

وجود هر نوع هادی فنر از نبودن آن بهتر است، اما مؤثرترین نوع هادی فنر برای کاهش لرزش نوعی از هادی است که بسیار تنگ باشد. از نظر آرمانی، سیم فنر با هادی در تماس است، اما به آن گیر نمی‌کند. اگر هادی فنر خیلی تنگ باشد، انتهای عقبی فنر به آن گیر می‌کند و قبل از اینکه به آن برخورد کند از قطعه عقبی کنده می‌شود و علت شکستن بسیاری از هادی‌های فنر همین است.

اگر تفنگ هادیِ فنر کاملاً متناسبی داشته باشد، با باز شدن فنر لرزش بسیار کمی ایجاد می‌شود؛ این رویداد تأثیری بر دقّت شلیک نمی‌گذارد و ممکن است اصلاً متوجّه آن نیز نشوید.

لرزش برخورد اوّل پیستون

پس از دوره لرزش اوّل که از بازشدگی فنر اصلی ناشی می‌شود، وقتی که هوای فشرده حرکت پیستون را کُند می‌کند، معمولاً یک فاصله کوتاه با لرزش اندک یا بدون لرزش وجود دارد و پس از آن دوره لرزش دوّم رخ می‌دهد که می‌تواند دامنه بسیار بیشتری داشته باشد.

در پایان ضربه فشار، پیستون برای لحظاتی می‌ایستد، اما فنر همچنان حرکت می‌کند که به مدّت کسری از میلی‌ثانیه جرمی را به پیستون می‌دهد که جهش پیستون را به تأخیر می‌اندازد و سپس پیستون در سیلندر به عقب برمی‌گردد و با این کار پیستون می‌جهد که این امر سبب لگد ناگهانی تفنگ می‌شود.

هنگام برخورد پیستون به انتهای سیلندر، پیستون و تفنگ هر دو در جهت مخالف حرکت می‌کنند و اندازه‌-حرکت‌شان مساوی و مخالف هم است. آنها به یکدیگر برخورد می‌کنند، گاهی تماس پیدا می‌کنند که معمولاً با لایه نازکی از هوای بسیار فشرده از هم فاصله دارند. این امر بدان معناست که سرعت‌هایشان با جرم‌هایشان متناسب است. اگر جرم پیستون و بخشی از جرم فنر (حدود یک سوم) برابر با 300 گرم باشند و جرم تفنگ 3 کیلوگرم باشد، آنگاه پیستون با ده برابر سرعت تفنگی که در حال لگد زدن است، حرکت خواهد کرد. برخورد پیستون و انتهای سیلندر به یکدیگر برخورد «درونی» است و آن‌طور که بیشتر افراد فکر می‌کنند، سبب نمی‌شود که تفنگ ناگهان به سمت جلو حرکت‌ کند، اما می‌توان لرزش سختی را ایجاد کند.

مراقب تماس باشید

معمولاً، در انتهای ضربه فشار، پیستون و دیواره انتهایی سیلندر تماس فیزیکی پیدا نمی‌کنند، اما وقتی تماس فیزیکی پیدا می‌کنند، یا اگر به اندازه کافی به هم نزدیک می‌شوند، مراقب باشید، زیرا می‌تواند لرزش بسیار شدیدی را ایجاد کنند که می‌توان آن را در شکل 2 دید. این نمودار با تفنگی ثبت شده است که حجم سیلندرش بسیار کم بود، لگد بسیار کوچکی داشت و ساچمه را با فشار ابتدایی اندکی شلیک می‌کرد و پورت انتقالی داشت که نمی‌توانست از مسدودشدگیِ جریان هوای زیاد پشتیبانی کند که ترکیب بسیار بدی است. مقدار زیادی از همین لرزش شدید می‌تواند به طور اتفاقی از حالات نامطلوب نشت هوا پس از مهر و موم پیستون ناشی شود. اتفاقی که ظاهراً در شکل 2 در درون تفنگ افتاده است، این است که ساچمه قبل از پایان ضربه فشار مسیر زیادی را تا بالای لوله تفنگ رفته است و این امر فشار هوای سیلندر را تا اندازه زیادی کاهش می‌دهد که در غیر این صورت میزان ضربه برخورد پیستون به سیلندر را کاهش می‌داد و کاملاً مطمئن هستم که این شکل نمایشی از برخورد واقعی پیستون است. اگر پورت انتقال اندکی باریک‌تر یا درازتر بود و می‌توانست از جریان هوای مسدود شده پشتیبانی کند، از لرزش بسیار شدید جلوگیری می‌کرد، اما احتمالاً انرژی دهانه لوله تفنگ را نیز تا اندازه زیادی کاهش می‌داد. لرزش 8/1 کیلوهرتزی چنان بزرگ است که می‌توان آن را در قنداق تفنگ حسّ کرد. این خبر ناخوشایندی است.

تیراندازی با تفنگی که این لرزش نوسان شدید پیستون را تولید کرده است، بسیار عالی بود، اما دقت شلیک بسیار کم است.

 

لرزش مربوط به برخورد پیستون به انتهای سیلندر معمولاً دو یا سه میلی ثانیه طول می‌کشد و بسامدش می‌تواند بسیار بالا و تقریباً 5 کیلوهرتز (5,000 دور در ثانیه) با اندازه کمتر یا بسامد پایین و اندازه بیشتر باشد، این امر به فنر، پیش‌بار و ساچمه بستگی دارد. در طیّ همین مدت بسیار کوتاه ساچمه از دهانه لوله تفنگ خارج می‌شود، در نتیجه هر قدر اندازه بزرگی لرزش کمتر باشد، بهتر است، زیرا در لحظه خروج ساچمه، آخرین چیزی که می‌خواهید این است که تفنگ به‌شدّت به سمت جلو و عقب مرتعش شود!

لرزش دهانه لوله تفنگ

برای تأیید موارد زیر آزمایش انجام نداده‌ام، اما احتمال خیلی زیادی وجود دارد که لرزش ایجاد شده در برخورد پیستون به انتهای سیلندر توسط ضربه فشار با لرزش در دهانه لوله تفنگ بازتاب داده می‌شود که معمولاً آن را به اشتباه «هارمونیک لوله» می‌نامند. در مثال نشان داده شده در شکل 2، لرزش‌های دهانه لوله احتمالاً چنان برجسته هستند که تفاوت‌های بسیار جزئی در لحظه خروج ساچمه سبب می‌شود که گروه‌ها شلیک‌ بسیار خوبی انجام دهند. به عبارت دیگر، لرزش‌ها دقّت شلیک را کاملاً از بین می‌برند. تفنگی که لرزش نشان داده شده در شکل 2 را تولید کرده است، قطعاً انتخاب نمی‌شود و احتمال دارد که لرزش دهانه لوله در این امر نقش داشته باشد، گرچه احتمالاً این نقش نسبت به لرزش شدید تفنگ نقشی ثانویه است.

تفنگ TX200 متعلّق به من که تا اندازه کمی اصلاح شده بود، ممکن بود بیشتر از نمونه‌هایی لگد بزند که اصلاح اساسی داشتند، اما دیدش دقیق‌تر از برخی تفنگ‌هایی است که قبلاً آزمایش کرده‌ام.

 

لرزش ناشی از جهش پیستون

با حرکت پیستون به سمت عقب در سیلندر در هنگام جهش آن، قطعاً انتهای جلویی فنر اصلی را با آن می‌گیرد، حلقه‌‌های جلویی را فشرده می‌کند، در حالیکه بخش عقبی فنر در هنوز در حال باز شدن است.

در نتیجه، فنر دچار لرزش می‌شود که جای لرزش ناشی از برخورد پیستون را می‌گیرد و گاهی بسامد و دامنه‌اش را بیشتر می‌کند.

در یک لحظه، نیروی فنر فشرده حرکت رو به عقب پیستون را متوقّف می‌کند و سپس، آن را برای بار دوّم به جلو می‌راند و معمولاً سبب می‌شود که پیستون به دیواره انتهایی سیلندر برخورد کند و این امر می‌تواند سبب ایجاد دوره دوّم لرزش با دامنه زیاد شود که ممکن است مطلوب نباشد، اما اثری نیز بر ساچمه نمی‌گذارد، زیرا ساچمه قبلاً از دهانه خارج شده است. این لرزش، به اضافه لرزش فنر، به‌سرعت به صدای ناهنجار و قابل شنیدن تبدیل می‌شوند که ما را به نقطه شروع باز می‌گردانند.

تناسب فنر اصلی نرم تفنگ TX200 mk.3 با LGV از زحمت مسلّح‌ کردن می‌کاهد.

 

لرزش کم

عموماً و با توجه به دلایل معقول، هر قدر ضربه موجود پیستون طولانی‌تر و حجم سیلندر بیشتر باشد – به عبارت دیگر، هر قدر کمتر سعی کنید که چیز زیادی را در حجم کوچکی قرار دهید- احتمال مشاهده لرزش‌های شدید در شکل‌های یک و دو کمتر می‌شود.

مشخصات تفنگ TX200 که با آن کار می‌کنم با مشخصات کارخانه فرق دارد و به جای وزنه پیستون دارای کلاهک بالایی استال است و هادی فنری استال و واشرهای پیش‌بار دارد و میله پیستون آن دراز است که فردی به نام شاون در کارخانه ISP Air Rifles ساخته است و تیراندازی با آن لذّتبخش و کاملاً قابل اتّکاست و دستیابی به دقّت در شلیک با آن آسان است زیرا برخلاف تفنگ شکل 2، لرزش چرخه شلیک آن بسیار کم است.

با فنر اصلی نرم mk.3 TX200 و پورت انتقال 3 میلیمتری، LGV متعلّق به من تقریباً لرزشی نداشت

 

چرخه شلیک TX200 متعلّق به من در شکل سه نشان داده شده است. این تفنگ لگد می‌زد و به مقدار 40 % بیش از تفنگ شکل 2 حرکت ناگهانی دارد، اما هنگام استفاده از آن، می‌توانم تقریباً در همه شلیک‌ها هدف 15 میلیمتری را در فاصله 40 یاردی بزنم در حالیکه با استفاده از تفنگ شکل، نمی‌توانستم هدف 25 میلیمتری را در همین فاصله به‌راحتی بزنم، با وجود اینکه ضربه لگد تفنگ شکل دو بسیار کمتر بود. عملکرد تفنگ TX200 با قنداق‌های متعارف یکسان بود که در مسابقات قهرمانی UKAHFT National Recoil مقام اول و سوم را کسب کرد و یکی کلاس ریکویل را آخرین مجموعه Daystate Midland Hunters بدست آورد. این امر اطلاعات بسیار زیادی را ارائه می‌دهد.

شکل چهار چرخه لگد لرزش بسیار کم و مربوط به LGV متعلّق به من است که با فنر TX200 mk.3 متناسب‌سازی شده و پورت انتقال تا 3 میلیمتر باز شده است. فقدان لرزش عمدتاً از ضربه نسبتاً طولانی پیستون و حجم سیلندر بسیار زیاد، همراه با پورت انتقال ناشی می‌شود که جریان را در لحظه بهینه مسدود می‌کند. با وجود این حالت کمرشکن می‌توان آن را با تفنگ‌های زیرتاشوی سنگین در HFT ترکیب کرد.

غیرقابل تشخیص

از سه مرحله لرزش که در اینجا توصیف کردم؛ شتاب پیستون؛ پایان ضربه فشار و برخورد پیستون به سیلندر، تنها موردی که احتمالاً هنگام استفاده از تفنگ بادی فنری آن را تشخیص می‌دهیم، مورد سوّم است که صدایی است که با شروع برخورد پیستون به سیلندر شنیده می‌شود. عقیده ندارم که می‌توانیم فقط با تیراندازی با تفنگ دو دوره لرزش دیگر را تشخیص دهیم، مگر اینکه لرزش ناشی از جهش پیستون بسیار زیاد باشد که در این حالت ممکن است صدایی  را در بالشتک انگشت ماشه احساس کنید. در مورد لرزش شتاب پیستون این امر مشکلی محسوب نمی‌شود، زیرا آسیبی نمی‌زند، اما در مورد لرزش ناشی از برخورد پیستون به سیلندر در اثر ضربه فشار می‌تواند مشکل کاملاً جدّی باشد، زیرا اگر به اندازه کافی شدید باشد، می‌تواند دقّت شلیک را تا اندازه زیادی کاهش دهد.

بزرگترین هدیه

شاید بزرگترین ره‌آوردِ لرزش زیاد ناتوانی برای گروه‌بندی خوب در فاصله‌هاست. تفنگ‌های زیرتاشوی جدید و تفنگ‌های کمرشکن‌ سنگین‌تر، اگر کاری بکنید که اندکی در دستیابی به هدف کمک‌تان کند، از ساچمه‌های با کیفیّت استفاده می‌کنند و حرکت هوا در آنها کم است و باید بتوانند گروه‌هایی را به اندازه ناخن کوچک‌تان در 40 یاردی تولید کنند، اگر کوچکتر از این نباشند. اگر تفنگ‌تان گروه‌بندی نخواهد کرد و اگر هر احتمال دیگری (خطای راهنما، مشکلات ساچمه و تغییر اختلاف منظر محدوده) را ردّ می‌کنید، آنگاه لرزش بسیار زیاد در لحظه خروج ساچمه می‌تواند کاملاً مقصّر باشد.

همان عملکرد با تفنگ TX200 متعلّق به من که با قنداق متعارف تنظیم شده است در اختیار فردی که استعداد بسیار بیشتری دارد، باعث برنده شدن فرد می‌شود.

متناسب‌سازی فنر اصلی نرم TX200 mk.3 با LGV زحمت مسلّح کردن را کم می‌کند