ENERGIA ARMAZENADA NA PCP E A PRESSÃO CONSUMIDA POR TIRO

Macedo · Fevereiro 3, 2019

O amigo Afonso Erra me fez uma pergunta, cuja resposta, tomo a liberdade de compartilhar com os demais, dada a pertinência do assunto.

Existe uma fórmula simples para calcular a energia armazenada em armas PCP, que é a seguinte:

Energia (J) = Pressão (bar) x Volume (cc) / 10 x ln (Pressão)

A diferença entre a energia máxima e a energia mínima adotadas, é a energia útil, considerada para certo número de tiros a determinada energia.

No entanto, a eficiência do sistema fica em torno de 30% e é em torno desse valor que a engenharia deve trabalhar para dimensionar o diâmetro do canal de passagem (Transfer Port) e a abertura da válvula, que depende da força da mola do cão (ou martelo).

Como exemplo, adotamos um cilindro com volume de 75 cc pressurizado a 150 bar.

Adotando a fórmula acima, temos:

Energia = 150 x 75/10 x ln (150) = 5636 Joules de energia total.

Para determinar a energia útil, subtraímos da energia total, a energia remanescente no cilindro, ou energia mínima.

Adotando a energia remanescente no cilindro em 100 bar, temos:

Energia = 100x 75/10 x ln (100) = 3454 Joules de energia remanescente.

Energia útil = 5636 J - 3454 J
Energia útil = 2182 J

Se o rendimento for 30%, temos 2182 J x 0,3 = 654,6 J

Se a energia da arma for 16 Joules, por exemplo, a quantidade de tiros será:

654,6 J /16 J = 40,9; ou seja, 40 tiros

A pressão média consumida por tiro é obtida por:

(150 bar - 100 bar) / 40 = 50 bar / 40 = 1,25 bar por tiro.

Esse consumo de 1,25 bar por tiro pode ser alterado conforme o rendimento da arma e o seu calibre.

Então, se aumentarmos o canal de passagem, mantendo a abertura da válvula, a arma perderá energia, devida à desaceleração no fluxo de ar, mas se apenas reduzirmos o canal de passagem, a válvula poderá demorar mais para se fechar e também teremos perda de ar e de energia.

Por isso, o 'ponto doce', como é conhecido, deve ser encontrado a partir da regulagem da força da mola que determinará a melhor abertura da válvula. Dependendo do caso, o melhor rendimento depende de alteração de todo o conjunto.

Assim, se uma arma consome mais pressão para a mesma quantidade de tiros à mesma energia do que outra arma, de mesmo calibre e canos de comprimentos iguais, o ajuste deve ser feito no tempo de fechamento da válvula, pois parte da pressão não está sendo aproveitada.

Quanto ao calibre, visto que a energia do chumbinho resulta da pressão aplicada sobre a sua área, para a mesma energia, o calibre 4,5 mm precisa de maior pressão e com isso, reduz o número de tiros em relação ao calibre 5,5 mm, por exemplo. Observe que eu disse "para a mesma energia". Geralmente as armas PCP calibre 4,5 mm produzem menos energia do que as de calibre 5,5 mm do mesmo modelo.

Quando se trata de armas de mesmo calibre, com pressão de ar diferente por tiro, a diferença de rendimento está no conjunto mola-válvula-transfer port.

Atire para Acertar!

FONTE e Autorização FÓRUM CA: Nelson L. De Faria

Na ilustração, o sistema 'sling shot hammer' da Daystate.