Volume silinder vs panjang barrel

https://pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js

Setiap AEG menggunakan inner barrel dengan panjang yang spesifik dan jenis silinder yang spesifik pula. Perlu diperhatikan bahwa volume dari udara yang di kompresi oleh piston di dalam silinder minimal sama dengan volume dari inner barrel. Ketika volume silinder lebih kecil dari volume inner barrel, maka, pertama volume udara yang mendorong BB sepanjang inner barel tidak akan cukup dan akan kehilangan tekanan nya. Sehingga BB akan melaju berdasar inersia-nya saja dan tanpa dorongan dari belakang, friksi dari inner barrel akan mengurangi fps. Kedua, untuk tembakan selanjutnya (burst shot), piston akan ditarik mundur dan menciptakan barrel suck effect sehingga fps akan berkurang. Barrel suck memang masih menjadi perdebatan apakah memang bisa terjadi, atau dalam skala airsoft dimana tekanan udara tidak terlalu tinggi, mungkin saja memang tidak pernah terjadi.

Lalu apa yang terjadi bila volume silinder melebihi volume inner barrel?
Udara bertekanan ini akan mendorong BB sampai keluar inner barrel, dan volume lebihnya akan mengalami ekspansi pada ujung inner barrel.
Pada real firearm dimana tekanan udara dalam inner barrel sangat tinggi, udara berlebih ini akan menimbulkan suara “bang” di ujung inner barrel. Berhubung pada airsoft tekanan udara tidak terlalu tinggi, maka tidak akan terdengar bedanya.

Justru efek yang ditimbulkan adalah makin tingginya resiko gearbox rusak. Kenapa?

Ketika piston mendorong udara bertekanan keluar dari silinder dan melewati inner barrel, BB memberikan kick back pressure atau tahanan terhadap gerak piston. Untuk AEG dengan rasio volume silinder dan volume inner barrel (sering di sebut rasio kompresi) yang tidak berlebih, ketika piston mendekati ujung langkah kompresi-nya, gerakannya masih akan tertahan oleh BB sehingga piston tidak menghantam cylinder head dengan kekuatan penuh. Namun sebaliknya pada AEG dengan rasio kompresi yang berlebih, saat piston mendekati cylinder head, BB sudah terlepas dari inner barrel dan tidak ada lagi yang memberi tahanan terhadap gerak piston. Lebih ekstremnya adalah ketika kita melakukan blank shot atau menembak tanpa BB. akan terdengan jelas suara nyaring piston ketika menghantam cylinder head tanpa tahanan apapun.

Untuk itulah silinder di beri port atau lubang di sisi-nya untuk menyesuaikan volume kompresi yang diperlukan. Rasio yang terlalu rendah akan menyebabkan fps drop, dan rasio yang terlalu tinggi akan menyebabkan piston menghantam cylinder head terlalu keras (sama seperti efek blank shot). Ada juga pendapat yang mengatakan bahwa over kompresi akan mempengaruhi akurasi BB, tetapi gw belum dapat jawabannya dan coba searching di web belum ada lagi yg membahas akurasi karean over kompresi. Menurut pendapat pribadi, akurasi harusnya tidak terpengaruh kompresi yang berlebih, toh BB sudah meninggalkan inner barrel walaupun masih ada udara bertekanan di belakangnya. Kalaupun udara berlebih itu menimbulkan turbulensi di belakang BB, harusnya BB akan mulai kehilangan akurasi semenjak meninggalkan inner barrel, bukan setelah beberapa meter dari inner barel. BB yang menyebar mungkin lebih disebabkan adanya inkonsistensi/variasi dari tiap BB tersebut antara lain berat, diameter, kebulatan (roundness) dan juga kepadatan (density). Review lebih lengkap bisa di lihat di Mega BB Review. Namun masalah density tidak di bahas,karena sepertinya sangat sulit untuk membelah BB untuk melihat apakah saat pembuatan BB, terisi penuh semua atau tidak rata/uniform sehingga berat tidak merata karena ada rongga. Hal ini bisa menyebabkan arah terbang BB juga tidak uniform karena momen yang terbentuk dari sisi BB yang lebih berat akan memutar BB dan menimbulkan efek yang serupa dengan hop-up.

Ketidakrataan ini bisa dibuktikan dari berat BB yang juga tidak uniform. Situs di atas mereview dengan sangat baik dengan metoda test yang terkontrol. Sayang BB yang di review hampir tidak ada yang di jual di Indonesia.

Kembali ke rasio silinder dan inner barrel, mengambil data dari gungineer.cande.biz, didapat data sebagai berikut:

(di baca dari kanan ke kiri)

Eksperimen dilakukan dengan tiga jenis rifle, M16, M4 dan MP5 PDW. Ketiganya mewakili 3 jenis silinder, dengan volume dari yang terbesar ke yang terkecil. Percobaan fps dilakukan dengan mengganti inner barrel dari tiap AEG, mulai dari 141mm sampai 535mm dan muzzle velocity di ukur.

Sayang hanya dilakukan satu kali pengambilan data untuk masing2 rifle, sehingga kita tidak bisa mendapat grafik yang lebih baik, terlihat dari fluktuasi kecepatan.

Dari hasil experimen ini bisa di asumsikan bahwa fps yang didapat dari tiap-tiap panjang inner barrel, merupakan kecepatan BB pada jarak tersebut, ketika menggunakan barrel yang terpanjang. Sebagai contoh untuk MP5 PDW yang menggunakan inner barrel 535mm, maka kecepatan BB di jarak 363mm adalah 91.1 fps dan di jarak 514mm adalah 69.4mm.

Dari grafik “Barrel length vs fps”, terlihat (baca dari kiri ke kanan) bahwa MP5 memiliki akselerasi BB tertinggi, terbukti bahwa kecepatan di awal BB lebih tinggi dari yang lain. Ini di sebabkan oleh porting silinder MP5 yang mempunyai lubang di tengah silinder, sehingga piston dapat berakselerasi pada awal langkah kompresi dengan lebih cepat, karena tidak adanya tahanan (karena lubang di silinder). Namun pada posisi 455mm, muzzle velocity mulai menurun, artinya tidak ada lagi udara terkompresi sebagai pendorong BB, dan akhirnya BB melaju karena inersia / momentumnya saja. fps menurun karena BB mengalami hambatan berupa tahanan udara dan juga friksi dengan barrel. Sehingga bisa dilihat bahwa MP5 PDW masih bisa menggunakan barrel maksimal hingga panjang 455mm.

Pada rifle dengan porting cylinder yang lebih mundur (langkah kompresi lebih panjang), terlihat kecepatan awal lebih rendah dan mulai mencapai kecepatan tinggi di posisi 209mm – 229mm. Pada konfigurasi silinder seperti ini, piston tidak dapat berakselerasi di awal langkah karena sudah mulai melakukan kompresi yang berarti ada tahanan udara, namun akhirnya mencapai kecepatan yang cukup tinggi setelah jarak tertentu. Sehingga, jika AEG dengan tipe silinder full mennggunakan inner barrel yang pendek, selain resiko gearbox pecah semakin besar, fps pun akan turun krn BB tidak sempat berakselerasi di dalam inner barrel dan tidak mencapai kecepatan optimumnya.

Rasio volume silinder dan inner barrel
Lalu berapa rasio volume yang ideal? Gw belum dapat jawaban dari pertanyaan ini, dan penjelasan yang ada biasanya kurang “memuaskan”.
Karena satu tipe silinder dipakai untuk beberapa tipe rifle dengan inner barrel yang berbeda panjangnya, dengan selisih 100mm – 200mm.

Tabel tipe AEG dengan panjang barrel dan tipe silinder
(dari 21st Century Airsoft)

Sepertinya perlu experimen serupa dengan yang dilakukan gungineer tapi dengan sampel yang lebih banyak.

Beberapa situs memberi kisaran dari 1.5:1 sampai 3:1. Namun dari hasil experimen gungineer bila di hitung rasio volumenya di peroleh hasil sebagai berikut:

Jika kita lihat pula pada grafik pertama dan tabel rasio bisa dilihat bahwa:
– MP5 PDW, rasio minimum adalah: 0.93:1 (fps mulai turun)
– M4, rasio maksimum adalah: 3.51:1 (fps mulai naik)
– M16, rasio maksimum adalah: 4.08:1 (fps mulai naik)

Lihat pula grafik di bawah:

Dari analisa di atas, bisa kita kira-kira kalau rasio yang optimal dari volume silinder terhadap volume inner barrel berkisar antara 0.93:1 sampai 4:1.

Tapi perlu diingat bahwa kemungkinan besar bisa terjadi kebocoran kompresi sehingga rasio perlu dinaikkan lagi, dan kalau kita ambil nilai tengah maka rasio yang optimal adalah 2.5:1

Ada pendapat lain?