Cronografo, Joule e molle softair: capire davvero la potenza di una replica

Quando si parla di potenza nel softair vengono spesso utilizzati termini come Joule, FPS, metri al secondo e molle da 90, 100 o 110 m/s. Questi valori, però, non indicano tutti la stessa cosa e non possono essere considerati separatamente.

Il risultato rilevato dal cronografo dipende infatti dalla combinazione tra velocità del pallino, peso del pallino utilizzato, tenuta del gruppo aria, volume del cilindro, lunghezza della canna, gruppo hop-up e caratteristiche reali della molla.

Che cosa misura realmente un cronografo?

Il cronografo rileva la velocità con cui il pallino attraversa i suoi sensori. Questa velocità può essere visualizzata principalmente in:

• FPS, ovvero piedi al secondo;
• m/s, ovvero metri al secondo.

Il Joule non viene misurato direttamente dal cronografo. Viene calcolato partendo dalla velocità rilevata e dal peso del pallino dichiarato o impostato sullo strumento.

La formula utilizzata è:

Energia in Joule = ½ × massa del pallino × velocità²

La massa deve essere espressa in chilogrammi e la velocità in metri al secondo. Questo significa che un errore nell’impostazione del peso del pallino produce automaticamente un valore Joule errato.

Perché è indispensabile conoscere il peso reale del pallino?

Due pallini di peso differente sparati alla stessa velocità sviluppano energie differenti. Allo stesso modo, due pallini con la stessa energia non avranno necessariamente la stessa velocità.

Per ottenere una misurazione attendibile bisogna quindi conoscere esattamente la grammatura presente nel caricatore. Non è sufficiente presumere che siano stati utilizzati pallini da 0,20 g.

La tabella mostra perché il peso impostato sul cronografo deve corrispondere al peso reale del pallino. Se il cronografo viene impostato su 0,20 g mentre nella replica sono presenti pallini da 0,25 g, il valore energetico visualizzato sarà inferiore a quello reale.

FPS e Joule non sono la stessa cosa

Gli FPS descrivono esclusivamente la velocità del pallino. I Joule descrivono invece la sua energia cinetica.

Dire che una replica sviluppa 330 FPS non è sufficiente senza specificare il peso del pallino utilizzato. Un valore di 330 FPS con pallini da 0,20 g non corrisponde alla stessa energia di 330 FPS con pallini da 0,25 g.

Come effettuare correttamente una prova al cronografo

1. Verificare la grammatura reale dei pallini presenti nel caricatore.
2. Impostare sul cronografo lo stesso peso del pallino utilizzato.
3. Disattivare eventuali sistemi hop-up eccessivamente regolati, se possono influenzare la prova.
4. Effettuare più colpi, evitando di basarsi su una singola lettura.
5. Controllare la regolarità dei risultati e l’eventuale differenza tra un colpo e l’altro.
6. Annotare FPS o m/s, grammatura ed energia risultante.

Una differenza contenuta tra i vari colpi è generalmente indice di una configurazione regolare. Oscillazioni elevate possono invece segnalare problemi di tenuta, alimentazione, hop-up, spingipallino o gruppo aria.

Che cosa significa “molla da 90 m/s”?

Nel mercato softair le molle vengono spesso commercializzate con indicazioni come M90, M100, M110 oppure con riferimenti a una presunta velocità espressa in metri al secondo.

Queste indicazioni devono essere considerate orientative. Una molla non produce autonomamente una determinata velocità: la sua resa dipende dalla replica nella quale viene installata.

Una cosiddetta molla da 90 m/s potrebbe produrre risultati molto differenti a seconda del gearbox, della corsa del pistone, della tenuta del gruppo aria, del volume del cilindro, della canna e del gruppo hop-up.

Anche confrontando dieci molle vendute con la stessa indicazione nominale si possono rilevare differenze importanti nella forza, nella lunghezza, nel numero di spire, nel diametro del filo e nel comportamento durante la compressione.

Le molle si valutano attraverso la forza

Dal punto di vista meccanico, una molla dovrebbe essere confrontata attraverso la forza necessaria per comprimerla a una determinata lunghezza. Questa forza può essere espressa in Newton oppure, in modo più intuitivo ma meno rigoroso, come chilogrammi-forza.

Perché il confronto abbia senso, tutte le molle devono essere misurate con lo stesso metodo e alla stessa compressione. Misurare una molla libera oppure comprimerla senza un riferimento preciso non permette di confrontare correttamente i risultati.

Il nostro metodo di confronto a 6 centimetri

Per effettuare confronti interni più coerenti possiamo misurare le molle con un dinamometro che lavora in compressione, portandole a una lunghezza di riferimento di circa 6 centimetri.

Questo valore rappresenta indicativamente lo spazio occupato dalla molla quando il pistone si trova nella fase di massima compressione all’interno di un comune gearbox, calcolato al netto degli ingombri aggiuntivi prodotti dai cuscinetti della testa pistone e del guidamolla.

Una misurazione di questo tipo permette di capire quale molla oppone una forza maggiore nelle condizioni vicine alla massima compressione, ma non permette da sola di prevedere con assoluta precisione la potenza finale della replica.

Perché non possiamo garantire un valore preciso scegliendo soltanto la molla?

La potenza finale è il risultato dell’intera configurazione meccanica e pneumatica. La stessa molla installata su due repliche differenti può produrre valori molto diversi.

I principali fattori che influenzano il risultato sono:

• forza reale e comportamento della molla durante la compressione;
• lunghezza della molla e livello di precarico;
• cuscinetti sulla testa pistone e sul guidamolla;
• corsa effettiva del pistone;
• numero di denti utilizzati e presenza di corsa corta;
• volume del cilindro;
• tenuta tra testa pistone, cilindro, testa cilindro e spingipallino;
• lunghezza e diametro interno della canna;
• gommino hop-up e livello di pressione applicato al pallino;
• allineamento tra gearbox, gruppo hop-up e canna;
• peso, diametro e qualità dei pallini utilizzati.

Per questo motivo la richiesta “mi serve una molla che faccia esattamente un determinato valore” non può ricevere una risposta certa senza installazione, assemblaggio e prova al cronografo.

Due molle con lo stesso nome possono essere diverse?

Sì. Le indicazioni commerciali non sono sempre uniformi tra i produttori. Una M90 di un marchio può avere una forza differente rispetto a una M90 di un altro marchio.

Possono inoltre esistere differenze tra lotti dello stesso prodotto dovute alle tolleranze di produzione, ai materiali utilizzati, ai trattamenti termici e alla lunghezza effettiva della molla.

Per confrontare realmente due molle non è quindi sufficiente leggere il valore stampato sulla confezione. È necessario misurarle nelle stesse condizioni.

La molla più dura produce sempre più Joule?

In linea generale una molla più resistente alla compressione può trasferire più energia al pistone. Il risultato finale, però, dipende dalla capacità del sistema di trasformare correttamente questa energia in pressione e velocità del pallino.

Una molla più dura montata su un gruppo aria con perdite, su una configurazione volumetrica errata o su un sistema poco efficiente potrebbe non produrre l’aumento previsto.

Aumentare inutilmente la forza della molla può inoltre sottoporre a maggiore stress pistone, ingranaggi, boccole, motore e guscio del gearbox.

Assestamento e perdita di prestazioni della molla

Una molla nuova può modificare leggermente il proprio comportamento dopo i primi cicli di utilizzo. Può verificarsi un assestamento iniziale, soprattutto quando la molla rimane compressa per periodi prolungati o viene utilizzata vicino al proprio limite.

Anche per questo motivo il valore ottenuto immediatamente dopo il montaggio potrebbe non essere perfettamente identico a quello rilevato dopo un periodo di utilizzo.

Il Joule creep

Alcune configurazioni possono sviluppare un’energia maggiore utilizzando pallini più pesanti. Questo fenomeno viene comunemente chiamato Joule creep.

In una configurazione ideale, aumentando il peso del pallino la velocità dovrebbe diminuire mantenendo un’energia relativamente simile. In alcuni sistemi, soprattutto quando il rapporto tra volume del cilindro e volume della canna è elevato, il pallino più pesante può rimanere nella canna più a lungo e ricevere pressione per un tempo maggiore.

Per questo motivo una replica apparentemente regolare con pallini da 0,20 g potrebbe sviluppare un’energia superiore con la grammatura realmente utilizzata in gioco.

Errori frequenti durante la cronografatura

• impostare 0,20 g sul cronografo utilizzando pallini più pesanti;
• utilizzare pallini rimasti nel caricatore senza conoscerne la grammatura;
• considerare il valore Joule visualizzato senza verificare il peso impostato;
• confondere FPS e Joule;
• basarsi su un solo colpo;
• considerare l’indicazione commerciale della molla come un risultato garantito;
• ignorare eventuali perdite del gruppo aria;
• cronografare con pallini differenti durante la stessa prova;
• non controllare l’eventuale Joule creep con grammature più pesanti.

Domande frequenti

Un cronografo misura direttamente i Joule?

No. Il cronografo misura la velocità del pallino e calcola i Joule utilizzando il peso impostato. Se il peso è errato, anche il valore Joule sarà errato.

Perché con pallini più pesanti gli FPS diminuiscono?

Un pallino più pesante richiede più energia per raggiungere la stessa velocità. A parità di configurazione, la velocità tende quindi a diminuire aumentando la grammatura.

Una molla M90 garantisce sempre la stessa potenza?

No. M90 è un’indicazione commerciale e può variare tra marchi e lotti. Il risultato dipende inoltre dalla configurazione della replica.

È possibile scegliere una molla per ottenere esattamente un determinato valore?

È possibile effettuare una stima, ma il risultato deve sempre essere verificato dopo il montaggio. Per raggiungere un valore preciso possono essere necessarie più prove e piccoli interventi di regolazione.

Perché misurare una molla a 6 centimetri?

La misurazione a una lunghezza fissa permette di confrontare molle differenti nelle stesse condizioni. I 6 centimetri rappresentano un riferimento interno vicino alla compressione massima riscontrabile in molti gearbox.

La misura in chilogrammi indica il peso della molla?

No. Indica in modo semplificato la forza necessaria per mantenerla compressa a una determinata lunghezza. Tecnicamente la forza dovrebbe essere espressa in Newton.

Perché la mia replica cambia potenza dopo aver regolato l’hop-up?

La pressione esercitata dal gommino sul pallino può modificare la resistenza durante il passaggio e influenzare la velocità rilevata. Variazioni molto elevate possono però indicare un problema di montaggio, tenuta o compatibilità.

È meglio controllare la replica con pallini da 0,20 g o con quelli utilizzati in gioco?

Il pallino da 0,20 g consente un confronto molto diffuso, ma una verifica con la grammatura realmente utilizzata permette di controllare meglio il comportamento effettivo della replica e l’eventuale Joule creep.

Conclusioni

Il valore finale di una replica non dipende soltanto dalla molla. La molla rappresenta uno dei componenti del sistema, mentre la potenza rilevata è il risultato dell’interazione tra meccanica, gruppo aria, canna, hop-up e pallino utilizzato.

Le indicazioni in m/s riportate sulle confezioni delle molle devono quindi essere considerate stime commerciali e non valori garantiti. Per ottenere una configurazione corretta è necessario installare i componenti, verificare la tenuta, effettuare più prove e controllare il risultato con un cronografo affidabile.

Una misurazione corretta deve sempre riportare almeno tre dati: velocità, peso del pallino ed energia calcolata. Solo in questo modo è possibile interpretare correttamente il risultato.

Checklist per una cronografatura attendibile

• Verificare il peso reale dei pallini.
• Impostare correttamente la grammatura sul cronografo.
• Effettuare una serie di più colpi.
• Controllare la regolarità dei valori.
• Annotare FPS o m/s, peso del pallino e Joule.
• Verificare la replica anche con la grammatura utilizzata in gioco.
• Non considerare il valore commerciale della molla come un risultato garantito.

Alleghiamo qui di seguito la nostra tabella di riferimento