想像と願望のエアライフル技術解説
さて、このサイトもいよいよ扱うネタに困り始めまして･･･(笑)
実を言いますと、この手のネタって難しいんですよね～、だって豆鉄砲は銃に関してはシロウトで、どこかキチンと
したところから銃に関する講義を受けた訳でもないので、あくまで語れるのはシロウトの想像の域を出ない訳です(汗)
　
しかしですね、シロウトだからと言ってエアライフルの技術や構造に関して語っちゃマズイってコトは無いのと、
場合によっては『寝た子を起こすな！』とばかりに、こう言ったエアライフルに関する技術や構造に関しての
ネット上での床屋談義もしにくいような空気があるので、だったらそんな『火中の栗＝おいしいネタ』があるなら
人様が拾ってネタにされる前にとっとと回収してこのサイトのネタに使おうと思うのが豆鉄砲の魂胆なんで、
今回はそんなエアライフルの技術や構造に関しての想像の話です(笑)
　
シュラウド＝サイレンサー疑惑？
実はこの『シュラウド＝サイレンサー疑惑？』なんですが、豆鉄砲がエアライフルを所持した頃にも語られてましたし、
豆鉄砲よりもはるかに長く鉄砲の世界にいるAさんに聞くと、どうやらシュラウド付きのエアライフルが発売されてから、
定期的に持ち上がっている話みたいです(笑)
と言う訳で、豆鉄砲のシュラウドに対する見解なんですが、やはり販売店が主張するように、あくまで『整流器』です。
当然こんなコトを書くと、世間からは『アイツは販売店から金もらって提灯記事を書いてるに違いない！』
なんて言われそうですが、販売店にだって人を選ぶ権利はあるでしょうよ(笑)
とまぁ、そんなアホな話はこの辺で終わりにして早速本題に入りましょう。
　
音の原理と消音の方法
音の原理に関しては、ココでアレコレ説明するよりもご自身で調べた方がイイと思いますが、一応の説明として、
　
『物体の振動が空気などの振動(音波)として伝わって起こす聴覚の内容、またはそのもととなる音波』
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(wikipediaより)
となっておりまして、要は『モノの振動が空気に伝わって起こる現象』でイイと思います。
そして『音は縦波』コレだけ覚えておいて、あとの細かい部分についてはご自身でテキトーに調べてください。
　
そして消音の方法に関してなんですが、音と言うのは縦波であるので圧力波が存在します。音はこの圧力波があって
伝わるモノなんで最終的にはその圧力をゼロにしてあげれば音は消えます。
更に理論上は、一度に放出される空気の量と同等の空間があれば音は消せます。
例えばプレチャージで、一発に付き200気圧の空気を1cc放出して音がするのであれば、200ccの空間を音が出る場所に
取り付ければ(この場合は銃口部分)理論上は音は消えます。
ただし、コレはあくまで理論上の話であって、実際には効率100％での消音はムリなので、実際にはもっと大きな空間を
用意して音を消しています。
　
サイレンサーの原理と構造
銃のサイレンサーの構造を勉強しようと思っても、日本語では中々その原理について言及した資料が無いので、
似たような構造をしている車やバイクのマフラーをベースに勉強を進めると、大きく分けて二つの方式が存在します。
　
・多段膨張式
マフラーの中を幾つかの小さな部屋に仕切り、それをパイプで繋いで中に排気ガスを通すコトによって圧力波を徐々
膨張させて減衰させ音を小さくするパターン
　
・ストレート排気式
マフラーの中にパンチングパイプを配置し、その中に排気ガスを通すことによってパンチングパイプの孔から共鳴音が
発生し、エンジン側から来る音と打ち消しあって音を低下させる方式。
　
※豆鉄砲も今回詳しく調べて初めて知ったのですが、このパンチングパイプを使う方式、パンチングパイプの孔の径
　 によって、発生する音が変わるって知ってました？
　 なんでも孔の径が小さい程、低い音を打ち消す音が、孔の径が大きいと、高い音を打ち消す音が出るそうです。
　 またパンチングパイプの外側に撒かれるグラスウールはパンチングパイプの共振を吸収する為だそうです。
　
　 ホント、こうやって自分で色々調べると、新たな発見とか知る喜びを体験出来るので楽しいです(笑)

と言う訳で、これらの知識をベースにシュラウドについて検証してみますと、まず消音出来るような構造ですが、
シュラウドは銃口の先端に小さな空間が一つあるだけなんで、少なくとも『ストレート排気式』ではありませんよね？
では『多段膨張式』のように、放出された圧力を徐々に膨張させる構造があるかと言うと、かなり難しい話になります。
S410の場合、シュラウド内にゴムで出来た蛇腹みたいな構造が確認出来ますが、ソレを『放出された圧力を徐々に
膨張させる構造』と呼ぶにはかなり難しいのではないかと思います。
　
では、『シュラウド＝サイレンサー疑惑？』の最後の拠り所、『消音する為の放出される空気と同等の空間』
なんですが、シュラウドの大体の大きさが外径で16mm、全長100mmとすると
　
シュラウドの容量＝8(mm)×8(mm)×3.14×100(mm)
　　　　　　　　　　 ＝20096
　　　　　　　　　　 ＝20.096(cc)　　※あえて外径で計算してます。
　
え～どう見積もっても根本的に容量が足りません(笑)
でもこう言うコトを書くと一部のバカが「二重バレル内部の容量を計算してない」とか言い出しそうなので、
ココを計算しますと、バレルの直径がワルサーのデーターだと12mm、長さを50cm(500mm)だとすると
　
二重バレル内部の容量＝アウターバレルの容量－インナーバレルの容量
　　　　　　　　　　　　　　＝8(mm)×8(mm)×3.14×500(mm)－6(mm)×6(mm)×3.14×500(mm)
　　　　　　　　　　　　　　＝100480－56520
　　　　　　　　　　　　　　＝43960
　　　　　　　　　　　　　　＝43.96(cc)
　
シュラウドの容量＋二重バレル内部の容量＝20.096(cc)＋43.96(cc)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ＝64.056(cc)
　
あえて外径で計算して最大限に見積もっても、全く容量が足りませんな･･･(笑)

実は豆鉄砲に経験があるのですが、ある時友人と射場に行った時、友人が250気圧のボンベを持っていたのでボンベを
借りて充填したのですが、誤って200気圧以上入れてしまった時があります。(銃のメーター読みで225気圧ぐらい)
「こりゃマズい」と思っ慌てた訳ですが、とりあえず撃ってみると･･･
　
『プチッ』←セガール映画で、ペットボトルサイレンサー使用時みたいな音(笑)
　
当然ナニが起こるか不明だったんで空撃ちですが、撃っていくうちに音がおおきくなって事無きを得んですが、
この音が小さくなった時、恐らく空気の放出量がシュラウドの容量に近づいたのでしょう。
なので、もしメーカーが本気でサイレンサー機能を内包したシュラウドを採用したかったのなら、もっと大容量
のシュラウドを採用していると思います。
その証拠に、海外で販売されているサイレンサーの容量をサイズから計算してみると、大体200cc前後の容量に
なっています。
　
しかし『シュラウド＝サイレンサー疑惑』を声高に主張していた方々って、一体ナニを根拠に主張してたんで
しょうね？まぁ無知・不勉強からなのか、なにかの事情があっての『妬み嫉み』からでしょうかね？
　
ただこれから『シュラウド＝サイレンサー疑惑』を主張するのは少し難しいでしょうね(笑)
　
シュラウドはナンの為？
と言う訳で、『シュラウド≠サイレンサー』となったんで、本来の『シュラウド＝整流器』説について考えてみます。
ただここから先は、鉄砲のコトや、空気の流れなどに密接に関係する流体力学の基礎なんざ全く知らない豆鉄砲が、
単に『想像と願望』で考えたコトなんで、あまりマジメに捉えちゃダメですよ(笑)
　
バレルから出た空気の流れ
皆さん、一度ぐらいはバレルから弾が飛び出す瞬間の高速度撮影された写真や映像を見たコトがないでしょうか？
見た方はご存知かと思いますが、発射の瞬間、バレルからはスリ鉢状に発射ガスが放出され、その中心に弾があります。
こうなると一見、高圧で放出されたガスはスリ鉢状に放出されるんだと思われる方もいると思いますが、単に切断された
パイプからガスを放出しても、スリ鉢状にガスは出てきません、ソレにはある加工が必要になります。
　
バレルクラウン
バレル先端はテーパーや段付きに加工されていますが、この加工がスリ鉢状に放出される発射ガスの理由です。
コレを実験で確認するのは結構簡単で有名なんですが、用意するモノは火の付いたロウソクと漏斗が一つです。
　
まずロウソクに火をつけて息で吹き消す、コレは簡単に出来ます。次に漏斗を口に咥えて同じようにロウソクの火を
消そうとしても、火は消えません。漏斗を咥えたままロウソクの火を消すには、漏斗の中心にロウソクの火を捕らえる
のではなく、漏斗のふちの延長上にロウソクの火を捕らえると火は消えます。


 さて、この原理なんですが、多分『ベルヌーイの定理』で
説明出来ると思います。
　
①から空気を吹き込むと矢印の方向に空気が移動し、空気が
漏斗の広がっているところに到達すると、円弧状に空気は拡散
するが、壁面に到達した空気は壁面に沿って移動する
　
②の部分では壁面側に沿って空気が流れるので、相対的に漏斗
の中心側の空気の流れより早くなるので負圧が発生し、漏斗の中心
部分の空気は壁面側に引っ張られ気圧が低下
　
③ 中心側の気圧の低下によって、空気が矢印の方向に流れる

ではなぜこのような加工をバレルにするのかと言えば、すべては命中精度を高める為です。
弾と言うのは射撃時でもそうですが、前方からの風には強いですが、弾の後方から来る風には滅法弱いです。
なので射撃でも、向かい風より追い風の方が遥かに難しいんですが、エアライフルのペレットの場合、構造上、
どうしても弾の後ろ側をお椀状にする必要があり、弾の全長も短い為、弾を加速させた後の余剰ガスが発生させる
後ろからの『あおり』に大変影響を受けやすくなっています。
　
と言うコトは、この後ろからの『あおり』の影響をなるべく小さくする必要があります。
そして『あおり』の影響(力)が最も強いのは、弾が銃口から離脱した直後なんですが、『あおり』自体を消すのは
不可能なので、方向として『あおり』全体をコントロールする必要があります。
それでどのように『あおり』をコントロールするかですが、『あおり』が発生し、その『あおり』が命中精度に
影響しなくなる状態まで、弾の周囲に圧力差が発生しないように『あおり』をコントロールすればイイ訳です。
　
※圧力差が発生すると、その方向に弾が傾きます。実験してみたければ、四本足の椅子とかを下から3箇所で支えると、
　 支えていない方向に椅子が倒れこみます。
　 圧力差発生の原因としては、バレルクラウンの傷や加工不良が考えられます。
　
銃口から弾が離脱した直後は、弾も空気も同じ速度だと思います。しかし銃口から出た弾と空気では質量が違うので、
空気の方は急速にその速度が低下していきます。(コレはペレットと丸めたティッシュを投げてみれば体感できます)
そしてシュラウドを離脱した直後では、ペレットと空気の流れにドレほどの速度差があるのかは不明ですが、恐らく
命中精度に悪影響を与えるほどの『あおり』を発生するほどの流速もなくなっているか、速度差があって弾の離脱後に
ワンテンポ遅れて『あおり』が発生しているのでしょう。
　
そして弾と空気それぞれの速度を、命中精度に影響が出ない速度差やタイミングにさせるのに必要な長さや容量が、
30FP前後の銃では10cm程度の長さとあの容量ではないかと豆鉄砲は考えてます。
　
スムースツイストバレル
このバレル、ホントにスゴイ性能みたいですね～。
さて、このバレルには特許があるようで、豆鉄砲はてっきり先端部分に加工されたライフリングに関してかと
思ってましたら、バレルの先端にライフリングを入れるのって、Holland(ロンドガンのホーランドです)社が
1885年にバレルの先端部分にライフリングを入れるデザイン特許みたいなのを取得してたんですってね～(汗)
　
銃の歴史を紐解くと、丁度その頃にライフリングが開発(発見？)され、色々な銃職人が工夫を凝らしていたようです。
さて話をスムースツイストバレルに戻しまして、その特許はドコにあるかなんですが、どうもスムースボアの部分と
ライフリングの部分の過渡部分を弾がストレスなく通過出来るデザインにあるようです(スムースの名前の通り)
　
それでこのバレルの製造方法なんですが、海外サイトの掲示板を眺めているときに製造機械の写真がありまして、
どうも感覚として、バレルの元となる鉄パイプを用意して、鉛筆削りの親玉みたいな機械に差し込むと、放射状に
配置されたハンマーがパイプの先端を叩いてツイスト部分を作るようです。
　
こう言うコトを書くと、コストダウンして手抜きでバレルを作っていると勘違いする人が出てくる可能性がありますが、
実際問題、バレルを作るのにその辺のテキトーな鉄パイプで作る訳にはいきません。当然ながらライフリング加工を
する前の段階でバレルのスムーズボアの部分は真円に違い状態まで磨く必要がありますし(ラッピング加工)、
このバレルを開発するまでに、相当数の試作品が作られてはテストされ、廃棄されたんでしょう。
それでこのバレルの精度が既存のバレルと同等であれば、ある意味「コストダウンの手抜き」と呼んでもイイかも
知れませんが、既存のバレルと比較して明らかに命中精度が高い訳で、ユーザー側からすれば、手放しで喜べば
イイ話だと思います。
　
そしてもう一つ大事なコトは、スムースツイストバレルは、普通のライフリングバレルと比較して同じパワーを
発生させるなら確実に少ないエネルギー(空気の放出量)で済むハズです。
それは最もエネルギーが必要なのは弾がライフリングに食い込む瞬間で、普通のライフリングの場合、弾は限りなく
停止に近い状態からライフリングに食い込むので大量のエネルギー(空気の放出量と圧力)が必要ですが、スムース
ツイストバレルの場合、弾が十分に加速してエネルギーを持った状態で、尚且つ普通のライフリングバレルと比較して、
かなり少ない抵抗で弾に回転運動を与えられるので、少ない量のエネルギー(空気の放出量と圧力)で同じパワーが
出せるはずです。そしてこれはシュラウドのところで書いたように弾への『あおり』による影響を小さく出来るので、
結果しとしてシュラウドとの組み合わせで高い命中精度を叩き出していると思います。
　
なぜにサイクロンは30FPを守ったのか？
実はちょっと前に、本職のガンスミスさんと話す機会がありまして(日本人ですよ)、ソコで大変興味深い話を聞く
コトが出来ました。
なんでもそのガンスミスさんによると、サイクロンはちょっと手を入れるだけで50FPとか出るそうなんです。
しかしこの話には続きがありまして、その方が言うには、
　
『数年前の一時期、サイクロンなどを遥かに凌ぐパワーの銃が出て世間で持て囃された時でも、FXが頑なに
　30FP前後のパワーを維持してきたのは深い意味があるはず。』
　
『サイクロンをはじめとする空気銃を数多く分解してその構造を見る度、FXの開発者(社長)は天才としか思えない』
　
と言う話でした。この時に豆鉄砲もいくつか空気銃に関する疑問や質問・意見を話したのですが、最終結論として、
メーカー側が相当にあらゆるコトに関するバランスを考慮して製品を発売していると言うコトでした。
　
例えばサイクロンを単純に50FP仕様にした場合(あくまで仮定の話で決して推奨じゃありませんよ)、空気の流量を
増やせばパワーは上げれますが、タンクの容量は決まっているので、トータルの発射弾数は減ってしまいます。
減る数が何発になるのかは実際にデータを取らないと不明ですが、かなり不自由なコトになるでしょう。
あとはそれだけパワーを上げてナニを獲るつもりなのかです。
　
さて、こんなコトを書くと『海外のエアライフルのバルブは強度も考えずに細いから折れる』とかの話になる訳ですが、
ここでかつて持て囃されたサイクロンの裏蓋調整と、ソレに纏わるバルブの破損がナニを意味していたのかを書いて
みたいと思います。
　
サイクロンの裏蓋調整とはなんだったのか？
さてこのサイクロンの裏蓋調整、かつてネット上で散々話題になりまして、要約すると
　
　サイクロンの裏蓋を調整すると、パワーを自由に調整出来て、40FPぐらい簡単に出るぜ(ｷﾘｯ
　
てな話な訳ですが、コレが一時的なコトなら良かったんですが、コレを続けるとバルブが折れるそうなんですよ。
そうなりますと･･･
　
　強度不足でバルブが折れた、サイクロンは欠陥品だ(ｷﾘｯ
　
正直、サイクロンの欠陥と言うより、本人の頭の方が欠陥品だと思うんですが、サイクロンの裏蓋調整とは
どんなコトだっのか、これを簡単に知る方法がありまして、用意するのはWD-40などのスプレー缶(中身入り)、
金槌(玄翁サイズ)のハンマー、コレだけです。
　
まずスプレー容器を持って、先端のバルブをプシュっと押すと、オイルとガスが出ます。
プレチャージの場合、バルブを直接指で押す訳にいかないので、スプリングの力を利用します。
ただし、スプリングの力だけでバルブを押そうとすると、トンデモなく強力なスプリングが必要になるので、
スプリングとハンマーウェイトと呼ばれる錘の慣性重量を使ってバルブを押します。
そこで、片手にスプレー容器、もう片方の手に金槌を持って金槌で軽くバルブを叩くとプシュとオイルと
ガスが出ます。
この時のそれぞれの関係は、銃＝スプレー容器、金槌＝ハンマーウェイト、スプリング＝腕の力　です。
ではサイクロンの裏蓋調整でしたように、スプレー缶を叩く力を強くしてみましょう、先ほどよりも多く
オイルとガスが出ます。
　
しかし更に力を強くしたり、コレを続けると最終的には樹脂で出来ているバルブの部分が壊れてしまいます。
まぁ当たり前と言えば当たり前なんですが、ではバルブを壊さずにオイルとガスの放出量を増やすのには
どうすればイイのか？答えは、金槌の重さ＝ハンマーウェイトの重量を少し増やして、腕の力＝スプリングを
少し強いモノにすればいいんです。
このハンマーウェイトの重量増加分とスプリングの強さのバランスを取るのにはデータ収集が必要ですが、
少なくとも、スプリングの力だけ強くしても意味がないですし、普通のエンジニアならそんなバカで無駄な
コトはしません(笑)
　
そしてバルブの径なんですが、命中精度を高めようとする場合、出来る限り初速などの条件を揃える必要が
あります。初速に関係するのは充填圧と一回辺りの空気の放出量なんで、毎回同じ圧まで充填して、出来る
限り1回辺りの放出量を揃える必要がある訳ですが、では皆様、なにかの容器から小さな容器に毎回正確に
液体を入れるようとする場合、注ぐモノの口径が大きい方と小さい方、どちらが時間が掛かりますか？
　
そうです、口径の小さい方が時間は掛かります。

もしもバルブの径を2倍にした場合、面積は4倍になるので、同じ流量であればバルブの開放時間は1/4になります。
そうなると、相対的にバルブ開放時間が長い方が、開放時間の誤差に対して有利になります。
　
つまり、細くて欠陥品だと言われてる細いバルブと言うのは、命中精度を追求する場合、ある程度考慮の上
であり、バルブが折れるトラブルと言うのは、単にユーザーの間違ったメンテや改造であったと言うコトです。
当然メーカーはトレードオフを理解しているので、命中精度とバルブ強度のバランスが取れるトコロを採用して
の結果でしょう。
　
しかし残念ながら、世の中の自称『ベテラン』と言う方々は、プロが普通に考慮するトレードオフの関係も考えないまま
自己流の変なメンテを行っているホンコンメカニックに過ぎません(笑)
　
ここまでのまとめ

と言う訳で、豆鉄砲なりの想像と願望のエアライフル技術解説でした。
しかし所詮は『想像と願望』の技術解説なんで話半分、片目瞑ってご利用下さい(笑)
　
しかしこうやって調べれば調べるほど、メーカー側の持つ技術力と開発能力の凄まじさを体感出来ますね。
これから銃を持とうとする人は、シュラウド構造でスムースツイストバレルを採用している銃を買えば鉄板です。
でもそうすると、失敗したときの言い訳が出来ないので諸刃の剣でもあります。