VFC M4노즐 V3버전에 최적의 스프링을 찾기 위한 퀘스트 중이다.(현재진행형)
관련된 지난 글 링크 참고

VFC M4/AR 노즐 오너 소소한팁 - 에어소프트 채널 (arca.live)
(장문주의) VFC(ESD) AR계열 집탄 공임 후기 - 에어소프트 채널 (arca.live)

사실 나는 컴공 출신이긴 하지만 여기서 다루는 아주 기초적인 기계?공학에 대한 지식은 많지 않다.
오로지 내 총에 좋은 부품 (여기선 스프링) 찾겠다는 일념으로 인터넷 검색 + 뇌피셜로 해석 한 내용이니 재미로 보자.

그리고 에솦질에도 살면서도 도움될 확률이 0.072% 밖에 되지 않는 지루한 글일 수 있으니 나같은 TMI충 아니면 살포시 뒤로가기

스프링의 특성을 나타내는 몇 가지 속성(properties)들이 있다. 인장스프링(노즐스프링처럼 늘어나는 스프링)기준으로 설명

외경 : 

스프링 원형의 지름을 뜻한다. 우리가 쓰는 M4노즐 내 순정 스프링은 사실 외경이 6mm인데 무슨 이유에선지
챈 국룰 스프링 AUY 5-25 때문인지 5mm를 많이 쓰는 것 같다. 외경이 커지면 자연스럽게 선경도 커지는데 아마 적절한
선경을 위해 5mm에서 구한게 아닐까 한다.

선경 :

스프링 선의 굵기를 뜻한다. 챈국룰 스프링은 선경이 0.5mm 이며, 순정 선경은 0.35mm이다. 
순정 노즐이 잘 끊어지는 이유 중 하나는 결국 이 선이 얇기 때문.
스프링의 장력을 결정하는 몇 가지 요소가 있는데 선경이 굵으면 장력이 높아지는 것이 자연스럽다. (꼭 그렇진 않음)

자유길이

스프링이 어떠한 힘도 받지 않고 있을 때의 총 길이. 챈국룰 스프링은 이 길이가 25mm, 스프링의 이름에서도 이미 알 수 있다.
AUY 5(외경) - 25(자유길이). 자유 길이는 꽤 중요한데, 너무 길어서 원하는 위치에 있지 않아도 곤란하고, 너무 짧아서 작동하고
있지 않을 때도 계속해서 늘어나(힘을 받고) 있으면 곤란하다. 순정 스프링은 이 길이가 26mm 정도 된다.


최대하중

스프링이 버틸 수 있는 최대 힘이 되겠다. 추측컨데 이 이상의 힘(또는 무게일 수도 있음)이 가해지면 스프링에 변형이 생기고
원래의 탄성을 유지할 수 없다. 찌그러져서 돌아오지 않는 스프링(노커베이스에 들어있는 스프링에게 자주 일어남), 늘어나서 돌아오지 않는 스프링, 또는 끊어진 스프링 등이 이런 경우에 해당하겠다.

초기장력

스프링이 최초로 늘어나기 시작하는 최소 힘. 예를 들어 스프링에 종이 하나를 매달면 아마도 스프링이 늘어나지 않을 것이지만
종이의 장수가 계속해서 늘어나면 (무게 or 힘이 늘어나면) 어느 순간 부터 스프링이 늘어나기 시작할 것이다.

스프링정수

스프링이 단위 거리를 움직이기 위해서 필요한 단위 힘인데, 우리는 미터법을 쓰기 때문에 미스미에서는 N/mm로 표기한다.
1mm를 움직이게 하기 위해 필요한 N(힘)을 의미한다. 1kg/f = 9.8N  이라고 한다. 
예를 들어서 내가 스프링을 수직방향으로 두고 200g짜리 추를 매달았다고 생각해보자. 200g짜리 추는 중력방향으로 대략 1.96N의 힘을 받고 있다. (초기장력이 없다고 가정하고) 스프링이 10mm 움직인다면 이 스프링의 스프링 정수는 0.196이 되겠다.

미스미에서 수백가지 스프링의 제원표를 보면서 알게 된 점은 이 스프링 정수가 결국 스프링이 얼마나 "쎄냐"를 나타낸다고 볼 수도 있다. 스프링 정수를 결정짓는 요소는 선경, 자유길이, 재질 정도인 것 같다.

선경이 굵으면 스프링 정수 올라감 (항상 그렇진 않음)
자유길이 짧으면 스프링 정수 올라감 (항상 그렇진 않음)
특정 재질은 다른 재질보다 덜 변형함. 


그래서 내가 원하는 스프링을 찾기 위해서, 내가 뇌피셜로 정리한 이론이 맞는지 검증해보기로 했다.
실험실에서 한 것도 아니고 정확한 계측에도 한계가 있고 샘플도 적고 그냥 재미로 보자.

실험참가 스프링 : 순정스프링, 챈국룰(AUY 5-25), 새로운시도(AUA 5-25)
실험방법 : 각 각의 스프링을 매달아놓고 그 아래 스틸볼트캐리어를 매달고 늘어나는 길이(변위)를 살핀다.
실험에 도움주신 볼캐 : 228g = 중력방향으로 2.23N의 힘을 가하는 중.


사진이 회전돼서 첨부됐는데 다 아래로 매달린게 맞음

1. 순정 스프링
313 - 271 = 42mm


2. 챈국룰 스프링 (AUY 5-25)
313 - 305 = 8mm


3. 새로운 스프링 (AUA 5-25)
314 - 301 = 13mm

1. 챈국룰 스프링 (AUY 5-25)
볼캐는 2.23N의 힘을 가하고 있다. 챈국룰 AUY 5-25의 최초 장력은 0.88N이다. 최초 장력을 제외하면 스프링에는 1.35N의 

힘이 가해지고 있는 것이다. 스프링 정수가 0.2니깐 6.5mm를 움직여야 한다.
8mm - 6.75mm  = 1.25mm 오차 

2. 새로운 스프링 (AUA 5-25)
2.23N - 0.49N = 1.74N  스프링 정수 0.13으로 나누면 13,38mm 가 나온다.
13mm - 13.38mm  = 0.38mm 오차 (오 꽤 가깝다)

3. 순정 스프링
여기는 스프링 정수도 최초장력도 알 수 없지만 내가 수백개의 스프링을 보면서 이 정도 선경, 외경, 자유장을 가진 스프링들의
초기장력을 보고, 대략 내가 손으로 만졌을 때 당연히 다른 두 스프링보다 약할테니 대충 0.25정도로 예상해보았다.
2.23N - 0.25N = 1.98N    42mm 이동을 했기 때문에 스프링 정수는 0.047이 되겠다. 대략 맞는 것 같다.



내가 원했던 스프링 세기는 대략 순정 스프링과 새로운 스프링이 사이였다. 중간값을 찾자면 스프링 정수 0.0885 정도인데
아쉽게도 원하는 자유길이(25-28mm)와 원하는 외경 (5-6mm 6mm를 넘어가면 노즐 내에서 간섭 예상) 내에서 0.0885 정도의
값을 가진 스프링이 없었다.

0.064 값을 가진 스프링 20개 패키지 하나 샀고 (20개에 12557원 이게 딱 맞았음 좋겠다. 이거 좋으면 눔나하겠음)
0.07 값을 가진 스프링 1개 (길이 조절 제작이라. 더럽게 비쌈 개당 7천원)

11월 9일에 배송 받을 수 있을 것 같고, 도착하면 AUA 5-25 스프링이랑 어떤 차이 있는지 한 번 써보겠음.
만약 저 스프링도 마음에 안들면 0.08~ 0.09 값 정도 되는 스프링 또 구해봐야지 뭐. 

혹시 이미 저런 스펙 스프링 쓰고 있는 사람 있으면 정보 좀 공유해줘.

여기까지 읽은 사람 있을까? 진짜 이거 쓴 나도 나지만 여기까지 읽은 당신도 대단함