Radar ukáže 243 m/s, optický chronograf 239 m/s. Rozdiel štyroch metrov za sekundu už pri bežnej diabolke posunie vypočítanú energiu o niekoľko desatín joulu. Pri kontrole výkonového limitu to nie je zanedbateľné číslo a pri ladení PCP môže vyvolať podozrenie na nestabilný regulátor, chybu ventilu alebo nepresnú hmotnosť streliva.

Oba prístroje pritom môžu pracovať správne. Radar umiestnený pri hlavni a optické brány stojace meter či dva pred ústím nemerajú presne tú istú veličinu v rovnakom bode. Diabolka sa od okamihu opustenia hlavne spomaľuje, pričom jej tvar vytvára podstatne väčší aerodynamický odpor než aerodynamicky priaznivejšia strela typu slug. K reálnemu poklesu rýchlosti sa pridáva geometria zostavy, osvetlenie, spôsob spracovania signálu a deklarovaná presnosť konkrétneho chronografu.

Ak majú byť namerané údaje použiteľné, nestačí položiť dva chronografy vedľa seba a porovnať displeje. Najprv treba vedieť, kde a akým spôsobom rýchlosť určujú.

Optický chronograf nemeria priamo pri ústí

Klasický optický chronograf používa dva snímače oddelené presne známou vzdialenosťou. Projektil preletí nad prvým senzorom, elektronika spustí meranie času a druhý senzor ho zastaví. Rýchlosť vznikne jednoduchým podielom vzdialenosti a nameraného času.

Competition Electronics opisuje pri modeli ProChrono DLX dve svetlocitlivé zóny pod obdĺžnikovými otvormi v tele prístroja. Senzory sledujú svetlo nad sebou a reagujú na krátku zmenu intenzity, ktorú spôsobí prelietajúci projektil. Výrobca pre tento model uvádza presnosť ±0,5 percenta alebo lepšiu. Tento údaj sa však vzťahuje na prístroj používaný v podmienkach, v ktorých senzory dostanú čistý a jednoznačný signál.

Zobrazená hodnota nie je okamžitou rýchlosťou na prvej bráne. Chronograf vypočíta priemernú rýchlosť medzi snímačmi. Keďže diabolka na krátkom úseku spomaľuje pomerne plynulo, výsledok možno prakticky priradiť približne k stredu meracej základne. Ak je predný senzor meter od ústia a rozstup snímačov približne 30 centimetrov, číslo na displeji zodpovedá rýchlosti asi 1,15 metra pred hlavňou, nie skutočnej úsťovej rýchlosti.

Na porovnávanie konzistencie to nemusí prekážať. Ak prístroj zostáva vždy na rovnakom mieste, každý výstrel sa meria v rovnakom bode dráhy. Problém vznikne až vtedy, keď sa takto získaná hodnota bez ďalšieho označí ako rýchlosť na ústí alebo sa porovná s radarom používajúcim iný referenčný bod.

Radar sleduje pohyb, nie tieň nad snímačom

Radarový chronograf vysiela elektromagnetický signál a vyhodnocuje zmenu frekvencie odrazu od pohybujúceho sa projektilu. Dopplerov jav mu umožňuje určiť zložku rýchlosti v smere radarového lúča. Nepotrebuje, aby diabolka preletela cez úzky priestor medzi tyčkami a difúzormi, ani nie je odkázaný na denné svetlo.

Pod spoločným označením radarový chronograf sa však skrývajú rozdielne konštrukcie. Kompaktný FX Pocket Chronograph sa upevňuje tesne k hlavni a je určený najmä pre vzduchové zbrane. Návod k pôvodnej verzii uvádza Dopplerov radar, hornú hranicu merania 335 m/s a odporúča začať s umiestnením približne 5 až 25 centimetrov za ústím. Väčšie stolové zariadenia, napríklad LabRadar, dokážu sledovať jeden projektil v niekoľkých vzdialenostiach a ukladať jeho postupný pokles rýchlosti.

Moderné kompaktné radary môžu výsledok algoritmicky prepočítať na odhad rýchlosti pri ústí. Garmin pri modeli Xero C1 Pro výslovne uvádza určovanie úsťovej rýchlosti bez potreby ručného zadávania polohy prístroja. Pre režim vzduchovky odporúča umiestnenie 15 až 35 centimetrov vedľa zbrane a rovnakú vzdialenosť za ústím; deklarovaná presnosť v tomto režime je ±0,4 percenta.

Nie každý radar používa rovnaký algoritmus a nie každý zobrazuje hodnotu vztiahnutú k identickému bodu. Pri porovnávaní preto nestačí vedieť, že zariadenie pracuje na Dopplerovom princípe. Rozhodujúci je návod konkrétneho modelu: spôsob umiestnenia, zvolený rozsah rýchlosti, požadovaný odstup a informácia, či prístroj zobrazuje priamo zachytenú rýchlosť alebo hodnotu prepočítanú k ústiu.

Prvý zdroj rozdielu: diabolka už letí pomalšie

Diabolka stráca rýchlosť od prvých centimetrov voľného letu. Jej dutá sukňa a úzky driek vytvárajú veľký odpor, ktorý zabezpečuje aerodynamickú stabilitu, ale zároveň zhoršuje zachovanie rýchlosti. Rozsah spomalenia závisí od kalibru, hmotnosti, tvaru, počiatočnej rýchlosti, hustoty vzduchu a skutočného balistického koeficientu.

Neexistuje preto univerzálna korekcia typu „pripočítaj dva metre za sekundu na každý meter vzdialenosti“. Ľahká plochá diabolka v kalibri 4,5 mm môže strácať rýchlosť inak než ťažší projektil s oblou hlavičkou. Odlišný bude aj priebeh slugu s menším aerodynamickým odporom. Navyše balistický koeficient diabolky nie je dokonale konštantný a môže sa meniť s rýchlosťou.

Optický chronograf posunutý ďalej pred hlaveň teda môže systematicky ukazovať nižšie číslo než radar, hoci oba prístroje majú malú vlastnú chybu. Taký rozdiel nie je kalibračným posunom. Je to fyzikálne správne meranie v dvoch rôznych miestach dráhy.

Rozlíšiť tieto dve možnosti pomôže premiestňovanie optického chronografu. Ak pri zachovaní rovnakých podmienok ukazuje postupne nižšie priemery vo vzdialenosti jeden, tri a päť metrov, sleduje reálne spomaľovanie projektilu. Ak sa výsledok mení chaoticky podľa slnka, tieňa alebo výšky preletu nad senzormi, treba najskôr vyriešiť meraciu zostavu.

Geometria dokáže znížiť údaj oboch systémov

Kosínusová chyba radaru

Dopplerov radar meria tú časť rýchlosti, ktorá smeruje k nemu alebo od neho. Pri dokonale súbežnom radare a dráhe projektilu sa táto zložka prakticky rovná celej rýchlosti. S rastúcim uhlom medzi osou merania a smerom letu sa zobrazovaná hodnota znižuje podľa kosínu tohto uhla.

Výsledok kosínusovej chyby je charakteristický: radar spravidla ukáže menej, nie viac. FX preto pri Pocket Chronographe odporúča držať zariadenie čo najbližšie k osi hlavne. Návod upozorňuje, že voľné položenie ďaleko vedľa zbrane zväčšuje uhol voči dráhe diabolky. Výrobca zároveň pripúšťa, že mierne posunutie prístroja dozadu môže výsledok zlepšiť, pretože sa zmenší uhol medzi radarom a letiacim projektilom.

Zdanlivo nepodstatné naklonenie držiaka, nerovnobežná lišta alebo radar položený bokom na stole tak môžu vytvoriť stabilný, opakovateľný a predsa nesprávne nízky údaj. Práve jeho opakovateľnosť býva zradná. Séria môže mať veľmi malé extrémne rozpätie, no celý priemer je posunutý.

Šikmý prelet cez optické brány

Podobný geometrický problém vzniká aj pri optickom chronografe. Elektronika počíta s pevnou vzdialenosťou medzi dvoma snímacími rovinami. Ak diabolka letí šikmo voči pozdĺžnej osi prístroja, jej skutočná dráha medzi senzormi je dlhšia než vzdialenosť uložená v elektronike. Chronograf o tomto predĺžení nevie a vypočíta nižšiu rýchlosť.

Nie je teda podstatné iba to, aby projektil preletel cez oba snímače. Mal by sa pohybovať približne rovnobežne s telom chronografu a v podobnej výške nad oboma bránami. Mierenie od jedného okraja prvého senzora k opačnému okraju druhého síce môže priniesť platnú hodnotu bez chybového hlásenia, no geometricky už nejde o správne usporiadanie.

Pri optike namontovanej vysoko nad osou hlavne treba navyše počítať s rozdielom medzi zámernou a osou vývrtu. Strelec mieri cez priestor nad chronografom, ale diabolka letí nižšie. Nesprávny odhad tejto výšky môže skončiť zásahom tela prístroja, no aj menej dramatická odchýlka mení polohu projektilu v snímacej zóne.

Svetlo je súčasťou meradla

Optické brány nepotrebujú iba dostatok svetla. Potrebujú predvídateľný kontrast medzi pozadím a prelietajúcim projektilom. Najjednoduchšie podmienky často vytvorí rovnomerne zamračená obloha. Mraky fungujú ako veľký difúzor, takže oba senzory dostávajú podobne rozptýlené svetlo.

Pri ostrom slnku sa používajú biele difúzne clony. Ich úlohou nie je zatieniť senzory do tmy, ale rozptýliť priame svetlo. Lesklé oceľové broky, svetlé projektily a odlesky od sukne môžu vytvoriť nejednoznačný signál. Výrobca ProChrono DLX upozorňuje aj na pohybujúce sa tiene konárov, nízke slnko pri východe a západe či odrazy meniace sa podľa polohy prístroja.

V interiéri býva situácia ešte zložitejšia. Bežné osvetlenie nemusí rovnomerne pokrývať obe brány a niektoré svetelné zdroje pulzujú s frekvenciou, ktorú ľudské oko nevníma. Senzor však zmenu zaznamená. Výsledkom môže byť chybové hlásenie, vynechaný výstrel alebo číslo, ktoré nezodpovedá skutočnému preletu. Riešením je stabilné osvetlenie určené pre chronograf, nie náhodne umiestnená stolová lampa.

Radar od viditeľného svetla nezávisí, a preto funguje aj za tmy. To však neznamená, že prostredie ignoruje úplne. Odrazy od stien, kovových predmetov a ďalších zariadení môžu zhoršiť rozpoznanie malého projektilu. FX v návode neodporúča umiestňovať pred Pocket Chronograph ďalší chronograf, pretože môže ovplyvniť presnosť alebo zachytenie signálu. Garmin pri použití v interiéri zasa upozorňuje na blízke zariadenia, susedných strelcov a reflexné povrchy.

Malá diabolka je pre radar slabší cieľ

Radarový odraz závisí aj od rozmeru a tvaru projektilu. Diabolka kalibru 4,5 mm predstavuje menší cieľ než pušková strela alebo slug väčšieho kalibru. LabRadar vo svojich podkladoch uvádza pri diabolke .177 typickú dráhu sledovania približne do 30 yardov, kým väčšie projektily dokáže zaznamenávať podstatne ďalej. Ide o orientačný údaj, pretože výsledok ovplyvňuje profil konkrétnej strely a nastavenie prístroja.

Pre kompaktné radary je dôležitý aj správny rozsah rýchlosti. Starší FX Pocket Chronograph pracuje s profilmi pre rôzne výkonové pásma. Ak je zvolený rozsah príliš vzdialený od skutočnej rýchlosti, zariadenie môže výstrely vynechávať. Zvýšenie citlivosti pomôže pri slabom odraze, ale príliš citlivé nastavenie môže zaznamenávať falošné udalosti.

Nezávislé skúsenosti publikované na portáli Pyramyd AIR tento kompromis dobre ilustrujú. Pri výkonnejšej PCP vzduchovke sa pôvodný FX Pocket Chronograph nastavil rýchlo a nameraný priemer bol blízky staršiemu meraniu optickým chronografom. Pri pomalšej viacpumpovej vzduchovke však nesprávny profil a vysoká citlivosť viedli k vynechávaným aj falošným záznamom. Nešlo o dôkaz všeobecnej nepresnosti radaru, ale o ukážku závislosti konkrétneho modelu od správneho nastavenia.

Rozlíšenie nie je to isté ako presnosť

Chronograf môže zobrazovať celé metre za sekundu, celé stopy za sekundu alebo desatinné hodnoty. Počet číslic na displeji však nehovorí, ako presne prístroj pozná skutočnú rýchlosť.

Jedna jednotka m/s predstavuje približne 3,28 fps. Prístroj zobrazujúci iba celé metre za sekundu preto môže dve mierne odlišné rýchlosti zaokrúhliť na rovnaké číslo. Inokedy sa malá zmena tesne pri hranici zaokrúhlenia prejaví skokom o celý meter za sekundu. Pri krátkej sérii potom extrémne rozpätie vyzerá lepšie alebo horšie, než zodpovedá reálnej variabilite.

Hard Air Magazine pri porovnaní jednoduchého tunelového chronografu s optickým Shooting Chrony F-1 zaznamenal pri desaťranovej sérii priemery 900,3 a 895,5 fps. Lacný prístroj teda poskytol pre základné hodnotenie použiteľný výsledok. Autor zároveň upozornil na jeho rozlíšenie iba 1 m/s a veľmi krátku vzdialenosť medzi senzormi. Kratšia meracia základňa kladie väčšie nároky na časové rozlíšenie, pretože rovnaká chyba v určení okamihu preletu tvorí väčší podiel z celkového času.

Pri ladení PCP je preto vhodné sledovať nielen deklarovanú presnosť, ale aj rozlíšenie, počet platných záznamov a opakovateľnosť zostavy. Chronograf, ktorý konzistentne zopakuje rovnaký výsledok, môže byť na nastavovanie regulátora užitočnejší než teoreticky presnejšie zariadenie, ktoré v konkrétnom prostredí často vynecháva výstrely.

Čo znamená rozdiel pre vypočítanú energiu

Kinetická energia rastie s druhou mocninou rýchlosti. Chyba rýchlosti sa preto vo výsledku zväčší. Pre diabolku s hmotnosťou 0,547 gramu dáva rýchlosť 240 m/s energiu približne 15,75 J. Pri 243 m/s už výpočet vychádza asi na 16,15 J. Rozdiel troch metrov za sekundu teda v tomto príklade zmení výsledok približne o 0,40 J.

Takýto rozdiel môže vzniknúť kombináciou skutočného spomalenia diabolky, tolerancie prístrojov a geometrie zostavy. Automatické dorovnanie jedného chronografu podľa druhého preto nie je dobrý prvý krok. FX síce v aplikácii umožňuje percentuálne posunúť zobrazované hodnoty tak, aby sa zhodovali s iným zariadením, no samotný výrobca vysvetľuje, že nejde o dôkaz potreby kalibrácie. Funkcia iba prispôsobí výstup zvolenému referenčnému prístroju.

Pred použitím korekcie treba overiť, či oba chronografy skutočne merali rovnaký bod dráhy a či bol referenčný prístroj použitý správne. Inak sa do radaru natrvalo zapíše oprava, ktorá v skutočnosti kompenzuje meter letu diabolky alebo šikmé postavenie optických brán.

Samostatnou premennou je hmotnosť projektilu. Hodnota vytlačená na dóze je menovitá a jednotlivé kusy sa môžu mierne líšiť. Ak má výpočet energie slúžiť na presnú kontrolu, rozumnejší je priemer z odváženej vzorky než slepé prevzatie katalógového údaja. Chronograf meria rýchlosť; energiu iba počíta z hodnoty, ktorú mu používateľ zadá.

Ako porovnať dva chronografy bez falošného záveru

Najčistejšie porovnanie by zaznamenalo ten istý výstrel oboma zariadeniami. Pri radare to však možno urobiť iba vtedy, keď takú zostavu pripúšťa výrobca. Návod k FX Pocket Chronographu výslovne varuje pred ďalším chronografom vpredu, takže súbežné meranie cez optické brány môže ovplyvniť radar. Ignorovať toto upozornenie a následne vyhlásiť jeden prístroj za chybný by bolo metodicky slabé.

Ak súbežné meranie nie je možné, použiteľný porovnávací postup vyzerá takto:

• Použiť stabilnú regulovanú PCP vzduchovku, ktorá nevykazuje výrazný pokles rýchlosti v rámci pracovného tlakového rozsahu.
• Vybrať jednu šaržu diaboliek a počas porovnania nemeniť strelivo, nastavenie výkonu ani plniaci tlakový interval.
• Urobiť viac kratších striedaných sérií, nie jednu dlhú sériu radarom a až po vystrieľaní kartuše druhú optickým chronografom.
• Pri každej sérii zapísať tlak pred a po streľbe, priemer, extrémne rozpätie, smerodajnú odchýlku a počet nezaznamenaných výstrelov.
• Optický chronograf nastaviť rovnobežne s osou hlavne a presne zmerať polohu stredu jeho meracej základne voči ústiu.
• Radar umiestniť podľa návodu konkrétneho výrobcu, zvoliť správny rozsah rýchlosti a až potom meniť citlivosť.
• Porovnanie zopakovať v inom dni alebo po opätovnom zostavení celej zostavy. Odhalí sa tým systém citlivý na náhodnú polohu či svetlo.

Hodnotiť treba najmä priemery viacerých sérií. Jednotlivý rozdielny výstrel nič nedokazuje, pretože obsahuje aj prirodzenú variabilitu vzduchovky a diabolky. Ak radar opakovane ukazuje o rovnaké percento menej, podozrenie smeruje ku geometrickému uhlu alebo nastaveniu. Ak optický chronograf mení priemer podľa osvetlenia a zároveň pribúdajú chybové hlásenia, slabým miestom sú pravdepodobne snímače a svetelné podmienky.

Deklarované presnosti sa nesmú čítať ako záruka zhody poslednej číslice. Dva prístroje s toleranciou ±0,5 percenta môžu byť v krajnom prípade na opačných stranách svojich tolerančných pásiem. Rozdiel blízky jednému percentu preto ešte automaticky nedokazuje poruchu. Navyše ide o špecifikáciu výrobcu, nie o individuálny kalibračný certifikát každého kusu.

Na ladenie regulátora rozhoduje opakovateľnosť

Pri nastavovaní regulovanej PCP sa často nehľadá absolútna úsťová rýchlosť s laboratórnou neistotou. Strelec potrebuje vidieť, ako sa séria mení po úprave tlaku regulátora, predpätia bicieho mechanizmu alebo prietoku transferportu. V takom prípade je najdôležitejšie nemeniteľné usporiadanie merania.

Radar pripevnený na zbrani alebo stojaci v stálej polohe vedľa nej je na túto úlohu mimoriadne praktický. Netreba zakaždým premeriavať vzdialenosť k optickým bránam ani strieľať cez ich okno. Údaje sa ukladajú automaticky a prístroj môže zostať na mieste aj počas kontroly sústrelu.

Presun radaru medzi hlavňou, fľašou a stolom však môže meniť uhol a kvalitu signálu. Ak sa má porovnávať nastavenie A s nastavením B, držiak a poloha musia zostať rovnaké. Inak sa do zmeny výkonu primieša zmena meracej geometrie.

Optický chronograf ponúka veľmi transparentný princíp a pri stabilnom osvetlení dokáže poskytnúť výborne opakovateľné série. Jeho nevýhodou je zdĺhavejšie ustavenie. Po premiestnení zbrane alebo opory treba skontrolovať os hlavne, výšku strely a polohu oboch senzorov. Na pevnom domácom stanovišti s vlastným osvetlením však môže byť spoľahlivejší než radar trápiaci sa odrazmi v malej miestnosti.

Pri balistickom koeficiente je rozdiel vzdialeností žiaduci

To, čo pri meraní úsťovej energie vyzerá ako problém, sa pri určovaní balistického koeficientu mení na potrebný údaj. Na výpočet odporu projektilu treba poznať jeho rýchlosť aspoň v dvoch vzdialenostiach.

Stolové Dopplerove systémy môžu sledovať ten istý výstrel na viacerých bodoch dráhy. Tým odpadá časť chyby spôsobená rozdielnymi projektilmi a výstrelmi. LabRadar umožňuje nastaviť niekoľko vzdialeností, v ktorých uloží rýchlosť jedného projektilu. Práve táto schopnosť odlišuje plnohodnotné sledovanie dráhy od kompaktného radaru určeného predovšetkým na meranie pri ústí.

Alternatívou sú dva optické chronografy, prípadne jeden prístroj premiestňovaný medzi sériami. Pri dvoch chronografoch treba poznať ich vzájomný systematický rozdiel. Pri jednom premiestňovanom prístroji sa zasa do výsledku premietne variabilita jednotlivých výstrelov. Pre seriózny výpočet preto nestačia dve náhodné hodnoty z dvoch dní.

Pri diabolkách je navyše vhodné vnímať vypočítaný balistický koeficient ako údaj pre konkrétny rozsah rýchlosti, hlaveň a podmienky, nie ako nemennú vlastnosť výrobku. Chronograf dokáže presne opísať priebeh konkrétneho testu, ale nevytvorí univerzálnu konštantu platnú pre každú vzduchovku.

Ktorý systém dáva pri vzduchovke väčší zmysel

Radarový chronograf je spravidla pohodlnejší na pravidelné ladenie PCP, kontrolu kartuše a rýchle porovnávanie streliva. Nevyžaduje denné svetlo, nie je umiestnený priamo v dráhe strely a jeho zostavenie trvá krátko. Slabým miestom môže byť správne zarovnanie, voľba profilu, odrazy v interiéri a zachytenie veľmi malých alebo pomalých projektilov.

Optický chronograf má jednoduchý a ľahko pochopiteľný merací princíp, široký rozsah použiteľných rýchlostí a často nižšiu cenu. V kontrolovanom svetle dokáže pracovať veľmi konzistentne. Vyžaduje však starostlivé zarovnanie, vhodné osvetlenie a pri každom výstrele zostáva v dráhe projektilu. Nameraná hodnota navyše patrí k polohe brán, nie automaticky k ústiu hlavne.

Rozdiel medzi displejmi preto treba najskôr rozdeliť na tri časti: reálnu stratu rýchlosti medzi meracími bodmi, povolenú neistotu prístrojov a chybu zostavy. Až keď zostane nevysvetlený stabilný rozdiel aj po zjednotení geometrie, vzdialenosti a podmienok, má zmysel hovoriť o kalibračnom posune alebo poruche.

Na ladenie vzduchovky je najhorší chronograf ten, ktorého poloha sa pri každej sérii mení a ktorého chybové hlásenia používateľ ignoruje. Správne ustavený radar aj kvalitné optické brány dokážu poskytnúť použiteľné údaje. Nemusia však ukázať rovnaké číslo, pretože často nemerajú rovnaké miesto letu.