《NERF—关于发射器的原理、历史、简介与杂谈》(087)

第二节【电动飞轮式发射器】

电动飞轮式发射器的原理很简单,两个相对旋转平行排列的飞轮为接触其的软弹加速,当软弹飞出飞轮之间后,能以较高的初速形成的惯性飞行,直至落地。
因为有着稳定的性能,电动飞轮式发射器是电动款绝对的老大哥,并且其在NERF中拥有着丰富的发展,这是电动气缸式发射器所不及的。
当然稳定并不是电动飞轮占有市场的真正原因,最根源的原因在与其简单的结构所带来的低廉的造价,以及在如此简单廉价的结构下,依然能保证稳定的甚至是强劲的性能。在此之下,电动飞轮还有着高射速、负重轻、体积小、适应外壳能力强的大量优点。
在如此强劲的对手面前,电动气缸被打的抬不起头,最终被市场淘汰。
当然,电动飞轮同样有这致命缺点:噪音大、无法瞬起、射程衰减大。
甚至其中的噪音大即使一般改造也无法解决,RIVAL更是以噪音赛过直升飞机而闻名。
而且对于原装党来说,电动飞轮式发射器算不上友好,首先他的玩点较低(全自动尤其如此),其次使用普通电池会观察到射速慢、射程近。当然,这是对于与笔者一样纯粹到连锂电都不用的玩家来说,但凡使用锂电的情况下都不会太惨。
除此了常规的平行双飞轮的电动飞轮式发射器以外,其还有三个比较少见的亚种:单飞轮+辅助飞轮、交叉双飞轮、单飞轮,具体下一节会详细讲解。
关于【电动飞轮式发射器】的历史、简介与杂谈
与直塞式气缸可能从针筒或是其他日用品发展来一样,没证据显示电动飞轮式NERF原创的。
根据资料网站的说法,NERF的电动飞轮系统,可能源自20世纪70年代风火轮(Hot Wheels)所推出的电动赛道。风火轮赛道的设计师,为了解决电动赛道推动小车动力的问题,而为赛道设计了一组平行的相对旋转的电动飞轮,小车在接触旋转的飞轮时,会被其加速,使得小车在脱离飞轮后,已让小车能以足够的初速度形成的惯性继续飞行。
再往前追查的话,1920年发明的电动网球发球机,以及其后的电动橄榄球发球机,可能是电动飞轮式发射器的真正源头。这些发球机采用两个相对旋转的巨大飞轮为经过其的网球或橄榄球加速,使得他们能以较高的初速度形成的惯性继续飞行。
目前,笔者的观点是NERF的,以及风火轮设计师借鉴了这种发球器,为旗下的电动玩具设计动力源。
诚然,NERF的设计师可能比风火轮的设计师更晚并花了更长的时间来吸收利用这种飞轮装置,这点可以从NERF先于1995年推出齿锯这款试水用的手动飞轮式发射器,1998年推出遥控发球器这第一款电动飞轮式发射器,直至2000年才发表真正意义上的发射器造型的电动飞轮式发射器的演变史上可以看出。

截止2022年9月,笔者查证到的最早的与NERF有关的电动飞轮式发射器,为发表于1997年所属于NERF体育系列(NERF SPORTS·1980-现在)的遥控发球器。
遥控发球器采用弹仓式载弹,载弹量6发,发射物未知,发射模式不详,采用4节1号电池驱动。
从大小,以及盒子上的英文标注来看,遥控发球器所发射的球的尺寸应与NERF先驱者时代常见的弹道球有所不同。这意味着两者并不兼容,考虑到这种发射物的高丢失率,笔者对这款发射器的发射物补充渠道表示极大的疑问。考虑到发射器20FT的射程,笔者也不认为这款发射器能够发射运动用的棒球,笔者认为这款发射器配套有球弹补充装发表的可能性较大,诚然,直至2022年9月,笔者依然没有发现任何补充装存世的实物证据。
遥控发球器通过一个脚踏开关控制发射,考虑到这款发射器的宣传射程为20FT(约6M),那么这款脚踏开关的长度至少也要5M才行,事实看起来也确实如此。并且从这种脚踏控制发射的模式,以及棒球的比赛机制来看,发射器采用半自动发射的可能性极大。
从发射器在1998-2002年之间发表的同模异色款来看,发射器可以通过其顶部的两个旋钮来改变发射器的发球模式。靠近发射口的旋钮,向左旋转为慢球速,向右旋转为快球速。靠近弹仓的旋钮,中间为关闭,向左旋转为弧形球道,向右旋转为直线球道。有趣的事,弧形弹道并未注明倾斜的方向和角度,笔者认为,随机的可能性较大。
关于弧形模式,关于其发射原理,笔者有一定的猜想。笔者最初猜想,整个发射器旋转可能是原因之一,不过笔者随后就想到,遥控发球器的弹仓属于半开放样式,整个发射器旋转的话,球弹会掉落,那么这条可能被否了。于是笔者认为,最有可能的原因,可能是随机性的飞轮转速调整造成的两个飞轮产生转速不同,理论上这会使得球但朝向转速更低的一侧旋转,发射器以此来使得球弹旋转飞出。诚然,这也可能是设计师为发射器设计双飞轮的原因。
遥控发球器脱胎于1920年发明的电动网球发球机,为了使球形的发射物能在空中飞行足够的距离,电动网球发球机的发明者设计了相对旋转的一堆飞轮。诚然,与NERF所采用的精英弹发射器的飞轮间距与弹经差距不大的原理不同,球形发射物接触飞轮的面积小时间短,为了能够制造足够的射程,至少笔者认为,电动网球发球机的飞轮间距被设计的小于网球的球径,这样网球在通过飞轮之间时,除了会被旋转的飞轮推动加速意外,还会额外获得一个挤出的力,以此来使得网球的初速度增大。同样,笔者认为,NERF的遥控发球器采用了类似的设计,真若如此的话,这种概念设计也可以认为是一种防止非标发射物发射的设计,玩家无法使用遥控发球器发射运动棒球。
在遥控发球器之后,NERF发表了至少两款采用双飞轮为动力源的发球器。其一为发表年份不详的同模异色款,强击手(Power Hitter),从仅有的资料来看,这个版本相较于遥控发球机仅有配色差别。顺带一提,强击手为美国职棒大联盟著名球员Mike Piazza的联名款。其二为1998年发表(资料网站说法)的电动强击发球器(MOTORIZED SMASH-IT Pitching Machine·1998(?))。
电动强击发球器采用弹仓式载弹,载弹量4发,发射泡沫棒球,发射模式不详,采用3节2号电池驱动。
电动强击发球器的年份是个有趣的命题,笔者所找的盒子图显示器发表年份为1998年,而资料网站则因为其出现在2000年的玩具目录上,而认为其为2000年发表。笔者目前的观点,是其1998年发表,直至2000年依旧在市。
电动强击发球器很有意思,其除了附带4枚NERF泡沫棒球之外,还附带了一根18寸的球棒。诚然,最开始,笔者被逼真的木质纹路所欺骗,误以为其为木质。但笔者随即在资料网站发现了内容物图,球棒上的合模线和手柄处的铭文告诉笔者,是NERF泡沫材质的,至少外部包裹的是NERF泡沫。
电动强击发球器同样采用脚踏开关控制发射,但与遥控发球器不用,其官方射程仅为15FT(约4.5M),并且没证据显示其能如同遥控发球器一样,可以改变球速和球道。射程的减弱是可以理解的,这可能是因为安全考虑在内,但奇怪的是功能阉割就不是说的过去的事了。诚然,这可能与发射器与美国职棒大联盟以及发射器采用强击(SMASH-IT)为名有关。
有趣的是,电动强击发球器的飞轮采用的是与后世电动飞轮式发射器普遍采用竖置样式,而并非遥控发球器的横置样式,可能这种飞轮排列模式,也是电动强击发球器没有改变球道和球速功能的原因。
后世电动飞轮式发射器均采用相对旋转平行排列的原因,在这三款发射器上也可以看出。双飞轮可以夹住发射物,使其更好贴合飞轮,更好的被飞轮抓住加速。同时这种夹住发射物的设计使得其能同时受到两股相对的作用力,在飞出飞轮后,这种相对的作用力可以使得发射物在刚飞出发射口时,不会产生较为严重的布朗运动,起到一定的矫正弹道的作用。

如果发表于1998年所属于超级系列的球弹射手没有流产的话,那么其能够获得最早的发射器造型的电动飞轮式发射器的殊荣。
球弹射手采用内置弹匣式载弹,载弹量8发(?),发射弹道球,半自动发射,采用3节2号电池驱动。
因为种种原因,球弹射手只出现在1998年发表的拉拉米玩具目录之中,并没有实际发表过,流产原因不详。
球弹射手的内置弹匣,可以看作是阿尔忒弥斯等同类型竞争者发射器的先驱者,两者采用完全一致的原理装弹供弹。从仅有的图片来看,球弹射手的装弹口位于内置弹匣的尾部,在装弹时,我们首先需要用侧面的滑动式开关将供弹板拉直最后,随后装入弹道球。奇怪的是,即使只有一张概念图,但依然出现了两种载弹量说法,一说为8发,一说为6发。
球弹射手的手柄背侧看起来有一个扳机,如果根据现在的经验来看,其很有可能是加速扳机,这种模式很好的避免了使用开关启动的尴尬。从发射器的主扳机,以及内置弹匣内的弹道球的走向来看,球弹射手的供弹模式并非宙斯的闸门原理,而是采用与现代一般半自动发射器一致的半自动推杆原理。

截止2022年9月,已知最早的发射器造型的电动飞轮式发射器,为2000年发表的属于强力Nerf系列的MP150和无系列归属的电动碟弹发射器(Motorized Disk Launcher·2000)。
MP150也是NERF历史上最早的采用内置弹匣式载弹的电动飞轮式发射器。
MP150采用内置弹匣式载弹,载弹量12发,发射弹道球,半自动发射,采用4节1号电池驱动。
MP150采用三条内置的成弹轮式排列的弹匣载弹,每个弹匣载弹量最大为5发,诚然,发射器推荐载弹量为4发。MP150装弹较为费劲,首先玩家需要将顶部的透明仓盖向前滑动,以漏出装弹口,随后向弹匣1内装入4-5枚弹道球,随后向后拉动并复位发射器右侧的橙色滑块,使得弹匣旋转,使得弹匣2正对装弹口,我们向弹匣2内装入4-5枚弹道球,重复以上操作,直至三条弹匣内均装入弹道球。
从发射器的内构图来看,MP150的三条弹匣共用一个供弹块,在未装弹的前提下,我们可以从发射口清楚的看到其位于飞轮后。这个供弹块与发射器右侧的橙色滑块相连,当拉动橙色滑块后移时,供弹块也会后移,这是必须的设计,因为供弹块会阻止弹轮旋转,只有后移出弹匣,弹轮才能旋转。
MP150旋转弹轮的部件与前辈一致,均为棘轮设计,不过由于拨动杆的的造型原因不会轻易出现形变,所以MP150并没有弹轮旋转不到位的问题出现。
截止2022年9月,MP150是已知最早带有“加速扳机”的发射器,诚然,其并不能成为加速扳机,准确的说是一个加速按钮,位于发射器的左下侧,在右手持握发射器时,左手拇指恰好可以按住按钮。虽然不是加速扳机,但这个加速按钮行使着相同的功能,只有按下加速扳机,主扳机才能被扣下。
MP150的供弹很有意思,不是半自动推杆式,也与竞争者系列的宙斯(Zeus MXV-1200·宙斯发射器·RIVAL·2015)的闸门式不同。我们扣动扳机时,会使得一个位于飞轮后方右侧的白色齿轮旋转,旋转的同时使得一枚弹道球被推入飞轮仓接触飞轮发射,同时阻止下一枚弹道球进入飞轮仓。这种设计很好的实现了MP150半自动发射的模式。
从很多相似的点来看,MP150可以认为是宙斯的前身。
电动碟弹发射器采用弹仓式载弹,载弹量10发,发射老式碟弹,半自动发射,采用2节5号电池驱动。
电动碟弹发射器是历史上第二款使用碟弹的发射器,其发射一种与旋风系列不通用的碟弹。虽然均发射碟弹,但没有证据显示1998年发表的所属于超级系列的超级碟弹射手(SuperMAXX Disc Shooter·SuperMAXX·1998)与本款采用同样的发射物,这说明电动碟弹发射器所发射的可能是NERF历史上独一无二的发射物。
电动碟弹发射器的发射原理很好辨认,其飞轮仓醒目的外露于发射器之外。
发射电动碟弹发射器很简单,打开位于尾部的开关,加速飞轮,扣扳机发射一枚碟弹。
考虑到资料网站没有提及电动碟弹发射器的任何飞轮模式的资料,那么笔者认为这其为电动双飞轮式发射器。这点与后世的所属于旋风系列的雷霆(NITRON·雷霆发射器·vortex·2011)有所不同,如果想让碟弹能够在一定的电压下飞出更远的距离的话,采用雷霆模式使得碟弹旋转飞出是必须的。笔者猜测,电动碟弹发射器采用电动双飞轮式的原因有三点,其一设计师经验不足,其二发射物过软不适合单动力飞轮+辅助飞轮式的这种模式,其三发射器不需要达到太远的射程,三点合一,造成了电动碟弹发射器采用电动双飞轮式的原理。

截止2022年9月,发表于2010年所属于经典系列的老钢炮,为NERF最早的发射柱状软弹的电动飞轮式发射器。
老钢炮采用弹轮式载弹,载弹量10发,发射外置哨音弹,半自动发射,半自动推杆式供弹,采用3节5号电池驱动。
老钢炮的飞轮非常奇特,为了发射弹头比弹身直径粗的外置哨音弹,而有着非常大的间距,这个间距使得钢炮只能发射外置哨音弹等同样大头的软弹,而无法发射弹头与弹身直径相差无几的内置弹。
同时这种飞轮只能接触软弹弹头的设计使得钢炮的射程不佳,这是因为飞轮抓住软弹的时间过短,无法有效的为其加速。为此NERF的设计师为老钢炮的飞轮上设计了与齿锯一样的防滑齿结构,该设计可以使得飞轮更好的抓住外置哨音弹来为其加速。这种防滑齿的设计在柱状软弹发射器中是独一份的,直至2015年的竞争者系列发射器问世,NERF的设计师才大面积的为该系列的发射器使用防滑齿飞轮。
老钢炮没有如同后世的电动飞轮式发射器一样设计加速扳机,其采用一个滑动式的开关来实现对飞轮的控制,向右滑动位于发射器左侧扳机上方的开关,既可以使得飞轮加速。同时,这个开关也是一个扳机锁,在没有滑动打开的前提下,我们无法扣动扳机。
老钢炮的弹轮旋转系统,为与扳机联动的棘轮,万幸的是,由于设计和材质原因,老钢炮并没有出现弹轮旋转不到位所造成的卡弹问题。但实际上,老钢炮同样会出现“卡弹”,诚然,是扳机性的。老钢炮的扳机同时起到波动棘轮使得弹轮旋转,和撬动推杆杠杆使得推杆推弹的作用。但为了能够很好的在连续发射的前提下保证供弹,这两项运动就必须先后进行,无法同步。设计师为了解决这个问题,首先将未旋转状态下的弹轮的发射管与飞轮和推杆形成的直线错开一点,然后使得扳机在扣动时,先使弹轮旋转一定角度使得发射管与直线对其,随后继续扣扳机推动推杆进入发射管推动软弹进入飞轮仓加速,随后我们松开扳机,扳机复位时再使弹轮旋转一定角度,使得发射管与直线错开,为下一轮发射做准备。这种优秀的设计除了解决连续发射和供弹的问题之外,还在一定程度上缩短了扳机的行程,避免出现只有指猴才能使用的尴尬局面。但是老钢炮的扳机行程依旧过长,新手玩家极易出现扳机扣动距离不够长的情况,而这会造成发射器产生卡弹,严重可损坏发射器甚至内部零件。遗憾的是这种问题无法通过改造来杜绝,只能通过自我控制来解决。