Размышления о пружинах.

Основной характеристикой пружины является её жесткость - на какую длину она растягивается (сжимается) под действием нагрузки.
Остальное опускаем.
Жесткость Cf будем измерять в кг/см.
Cf=1кг/см - приложение к пружине силы в 1 кг вызывает её растяжение (сжатие) на 1 см; 2кг - 2см и т.д.
У пружин с прогрессивной характеристикой эта зависимость нелинейная.

Джойстик с пружинами является рычажно-пружинным механизмом.
Примем, что передаточное отношение рычажной системы равно 1, т.е. усилие на конце ручки в 1 кг передается на пружину и вызывает её растяжение (сжатие) на 1 см. Внутреннее трение приблизительно равно 0 (подшипники).

1. Система с двумя пружинами.
Перемещение конца ручки на 1 см вызывает сжатие одной пружины на 1 см и растяжение другой на 1 см.
При преднатяге пружин 5 кг и Cf=1 кг/см
(5+1)-(5-1)=2 кг, т.е. жесткость пружин складывается Cf2=2 кг/см.

2. Система с рычагами.
Преднатяг пружин - 5 кг.
При незначительном отклонении от "0" усилие сразу 5 кг ("ступенька"), при перемещении на 1 см +1 кг=6 кг.
Если зазоров (люфтов) нет, жесткость пружины 2 кг/см, преднатяг пружин приблизительно 0, то характеристики обеих систем будут ОДИНАКОВЫМИ.

3. Система с двумя пружинами.
При "0" положении Рус пружины компенсируют друг друга (-5 кг+5 кг).
При Cf2=2 кг/см отклонение Рус на 1 мм достигается усилием в 200 гр (2 кг/10).
В малогабаритных Рус ручка статически не сбалансирована - тяжелая верхняя от оси вращения часть.
Усилие пружины используется для удержания Рус вертикально.
Отсутствие статической сбалансировки и внутреннее трение не даст точной установки в "0".
При более тяжелой нижней от оси вращения части Рус, он и без пружин будет вставать в "0". Этому будет мешать только внутреннее тренре джоя, а пружины можно использовать для создания нагрузочных характеристик управления.

У резины больше внутреннее трение (работает ещё и как амортизатор), но хуже стабильность характеристик жесткости (со временем растягивается, трескается, сохнет).