Obturación

La obturación es el bloqueo o ajuste necesario del cañón en un arma de fuego o de aire comprimido creado por un proyectil blando deformado. ^{[ 1 ]} Una bala o perdigón hecho de material blando y a menudo con una base cóncava se expandirá bajo el calor y la presión del disparo, llenando el ánima y acoplándose al estriado del cañón . El mecanismo por el cual un proyectil de metal blando de tamaño insuficiente se agranda para llenar el cañón es, para balas de base hueca , la expansión por la presión del gas dentro de la cavidad de la base y, para balas de base sólida, el "upfort" —el acortamiento y engrosamiento combinados que ocurren cuando un objeto de metal maleable es golpeado con fuerza en un extremo.

La obturación en los cartuchos de escopeta (que tienen múltiples perdigones mucho más pequeños que el diámetro del cañón) se logra colocando un taco de plástico o una tarjeta biodegradable del mismo diámetro que el cañón entre la pólvora propulsora y los perdigones.

En un cartucho —como una bala o un proyectil de artillería— la "obturación" se inicia por la acción de una vaina metálica blanda que se presiona hacia afuera contra las paredes de la recámara debido a la alta presión de los gases internos. Esto crea un efecto de autosellado que impide que los gases se filtren por el mecanismo de la recámara. ^{[ 2 ]} La dificultad con las fugas fue uno de los principales obstáculos para la adopción temprana de las armas de fuego de retrocarga , ya que reducía las presiones (y por lo tanto la velocidad) y también creaba peligro o irritación para el tirador. Aunque existieron las primeras armas de retrocarga con cartuchos de papel, la naturaleza autoobturante de los cartuchos metálicos (junto con su impermeabilidad) llevó a su rápida y casi universal adopción, a pesar de su costo mucho mayor, ya que resolvían el problema de las fugas sin requerir un sistema de sellado integrado complejo.

Los proyectiles de artillería dependen de una banda de impulsión —una banda de metal blando integrada en la vaina cerca de su base— para sellar la unión entre el cañón y el proyectil. Cuando la carga propulsora no está encerrada en un cartucho, la recámara debe estar equipada con un mecanismo de obturación, generalmente el obturador de Bange , mediante el cual un cono metálico en la parte frontal del tornillo de la recámara comprime lo que originalmente era un anillo de amianto impregnado de grasa. Este anillo se expande lateralmente contra la pared del cañón y proporciona el sellado de gas necesario.

La obturación en armas de fuego y de aire comprimido es el resultado de la expansión o deformación de una bala o perdigón para ajustarse al ánima del cañón, o, en el caso de un arma de fuego, de la expansión de la vaina de latón para sellar la recámara en el momento del disparo. En el primer caso, esto sella la bala en el ánima y hace que se acople al estriado del cañón . En el segundo caso, sella la vaina en la recámara e impide el retroceso de los gases contra el cerrojo. La delgada vaina de latón sella fácilmente la recámara, incluso en munición de baja presión como la .22 CB , pero para que la bala se expanda o deforme lo suficiente para lograr una obturación efectiva, se requiere la presión necesaria para deformar el material de la bala. La fórmula utilizada para calcular la presión requerida para balas de base sólida es:

Número de dureza Brinell (BHN) de la bala x 9,80665 N/kgf × ^10⁶ mm²/m² = [ N /m² ] = presión en pascales

BHN de la bala x 1422 = presión en libras por pulgada cuadrada ^{[ 3 ]}

El factor de conversión de 1422 se deriva matemáticamente para convertir la presión en kgf/mm² ⁽ las unidades utilizadas para medir BHN) a lbf/in² ⁽ las unidades utilizadas para medir la presión del cartucho). Es decir:

Factor de conversión = 25,4 (mm/in) x 25,4 (mm/in) x 2,2046 (lbf/kgf) ≈ 1.422.

Tenga en cuenta que este número solo debe usarse con balas de plomo fundido de base lisa. No se aplica a balas fundidas con camisa o con base de gas. A continuación se muestra una tabla con diversas aleaciones de balas, el BHN y la presión (PSI) necesaria para expandir la bala hasta el ánima del cañón:

El plomo puro es muy blando y puede expandirse o deformarse por la mayoría de los cartuchos de armas de fuego, pero las presiones requeridas son más altas que las que se encuentran en la mayoría de las armas de aire comprimido. Para permitir la obturación en las armas de aire comprimido, los perdigones utilizan aleaciones blandas o polímeros flexibles ^{[ 4 ]} junto con una base delgada y cóncava diseñada para expandirse más fácilmente. Algunos proyectiles de armas de aire comprimido están compuestos de materiales más duros que las aleaciones blandas en las que se confía tradicionalmente; estos en su lugar suelen utilizar anillos de elastómero capaces de proporcionar una obturación suficiente bajo presión. ^{[ 5 ]} Algunas municiones de armas de fuego, como los slugs Foster y las balas wadcutter de base hueca , también utilizan una base hueca para permitir que la bala se expanda y se adapte a las irregularidades de un cañón, incluso cuando la presión de la recámara cae a medida que la bala viaja por el cañón (ver balística interna ). Por ejemplo, no es raro que los cañones de los revólveres tengan una ligera constricción en el extremo de la recámara donde se enroscan en el armazón del revólver; Una bala de base hueca se expandirá para llenar el diámetro mayor del cañón después de pasar por la constricción.

Para evitar una deformación excesiva en los cartuchos de alta presión para rifles y pistolas magnum , las balas de plomo suelen recubrirse de cobre u otra aleación más dura. Estas balas están diseñadas para comprimirse al salir de la recámara y entrar en el cañón durante el disparo. Esto sella la bala al interior del cañón y se acopla al estriado.

Los mismos principios se aplican a la munición de artillería; los cañones se clasifican tradicionalmente (en países de habla inglesa) como "BL" o "QF" (por " Breechloading " o " Quick Firing "). Los cañones "BL" son del estilo más antiguo y suelen usar propelente almacenado en varias bolsas de tela, cuyo número se puede ajustar para variar el alcance en algunos casos, así como un proyectil separado que se introduce antes de colocar la carga de pólvora en la recámara. Los cañones navales de gran calibre son tradicionalmente del tipo "BL". Al carecer de una vaina para sellar la recámara, estos cañones requieren un mecanismo de cierre complejo y robusto para sellarla de forma segura durante el disparo. Los cañones "QF" fueron un desarrollo posterior, generalmente de calibre pequeño a mediano, y surgieron de la necesidad de cañones de tiro rápido para contrarrestar torpederos y otras amenazas pequeñas y ágiles. Un cañón QF dispara munición con vaina metálica, generalmente con el proyectil fijado a ella, como una sola unidad, al igual que un cartucho de arma de fuego. Esto permite un mecanismo de cierre más sencillo, como un cierre de bloque deslizante, que, junto con la facilidad de manejo y carga de la munición, permite una cadencia de fuego mucho mayor. Los cañones de mayor calibre suelen ser de cierre de bloque deslizante, debido al gran tamaño y peso de la munición, de modo que incluso añadir una vaina metálica aumentaría considerablemente el peso y dificultaría su manejo, aunque el proyectil y la pólvora se cargaran por separado. Sin embargo, ha habido excepciones; algunos cañones navales alemanes durante la Segunda Guerra Mundial utilizaban bolsas de pólvora de tela con una base delgada de latón para obturar la recámara sin añadir demasiado peso, de forma similar a un cartucho de escopeta de plástico moderno con una base de latón fino para el sellado y la extracción.

• Carlos Ragon de Bange
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